Science · · 3 min read
জীবাণুর নিঃসৃত পদার্থ মাটির কার্বনে বড় অবদানকারী হিসেবে উঠে এসেছে
nature.com-এ প্রকাশিত গবেষণায় দেখা গেছে, মৃত কোষের অবশেষের মতোই জীবাণুর কোষবহির্মুখী পদার্থ খনিজ-সংযুক্ত কার্বনের ভাণ্ডারে উল্লেখযোগ্য অবদান রাখতে পারে।
nature.com-এ প্রকাশিত গবেষণায় মাটিতে কার্বন প্রবেশ ও সঞ্চিত থাকার দ্বিতীয় একটি প্রধান জীবাণবিক পথ শনাক্ত হয়েছে। জীবাণু শুধু মৃত কোষের অবশেষের মাধ্যমেই অবদান রাখে না; জীবিত অবস্থায় তারা যে পদার্থ নিঃসরণ করে, সেগুলোও তুলনীয় পরিমাণে কার্বন সরবরাহ করতে পারে এবং একই বা আরও বেশি হারে খনিজ-সংযুক্ত জৈব কার্বনের অংশ হয়ে উঠতে পারে।
চীনের বিভিন্ন কৃষিজমির মাটি নিয়ে করা এক গবেষণা থেকে এই ফল পাওয়া গেছে। গবেষকেরা কোষবহির্মুখী পলিমেরিক পদার্থের উৎপাদন মাপার জন্য একটি আইসোটোপ-অনুসরণ পদ্ধতি তৈরি করেন। এসব পদার্থ জীবাণুর কোষের বাইরে নিঃসৃত হয় এবং এতে শর্করা, প্রোটিন ও অন্যান্য জৈব পলিমারের মিশ্রণ থাকতে পারে। এগুলোর গঠনকে প্রায়ই শ্লেষ্মার মতো বলা হয়, কিন্তু দীর্ঘমেয়াদি মাটির কার্বন সঞ্চয়ে এগুলোর গুরুত্ব মৃত কোষের অবশেষের তুলনায় কম স্পষ্টভাবে পরিমাপ করা হয়েছে।
জীবাণবিক কার্বন চক্রের অনালোচিত অংশ
মাটির জৈব কার্বন আংশিকভাবে উদ্ভিদজাত পদার্থ থেকে গঠিত হলেও, সেই পদার্থ মাটিতে প্রবেশের পর তার কী ঘটে তা নির্ধারণে জীবাণু গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা রাখে। তারা উদ্ভিদজাত কার্বন প্রক্রিয়াজাত করে এবং এর কিছু অংশকে জীবাণবিক কার্বনে রূপান্তরিত করে। এই কার্বন মাটিতে থেকে যেতে পারে এবং জৈব পদার্থের বৃহত্তর ভাণ্ডারের অংশ হয়ে উঠতে পারে।
বিজ্ঞানীরা প্রতিষ্ঠা করেছেন যে কোষীয় অবশেষ—জীবাণুর কোষ মারা গেলে পড়ে থাকা অবশিষ্টাংশ—এই সঞ্চয়ে গুরুত্বপূর্ণ অবদান রাখে। নতুন গবেষণাটি তুলনামূলকভাবে কম-অনুসন্ধান করা একটি প্রশ্নের উত্তর খোঁজে: মৃত্যুর আগে কোষের বাইরে নিঃসৃত জীবাণবিক পদার্থ কতটা কার্বন সরবরাহ করে?
কোষবহির্মুখী পলিমেরিক পদার্থ এই প্রশ্নের একটি উত্তর দেয়। জীবাণু এসব পদার্থ তৈরি করে চারপাশে নিঃসরণ করে, যেখানে সেগুলো মাটির কণা ও খনিজের সঙ্গে মিথস্ক্রিয়া করতে পারে। গবেষণার ফলাফল বলছে, মৃত কোষের মাধ্যমে কার্বন সঞ্চয়ের তুলনায় এই প্রক্রিয়া কোনো সামান্য সংযোজন নয়। জরিপ করা মাটিগুলোতে কোষবহির্মুখী পদার্থের উৎপাদন জীবাণুর কোষীয় অবশেষের উৎপাদনের তুলনীয় ছিল।
গবেষকেরা বিভিন্ন মাটিতে এসব পদার্থের প্রাচুর্য বা উৎপাদন এবং খনিজ-সংযুক্ত জৈব কার্বনের মধ্যে একটি পরিসংখ্যানগত সম্পর্কও খুঁজে পেয়েছেন। এই সম্পর্ক একাই প্রক্রিয়াটির প্রতিটি ধাপ প্রমাণ করে না, তবে এটি জীবাণুর নিঃসরণ এবং স্থায়িত্বের জন্য গুরুত্বপূর্ণ বলে বিবেচিত মাটির কার্বন ভাণ্ডারগুলোর একটির মধ্যে সংযোগের ইঙ্গিত দেয়।
খনিজ-আবদ্ধ ভাণ্ডারে কার্বনের গতিপথ অনুসরণ
কোষবহির্মুখী পথটির পরিমাণ নির্ধারণ করতে গবেষকেরা অক্সিজেন-১৮ মিশ্রিত পানির ওপর ভিত্তি করে একটি পদ্ধতি তৈরি করেন। অক্সিজেন-১৮ হলো এমন এক ধরনের অক্সিজেন, যা জৈবিক প্রক্রিয়ার মধ্য দিয়ে অনুসরণ করা যায়। তাঁরা চীনের কৃষিজমির মাটি নিয়ে দেশব্যাপী একটি জরিপে এই পদ্ধতি ব্যবহার করেন। এর ফলে একটি মাত্র নিয়ন্ত্রিত নমুনার বদলে বহু স্থানে কোষবহির্মুখী পলিমেরিক পদার্থের উৎপাদন মূল্যায়ন করা সম্ভব হয়।
গবেষণায় কার্বন-১৩ দিয়ে চিহ্নিত কার্বন ব্যবহার করে পরীক্ষাগারের ক্ষুদ্র-বাস্তুতন্ত্র পরীক্ষাও করা হয়। এর মাধ্যমে কোষবহির্মুখী পলিমেরিক পদার্থ থেকে উৎপন্ন কার্বনের গতিপথ অনুসরণ করা এবং তা খনিজ-সংযুক্ত জৈব কার্বনের ভাণ্ডারে প্রবেশ করেছে কি না নির্ধারণ করা সম্ভব হয়।
এসব পরীক্ষায় দেখা যায়, জীবাণুর ওই পদার্থ থেকে আসা কার্বন খনিজ-সংযুক্ত ভাণ্ডারে এমন হারে স্থানান্তরিত হয়েছে, যা জীবাণুর কোষীয় অবশেষের ক্ষেত্রে মাপা হারের তুলনীয় এবং কিছু ক্ষেত্রে তার চেয়েও বেশি। এই ফলাফল সেই ধারণাকে আরও জোরালো করে যে জীবাণুর নিঃসরণ মাটির পরিবেশে কেবল সাময়িক পদার্থ নয়। এগুলো খনিজের সঙ্গে যুক্ত কার্বন ভগ্নাংশের অংশ হয়ে উঠতে পারে, যেখানে জৈব পদার্থ এমন এক রূপে সঞ্চিত থাকে যা মাটিতে কার্বন জমার জন্য গুরুত্বপূর্ণ।
কেন এই আবিষ্কার গুরুত্বপূর্ণ
খনিজ-সংযুক্ত জৈব কার্বন মাটিতে কার্বনের অন্যতম প্রধান গন্তব্য। কীভাবে কার্বন এই ভাণ্ডারে পৌঁছায় তা বোঝা গুরুত্বপূর্ণ, কারণ এই পথই নির্ধারণ করে মাটির কার্বনে পরিবর্তনকে গবেষকেরা কীভাবে ব্যাখ্যা করবেন এবং জীবাণুসমাজের প্রভাব কীভাবে মূল্যায়ন করবেন।
এই গবেষণা জীবাণবিক কার্বন প্রক্রিয়াকরণের চিত্রকে আরও বিস্তৃত করেছে। শুধু মৃত কোষের ওপর নজর দিলে জীবিত জীবাণুর নিঃসৃত কার্বন উপেক্ষিত থেকে যাবে, যদিও গবেষণাটি ইঙ্গিত দেয় যে এই কোষবহির্মুখী অবদানও সমান গুরুত্বপূর্ণ হতে পারে। তাই মাটিতে কার্বনের চলাচল ও সঞ্চয়ে জীবাণুসমাজ কীভাবে প্রভাব ফেলে, তা ব্যাখ্যার জন্য এই ফলাফল একটি প্রক্রিয়া তুলে ধরে।
মাটির কার্বন বৈশ্বিক পরিবর্তনে কীভাবে সাড়া দেয়, সে বিষয়ে গবেষণাকে আরও নির্ভুল করতেও এই ফলাফল সাহায্য করতে পারে। জীবাণুর কর্মকাণ্ড পরিবর্তনকারী পরিস্থিতি শুধু কোষীয় অবশেষের গঠনকেই নয়, কোষবহির্মুখী পলিমেরিক পদার্থের নিঃসরণ ও পরিণতিকেও প্রভাবিত করতে পারে। গবেষণাটি কোষবহির্মুখী পথকে কোষীয় অবশেষের বিকল্প হিসেবে উপস্থাপন করেনি। বরং এটি দুটিকেই এমন গুরুত্বপূর্ণ পথ হিসেবে চিহ্নিত করেছে, যার মাধ্যমে জীবাণুর প্রক্রিয়াকরণ খনিজ-সংযুক্ত মাটির কার্বনে অবদান রাখতে পারে।