जैसे-जैसे जलवायु परिवर्तन गर्मी को समुद्र के पानी की गहरी परतों में धकेलता है, वैज्ञानिक समुदाय समुद्री जीवन के नाजुक संतुलन को बिगाड़ने को लेकर चिंतित है। लेकिन एक नए अध्ययन से पता चलता है कि गहरे समुद्र में रहने वाला एक प्रमुख सूक्ष्म जीव-समुद्री नाइट्रिफाइंग जीवाणु नाइट्रोसोपुमिलस मैरिटिमस-शायद चुपचाप इस गर्म, पोषक तत्वों की कमी वाले वातावरण को अपना रहा है।
ग्लोबल वार्मिंग और लगातार समुद्री गर्मी की लहरों के संयुक्त प्रभाव के तहत, वार्मिंग अब समुद्र की सतह तक ही सीमित नहीं है। एक हजार मीटर तक गहरे समुद्र का पानी भी गर्म हो रहा है, जिससे समुद्र के रासायनिक पर्यावरण और पारिस्थितिकी तंत्र में गड़बड़ी की चिंता बढ़ रही है। हालाँकि, अर्बाना-शैंपेन में इलिनोइस विश्वविद्यालय और अन्य संस्थानों की एक शोध टीम ने बताया कि नाइट्रोसोपुमिलस मैरिटिमस जैसे आर्किया, जो लोहे पर निर्भर हैं और अमोनिया को ऑक्सीकरण करके जीवित रहते हैं, उच्च तापमान और कम धातु की आपूर्ति के दोहरे दबाव के अनुकूल होने के लिए अपनी शारीरिक रणनीतियों को समायोजित कर रहे हैं। शोधकर्ताओं का मानना है कि जिस महासागर में गर्मी लगातार बढ़ रही है, वहां वे समुद्री पोषक तत्व वितरण पैटर्न को नया आकार देने में तेजी से महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकते हैं।
प्रासंगिक परिणाम हाल ही में नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज (पीएनएएस) की कार्यवाही में प्रकाशित किए गए थे। नाइट्रोसोपुमिलस मैरिटिमस और इससे संबंधित सूक्ष्मजीव कुल समुद्री माइक्रोबियल प्लवक का लगभग 30% हिस्सा हैं और इन्हें व्यापक रूप से समुद्र के रासायनिक संतुलन को बनाए रखने में प्रमुख खिलाड़ी माना जाता है। समुद्री जल में अमोनिया का ऑक्सीकरण करके, ये आर्किया नाइट्रोजन को विभिन्न रासायनिक रूपों में परिवर्तित करने में शामिल होते हैं, जिससे संपूर्ण माइक्रोबियल प्लवक समुदायों के विकास पर असर पड़ता है, जो समुद्री खाद्य जाल का आधार हैं और समुद्री जैव विविधता के लिए महत्वपूर्ण हैं।
अध्ययन के संबंधित लेखक और अर्बाना-शैंपेन में इलिनोइस विश्वविद्यालय में माइक्रोबायोलॉजी के प्रोफेसर वेई किन ने कहा कि अतीत में, यह आमतौर पर माना जाता था कि 1,000 मीटर से नीचे का समुद्री जल सतह के तापमान के प्रभाव से काफी हद तक "पृथक" था, लेकिन अब यह तेजी से स्पष्ट हो गया है कि गहरे समुद्र में तापमान बढ़ने से इन प्रचुर मात्रा में आर्किया द्वारा लोहे का उपयोग करने का तरीका बदल रहा है। लोहा एक धातु तत्व है जिस पर वे अपनी चयापचय प्रक्रियाओं के लिए अत्यधिक निर्भर होते हैं, और यह परिवर्तन व्यापक समुद्री जैव-रासायनिक प्रक्रियाओं के परिणामों के साथ, गहरे समुद्र में ट्रेस धातुओं की उपलब्धता को और प्रभावित कर सकता है।
वास्तविक समुद्री पर्यावरण के जितना संभव हो उतना करीब होने के लिए, अनुसंधान टीम ने धातु संदूषण के लिए कड़ाई से नियंत्रित प्रयोगात्मक स्थितियों के तहत नाइट्रोसोपुमिलस मैरिटिमस की शुद्ध संस्कृति पर तापमान और लौह एकाग्रता ढाल प्रयोगों की एक श्रृंखला आयोजित की। परिणामों से पता चला कि जब लोहे की आपूर्ति सीमित थी, तो बढ़ते तापमान ने न केवल इस प्रकार के सूक्ष्मजीवों की जीवित रहने की क्षमता को कमजोर नहीं किया, बल्कि इसके बजाय उन्हें लोहे की मांग को कम करने और लोहे के उपयोग की दक्षता में सुधार करने के लिए प्रेरित किया। इससे पता चलता है कि जैसे-जैसे समुद्री जल गर्म होता है और उपलब्ध आयरन कम हो जाता है, नाइट्रोसोपुमिलस मैरिटिमस में "स्व-विनियमन" करने की एक निश्चित क्षमता होती है और यह अधिक संसाधन-बाधित गहरे समुद्र के वातावरण में चयापचय गतिविधियों को बनाए रख सकता है या अनुकूलित भी कर सकता है।
प्रयोगों के आधार पर, टीम ने इन शारीरिक डेटा को सिमुलेशन के लिए वैश्विक महासागर जैव-भू-रासायनिक मॉडल में शामिल करने के लिए लिवरपूल विश्वविद्यालय में समुद्री जैव-भू-रासायनिक मॉडलिंग के विशेषज्ञ एलेसेंड्रो टैगलीब्यू के साथ मिलकर काम किया। सिमुलेशन परिणाम दिखाते हैं कि विशाल लौह-सीमित समुद्री क्षेत्रों में, गहरे समुद्र के पुरातन समुदाय न केवल भविष्य के वार्मिंग परिदृश्यों के तहत "पीछे नहीं हटेंगे", बल्कि समुद्री नाइट्रोजन चक्र और प्राथमिक उत्पादन समर्थन में अपनी भूमिका को बनाए रखने या यहां तक कि मजबूत करने की क्षमता रखेंगे। दूसरे शब्दों में, कई गहरे समुद्र क्षेत्रों में जिन्हें मूल रूप से नाजुक माना जाता था, ये छोटे जीव एक "अनुकूली शक्ति" बन सकते हैं जो समुद्री कार्यों को बनाए रखता है।
यह जांचने के लिए कि क्या प्रयोगशाला के निष्कर्ष वास्तविक महासागर प्रणालियों पर भी लागू होते हैं, दक्षिणी कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय में वैश्विक परिवर्तन जीव विज्ञान के प्रोफेसर, किन वेई और डेविड हचिन्स, इस गर्मी में एक अपतटीय वैज्ञानिक अभियान का सह-नेतृत्व करेंगे। वे अनुसंधान जहाज सिकुलियाक पर सवार होंगे, जो सिएटल से प्रस्थान करेगा, अलास्का की खाड़ी से गुजरेगा, और फिर उपोष्णकटिबंधीय गियर क्षेत्र में नौकायन करेगा, होनोलूलू, हवाई में रुकेगा। कई संस्थानों के बीस वैज्ञानिक जहाज पर ऑन-साइट अवलोकन और नमूनाकरण करेंगे, जो यह आकलन करने पर ध्यान केंद्रित करेंगे कि प्राकृतिक वातावरण में पुरातन समुदाय तापमान और धातु प्रतिबंधों के विभिन्न संयोजनों के तहत कैसे प्रतिक्रिया करते हैं और समायोजित करते हैं।
अनुसंधान दल ने इस बात पर जोर दिया कि यह कार्य न केवल किसी एक प्रजाति की अनुकूलनशीलता की जांच है, बल्कि संपूर्ण महासागर नाइट्रोजन चक्र, ट्रेस धातु चक्र और जलवायु परिवर्तन के संदर्भ में गहरे समुद्र के पारिस्थितिक तंत्र की "लचीलेपन" से भी संबंधित है। यदि नाइट्रोसोपुमिलस मैरिटिमस जैसे प्रमुख सूक्ष्मजीव वास्तव में लौह उपयोग दक्षता बढ़ाने और गर्म गहरे समुद्र के वातावरण में सक्रिय रहने में सक्षम हैं, तो कुछ हद तक वे वार्मिंग के कारण होने वाले कुछ रासायनिक असंतुलन को रोक सकते हैं, जिससे समुद्री पारिस्थितिक तंत्र को समायोजित करने के लिए कीमती समय मिल सकता है। लेकिन वैज्ञानिक यह भी याद दिलाते हैं कि इसका मतलब यह नहीं है कि जलवायु परिवर्तन से होने वाले खतरों को नजरअंदाज किया जा सकता है। ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन पर मानव नियंत्रण अभी भी महासागरों और वैश्विक पारिस्थितिकी प्रणालियों के स्वास्थ्य की रक्षा का मूलभूत साधन है।
रिपोर्टों के अनुसार, शोध को राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन, सिमंस फाउंडेशन, चीन के राष्ट्रीय प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन, अर्बाना-शैंपेन में इलिनोइस विश्वविद्यालय और ओक्लाहोमा विश्वविद्यालय द्वारा संयुक्त रूप से वित्त पोषित किया गया था। अध्ययन के नेताओं में से एक, किन वेई, कार्ल वुथ इंस्टीट्यूट फॉर जीनोमिक बायोलॉजी से भी संबद्ध हैं। संबंधित टीम ने कहा कि वह भविष्य में बढ़ते समुद्र में गहरे समुद्र आर्किया की भूमिका के विकास पथ को और स्पष्ट करने के लिए अधिक समुद्री क्षेत्रों और विभिन्न मौसमों में दीर्घकालिक अवलोकन करने की योजना बना रही है।