উইনোগ্রাডস্কি স্তম্ভ

উইনোগ্রাডস্কি স্তম্ভ বা উইনোগ্রাডস্কি কলাম হল একটি নলের মতো যন্ত্র যা বৈজ্ঞানিক গবেষণার জন্য বিভিন্ন ধরনের অণুজীবের বৃদ্ধির জন্য ব্যবহৃত হয়। এটি লম্বা স্বচ্ছ কাচের বা প্লাস্টিকের বোতল দিয়েও করা যেতে পারে। এই পরীক্ষার নামকরণ করা হয়েছে এর আবিষ্কারক, রাশিয়ার অণুজীববিজ্ঞানী সের্গেই উইনোগ্রাডস্কির নামে, যাকে অণুজীববিদ্যার অন্যতম প্রতিষ্ঠাতা হিসেবে বিবেচনা করা হয়। এই কলামটি বিভিন্ন উপকরণ ব্যবহার করে, যেমন কাদা, সংবাদপত্রের বা কাগজের টুকরো এবং ডিমের কুসুম, যা স্তরে স্তরে সাজানো থাকে এবং টিউবের মধ্যে বিভিন্ন পরিবেশ তৈরি করে। এই পরিবেশগুলি নিম্ন থেকে উচ্চ অক্সিজেন সামগ্রী থেকে শুরু করে নিম্ন থেকে উচ্চ সালফার সামগ্রী পর্যন্ত বিস্তৃত। প্রতিটি পরিবেশ বিভিন্ন ধরনের পুষ্টি সরবরাহ করে যা একটি ভিন্ন ধরনের অণুজীবের বৃদ্ধিকে সমর্থন করে। উইনোগ্রাডস্কি কলাম হল একটি স্বয়ংসম্পূর্ণ বাস্তুতন্ত্র, যেখানে নির্দিষ্ট ব্যাকটেরিয়ার বর্জ্য পণ্যগুলি ডিভাইসের অন্য অংশে ব্যাকটেরিয়ার পুষ্টিতে পরিণত হয়।

পটভূমি
সের্গেই নিকোলায়েভিচ উইনোগ্রাডস্কি ১৮৫৬ সালে রাশিয়ার কিয়েভে জন্মগ্রহণ করেন। আইন এবং ধ্রুপদী পিয়ানো নিয়ে কিছুক্ষণ পড়াশোনা করার পর, তিনি সেন্ট পিটার্সবার্গ বিশ্ববিদ্যালয়ে ভর্তি হন, যেখানে তিনি বিজ্ঞানে স্নাতকোত্তর ডিগ্রি অর্জন করেন। সেখানে থাকাকালীন, তিনি খামিরের বৃদ্ধির বৈশিষ্ট্যগুলি অধ্যয়ন করেন - একটি এককোষী মাইক্রোস্কোপিক ছত্রাক - এবং পর্যবেক্ষণ করেন যে কীভাবে কিছু ব্যাকটেরিয়া সালফারের সাথে রাসায়নিকভাবে বিক্রিয়া করে শক্তি উৎপাদন করে। তার কাজ থেকে, উইনোগ্রাডস্কি কেমোলিথোট্রফি তত্ত্বটি তৈরি করেন, যা হল জীবিত প্রাণীদের দ্বারা শক্তি উৎপন্ন করার জন্য অজীব পদার্থের জারণ। জারণ বলতে রাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে পরমাণু থেকে ইলেকট্রনের ক্ষতি বোঝায়।
১৮৮৮ সালে, উইনোগ্রাডস্কি সুইজারল্যান্ডের জুরিখে অবস্থিত সুইস পলিটেকনিক ইনস্টিটিউটে একটি পদ গ্রহণ করেন, যা তার রাসায়নিক গবেষণাগারের জন্য বিখ্যাত। তার কাজ নাইট্রোজেন যৌগ থেকে শক্তি জারিতকারী অণুজীব, নাইট্রোজেনকে নাইট্রোজেনে রূপান্তরিত করার উপর কেন্দ্রীভূত ছিল। অন্যান্য বিজ্ঞানীরা আবিষ্কার করেছিলেন যে কিছু ব্যাকটেরিয়া বায়ুমণ্ডল থেকে নাইট্রোজেন গ্যাসকে অ্যামোনিয়াতে রূপান্তর করতে সক্ষম। উইনোগ্রাডস্কি লক্ষ্য করেছিলেন যে কিছু ব্যাকটেরিয়া অ্যামোনিয়াকে নাইট্রাইট নামে পরিচিত পদার্থে রূপান্তরিত করে। একটি নাইট্রাইটে একটি নাইট্রোজেন পরমাণু এবং দুটি অক্সিজেন পরমাণু থাকে; এর রাসায়নিক সূত্র হল NO 2। অন্যান্য ব্যাকটেরিয়া তখন নাইট্রাইটকে নাইট্রেটে রূপান্তরিত করে, একটি নাইট্রোজেন এবং তিনটি অক্সিজেন পরমাণু (NO 2 ) সহ একটি পদার্থ। নাইট্রেট উদ্ভিদ দ্বারা পুষ্টি হিসাবে ব্যবহৃত হয় এবং সাধারণত সারে ব্যবহৃত হয়। কিছু নাইট্রেট অন্যান্য ব্যাকটেরিয়া দ্বারা নাইট্রোজেন গ্যাসে রূপান্তরিত হয় এবং বায়ুমণ্ডলে ফিরে আসে। এই প্রক্রিয়াটি নাইট্রোজেন চক্র নামে পরিচিত; উইনোগ্রাডস্কির অগ্রণী কাজ নাইট্রোজেন চক্রে ব্যাকটেরিয়ার ভূমিকা সনাক্ত করতে সহায়তা করেছিল।
তার গবেষণায় আরও স্বীকার করা হয়েছে যে কিছু অণুজীব সূর্যালোকের উপস্থিতি ছাড়াই শক্তির জন্য কার্বন অণু, যেমন কার্বন ডাই অক্সাইড বা মিথেনকে জৈব পদার্থে রূপান্তর করতে পারে। উদ্ভিদ দীর্ঘকাল ধরে সালোকসংশ্লেষণ নামে পরিচিত একটি প্রক্রিয়ার মাধ্যমে শক্তি তৈরি করতে সূর্যালোক ব্যবহার করে বলে জানা গেছে। উইনোগ্রাডস্কি আবিষ্কার করেছিলেন যে কিছু ব্যাকটেরিয়া প্রাকৃতিকভাবে কেবল রাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে জৈব পদার্থ সংশ্লেষণ করতে পারে। তিনি এই প্রক্রিয়াটিকে কেমোসিন্থেসিস বলেছেন।

বিবরণ
তার গবেষণার পরীক্ষার অংশ হিসেবে, উইনোগ্রাডস্কি ১৮৮০-এর দশকে তার নাম ধারণকারী কলাম পরীক্ষাটি তৈরি করেছিলেন। উইনোগ্রাডস্কি কলামটি এমন একটি পরিবেশ তৈরি করেছিল যা মাটি বা কাদা থেকে অণুজীবের বিশাল জনসংখ্যা বৃদ্ধি করতে সক্ষম ছিল। সাধারণত, বৈজ্ঞানিক গবেষণার জন্য প্রকৃতিতে অণুজীবের জনসংখ্যা যথেষ্ট পরিমাণে বৃদ্ধি পায় না। কলামটি মাটিতে ইতিমধ্যে উপস্থিত অণুজীবগুলিকে বৃদ্ধির জন্য সর্বোত্তম পরিস্থিতি প্রদান করেছিল।

একটি উইনোগ্রাডস্কি কলাম যেকোনো লম্বা, স্বচ্ছ পাত্র, যেমন কাচের নল বা বোতল, অথবা একটি পরিষ্কার প্লাস্টিকের বোতল দিয়ে তৈরি করা যেতে পারে। প্রাকৃতিক জলের উৎস থেকে - উদাহরণস্বরূপ, একটি পুকুর বা ঝর্ণা - পরিমাণ মতো কাদা বা ময়লা সংগ্রহ করতে হবে এবং সমস্ত পাথর এবং ডালপালা সরিয়ে ফেলতে হবে। উপাদানগুলির সঠিক পরিমাপের প্রয়োজন নেই, তবে সাধারণভাবে, কলামের নীচের তৃতীয়াংশ ডিমের কুসুম এবং ছিন্নভিন্ন খবরের কাগজের সাথে মিশ্রিত কাদা দিয়ে পূর্ণ করতে হবে। কোনও বায়ু পকেট অপসারণের জন্য কাদার মিশ্রণটি কলামের নীচে প্যাক করতে হবে। কলামের পরবর্তী তৃতীয়াংশ নিয়মিত কাদা দিয়ে পূর্ণ করতে হবে যা কোনও কিছুর সাথে মিশ্রিত হয়নি। একটি ঐচ্ছিক পদ্ধতিতে কাদার স্তরগুলির মধ্যে সীমানা আরও ভালভাবে চিত্রিত করার জন্য স্তরগুলির মধ্যে বালি যোগ করার অনুমতি দেওয়া হয়। কলামের অবশিষ্ট প্রায় অর্ধেক স্থান কাদার একই উৎস থেকে জল দিয়ে উপরে ঢেকে দিতে হবে। তারপর কলামটি সিল করা উচিত বা প্লাস্টিকের মোড়ক বা অ্যালুমিনিয়াম ফয়েল দিয়ে সুরক্ষিতভাবে ঢেকে একটি ভালভাবে আলোকিত জায়গায় স্থাপন করা উচিত।
কলামে প্রথম যে অণুজীবগুলি জন্মাবে তারা সাধারণত অ্যানেরোবিক ব্যাকটেরিয়া হবে—যেসব ব্যাকটেরিয়া বেঁচে থাকার জন্য অক্সিজেনের প্রয়োজন হয় না। তারা খবরের কাগজের সেলুলোজ খাবে, যা কাঠের সজ্জা দিয়ে তৈরি। সেলুলোজ হল উদ্ভিদ এবং গাছের কোষ প্রাচীরে পাওয়া একটি পদার্থ। এই ব্যাকটেরিয়াগুলি কার্বন ডাই অক্সাইড তৈরি করে, যা অন্যান্য ব্যাকটেরিয়ার বৃদ্ধিকে ট্রিগার করবে। কয়েক সপ্তাহ পরে, উইনোগ্রাডস্কি কলামে রঙিন স্তর দিয়ে রেখাযুক্ত হতে শুরু করবে।
কলামের নিচের অংশে অক্সিজেন কম থাকে এবং অ্যানেরোবিক ব্যাকটেরিয়ার বৃদ্ধিতে সহায়তা করে। কলামের উপরের দিকে অক্সিজেনের পরিমাণ বৃদ্ধি পায়, যা অক্সিজেনের প্রয়োজন এমন অ্যারোবিক ব্যাকটেরিয়াকে সমর্থন করে। একই সময়ে, কলামের সালফারের পরিমাণ উপরের দিকে কম থাকে এবং নীচের দিকে বৃদ্ধি পায়। ডিমের কুসুম সালফারের উৎস হিসেবে কাজ করে। সালফার গ্রহণকারী ব্যাকটেরিয়া কলামের নীচে বৃদ্ধি পাবে - এমন একটি পরিবেশ যেখানে অক্সিজেন কম কিন্তু সালফার সমৃদ্ধ। এই জীবগুলি হাইড্রোজেন সালফাইড নামক পদার্থ তৈরি করে, যা উপরের দিকে সবুজ এবং বেগুনি সালফার ব্যাকটেরিয়ার পুষ্টির উৎস হিসেবে কাজ করে।
কলামের মাঝখানে বেগুনি, লাল, কমলা বা বাদামী রঙের রেখা দেখা দিতে পারে, যা ব্যাকটেরিয়ার লক্ষণ, যাদের বেঁচে থাকার জন্য সালফার নয়, কার্বন প্রয়োজন। লাল রেখাগুলি ব্যাকটেরিয়ার উপস্থিতি নির্দেশ করতে পারে যা লোহা জারিত করে এবং মরিচা তৈরি করে। যেহেতু কলামের উপরের অংশটি বেশি অক্সিজেন এবং আলো গ্রহণ করে, তাই শৈবাল এবং সায়ানোব্যাকটেরিয়া সেই অঞ্চলে বৃদ্ধি পেতে থাকে। সায়ানোব্যাকটেরিয়া হল ব্যাকটেরিয়ার একটি পরিবার যারা শক্তি উৎপাদনের জন্য সালোকসংশ্লেষণের উপর নির্ভর করে। কলামের নীচের অংশের অণুজীবগুলি কেমোসিন্থেসিসের উপর নির্ভর করে।
কাদায় উপস্থিত ব্যাকটেরিয়া এবং এর সাথে মিশ্রিত পদার্থের উপর নির্ভর করে কলামের রঙ এবং সীমানা পরিবর্তিত হতে পারে। কিছু পরীক্ষায় কাদার সাথে তরল সার মিশিয়ে কলামের মধ্যে ফসফরাস-খাওয়া ব্যাকটেরিয়া জন্মানো হয়। অন্যান্য ঐচ্ছিক পরিবর্তনের জন্য কার্বন ডাই অক্সাইড তৈরির জন্য অ্যান্টাসিড ট্যাবলেট বা প্রোটিন এবং ক্যালসিয়াম যোগ করার জন্য ফ্যাটবিহীন দুধ যোগ করার প্রয়োজন হতে পারে।

উদ্দেশ্যে
উইনোগ্রাডস্কি কলাম হল অণুজীব চাষের একটি পদ্ধতি, যা সাধারণত অণুজীব বাস্তুবিদ্যা এবং পরিবেশগত অণুজীববিদ্যার গবেষণায় ব্যবহৃত হয়। এটি পলি, মাটি, সালফার এবং কার্বনেটের মতো উপকরণ দিয়ে ভরা একটি কলাম নিয়ে গঠিত, যা বিভিন্ন ধরণের অণুজীবের বৃদ্ধির জন্য আদর্শ পরিস্থিতি প্রদান করে। এই কৌশলটি একটি নির্দিষ্ট পরিবেশে উপস্থিত অণুজীবের মধ্যে বৈচিত্র্য এবং মিথস্ক্রিয়া পর্যবেক্ষণ এবং অধ্যয়নের অনুমতি দেয়, যা অণুজীব বাস্তুবিদ্যা এবং পুষ্টির জৈব-ভূ-রাসায়নিক চক্রাকারে গুরুত্বপূর্ণ অন্তর্দৃষ্টি প্রদান করে।

মজাদার পরীক্ষা

বাচ্চাদের জীবাণু সম্পর্কে শেখানোর জন্য একটি উইনোগ্রাডস্কি কলাম তৈরি করা একটি দুর্দান্ত কার্যকলাপ। এবং এটি মজাদার কারণ আপনি কাদা নিয়ে খেলতে এবং বিভিন্ন উপাদান নিয়ে পরীক্ষা-নিরীক্ষা করতে পারেন। আপনি বিভিন্ন পরামিতি চেষ্টা করার জন্য একাধিক কলাম তৈরি করতে পারেন। একটি কলামে এক স্থান থেকে কাদা থাকতে পারে, এবং অন্য কলামে অন্য স্থান থেকে কাদা থাকতে পারে। আপনি বিভিন্ন জলের উৎস যেমন ঝর্ণা, নদী বা সমুদ্রের জল চেষ্টা করে দেখতে পারেন। দেখুন কীভাবে তাপমাত্রা বা আলোর পরিমাণ পরিবর্তন করলে আপনার একটি কলামের রঙ (অর্থাৎ, কোন জীবাণুগুলি বৃদ্ধি পেতে পারে) পরিবর্তিত হয়।

তবে, এটি আসলে কিছু রঙ তৈরি করতে সপ্তাহ খানেক সময় নেয়। তাই, প্রাথমিকভাবে, এটি কেবল কাদার মতো দেখাবে। কিন্তু তারপর ধীরে ধীরে কিন্তু নিশ্চিতভাবে, 4 থেকে 8 সপ্তাহের মধ্যে, আপনি বিভিন্ন রঙের বিকাশ দেখতে পাবেন, যা ইঙ্গিত দেয় যে আপনার কলামে বিভিন্ন জীবাণু বৃদ্ধি পাচ্ছে। এবং তাই আপনার উইনোগ্রাডস্কি কলামের পরিবর্তন পর্যবেক্ষণ করা মজাদার।

তথ্যসূত্র