वैज्ञानिकहरूले ‘अस्गार्ड आर्किया’ हुर्काएपछि जटिल जीवनको उत्पत्तिबारे नयाँ संकेत

वैज्ञानिकहरूले अस्गार्ड आर्किया नामक रहस्यमय एककोशीय सूक्ष्मजीवलाई प्रयोगशालामा हुर्काएर अध्ययन गर्न थालेपछि पृथ्वीमा जटिल जीवनको उत्पत्तिबारे नयाँ संकेतहरू फेला पारिरहेका छन्। नर्स पौराणिक कथाका देवताहरूको संसार ‘अस्गार्ड’बाट नाम दिइएका यी आर्किया पहिलोपटक सन् २०१५ मा उत्तर एटलान्टिकको समुद्री सतहको तलबाट संकलन गरिएको अवसादमा भेटिएका थिए।

अस्गार्ड आर्कियाको खोजले युकारियोट अर्थात् प्रोटिस्ट, वनस्पति, जनावर र फङ्गाइजस्ता जटिल जीवहरूको उत्पत्तिबारे वैज्ञानिकहरूको बुझाइ परिवर्तन गर्‍यो। अनुसन्धानले युकारियोटहरू विशेष रूपमा अस्गार्ड समूहका आर्कियासँग नजिकको सम्बन्ध रहेको र सम्भवतः यही वंशबाट विकसित भएको संकेत गरेको छ। त्यसैले धेरै अनुसन्धानकर्ताले अहिले पृथ्वीमा जीवनका दुई मुख्य डोमेन मात्र रहेको मान्छन्, जसमा युकारियोटहरू आर्कियाको एउटा शाखाका रूपमा रहेका छन् भने अर्को डोमेन ब्याक्टेरिया हो।

हालसम्म अस्गार्ड आर्कियाबारे अधिकांश जानकारी वातावरणीय नमुनाबाट प्राप्त डीएनए अध्ययनमार्फत आएको थियो। विश्वका विभिन्न पारिस्थितिक प्रणालीबाट सयौँ अस्गार्ड प्रजातिको आनुवंशिक प्रमाण भेटिए पनि ती अत्यन्तै कम संख्यामा पाइने र निकै बिस्तारै बढ्ने भएकाले प्रयोगशालामा अलग गरेर अध्ययन गर्न कठिन थियो। तर अनुसन्धानकर्ताहरूले वर्षौँको प्रयासपछि केही प्रजातिलाई तुलनात्मक रूपमा स्थिर संस्कृतिका रूपमा हुर्काउन सफल भएका छन्।

पहिलो अस्गार्ड संस्कृतिहरू सन् २०२० र २०२२ मा सार्वजनिक भएका थिए। सन् २०२५ को सुरुदेखि थप चारवटा संस्कृतिबारे जानकारी प्रकाशित भइसकेको छ भने अझै केही अनुसन्धान प्रयोगशालामै अध्ययनका क्रममा छन्। अमेरिकाको मोन्टाना स्टेट युनिभर्सिटी र युनिभर्सिटी अफ टेक्सास एट अस्टिनका अनुसन्धानकर्ताले Skadiarchaeum cthulhuensis लाई समेत हुर्काएर अध्ययन गरिरहेका छन्।

जटिल जीवनको उत्पत्तिसँग सम्बन्ध

युकारियोटिक कोषका प्रमुख विशेषता झिल्लीले घेरिएको केन्द्रक र विशेषीकृत अंगकहरू हुन्। यी संरचनाले डीएनएलाई कोषका अन्य भागबाट अलग राख्ने, जीन अभिव्यक्ति नियन्त्रण गर्ने र विभिन्न जैविक कामलाई छुट्टाछुट्टै स्थानमा सञ्चालन गर्ने क्षमता दिए। माइटोकन्ड्रियाले ठूलो मात्रामा ऊर्जा उत्पादन गर्न सम्भव बनाएपछि कोषहरू अझ ठूला हुँदै गए र बहुकोशीय जीव तथा लैंगिक प्रजननको विकास सम्भव भएको मानिन्छ।

वैज्ञानिकहरूका अनुसार करिब दुई अर्ब वर्षअघि युकारियोट र प्रोक्यारियोटबीचको विभाजनसँग सम्बन्धित महत्वपूर्ण घटना भएको हुन सक्छ। त्यस क्रममा प्राचीन आर्किया कोषले स्वतन्त्र रूपमा बाँचिरहेको ब्याक्टेरियालाई आफ्नोभित्र समेटेको र त्यस ब्याक्टेरियाले पछि माइटोकन्ड्रियाको रूप लिएको मानिन्छ। तर ती दुई सूक्ष्मजीव कसरी भेटिए, उनीहरूले एकअर्कालाई के योगदान दिए र ब्याक्टेरिया कोषभित्र कसरी प्रवेश गर्‍यो भन्ने विषय अझै खुला प्रश्न छन्।

अस्गार्ड आर्कियाको जीनोममा युकारियोटिक कोषमा पाइने ठानिएका विभिन्न प्रोटिनको प्रमाण भेटिएपछि यो रहस्य बुझ्न नयाँ बाटो खुलेको छ। यस्ता ‘युकारियोटिक सिग्नेचर प्रोटिन’ले कोषको संरचना र गतिशीलता कायम राख्ने साइटोस्केलेटन निर्माण, प्रोटिन तथा लिपिडको आवागमन र झिल्ली निर्माण तथा पुनर्संरचनामा भूमिका खेल्ने देखिएको छ।

असामान्य संरचना र ‘टेन्टेकल’

प्रयोगशालामा अस्गार्ड आर्किया हुर्काउन सकेपछि वैज्ञानिकहरूले तिनका शारीरिक संरचना र व्यवहार प्रत्यक्ष अध्ययन गर्न थालेका छन्। यी सूक्ष्मजीवका सबैभन्दा चर्चित विशेषतामध्ये गोलाकार कोषबाट बाहिर निस्किएका टेन्टेकल वा सिङजस्ता साना संरचना हुन्।

माइक्रोबायोलोजिस्ट हिरोयुकी इमाची र मासारु नोबुले जापान एजेन्सी फर मरीन–अर्थ साइन्स एन्ड टेक्नोलोजीमा करिब १२ वर्षसम्म हुर्काएको अस्गार्ड आर्कियामा यस्ता संरचना पहिलोपटक स्पष्ट रूपमा देखेका थिए। पछि सन् २०२० मा उनीहरूले Promethearchaeum syntrophicum नाम दिइएको अस्गार्ड आर्कियाको पहिलो सफल संस्कृति सार्वजनिक गरे। यो सूक्ष्मजीव मिथेन उत्पादन गर्ने अर्को आर्कियासँगको सहजीवी सम्बन्धबिना हुर्कन नसक्ने देखिएको थियो।

अर्को महत्वपूर्ण संस्कृति युनिभर्सिटी अफ भियनाको अनुसन्धान टोलीले स्लोभेनियाको समुद्री तट नजिकको उथलो अवसादबाट संकलित नमुनाबाट करिब छ वर्ष लगाएर हुर्काएको थियो। त्यस संस्कृतिमा अस्गार्ड समूहको Lokiarchaeum ossiferum पनि थियो। उन्नत इमेजिङ प्रविधिबाट अध्ययन गर्दा यसमा युकारियोटिक कोषमा पाइने एक्टिनजस्ता प्रोटिनबाट बनेको साइटोस्केलेटन तथा पछि माइक्रोट्युब्युलसमेत भेटियो।

यस्ता बाहिरी संरचना लगभग सबै अध्ययन गरिएका अस्गार्ड संस्कृतिमा देखिएका छन्। तिनको वास्तविक काम अझै पूर्ण रूपमा स्पष्ट नभए पनि अनुसन्धानकर्ताहरूले ती कोषको गति र अन्य सूक्ष्मजीवसँगको सम्बन्धमा महत्वपूर्ण हुन सक्ने बताएका छन्।

सन् २०२५ को अन्त्यतिर सार्वजनिक गरिएको प्रारम्भिक अनुसन्धानमा Lokiarchaeum ossiferum र अर्को अस्गार्ड प्रजातिले आफ्ना बाहिरी संरचनामा रहेको साइटोस्केलेटनको आकार परिवर्तन गरेर सतहमा घस्रिँदै हिँड्न सक्ने देखाइएको थियो। एक्टिनजस्ता प्रोटिनको गतिविधि रोक्दा कोषको गति पनि रोकिएको थियो।

अर्को अध्ययनमा Margulisarchaeum peptidophilum र Flexarchaeum multiprotrusionis का बाहिरी संरचनाहरू मिथेन उत्पादन गर्ने सहयात्री सूक्ष्मजीवसँग जोडिएको देखियो। यसले ती संरचनाले सहजीवी साझेदारलाई समात्न वा नजिक राख्न सहयोग गर्ने सम्भावना देखाएको छ।

युकारियोटको उत्पत्तिबारे नयाँ परिकल्पना

अस्गार्ड आर्कियाका यी विशेषताले युकारियोटिक जीवन कसरी विकसित भयो भन्ने विषयमा नयाँ परिकल्पनालाई बल दिएका छन्। केही अनुसन्धानकर्ताले अस्गार्डका बाहिरी संरचनाले प्राचीन आर्किया र अर्को सूक्ष्मजीवबीच स्रोत तथा पोषक पदार्थ आदानप्रदानमा भूमिका खेलेको हुन सक्ने बताएका छन्।

‘Inside-out model’ नाम दिइएको एउटा परिकल्पनाअनुसार प्राचीन आर्कियाले यस्ता बाहिरी संरचनाको माध्यमबाट अर्को कोषसँग स्रोत आदानप्रदान गरेको हुन सक्छ। समयसँगै ती संरचना माइटोकन्ड्रियाको पूर्वज बनेको ब्याक्टेरियालाई वरिपरिबाट घेर्ने र अन्ततः कोषभित्र समेट्ने प्रक्रियामा संलग्न भएको हुन सक्ने वैज्ञानिकहरूको धारणा छ।

यद्यपि अस्गार्ड आर्किया र जटिल जीवनबीचको वास्तविक विकासक्रम अझै पूर्ण रूपमा प्रमाणित भइसकेको छैन। अनुसन्धानकर्ताहरूले यी दुर्लभ सूक्ष्मजीवलाई थप समयसम्म प्रयोगशालामा हुर्काएर तिनका संरचना, सहजीवी सम्बन्ध, गति र कोषीय प्रक्रियाको अध्ययन गरिरहेका छन्। नयाँ संस्कृतिहरू प्राप्त हुँदै जाँदा पृथ्वीमा जटिल जीवनको उत्पत्तिसँग जोडिएको करिब दुई अर्ब वर्ष पुरानो रहस्यबारे थप प्रमाण प्राप्त हुने अपेक्षा गरिएको छ।