photosynthesis એટલેકે પ્રકાશસંશ્લેષણ વિશે હાલમાં એક ખુબજ મહત્વની શોધ થઇ. પ્રકાશસંશ્લેષણ ક્રિયા વિશે આપણે જાણીએ છીએ કે, તે સૂર્યના પ્રકાશને રાસાયણિક ઊર્જા(Chemical energy) માં પરિવર્તિત કરે છે. પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન વનસ્પતિઓ દ્વારા સુગરના ખુબજ જટિલ સંયોજન(compound) બનાવવામાં આવે છે. તમને જાણીને શાયદ! નવાઇ લાગશે કે હાલની તારીખે પણ પ્રકાશસંશ્લેષણ વિશે આપણે ખુબ ઓછું જાણીએ છીએ કેમકે તેનું મિકેનિઝમ ખુબજ પેચીદું છે. જો કે, તેને ઊંડાણપૂર્વક જાણવાની એક કડી હાથ લાગી છે. તો ચાલો તેની ચર્ચા કરીએ....
-
અત્યારસુધી આપણે એવું સમજતા હતાં કે, પ્રકાશસંશ્લેષણની ક્રિયા માટે પૂરક માત્રામાં સૂર્યપ્રકાશની હાજરીની જરૂર હોય છે પરંતુ આ નવી રિસર્ચે આપણને જણાવ્યું કે ઉપરોક્ત બાબત ખોટી છે. પ્રકાશસંશ્લેષણની ક્રિયા માટે ફક્ત એક ફોટોન પણ કાફી છે. કેટલાય દાયકાઓની મથામણ બાદ આજે આપણે પ્રકાશસંશ્લેષણની મૂળભૂત કાર્યપદ્ધતિને સમજવામાં સફળ થયા છીએ. હવે આપણે બખુબી જાણી ગયા છીએ કે, આ ક્રિયામાં ઘણી પરમાણ્વિક(molecular) ફેક્ટરીઓ સામેલ હોય છે જે ફોટોન્સનો ઉપયોગ કરીને કાર્બનડાયોક્સાઇડ અને પાણીને ઘણા પેચીદા સંયોજન(compound) માં રૂપાંતરિત કરે છે(જુઓ નીચેની ઇમેજ).
-
પ્રકાશસંશ્લેષણની ક્રિયાની સમજૂતી આપતો California Academy of Sciences દ્વારા રજૂ કરાયેલ એક લેટેસ્ટ વિડીયો જુઓ(લિંક નીચે મૌજૂદ છે). જેમાં chloroplast ને પ્રકાશસંશ્લેષણની ક્રિયાને શરૂ કરવા માટે ફક્ત એક ફોટોન કઇરીતે કાફી છે તે દર્શાવ્યુ છે. હવે આને આધાર બનાવી કેટલીક એવી જગ્યાએ રિસર્ચ કરવામાં આવી જ્યાં સૂર્યનો પ્રકાશ ખુબજ ઓછો પહોંચતો હતો અથવા લગભગ અંધારું જ રહેતું હતું પરંતુ હેરાનપૂર્ણ વાત એ હતી કે, અહીં પણ પ્રકાશસંશ્લેષણની ક્રિયા થઇ રહી હતી.
https://www.youtube.com/watch?v=Bf-RFPaZeAM
સમગ્ર પ્રક્રિયાને જાણવા માટે વૈજ્ઞાનિકોએ એક પ્રયોગ કર્યો. પ્રયોગમાં તેમણે Rhodobacter Sphaeroides નામક બેક્ટીરિયાના ક્લોરોફિલનો ઉપયોગ કર્યો. આ બેક્ટીરિયાના ક્લોરોફિલનો ઉપયોગ એટલા માટે કરવામાં આવ્યો કેમકે તેના રિએકશનને સારી રીતે કંટ્રોલ કરી શકાય છે. પ્રયોગમાં વૈજ્ઞાનિકોએ એક એવા લેસરનો ઉપયોગ કર્યો જે એક સમયમાં કેવળ એક જ ફોટોનને મુક્ત કરતો હતો. સમગ્ર રિસર્ચની લિંક નીચે મૌજૂદ છે.
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06121-5
આ પ્રયોગ દસ લાખ વખત કરવામાં આવ્યો છતાં રિઝલ્ટ ખુબજ હેરાનપૂર્ણ અને એકસરખું મળ્યું એટલેકે દરવખતે પ્રકાશસંશ્લેષણની ક્રિયા શરૂ થઇ જતી હતી. સમગ્ર વાતની પુષ્ટિ કરવા માટે એક અન્ય રિસર્ચ હાથ ધરવામાં આવી જેની લિંક નીચે મૌજૂદ છે. જેમાં વૈજ્ઞાનિકોએ અમુક અંધકારમય જગ્યાઓના છોડવા ઉપર તેમજ બરફની નીચે લગભગ 160 ફૂટ ઊંડે એવા સેન્સર્સ દાખલ કર્યા જેઓ પ્રકાશને detect કરી શકતાં હતાં.
https://www.nature.com/articles/s41467-024-51636-8
આ બંન્ને પ્રયોગો પાછળનો વૈજ્ઞાનિકોનો ઉદ્દેશ્ય એ જાણવાનો હતો કે, પ્રકાશસંશ્લેષણની ક્રિયા માટે ઓછામાં ઓછો કેટલો પ્રકાશ જોઇએ? તમે માની નહીં શકો પરંતુ 160 ફૂટ ઊંડે મૌજૂદ પ્રકાશની હાજરી આપણને દિવસે અનુભવાતી પ્રકાશની હાજરીની તુલનાએ પચાસ હજાર ગણી ઓછી હતી, છતાં ત્યાં પણ પ્રકાશસંશ્લેષણની ક્રિયા થઇ રહી હતી.
-
હવે આના ફાયદા જોઇએ...ધારોકે આપણને ખબર પડી જાય કે 160 ફૂટ ઊંડે રહેલ શેવાળ(algae)માં એવું કયું જીન મૌજૂદ છે, જે આટલા ઓછા પ્રકાશમાં પણ ખોરાક બનાવી શકે છે, તો આ જીનની મદદ વડે આપણે આપણી ખેતીને બહેતર બનાવી શકીએ છીએ. જો આવું શક્ય બન્યું તો ચંદ્રના પ્રકાશની હાજરીમાં પણ ખેતી થવા માંડશે. આ રિસર્ચ સ્પેસ સાયન્સ માટે પણ મહત્વની છે કેમકે માનવી ચંદ્ર, અન્ય ગ્રહ તેમજ દૂરના ગ્રહોના ચંદ્રો ઉપર પણ વસવાટ કરવાનું વિચારી રહ્યો છે કે જ્યાં સૂર્યપ્રકાશ ખુબજ નહીંવત પ્રમાણમાં ઉપલબ્ધ રહે છે.
