पृथ्वी की सतह के नीचे अनदेखे सूक्ष्म जीवन का साम्राज्य है। ये “इंट्राटेरेस्ट्रियल” ग्रह पर कुछ सबसे कठोर परिस्थितियों में जीवित रहते हैं – और वैज्ञानिक इन रोगाणुओं की तलाश कर रहे हैं।
इस अंश में “अंतर्देशीय: पृथ्वी पर सबसे अजीब जीवन की खोज(प्रिंसटन यूनिवर्सिटी प्रेस, 2025), लेखक करेन जी लॉयडयूनिवर्सिटी ऑफ सदर्न कैलिफोर्निया डॉर्नसाइफ के एक माइक्रोबियल बायोजियोकेमिस्ट, जीवन के बीच विकास के विचार की जांच करते हैं जो सैकड़ों हजारों – यदि लाखों नहीं – वर्षों तक सुप्त अवस्था में जीवित रह सकता है और यह “जागने” के लिए क्या इंतजार कर सकता है।
हजारों वर्षों तक बढ़ना बंद करने के लिए कोई कैसे विकसित हो सकता है? हाल के काम से पता चलता है कि समुद्री समुद्री तलछट की गहराई में दबे रोगाणु शायद ऐसा ही कर रहे होंगे। ऐसे जीवों को इंट्राटेरेस्ट्रियल कहा जा सकता है, ये दुनिया भर में पृथ्वी की पपड़ी के अंदर रहने वाले छोटे सूक्ष्मजीव हैं। इस कठिन विकासवादी प्रश्न का उत्तर देने के लिए, पहले हमें यह सोचना होगा कि ये जीव अपने जीवनकाल में क्या अनुभव करेंगे। ये धीमे जीव एक दिन की लंबाई के बारे में चिंतित नहीं होंगे। वे इतनी गहराई में दबे हुए हैं कि उन्हें सूरज का पता ही नहीं चल पाता। शायद उन्हें मौसम में बदलाव का आभास भी नहीं होगा।
हालाँकि, वे अन्य, लंबी भूवैज्ञानिक लय की परवाह कर सकते हैं: प्लेट टेक्टोनिक्स के माध्यम से समुद्री बेसिनों का खुलना और बंद होना, नई द्वीप श्रृंखलाओं का निर्माण और धंसना, या पृथ्वी की पपड़ी में दरारों के धीमे गठन के कारण नया द्रव प्रवाह। स्कूल में मुझे जो जीव विज्ञान पढ़ाया गया, उसमें इन घटनाओं को किसी व्यक्ति के लिए नहीं, बल्कि किसी प्रजाति के लिए विकासवादी चालक माना गया।
उदाहरण के लिए, डार्विन के फिंच ने चोंच के नए आकार विकसित किए क्योंकि उन्हें खाने के लिए एक विशेष आकार के बीज के साथ एक द्वीप पर अलग कर दिया गया था। यह विकास द्वीप निर्माण के भूवैज्ञानिक समय-सीमा में हुआ, लेकिन यह एक प्रजाति वंश में हुआ, न कि किसी व्यक्तिगत पक्षी में। हालाँकि, हम जानते हैं कि व्यक्ति अपने वातावरण की लय के साथ-साथ बदलने में भी सक्षम हैं। एक व्यक्तिगत आर्कटिक लोमड़ी (लोमड़ी की शिकायत) जब हर वसंत में बर्फ पिघलती है तो फर सफेद से भूरे रंग में बदल जाता है। बहुत से लोग (हालाँकि दुख की बात है, मैं नहीं) हर सुबह अलार्म की सहायता के बिना एक ही समय पर जागते हैं। दैनिक और वार्षिक लय किसी व्यक्ति या जानवर के लिए नज़र रखने के लिए उचित चीज़ों की तरह प्रतीत होती हैं।
हिमयुग, कम। लंबे समय के पैमाने पर बदलाव की आशा करना हास्यास्पद लगता है। यह सुझाव देना मूर्खतापूर्ण होगा कि एक व्यक्तिगत फिंच ने तैरने की क्षमता विकसित कर ली होगी क्योंकि उसे एक सहज अनुमान था कि उसका द्वीप 100,000 वर्षों में समुद्र में समा जाएगा। या कि गोबी रेगिस्तान में एक भृंग केवल तभी प्रजनन कर सकता है जब वह अमेज़ॅन वर्षावन के बीज खाता है क्योंकि यह लाखों साल पहले पैदा हुआ था जब दक्षिण अमेरिका और अफ्रीका एक-दूसरे में बसे थे, और इसके डीएनए ने इसे तब प्रजनन करने का निर्देश दिया जब टेक्टोनिक अंतर फिर से बंद हो गया।
इन परिदृश्यों का जानवरों के लिए कोई मतलब नहीं है, लेकिन ये अंतर्स्थलीय लोगों के लिए उचित हो सकते हैं। एक व्यक्ति जो दस लाख वर्षों तक जीवित रहता है, वह विकासात्मक रूप से द्वीप के धंसने जैसी धीमी गति की चीज़ पर भरोसा करने के लिए उसी तरह से पूर्वनिर्धारित हो सकता है, जैसे कि हम विकासात्मक रूप से कल सूरज उगने की प्रतीक्षा करने के लिए पूर्वनिर्धारित होते हैं। अंतर्स्थलीय जीवों को पूरी तरह से समझने के लिए, हमें इस बात पर पुनर्विचार करना होगा कि विकासवादी संकेत क्या है।
लाखों वर्षों तक जीवित रहना
तथ्य यह है कि जीवित कोशिकाएँ संभवतः बहुत लंबे समय तक गैर-विकास अवस्था में मौजूद रहती हैं, दो महत्वपूर्ण प्रश्न खड़े करती हैं। क्या किसी सूक्ष्म जीव को हजारों वर्षों या उससे अधिक समय तक कोशिका विभाजन से बचने के लिए अनुकूलित किया जा सकता है, बजाय इसके कि यह केवल दुर्घटनावश घटित हो जाए? और, यदि हां, तो विकास उस जीव के लिए कैसे काम करता है जो प्रतीत होता है कि कभी संतान पैदा नहीं करता है?
आइए इस खोज को डार्विनियन विकास के संदर्भ में रखने में मदद करने के लिए, पहले प्रश्न को इस प्रकार बताते हुए निपटें। क्या ये रोगाणु हजारों या लाखों वर्षों तक इस मरे हुए, सुप्त अवस्था में रहने के लिए विकसित रूप से अनुकूलित हैं, या क्या वे सिर्फ इसलिए बने रहते हैं क्योंकि कोशिकाओं को इतने लंबे समय तक जीवित रहने के लिए किसी विशेष अनुकूलन की आवश्यकता नहीं होती है?
मेरे लिए, अनुकूलन के बिना सैकड़ों-हजारों वर्षों तक जीवित रहना असंभव लगता है। इस जीवनशैली का समर्थन करने के लिए बहुत सारे शारीरिक परिवर्तनों की आवश्यकता होती है ताकि यह एक “सामान्य” तेज़-तर्रार जीवन का दुष्प्रभाव बन सके। इसके अलावा, यदि यह जीवनशैली आकस्मिक है, तो उनका मुख्य विकास-सहायक जीवन किसी अन्य वातावरण में घटित होना चाहिए। लेकिन जिस प्रकार के रोगाणु हमें समुद्र तल में मिलते हैं, वे शायद ही कहीं और देखने को मिलते हैं। ऐसा नहीं है कि वे सामान्य समुद्री जल के रोगाणु थे जो ख़ुशी से इधर-उधर तैर रहे थे, विभाजित हो रहे थे और बढ़ रहे थे, जब वे समुद्र तल पर गिर गए और मरना भूल गए।
इसके विपरीत, सूक्ष्मजीवों के इस अत्यधिक विविध समूह में से अधिकांश केवल समुद्री तलछट में ही मौजूद प्रतीत होते हैं। इसे देखते हुए, उन्हें समुद्री तलछट के लिए वैसे ही चुना जा सकता है जैसे तोते वर्षावन में। वास्तव में, हम पाते हैं कि समुद्री तलछट में बढ़ती गहराई पर, सूक्ष्म जीव उपसतह में उपलब्ध सब्सट्रेट के प्रकार के लिए उच्च विशिष्टता वाले एंजाइम बनाते हैं, जिससे पता चलता है कि वे विशेष रूप से इस वातावरण के लिए अनुकूलित हैं।
उपसतह रोगाणुओं में भी ऐसे अनुकूलन होते हैं जो अल्ट्रास्लो चयापचय और कोशिका विभाजन को सक्षम करते हैं। इससे पता चलता है कि वे किसी तरह विकासात्मक रूप से दीर्घकालिक गैर-बढ़ती स्थिति में रहने के लिए तैयार हैं। लेकिन यहां हमें एक समस्या है. डार्विन के प्राकृतिक चयन के सिद्धांत के अनुसार, इन कोशिकाओं को बढ़ना चाहिए और विकसित होने के लिए नई संतान बनानी चाहिए। प्राकृतिक चयन कार्य करता है, क्योंकि प्रजनन के दौरान जीव उत्परिवर्तन का अनुभव करते हैं। और जब किसी जीव में उत्परिवर्तन होता है जो फायदेमंद होता है, तो उत्परिवर्तन जीव की फिटनेस को बढ़ाता है, इसलिए जीव की संतान गैर-उत्परिवर्तित जीवों से प्रतिस्पर्धा करती है, जिसके परिणामस्वरूप उत्परिवर्तन वाली अधिक संतानें होती हैं। ये आगे की पीढ़ियाँ गैर-उत्परिवर्तित वंशावली की तुलना में बेहतर प्रदर्शन करना जारी रखती हैं, और अंततः उत्परिवर्तन पूरी आबादी में फैल जाता है।
वोइला, अनुकूलन प्राकृतिक चयन के माध्यम से हुआ है। लेकिन हम उन आबादी में डार्विनियन विकास के बारे में कैसे सोच सकते हैं जो प्रजनन नहीं करती हैं? आप बच्चे न पैदा करने के लिए कैसे अनुकूलित हो सकते हैं? मुझे नहीं लगता कि जब डार्विन ने योग्यतम की उत्तरजीविता का वर्णन किया था तो उनके दिमाग में गैर-विकास था।
सौभाग्य से, हमारे पास अल्पकालिक मौसमी निष्क्रियता में एक अच्छा मॉडल है। यहां सर्दियों के दौरान निष्क्रियता का विकासवादी लाभ होता है क्योंकि वसंत ऋतु में फिर से विकास के लिए स्थितियां तैयार होने पर निष्क्रिय जीवों की बड़ी आबादी शेष रह जाती है। इस प्रकार ये जीव अन्य जीवों पर हावी हो जाते हैं और वसंत और गर्मियों में संतान की एक बड़ी आबादी के साथ अपने सुप्त जीन को पारित कर सकते हैं।
यह पाठ्यपुस्तक डार्विनियन प्राकृतिक चयन है। आइए उस मॉडल को उस प्रसुप्ति तक विस्तारित करें जो समुद्री तलछट में हजारों वर्षों तक रहती है। हमें एक ऐसी घटना के बारे में सोचना होगा जिसका अंतर्स्थलीय प्राणी संभवतः इंतजार कर रहे होंगे जो उन्हें निष्क्रियता से बाहर निकाल देगा जब वे पृथ्वी की परत में सैकड़ों मीटर गहरे दबे होंगे। यदि हम सर्दियों में मिट्टी में एक निष्क्रिय सूक्ष्म जीव का सामना करते हैं, तो हम मान सकते हैं कि यह गर्मियों में फिर से बढ़ने की प्रतीक्षा कर रहा है। गहराई में दबे हुए समुद्री तलछट वाले जीव के लिए समतुल्य स्थिति क्या है जो हजारों से लाखों वर्षों से निष्क्रिय है?
आइए अपने मस्तिष्क को जीवनकाल के बारे में अपनी अंतर्निहित धारणाओं से मुक्त करने के लिए एक विचार प्रयोग करें। कल्पना कीजिए कि मानव जीवन केवल 24 घंटे तक चलता है। आप आधी रात को पैदा होंगे, नाश्ते के समय अपने माता-पिता के खिलाफ विद्रोह करेंगे, घर बसाएंगे और दोपहर के भोजन से ठीक पहले बच्चे पैदा करेंगे, और रात के खाने के समय सेवानिवृत्ति के शौक के रूप में मछली पकड़ना शुरू कर देंगे। आधी रात तक, आपके प्रियजन, जो स्वयं कुछ ही घंटे पहले पैदा हुए थे, आपके करीब आएँगे और आपका हाथ पकड़ेंगे क्योंकि आप एक दिन की परिपक्व उम्र में शांति से गुजर जाएंगे। यदि हर कोई ऐसा करे, तो एक ही शीत ऋतु में सैकड़ों मानव पीढ़ियाँ आएंगी और चली जाएँगी। उस पूरे समयावधि में, जो मानव इतिहास के एक महत्वपूर्ण हिस्से का प्रतिनिधित्व करेगा, पर्णपाती पेड़ भूरे और बेजान बने रहेंगे।
पेड़ों की स्थायी मृत्यु को एक निर्विवाद तथ्य के रूप में लिया जाएगा, और मेरे जैसे वैज्ञानिक शायद यह समझने के लिए अनुदान लिखेंगे कि पेड़ जीवित हैं या नहीं, यह देखते हुए कि वे बढ़ते नहीं हैं या संतान पैदा नहीं करते हैं। निःसंदेह, यदि आप काफी पीछे तक जाते, तो मनुष्य पतझड़ या यहाँ तक कि गर्मियों में भी मौजूद रहते, लेकिन हो सकता है कि वह इतनी पीढ़ियाँ पहले हो गया हो कि लेखन का एक स्थिर रूप अभी तक आविष्कार नहीं हुआ था।
हम 100-वर्षीय जीवन वाले मनुष्य जानते हैं कि पेड़ गर्मियों के सूरज का लाभ उठाने की प्रतीक्षा कर रहे हैं। लेकिन दिन-जीवन काल के मनुष्य स्तब्ध हो जाएंगे। जब हम उपसतह में जीवन के बारे में सोचते हैं, तो क्या हम एक पेड़ के बारे में विचार करने वाले दिन-जीवन वाले मनुष्यों की तरह हैं? क्या लंबे समय तक जीवित रहने वाले अंतर्देशीय जागने वाले संकेतों की प्रतीक्षा कर रहे हैं जिन्हें हम नहीं पहचानते क्योंकि हमारा जीवन उन्हें देखने के लिए बहुत छोटा है? वैसे भी सैकड़ों-हजारों वर्षों तक जीवित रहने का क्या मतलब है?
जरूर कोई कारण होगा कि ये अंतर्स्थलीय जीव इतने लंबे समय तक टिके रहते हैं। इस बात के प्रमाण हैं कि लंबी अवधि की निष्क्रियता का चयनात्मक लाभ होता है। जब आप प्रयोगशाला को काम करने देते हैं इशरीकिया कोली महीनों या वर्षों तक बिना भोजन के बैठे रहने पर, कई कोशिकाएं लंबी अवधि की निष्क्रियता की स्थिति में चली जाती हैं, जहां वे जीवित रहती हैं और चयापचय करती हैं, लेकिन वे उतनी तेजी से नहीं बढ़ पाती हैं, जितनी तेजी से वे बढ़ती हैं जब आप उन्हें खिलाते हैं। यदि आप इन्हें मिलाते हैं तो यह मृतप्राय हो जाता है ई कोलाई तेजी से बढ़ने वाले एक नए बैच के साथ ई कोलाई और उन दोनों को भूखा रखा, बूढ़े बत्तखों ने प्यारे छोटे युवा ‘अन’ से जीवित दिन की रोशनी छीन ली।
स्थिर चरण (जीएएसपी) में यह वृद्धि लाभ इस बात का रहस्य हो सकता है कि अंतर्स्थलीय प्राणी इतने लंबे समय तक क्यों जीवित रहते हैं। शायद वे किसी ऐसी चीज़ का इंतज़ार कर रहे हैं जो हज़ारों साल बाद घटित होगी ताकि वे नई स्थिति का फ़ायदा उठा सकें। वे भिक्षुओं के रूप में कार्य कर सकते हैं, जो अभाव के आदी हैं जबकि पेटू लोग उनके आसपास मर रहे हैं।
भूवैज्ञानिक समयमान पर जीवन
तो ये सूक्ष्म जीव-भिक्षु किस चीज़ के जागने का इंतज़ार कर रहे हैं? मौसमी चक्र बहुत तेज़ होते हैं। केवल भूवैज्ञानिक प्रक्रियाएँ ही काफी धीमी हैं। उदाहरण के लिए, द्वीप धंसना, बाढ़, सूखा या तूफान अक्सर सौ से हजार साल के चक्र पर होते हैं। पनडुब्बी भूस्खलन, भूकंप, सुनामी और ज्वालामुखी विस्फोट लंबे समय के पैमाने पर सामग्रियों को स्थानांतरित कर सकते हैं, जिससे अंतर्देशीय लोगों को नए खाद्य स्रोतों का पता चलता है जो उन्हें सैकड़ों हजारों वर्षों के बाद निष्क्रियता से बाहर निकालते हैं।
यह कहना अजीब लगता है कि एक सूक्ष्म जीव ज्वालामुखी विस्फोट जैसी कभी-कभार होने वाली किसी चीज़ की प्रतीक्षा करने के लिए अनुकूलित होता है, लेकिन पृथ्वी का इतिहास बताता है कि आप ज्वालामुखी विस्फोटों पर भरोसा कर सकते हैं, जब तक आपके पास उनके लिए प्रतीक्षा करने का समय है।
अगर हम वास्तव में अपनी कल्पना को जंगली बना दें, तो अलग-अलग सूक्ष्मजीव हिमनद चक्र जैसी लंबी अवधि की घटनाओं के लिए अनुकूलित हो सकते हैं, जो हर 30,000 साल में बदलते हैं। या फिर टेक्टोनिक प्लेटों की धीमी गति. जैसे ही मध्य महासागर की चोटियों में नया समुद्री तल उभरता है, मौजूदा समुद्र तल लगातार समुद्र के बीच से दूर धकेला जा रहा है, जैसे कोई व्यक्ति किसी हवाई अड्डे पर चलते रास्ते पर खड़ा हो। अब तक की सबसे धीमी गति वाली रेल दुर्घटना में समुद्र तल अंततः एक महाद्वीप में समा गया। कुछ तलछट और उनमें रहने वाले अंतर्देशीय पदार्थ सबडक्टिंग प्लेट पर खींचे जाएंगे और अंततः तापमान और दबाव में कुचल दिए जाएंगे जो कि सभी जीवन को मार देंगे जैसा कि हम जानते हैं।
यहां तक कि चरमपंथियों के लिए भी, नीचे तक घसीटा जाना निश्चित रूप से एक विकासवादी गतिरोध होगा। हालाँकि, कुछ तलछट जो महाद्वीपीय प्लेटों के नीचे दबने के प्रारंभिक चरण में हैं, ओवरराइडिंग प्लेट में खुलने वाली दरारों और दरारों के माध्यम से वापस आ सकते हैं। इस टकराव के दौरान, समुद्र तल की कुछ तलछटें अभिवृद्धि प्रिज्मों में ऊपर की ओर चली जाती हैं और भूकंप या अन्य प्लेट विकृतियों से उत्पन्न दोष उत्पन्न हो जाते हैं।
क्या यह सब जमा होना, भ्रंश होना और सतह पर गड़गड़ाहट होना वही हो सकता है जिसका अंतर्स्थलवासी इंतजार कर रहे हैं? आइए निहितार्थों पर विचार करें। इसका मतलब यह होगा कि व्यक्तिगत माइक्रोबियल कोशिकाएं जिन्हें हम अपने ड्रिलिंग जहाजों में खींचते हैं, जो निष्क्रिय प्रतीत होती हैं, वे प्लेटों की अल्ट्रास्लो गति के लिए धैर्यपूर्वक इंतजार कर रही हैं ताकि वे एक महाद्वीप में समा जाएं, जहां उन्हें फिर से उभरने और विकास फिर से शुरू करने का मौका मिलता है।
गहरे समुद्री तलछटों में लाखों वर्षों तक प्रतीक्षा करने का विकासवादी भुगतान फिर से ऊपरी समुद्र तल पर लौटना होगा जहां भोजन अधिक पौष्टिक होता है, जिस बिंदु पर सूक्ष्म जीव अपने जीन को भविष्य की पीढ़ियों तक पहुंचाएगा। किसी भी मानक डार्विनियन प्राकृतिक चयन की तरह, जिन व्यक्तियों के पास लाखों वर्षों तक निष्क्रिय रहने के लिए सबसे अच्छा अनुकूलन है, उन्हें सतह पर वापस आने के बाद विकास लाभ होगा, जिससे यह सुनिश्चित होगा कि वे अनुकूलन समुदायों में स्थिर हो जाएंगे। क्या सतह के तलछटों में वापस फेंक दिया जाना गर्मी का एक अंतर्स्थलीय संस्करण है?
से अनुकूलित अंतर्स्थलीय: पृथ्वी पर सबसे अजीब जीवन की खोज. कॉपीराइट © 2025 करेन लॉयड द्वारा। प्रिंसटन यूनिवर्सिटी प्रेस की अनुमति से पुनर्मुद्रित।
