लवणजलरागी जीवाणू (Halophilic bacteria)

नेहमीपेक्षा अधिक क्षारयुक्त पाण्यामध्ये जीवंत राहणाऱ्या जीवाणूंना लवणजलरागी जीवाणू (Halophilic bacteria) असे म्हणतात. द्रावणात विरघळलेल्या क्षारांच्या प्रमाणास क्षारता असे म्हणतात. बहुतेक सजीवांमध्ये ते राहत असलेल्या माध्यमांमध्ये किंवा शरीर द्रवामध्ये क्षारांचे प्रमाण स्थिर असते. उदा., गोड्या पाण्यातील सजीव समुद्राच्या पाण्यात किंवा समुद्राच्या पाण्यातील सजीव नदीमध्ये राहू शकत नाहीत. म्हणजेच बहुतेक जीवाणू नेहमीपेक्षा अधिक क्षारता द्रवात जीवित राहू शकत नाहीत; तर काही जीवाणू मात्र अधिक तीव्र क्षारता असलेल्या द्रवातच जगू शकतात. गोड्या पाण्याची सामन्य क्षारता ०.०५%, तर समुद्राच्या पाण्याची सामान्य क्षारता ३.५% असते. या क्षारतेत असंख्य जीवाणू, प्राणी आणि वनस्पती सुस्थितीत राहतात. परंतु, पृथ्वीवर समुद्रापेक्षा अधिक क्षारता असलेली सरोवरे देखील आहेत. अशा सरोवरांमधील पाणी अधिक क्षारतेचे असण्याचे कारण म्हणजे त्या सरोवरांमध्ये गोड्या पाण्याची भर न पडणे किंवा उष्णतेने पाण्याची अधिक वेगाने वाफ होणे, तेथे पाऊस अत्यंत कमी पडणे वगैरे. अशा तीव्र क्षार स्थितीत सुद्धाकाही जीवाणू तग धरून राहतात. अशा सजीवांना लवणजलरागी (क्षारजलरागी) जीवाणू असे म्हणतात.

काही जीवाणू क्षारयुक्त पाण्यात जिवंत राहण्यासाठी पेशीत येणारे क्षार सतत उत्सर्जित करतात; त्यांना क्षाररोधी जीवाणू म्हणतात. लवणजलरागी जीवाणू मात्र पेशीत येणाऱ्या क्षारांचा समतोल राखण्यासाठी त्यांच्या जीवरासायनिक प्रक्रियेत बराच बदल घडवून आणतात. लवणजलरागी जीवाणूंच्या जीवरासायनिक प्रक्रियेत भाग घेणारी प्रथिने, विकरे इत्यादी अधिक क्षार असलेल्या पाण्यातच काम करण्यास विकसित झालेली असतात.

प्राचीन काळापासून लवणजलरागी जीवाणूंसंबंधी काही निरीक्षणे केली गेलेली आहेत. उदा., अधिक क्षारता असलेल्या पाण्यापासून बनवलेल्या मिठाचा तांबडा रंग किंवा अधिक क्षारता असलेले पाणी टाकीत साठवल्यानंतर बाष्पीभवनामुळे त्यातील क्षारांचे प्रमाण वाढल्यास द्रावण गुलाबी रंगाचे होते. तसेच कातडी कमावण्यासाठी अशा पाण्यात भिजवल्यानंतर कातडे लाल गुलाबी रंगाचे होते. मांस किंवा मासे खारवल्यावर ते सुद्धा लाल रंगाचे होत. लवणजलरागी जीवाणू लवणद्रावणात वाढू लागतात तेव्हा त्या लवणाला गुलाबी रंग येऊ लागतो असे कालांतराने सिद्ध झाले.

लवणजलरागी जीवाणूंचे वर्गीकरण द्रावणातील क्षाराच्या प्रमाणावरून ठरते. १.७—४.८ % क्षारतेच्या लवणद्रावणात असणाऱ्या जीवाणूंना सर्वसाधारण लवणजलरागी जीवाणू असे म्हणतात; तर ४.८—२०% क्षारतेच्या लवणद्रावणात असणाऱ्या जीवाणूंना मध्यम लवणजलरागी जीवाणू आणि २०—३०% क्षारतेच्या लवणद्रावणात असणाऱ्या जीवाणूंना तीव्र लवणजलरागी जीवाणू असे म्हणतात.

ग्रेट सॉल्ट लेक (उटाह स्टेट, यू एस), मृत समुद्र (इझ्राएल, जॉर्डन, वेस्ट बॅन्क), मागडी सरोवर (केनिया) येथील पाण्यात लवणजलरागी जीवाणू सापडतात. कारण तेथे क्षारांचे प्रमाण खूप जास्त असते. भारतात महाराष्ट्रातील बुलढाणा जिल्हयातील लोणार येथे उल्कापातामुळे जवळ जवळ ५०,००० वर्षांपूर्वी निर्माण झालेल्या खाऱ्या पाण्याच्या सरोवरातही अनेक लवणजलरागी जीवाणूंच्या प्रजाती सापडल्या आहेत. पश्चिम ऑस्ट्रेलियातील हिलियर सरोवरात (Hillier Lake) ड्यूनालिएल्ला सलिना (Dunaliella salina) हे लवणजलरागी शैवाल आणि इतर लवणजलरागी जीवाणूही आढळतात. त्यामुळे या सरोवराचा रंग गुलाबी दिसतो.

हॅलोबॅक्टेरिया (Halobacteria) : यांचा समावेश तीव्र लवणजलरागी जीवाणू या वर्गात होतो. हॅलोबॅक्टेरियाचे वर्गीकरण पेशीचा आकार, त्यांना जगण्यासाठीची आवश्यक विकरे, क्षारांचे प्रमाण, पेशींच्या भित्तिकेतील मेदाम्लाचे प्रकार व जनुकीय रचना यांवरून करतात. मेटॅजिनॉमिक्स (Metagenomics) या तंत्राचा सध्या वर्गीकरणासाठी उपयोग करण्यात येत असून शास्त्रज्ञांना हॅलोबॅक्टेरिया या वर्गातील बऱ्याच प्रजाती शोधून काढण्यात यश आले आहे.

हॅलोबॅक्टेरियाचा समावेश आद्यजीवाणू (Archaea) या सृष्टीत केला असून हे एकपेशीय जीवाणू आहेत. त्यांचा आकार दंडगोलाकार किंवा गोलाकार असतो. परंतु, यांना खऱ्या जीवाणूचे स्थान दिलेले नाही. पृथ्वीवरील प्रारंभीच्या कोट्यावधी वर्षांपूर्वीच्या अत्यंत विषम स्थितीत राहिलेले हे आद्यजीवाणू आहेत. हॅलोबॅक्टेरिया व आद्यजीवाणू यांतील जीवरासायनिक प्रक्रिया काही प्रमाणात सारख्याच आहेत. त्यांच्यात असलेली प्रथिने आणि विकरे यांवर संशोधन करताना परीक्षण नळीतील मिश्रणात क्षारांचे प्रमाण जास्त ठेवावे लागते. तसेच हॅलोबॅक्टेरियाच्या वृद्धी मिश्रणात कर्बयुक्त पदार्थांच्यापेक्षा नत्रयुक्त अमिनो अम्ल आवश्यक असते. मिश्रणातील क्षार कमी झाल्यास हॅलोबॅक्टेरियाच्या पेशीभित्तिका फुटायला सुरूवात होते. अशा स्थितीत हॅलोबॅक्टेरियाच्या एका पेशीचे विभाजन होऊन दोन पेशी तयार होतात आणि हेच त्यांचे प्रजनन तंत्र असते. ह्या पेशी स्वत: गतिशील असतात. हॅलोबॅक्टेरियाच्या काही प्रजाती ४२^० से.ला देखील वाढू शकतात. हॅलोबॅक्टेरियाच्या जनुकांविषयी बरेच संशोधन झाले आहे. त्यांच्या पेशीतील डीएनए हा बांगडीसारखा गोलाकार असतो. ह्या पेशींचा रंग लाल किवा गुलाबी असून या पेशींमध्येऑक्सिजन साठवण्यासाठी सूक्ष्म पोकळ्या असतात. या सूक्ष्म पोकळ्यांमुळे त्या पेशी पाण्यावर तरंगतात.

*हॅलोबॅक्टेरियम सॅलनॅरियम* (*Halobacterium salinarum*)

हॅलोबॅक्टेरिया असलेल्या पाण्यातील ऑक्सिजनचे प्रमाण कमी झाल्यास त्या पाण्यात बॅक्टेरियोऱ्होडोप्सीन (Bacteriorhodopsin) हे गुलाबी रंगाचे रंगद्रव्य तयार होते. याच्या साहाय्याने या पेशींमध्ये अगदी कमी ऑक्सिजन असतानाही सूर्यप्रकाशापासून ऊर्जा निर्मिती होते. ह्या प्रक्रियेत प्रकाशसंश्लेषणाच्या क्रियेमुळे एटीपी (ATP) ह्या उर्जा साठवून ठेवणाऱ्या रेणूची निर्मिती होते. हॅलोबॅक्टेरियाच्या पेशींच्या आवरणातील बॅक्टेरियोऱ्होडोप्सीन प्रोटॉन पंपासारखे काम करते. सूर्यप्रकाशातील ऊर्जा वापरून केवळ आकारमानात होणाऱ्या बदलांमुळे प्रोटॉनचे पेशीत आवागमन घडून येते आणि नंतर तेथे रासायनिक परासरणी (Chemo-osmotic) या प्रक्रियेपासून एटीपीची निर्मिती होते. हॅलोबॅक्टेरियाच्या पेशीतील बॅक्टेरियोऱ्होडोप्सीनद्वारे होणारी प्रकाशसंश्लेषणाची क्रिया हरीतलवकात होणाऱ्या प्रकाशसंश्लेषणाच्या क्रियेपेक्षा अगदीवेगळी असते. पृथ्वीवरील करोडो वर्षांपूर्वीच्या अतिशय विषम स्थितीत जिवंत राहण्यासाठी त्याकाळच्या ह्या आद्यजीवाणूंनी पेशींमध्ये ऊर्जा निर्मितीसाठी सूर्यप्रकाशाचा उपयोग करण्याची ही प्रक्रिया स्वतंत्रपणे विकसित केलेली असावी.

हॅलोबॅक्टेरियामधून ऱ्होडॉप्सीन (Rhodopsin), कॅरोटीन (Carotene) आणि इतर बरीच विकरे वेगळी करून ती निरनिराळ्या उद्योगांसाठी व औषधांत वापरण्यात येतात. लवणजलरागी सागरी जीवाणू जड धातू व काही विषारी रसायने शोषून घेण्याच्या गुणधर्मामुळे प्रदूषण कमी करण्यासाठी उपयोगी पडतातआणि सर्वांत महत्त्वाचे म्हणजे हॅलोबॅक्टेरियामधील बॅक्टेरियोऱ्होडोप्सीनचा इलेक्ट्रॉनिकी (Electronics) व प्रकाशिकी (Optics) यांमध्ये उपयोग होतो. शिवाय होलोग्राफी (Holography), अब्जांश तंत्रज्ञान (Nanotechnology), कृत्रिम दृष्टीपटल निर्मिती अशा इतर अनेक क्षेत्रांमध्ये त्याचा वापर करण्याबद्दल संशोधन चालू आहे. त्याचप्रमाणे हॅलोबॅक्टेरियाची मंगळावरच्या अतिविषम वातावरणातील प्रथम वसाहतीसाठी निवड करण्यावर संशोधन चालू आहे.

संदर्भ :