Crop Production : सागरी शेवाळातील जनुक वाढवेल पिकांचे उत्पादन

Seaweeds Gene Research : कॅलिफोर्निया रिव्हरसाइड विद्यापीठातील संशोधकांनी सागरी शेवाळातील एका वैशिष्ट्यपूर्ण जनुकाचा शोध लावला असून, त्या जनुकामुळे सागरी शेवाळ एका वैशिष्ट्यपूर्ण प्रकारच्या हरितद्रव्य तयार करते. शेवाळातील हे जनुक जमिनीवरील वनस्पतीमध्ये टाकून पाहिले असता त्या वनस्पतींच्या उत्पादनामध्ये मोठ्या प्रमाणात वाढ होत असल्याचे स्पष्ट झाले. हे संशोधन ‘करंट बायोलॉजी’ या संशोधनपत्रिकेमध्ये प्रकाशित करण्यात आले आहे.

सागरी शेवाळामध्ये हरितद्रव्य कसे तयार होते आणि ते कशाप्रकारे तग धरते, याविषयी सखोल अशी मूलद्रव्यीय पातळीवर माहिती प्रथमच उपलब्ध झाली आहे. त्याविषयी माहिती देताना कॅलिफोर्निया रिव्हरसाइड विद्यापीठातील जैवअभियांत्रिकीचे सहायक प्राध्यापक टिंगटिंग झियांग यांनी सांगितले, की आपण श्‍वास घेतलेल्या एकूण ऑक्सिजनच्या अर्ध्याइतका ऑक्सिजन सागरी शेवाळाकडून तयार केला जातो.

ते आकाराने छोटे असूनही, त्यांची संख्या व प्रकाश संश्‍लेषणाचा वेग प्रचंड असल्याने जमिनीवरील झाडांपेक्षाही अधिक ऑक्सिजन ते तयार करतात. त्याच प्रमाणे सागरी अन्नसाखळीतील सर्वांत महत्त्वाचा प्राथमिक घटक असून, लहानापासून मोठ्या माशांपर्यंत अनेक जण त्यावर जगतात. या माशांवर जगणारे सस्तन प्राणी यांची मोठी अन्नसाखळी आहे. ऑक्सिजन निर्मिती आणि अन्न साखळीतील अत्यंत महत्त्वाच्या असलेल्या या शेवाळाची आपल्याला सखोल माहिती उपलब्ध नाही. त्यांच्या जगण्याच्या आणि तग धरण्याच्या एकूणच जैविक आणि जनुकीय प्रक्रियेविषयी अद्याप फारच अल्प माहिती आहे.

कॅलिफोर्निया विद्यापीठामध्ये वेगळ्याच कारणासाठी करण्यात आलेल्या एका प्रयोग आणि अभ्यासामध्ये शेवाळातील हरितद्रव्य तयार करण्याची क्षमता असलेल्या जनुकाचा शोध लागला. मग संशोधकांनी त्याही पुढे जात हेच जनुक तंबाखू पिकांमध्ये घालून त्याचे फायदे कितपत होऊ शकतील, याचाही अंदाज घेतला. तंबाखू पिकातही अधिक प्रमाणात हरितद्रव्याची निर्मिती होऊन उत्पादनामध्ये चांगली वाढ होत असल्याचे दिसून आले.

तंबाखूच्या पानांचे पृष्ठफळ अधिक असल्यामुळे प्रकाश संश्‍लेषणाच्या अभ्यासामध्ये सामान्यतः तंबाखू या वनस्पतीचा वापर केला जातो. हे खरे असले सैद्धांतिक पातळीवर हे जनुक टाकल्यानंतर अन्य कोणत्याही पिकांच्या उत्पादनामध्ये वाढ होणार आहे.

उत्पादनामध्ये वाढ होण्याचे मुख्य कारण म्हणजे या जनुकामुळे ती वनस्पती प्रकाशातील मोठ्या वर्णपटाचे (स्पेक्ट्रम) शोषण करू शकते.

हरितद्रव्याचे तीन प्रकार :

हरितद्रव्य हे एक प्रकारचे रंगद्रव्य असून, प्रकाश संश्‍लेषणाच्या प्रक्रियेमध्ये प्रकाशाच्या साह्याने अन्नाची किंवा रसायनाची निर्मिती करते. सामान्यतः जमिनीवरील वनस्पती या ए आणि बी या दोन प्रकारच्या हरितद्रव्याची निर्मिती करतात. त्याद्वारे प्रकाशाच्या वेगळ्या तरंगलांबीचा प्रकाश शोषला जातो.

तर बहुतांश सागरी शेवाळ आणि केल्प (मोठ्या आकाराचे तपकिरी शेवाळ) हे सी प्रकारच्या हरितद्रव्याची निर्मिती करतात. समुद्रामध्ये प्रकाशातील लाल रंगाचा प्रकाश पाण्यातच शोषला जात असल्यामुळे खाली फक्त हिरव्या आणि निळ्या रंगाचा प्रकाश खालीपर्यंत जातो. पाण्यात अधिक खोलीपर्यंत पोहोचणारा हिरव्या व निळ्या रंगांचा प्रकाशही शेवाळांना त्यांच्या सी प्रकारच्या हरितद्रव्यामुळे शोषता येतो.

संशोधनाचे फायदे :

जैवइंधनाच्या निर्मितीसाठी सागरी शेवाळांवर मोठ्या प्रमाणात संशोधन केले जात आहे. काही सागरी शेवाळही सी हरितद्रव्याऐवजी जमिनीवरील वनस्पतींप्रमाणेच ए आणि बी प्रकारच्या हरितद्रव्यांच्या साह्याने प्रकाश संश्लेषण करतात. अशा शेवाळांमध्ये सी प्रकारच्या हरितद्रव्यांची निर्मिती करणाऱ्या जनुकाची भर घातल्यास त्यांची प्रकाश संश्‍लेषणाची क्षमता वाढू शकेल. परिणामी, या शेवाळाच्या उत्पादनामध्येही मोठ्या प्रमाणात वाढ होईल.

संशोधकांनी या संशोधनातील निष्कर्षांनुसार प्रवाळामध्ये (कोरल) वाढणाऱ्या शेवाळांवर लक्ष केंद्रित केले. कारण ही शेवाळे शर्करेची निर्मिती करून यजमान प्रवाळांना पुरवतात. त्याविषयी माहिती देताना झियांग म्हणाले, की प्रवाळाच्या प्रत्येक वसाहतीमध्ये आढळणाऱ्या शेवाळामुळेच वेगवेगळे रंग विशेषतः तपकिरी रंग येतो. प्रवाळ खराब होण्याचे मुख्य कारण म्हणजे त्यासोबत सहजीवनामध्ये असलेल्या शेवाळांचे झालेले नुकसान होय.

जमिनीवरील पिकांमध्ये या सी प्रकारच्या हरितद्रव्य तयार करणाऱ्या जनुकाचा वापर केल्यास त्यांची प्रकाश संश्लेश्‍लेषण क्षमता वाढेल. त्याचा भविष्यातील अन्नसुरक्षिततेसाठी फायदा होईल, असा दावा रासायनिक अभियांत्रिकीचे प्राध्यापक रॉबर्ट जिंकरसन यांनी केला आहे.

अपघाताने लागला शोध :

शेवाळाच्या प्रकाश संश्‍लेषणाच्या क्षमतेमध्ये झालेली घट ही शेवटी प्रवाळांच्या नाशाचेही कारण बनते. त्यामागील कारणांचा शोध घेण्याच्या उद्देशाने संशोधकांनी प्रायोगिक तत्त्वावर म्युटंट शेवाळाचा वापर केला. या म्युटंट शेवाळाचा रंग पिवळा असून, ते तपकिरी शेवाळाप्रमाणे प्रकाश संश्लेषण करू शकत नाहीत.

मात्र त्या प्रवाळाच्या साह्याने आपली वाढ करून घेतात. सामान्य शेवाळ आणि पिवळ्या शेवाळाच्या जनुकीय विश्लेषण आणि प्रदीर्घ माहितीसाठ्याचा अभ्यास करून सी प्रकारच्या हरितद्रव्यांच्या निर्मितीसाठी कारणीभूत असलेल्या जनुकाचा शोध लावण्यात आला. खरेतर अन्य कारणांसाठी आम्ही म्युटंट तयार केला होता. पण त्यातून अपघाताने हा शोध लागल्याचे झियांग यांनी सांगितले.