सूक्ष्मजीवी पारिस्थितिकी और विविधता

सूक्ष्मजीवी पारिस्थितिकी और विविधता सूक्ष्मजीवों की आश्चर्यजनक विविधता, उनके विकासात्मक संबंधों और जीवमंडल में समुदायों तथा पारिस्थितिक तंत्रों में उनकी भूमिकाओं की जांच करती है।

Definition

सूक्ष्मजीवी पारिस्थितिकी और विविधता सूक्ष्मजीवों की विविधता, उनके विकासात्मक संबंधों और एक-दूसरे के साथ तथा उनके वातावरण के साथ उनकी अंतःक्रियाओं का अध्ययन है।

Scope

यह क्षेत्र आणविक अनुक्रमों के आधार पर जीवन के तीन डोमेन में फ़ाइलोजेनेटिक संगठन; बैक्टीरिया, आर्किया और सूक्ष्मजीवी यूकेरियोट्स की विविधता; आर्किया और एक्सट्रीमोफाइल्स जो कठोर वातावरण में पनपते हैं; सूक्ष्मजीवी समुदायों और बायोफिल्मों की संरचना और कार्य; मेजबान-जुड़े माइक्रोबायोम; और संस्कृति-स्वतंत्र आणविक विधियों को शामिल करता है जो बिना संवर्धित बहुमत को प्रकट करते हैं। यह सूक्ष्मजीवों को जैव-भू-रासायनिक चक्रों और पारिस्थितिकी तंत्र के कार्य की नींव के रूप में प्रस्तुत करता है।

Sub-topics

• आर्किया और एक्सट्रीमोफाइल्स
• सूक्ष्मजीवी समुदाय और बायोफिल्म
• सूक्ष्मजीवी फ़ाइलोजेनी और तीन डोमेन
• माइक्रोबायोम और परपोषी संबंध

Core questions

• सूक्ष्मजीव एक-दूसरे से और अन्य जीवन से कैसे संबंधित हैं?
• सूक्ष्मजीवी जीवन की विशाल विविधता का क्या कारण है?
• सूक्ष्मजीवी समुदाय कैसे एकत्रित होते हैं और कार्य करते हैं?
• आणविक विधियाँ उन सूक्ष्मजीवों को कैसे प्रकट करती हैं जिन्हें संवर्धित नहीं किया जा सकता है?

Key theories

जीवन का त्रि-डोमेन वृक्ष

राइबोसोमल आरएनए अनुक्रमों की तुलना से पता चला कि जीवन तीन डोमेन, बैक्टीरिया, आर्किया और यूकेरिया में विभाजित है, जिसमें आर्किया एक विशिष्ट वंश का निर्माण करता है, जिससे विकासात्मक संबंधों की समझ को नया आकार मिला।

सूक्ष्मजीवी विविधता का आणविक दृष्टिकोण

पर्यावरण से राइबोसोमल आरएनए जीनों के संस्कृति-स्वतंत्र अनुक्रमण से पता चला कि सूक्ष्मजीवी विविधता का एक बड़ा हिस्सा कभी संवर्धित नहीं हुआ था, जिससे सूक्ष्मजीवी जीवन की सीमा और संरचना के अनुमानों में परिवर्तन आया।

Mechanisms

सूक्ष्मजीवों के बीच फ़ाइलोजेनेटिक संबंध संरक्षित आणविक अनुक्रमों, विशेष रूप से राइबोसोमल आरएनए जीनों से अनुमानित होते हैं, जो विकासात्मक कालक्रम के रूप में कार्य करते हैं। संस्कृति-स्वतंत्र विधियाँ इन जीनों को सीधे पर्यावरणीय नमूनों से प्रवर्धित और अनुक्रमित करती हैं, जिससे संवर्धन के बिना समुदाय की संरचना का पता चलता है। समुदायों के भीतर, सूक्ष्मजीव प्रतिस्पर्धा, सहयोग और चयापचय विनिमय के माध्यम से परस्पर क्रिया करते हैं, बायोफिल्म और माइक्रोबायोम जैसे संरचित समूहन में व्यवस्थित होते हैं जो पारिस्थितिकी तंत्र प्रक्रियाओं को संचालित करते हैं।

Clinical relevance

सूक्ष्मजीवी समुदाय कार्बन, नाइट्रोजन, सल्फर और अन्य तत्वों के वैश्विक चक्रण को संचालित करते हैं, मिट्टी की उर्वरता और पानी की गुणवत्ता को बनाए रखते हैं, और मेजबान-जुड़े माइक्रोबायोम बनाते हैं जो पौधों और जानवरों के जीव विज्ञान को प्रभावित करते हैं, जिससे सूक्ष्मजीवी पारिस्थितिकी पर्यावरण विज्ञान, कृषि और स्वास्थ्य-संबंधी अनुसंधान के लिए मौलिक बन जाती है।

History

सूक्ष्मजीवी पारिस्थितिकी की स्थापना उन्नीसवीं सदी के अंत में विनोोग्राडस्की और बेइजेरिंक ने की थी। 1970 के दशक में कार्ल वोज के राइबोसोमल आरएनए अध्ययनों ने जीवन के तीन डोमेन और आर्किया की विशिष्टता का खुलासा किया, और नॉर्मन पेस और अन्य ने बाद में आणविक विधियों का उपयोग करके दिखाया कि प्रकृति में अधिकांश सूक्ष्मजीवी विविधता असंवर्धित रहती है।

Key figures

• Carl Woese
• Norman Pace
• Sergei Winogradsky
• Martinus Beijerinck

Seminal works

• woese1977
• pace1997
• madigan2018

Frequently asked questions

अधिकांश सूक्ष्मजीवों को असंवर्धनीय क्यों कहा जाता है?

प्राकृतिक वातावरण के आणविक सर्वेक्षण प्रयोगशाला में उगाए जा सकने वाले सूक्ष्मजीवी विविधता से कहीं अधिक का पता लगाते हैं, क्योंकि अधिकांश सूक्ष्मजीवों की विशिष्ट या अज्ञात विकास आवश्यकताएं होती हैं। संस्कृति-स्वतंत्र अनुक्रमण इन जीवों को तब भी प्रकट करता है जब उन्हें संवर्धित नहीं किया गया हो।

जीवन के तीन डोमेन क्या हैं?

आणविक अनुक्रम तुलनाओं के आधार पर, जीवन को तीन डोमेन में विभाजित किया गया है: बैक्टीरिया, आर्किया और यूकेरिया। आर्किया प्रोकैरियोट्स हैं जो बैक्टीरिया से अलग एक वंश का निर्माण करते हैं, एक खोज जिसने विकासात्मक संबंधों के विचारों को नया आकार दिया।