संदर्भ

• हाल ही में प्रकाशित दो पेपर जर्नल साइंस एवं  सेल ने एंडोसिम्बायोटिक सिद्धांत में नई रुचि पैदा की है। यह खोज नाइट्रोजन स्थिरीकरण से संबंधित है।

प्रमुख बिन्दु

• गौरतलब है कि उन्नीसवीं सदी में चार्ल्स डार्विन द्वारा प्राकृतिक चयन का सिद्धांत प्रस्तावित किया गया था।
• प्राकृतिक चयन, वह इंजन जो विकास को संचालित करता है, वह है कि प्रजातियाँ अपने पर्यावरण के अनुकूल कैसे अनुकूल होती हैं।
• नव-डार्विनवादी सर्वसम्मति के विपरीत, अमेरिकी विकासवादी जीवविज्ञानी लिन मार्गुलिस का मानना ​​नहीं था कि यादृच्छिक आनुवंशिक उत्परिवर्तन विरासत में मिली भिन्नता का एकमात्र कारण थे। 
• वह सहजीवन नामक एक नया सिद्धांत लेकर आईं जिसे एंडोसिम्बायोटिक सिद्धांत के नाम से भी जानते हैं। 
• यह सिद्धांत बताता है कि माइटोकॉन्ड्रिया और क्लोरोप्लास्ट जैसे अंग, सेलुलर श्वसन और प्रकाश संश्लेषण की साइटें, एक बार मुक्त-जीवित बैक्टीरिया थे जिन्हें बाद में प्राप्तकर्ता कोशिकाओं द्वारा निगला गया था। 
• सहजीवन के सिद्धांत को कड़ी चुनौती दी गई, जिसमें मार्गुलिस की पांडुलिपि भी शामिल थी, जिसे 1967 में द जर्नल ऑफ थियोरेटिकल बायोलॉजी में प्रकाशित होने से पहले 15 अकादमिक पत्रिकाओं ने खारिज कर दिया था। 

एंडोसिम्बायोटिक सिद्धांत के नवीन आयाम

• हाल ही में प्रकाशित दो पेपर जर्नल साइंस एवं  सेल ने एंडोसिम्बायोटिक सिद्धांत में नई रुचि पैदा की है। यह खोज नाइट्रोजन स्थिरीकरण से संबंधित है।
• गौरतलब है कि नाइट्रोजन सभी जीवित जीवों के प्रोटीन और डीएनए में एक प्रमुख घटक है।
• यद्यपि नाइट्रोजन गैस, मात्रा के हिसाब से पृथ्वी के वायुमंडल का लगभग 78% हिस्सा बनाती है, पौधों और जानवरों में ऐसी प्रणाली का अभाव है जो वायुमंडलीय नाइट्रोजन का उपयोग कर सके।
• बैक्टीरिया और आर्किया नाइट्रोजन स्थिरीकरण (या अमोनीकरण) द्वारा वायुमंडलीय नाइट्रोजन गैस को अमोनिया में परिवर्तित करने में मदद करते हैं ताकि नाइट्रोजन को पौधों के लिए उपयोग योग्य बनाया जा सके।
• कई मुक्त-जीवित नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया के विपरीत, फलियां, फैबेसी परिवार के पौधों का एक वर्ग, अपनी जड़ की गांठों में नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया को धारण करते हैं।
• चक्र को पूरा करने के लिए बैक्टीरिया की मदद से अमोनिया को नाइट्राइट और नाइट्रेट (नाइट्रीकरण) में परिवर्तित किया जाता है और फिर वापस वायुमंडलीय नाइट्रोजन (डेनिट्रीकरण) में बदल दिया जाता है।
• समुद्री वातावरण में, पृथ्वी की तरह, बैक्टीरिया और आर्किया भी अमोनीकरण, नाइट्रीकरण और डिनाइट्रीकरण में शामिल होते हैं। 
• माइटोकॉन्ड्रिया और क्लोरोप्लास्ट से परे, वर्तमान खोज समुद्री शैवाल में नाइट्रोजन-फिक्सिंग साइनोबैक्टीरियम की पिछली रिपोर्टों का विस्तार करती है और इसे एक नए ऑर्गेनेल के रूप में स्थापित करती है। 
• इसके अनुसार नया अंगक, नाइट्रोप्लास्ट अपने मेजबान कोशिका के साथ सह-विकसित हुआ।

जैव प्रौद्योगिकी अनुप्रयोग

• नाइट्रोप्लास्ट की वर्तमान खोज के परिणाम का उपयोग स्वतंत्र नाइट्रोजन-फिक्सिंग ऑर्गेनेल के रूप में किया जा सकता है।
• ये कुशलतापूर्वक विकसित होने और नाइट्रोजन को स्थिर करने के लिए पर्याप्त न्यूनतम जीनोम के साथ मेजबान कोशिकाओं और उनके नाइट्रोप्लास्ट की इंजीनियरिंग करना, नाइट्रोजन को ठीक करने के लिए नाइट्रोप्लास्ट और इसके मेजबान जीन को पेश करने के लिए पौधों की कोशिकाओं में नाइट्रोप्लास्ट और ऑर्गेनेल परिवर्तन को शामिल करने के लिए पौधों की कोशिकाओं को नाइट्रोजन स्थिर करना आदि क्रियाओं में भी सहयोगी सिद्ध हो सकते हैं।
• हालाँकि ये सभी प्रक्रियाएं अत्यधिक चुनौतीपूर्ण हैं।

कृषि में इस खोज के निहितार्थ

• पिछली शताब्दी में प्रयोगशाला में नाइट्रोजन और हाइड्रोजन से अमोनिया को संश्लेषित करने की विधि की खोज से कृषि में बदलाव आया। 
• यद्यपि औद्योगिक पैमाने पर उत्पादन की हैबर-बॉश पद्धति ने अमोनिया को उर्वरक के रूप में पेश करके कृषि में क्रांति ला दी, जिससे फसल की उपज कई गुना बढ़ाने में मदद मिली, औद्योगिक अमोनिया उत्पादन अपने कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन के साथ जल और वायु प्रदूषण और जलवायु परिवर्तन में योगदान देता है। 
• वर्तमान खोज औद्योगिक अमोनिया उत्पादन के हानिकारक दुष्प्रभावों से छुटकारा पाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाने की क्षमता रखती है। 

परीक्षापयोगी महत्वपूर्ण तथ्य 

नाइट्रोजन (Nitrogen)

• प्रकार: रासायनिक तत्व 
• प्रतीक: N है। 
• परमाणु क्रमांक: 7
• पृथ्वी के वायुमण्डल में प्रतिशत:  78% 
• गुणधर्म : रंगहीन, गंधहीन, स्वादहीन और अक्रिय गैस
• खोज : 1773 में 
• खोजकर्ता :स्कॉटलैण्ड के वैज्ञनिक डेनियल रदरफोर्ड