উত্তর -পশ্চিম বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষকরা কেবল ফসফরাস “ডুবে” হিসাবে আয়রন অক্সাইডগুলির প্রচলিত দৃষ্টিভঙ্গি সক্রিয়ভাবে উল্টে দিচ্ছেন।
জীবনের জন্য একটি সমালোচনামূলক পুষ্টিকর, মাটির বেশিরভাগ ফসফরাস জৈব – গাছপালা, জীবাণু বা প্রাণীর অবশেষ থেকে। তবে উদ্ভিদের অজৈব ফসফরাস প্রয়োজন – সারে পাওয়া ধরণের – খাবারের জন্য। যদিও গবেষকরা tradition তিহ্যগতভাবে ভাবেন যে কেবল জীবাণু এবং গাছপালা থেকে এনজাইমগুলি জৈব ফসফরাসকে অজৈব আকারে রূপান্তর করতে পারে, উত্তর -পশ্চিমাঞ্চলীয় বিজ্ঞানীরা পূর্বে প্রাকৃতিক মাটিতে আয়রন অক্সাইডগুলি আবিষ্কার করেছিলেন এবং পললগুলি রূপান্তরকে চালিত করতে পারে।
এখন, একটি নতুন গবেষণায়, একই গবেষণা দলটি আবিষ্কার করেছে যে আয়রন অক্সাইডগুলি মূল্যবান সংস্থানগুলির একটি নগণ্য পরিমাণ তৈরি করে না। প্রকৃতপক্ষে, আয়রন অক্সাইডগুলি অবিশ্বাস্যভাবে দক্ষ অনুঘটক – এনজাইমগুলির প্রতিক্রিয়াগুলির সাথে তুলনীয় হারে রূপান্তর চালাতে সক্ষম। আবিষ্কারটি গবেষক এবং শিল্প বিশেষজ্ঞদের ফসফরাস চক্রটি আরও ভালভাবে বুঝতে এবং এর ব্যবহারকে বিশেষত কৃষিক্ষেত্রে অনুকূল করতে সহায়তা করতে পারে।
গবেষণাটি আজ (৪ মার্চ) জার্নালে প্রকাশিত হয়েছিল পরিবেশ বিজ্ঞান ও প্রযুক্তি।
এই গবেষণার নেতৃত্বদানকারী নর্থ -ওয়েস্টার্নের লুডমিলা অ্যারিস্টিল্ড বলেছেন, “ফসফরাস জীবনের সমস্ত ধরণের জন্য প্রয়োজনীয়।” “ডিএনএর মেরুদণ্ডে ফসফেট রয়েছে। সুতরাং, মানুষ সহ পৃথিবীর সমস্ত জীবন ফসফরাসকে সাফল্যের উপর নির্ভর করে That এ কারণেই মাটিতে ফসফরাস বাড়ানোর জন্য আমাদের সার প্রয়োজন।
পরিবেশগত প্রক্রিয়াগুলিতে অর্গানিক্সের ডায়নামিক্সের বিশেষজ্ঞ, অ্যারিস্টিল্ড উত্তর -পশ্চিমের ম্যাককর্মিক স্কুল অফ ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের পরিবেশ প্রকৌশল বিভাগের সহযোগী অধ্যাপক। তিনি সিন্থেটিক বায়োলজি সেন্টার, ন্যানো টেকনোলজির জন্য আন্তর্জাতিক ইনস্টিটিউট এবং পলা এম ট্রায়েনেন্স ইনস্টিটিউট ফর টেকসইতা এবং জ্বালানি ইনস্টিটিউটের সদস্যও। জেড বেসিনস্কি, একজন পিএইচডি। অ্যারিস্টিল্ডের পরীক্ষাগারে শিক্ষার্থী, কাগজের প্রথম লেখক। অন্যান্য পিএইচডি অ্যারিস্টিল্ডের দলে শিক্ষার্থী এবং পোস্টডক্টোরাল গবেষকরা এই কাজে অবদান রেখেছিলেন।
ফসফরাস অ্যাক্সেসের পথ
কয়েক শতাব্দী ধরে, কৃষকরা ফসলের ফলন উন্নত করতে তাদের ক্ষেত্রগুলিতে ফসফরাস যুক্ত করেছে। এটি কেবল ফসলের গুণমানকেই উন্নত করে না, ফসফরাস শিকড় এবং বীজ গঠনের প্রচার করে। গাছপালা আক্ষরিক অর্থে এটি ছাড়া বাঁচতে পারে না।
তবে একটি ধরা আছে। উদ্ভিদগুলি এর সহজতম, সর্বাধিক সহজেই উপলভ্য আকারে ফসফরাস ব্যবহার করতে বিকশিত হয়েছে: অজৈব ফসফরাস। অজৈব ফসফরাস হ’ল একটি ব্যবহারের জন্য প্রস্তুত অণুর মতো যা গাছপালা সহজেই তাদের বিপাকের সাথে গ্রাস করতে এবং অন্তর্ভুক্ত করতে পারে। পরিবেশের বেশিরভাগ ফসফরাস অবশ্য জৈব, যার অর্থ এটি কার্বন পরমাণুর সাথে আবদ্ধ। এই ফসফরাস অ্যাক্সেস করতে, গাছপালা জৈব ফসফরাসগুলিতে বন্ডগুলি ভাঙ্গতে এবং ব্যবহারযোগ্য অজৈব রূপটি প্রকাশ করতে জীবাণু দ্বারা গোপন করা তাদের নিজস্ব লুকানো এনজাইম বা এনজাইমগুলির উপর নির্ভর করে।
পূর্ববর্তী কাজগুলিতে, অ্যারিস্টিল্ডের দলটি আবিষ্কার করেছে যে এনজাইমগুলি কেবলমাত্র যানবাহন নয় যা এই প্রয়োজনীয় রূপান্তরটি সম্পাদন করতে পারে। প্রাকৃতিকভাবে মাটি এবং পললগুলিতে ঘটে যাওয়া, আয়রন অক্সাইডগুলিও এমন প্রতিক্রিয়া সম্পাদন করতে পারে যা জৈব ফসফরাসকে অজৈব রূপ তৈরি করতে রূপান্তর করে।
কত এবং কত দ্রুত?
আয়রন অক্সাইডগুলি ফসফরাস অ্যাক্সেসের জন্য উদ্ভিদগুলির জন্য আরও একটি পথ সরবরাহ করে তা প্রমাণ করার পরে, অ্যারিস্টিল্ডে এবং তার দল এই অনুঘটক রূপান্তরটির হার এবং দক্ষতা বোঝার চেষ্টা করেছিল।
“আয়রন অক্সাইডগুলি ফসফরাসকে ফাঁদে ফেলেছে কারণ তাদের বিভিন্ন চার্জ রয়েছে,” অ্যারিস্টিল্ড বলেছেন। “আয়রন অক্সাইডগুলি ইতিবাচকভাবে চার্জ করা হয়, এবং ফসফরাসকে নেতিবাচকভাবে চার্জ করা হয়। এর কারণে আপনি যে কোনও জায়গায় ফসফরাস খুঁজে পাবেন, আপনি এটি আয়রন অক্সাইডের সাথে যুক্ত দেখতে পাবেন। আমাদের পূর্ববর্তী গবেষণায় আমরা দেখিয়েছি যে আয়রন অক্সাইডগুলি ফসফরাসকে ক্লিভ করার জন্য অনুঘটক হিসাবে পরিবেশন করতে পারে Next পরে, আমরা জানতে চেয়েছিলাম যে তারা কতটা ক্লিভ করতে পারে এবং কীভাবে দ্রুত।”
এই প্রশ্নটি অন্বেষণ করতে, গবেষকরা তিনটি সাধারণ ধরণের আয়রন অক্সাইডগুলি তদন্ত করেছিলেন: গোথাইট, হেমাটাইট এবং ফেরিহাইড্রাইট। উন্নত বিশ্লেষণাত্মক কৌশলগুলি ব্যবহার করে, অ্যারিস্টিল্ড এবং তার দল এই আয়রন অক্সাইড এবং রাইবোনুক্লিওটাইডগুলির বিভিন্ন কাঠামোর মধ্যে মিথস্ক্রিয়া অধ্যয়ন করেছিল, যা আরএনএ এবং ডিএনএর বিল্ডিং ব্লক। তাদের একাধিক পরীক্ষায়, অ্যারিস্টিল্ডের দল আশেপাশের সমাধান এবং আয়রন অক্সাইডের পৃষ্ঠে উভয়ই অজৈব ফসফরাস সন্ধান করেছিল। একটি নির্দিষ্ট সময়ের মধ্যে এবং রাইবোনুক্লিয়োটাইডগুলির বিভিন্ন ঘনত্বের সাথে পরীক্ষাগুলি চালিয়ে, দলটি প্রতিক্রিয়ার হার এবং দক্ষতা নির্ধারণ করে।
“আমরা উপসংহারে পৌঁছেছি যে আয়রন অক্সাইডগুলি ‘অনুঘটক ফাঁদ’ কারণ তারা জৈব যৌগগুলি থেকে ফসফেট অপসারণের প্রতিক্রিয়াটিকে অনুঘটক করে তবে খনিজ পৃষ্ঠের ফসফেট পণ্যটি আটকে দেয়,” অ্যারিস্টিল্ড বলেছিলেন। “এনজাইমগুলি পণ্যটিকে ফাঁদে ফেলে না; এগুলি সমস্ত কিছু সরবরাহ করে We
দলটি আবিষ্কার করেছে যে প্রতিটি ধরণের আয়রন অক্সাইড রিবোনুক্লিওটাইডস থেকে ফসফরাস ক্লিভ করার জন্য বিভিন্ন ডিগ্রি অনুঘটক ক্রিয়াকলাপ প্রদর্শন করে। যদিও গোথাইট তিনটি ফসফরাসযুক্ত রাইবোনুক্লিয়োটাইডগুলির সাথে আরও দক্ষ ছিল, হেমাটাইট একটি ফসফরাসযুক্ত রাইবোনুক্লিয়োটাইডগুলির সাথে আরও দক্ষ ছিল। হেমাটাইট মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের মধ্য -পশ্চিমাঞ্চলে পাওয়া যায়, যখন গোথাইটটি সাধারণত দক্ষিণ আমেরিকা যুক্তরাষ্ট্র এবং দক্ষিণ আমেরিকার মাটিতে পাওয়া যায়।
পরবর্তী কি
এরপরে, অ্যারিস্টিল্ডের দলটি বোঝার চেষ্টা করবে যে কেন বিভিন্ন আয়রন অক্সাইডের ক্যাটালাইসিস প্রক্রিয়াটির জন্য আলাদা দক্ষতা রয়েছে এবং কীভাবে গোথাইট ফসফেটটি প্রকাশ করতে সক্ষম হয় তবে ফেরিহাইড্রাইট এবং হেমাটাইট সমস্ত উত্পাদিত ফসফেট ফাঁদে ফেলেছে। যদিও গবেষকরা প্রাথমিকভাবে অনুমান করেছিলেন যে ফসফরাস যৌগিকগুলির পৃষ্ঠের কাঠামোটি ভূমিকা পালন করবে, তারা একটি পরিষ্কার প্রবণতা খুঁজে পায়নি। এখন, তারা মনে করেন খনিজটির রসায়ন নিজেই এর সাফল্যের পিছনে গোপনীয়তা হতে পারে।
যেহেতু ফসফরাস একটি সীমাবদ্ধ সংস্থান – কেবলমাত্র মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র, মরক্কো এবং চীনে পাওয়া ফসফেট রক থেকে খনন করা – এর সরবরাহ হ্রাস পাচ্ছে। কৃষকরা এবং গবেষকরা আশঙ্কা করছেন যে ফসফরাস শেষ পর্যন্ত এত ব্যয়বহুল হয়ে উঠবে যে এটি সামগ্রিক খাদ্য ব্যয় বাড়িয়ে তুলবে, বেসিক স্ট্যাপলগুলিকে অপ্রয়োজনীয় করে তুলবে।
আটকে থাকা জৈব ফসফরাসকে জৈব উপলভ্য অজৈব ফসফরাসে রূপান্তর করার নতুন উপায় সন্ধান করা, তাই বিশ্বব্যাপী খাদ্য সরবরাহের জন্য অতীব গুরুত্বপূর্ণ।
অ্যারিস্টিল্ড বলেছেন, “আমাদের কাজটি ফসফরাসকে পুনর্ব্যবহার করার উপায় হিসাবে সিন্থেটিক অনুঘটককে ডিজাইন ও ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের জন্য একটি পদক্ষেপ সরবরাহ করছে।” “আমরা প্রাকৃতিকভাবে ঘটছে এমন একটি প্রতিক্রিয়া উন্মোচিত করেছি। স্বপ্নটি আমাদের খাদ্য সুরক্ষার জন্য সার উত্পাদনে অবদান রাখার জন্য অনুঘটকদের তৈরি করার উপায় হিসাবে আমাদের অনুসন্ধানগুলি উপার্জন করা হবে।”