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ब्राउन शैवाल के विकास से जैव ईंधन को बड़ी मदद मिली है

जब आप शैवाल के बारे में सोचते हैं, तो आप कल्पना कर सकते हैं कि चमकीले हरे रंग की किस्में एक धारा में लहराती हैं या झीलों पर नीले-हरे रंग के खिलते हैं।

हालांकि, इन जटिल जलीय जीवों में से अधिकांश जो ऊर्जा के लिए सूर्य के प्रकाश का आदान-प्रदान करते हैं, वे भूरे रंग के होते हैं, जैसे कि आर्कटिक क्षेत्रों में या कैलिफोर्निया के तट पर देखे जाने वाले समुद्री शैवाल के विशाल जंगल।

भूरे रंग के शैवाल की विकासवादी उत्पत्ति

(फोटो: मिहाली कोल्स/अनस्प्लाश)

भूरे रंग के शैवाल भूरे (और इसलिए कम आकर्षक) होते हैं क्योंकि उन्होंने वर्णक का एक अनूठा संग्रह विकसित किया है जो हरे पौधों और शैवाल की तुलना में प्रकाश संश्लेषण के लिए अधिक प्रकाश को अवशोषित करता है। साइंस डेली.

नतीजतन, भूरे रंग के शैवाल पृथ्वी पर जीवन के लिए महत्वपूर्ण हैं, जिससे 20% ऑक्सीजन मनुष्य सांस लेते हैं।

वैज्ञानिकों ने अभी तक उन आणविक मार्गों का पता नहीं लगाया है जो इन भूरे शैवाल को सूर्य के प्रकाश को ऊर्जा में बदलने में सक्षम बनाते हैं।

कोलोराडो स्टेट यूनिवर्सिटी के जीवविज्ञानी, जर्मनी और चीन के शोधकर्ताओं के सहयोग से, विकासवादी पथों में नई अंतर्दृष्टि का खुलासा किया है, इन शैवाल ने अपने असामान्य भूरे रंग के रंगद्रव्य को फूकोक्सैंथिन के रूप में जाना।

Fucoxanthin का उपयोग न्यूट्रास्यूटिकल्स और फार्मास्यूटिकल्स में किया जाता है।

फूकोक्सैंथिन ने पिछले दशक के दौरान न्यूट्रास्युटिकल और औषधीय उपयोगों में लोकप्रियता हासिल की है।

150 साल पहले विद्वानों के साहित्य में पहली बार रिपोर्ट किए जाने के बाद 1960 के दशक में फ्यूकोक्सैंथिन की आणविक संरचना की खोज की गई थी।

यह अज्ञात था कि शैवाल ने इस प्राकृतिक पदार्थ का उत्पादन कैसे किया।

यह जैव रासायनिक निर्माण मार्ग जटिल साबित हुआ; शोधकर्ताओं ने पीएनएएस में प्रदर्शित किया कि भूरे रंग के रंगद्रव्य फ्यूकोक्सैंथिन प्राचीन जीनों के दोहराव के माध्यम से विकसित हुए जो फोटोप्रोटेक्टिव रंगद्रव्य उत्पन्न करते हैं।

इन जीन प्रतियों में से कुछ ने मार्ग के साथ तेजी से परिष्कृत भूमिकाएं विकसित कीं, जिससे अतिरिक्त वर्णक के निर्माण की अनुमति मिली जो प्रकाश संश्लेषण के लिए विशेष रूप से उपयुक्त हो गए।

“ये शैवाल मिश्रण और मिलान करने में सक्षम हैं, फिर अपने सेलुलर मशीनरी को उन तरीकों से प्रकाश एकत्र करने के लिए पुन: प्रोग्राम करते हैं जो स्थलीय पौधों ने नहीं किया है, ” पीयर ने समझाया।

नई खोज भविष्य के अनुसंधान के लिए एक समृद्ध ढांचा प्रदान करती है जो भूरे रंग के वर्णक की असाधारण प्रकाश-कटाई दक्षता को अन्य प्राणियों या उद्देश्यों में स्थानांतरित करने की अनुमति दे सकती है।

उदाहरण के लिए, यह समझना कि भूरे शैवाल की उत्पत्ति कैसे हुई, वैज्ञानिकों को विभिन्न प्रकार के स्वास्थ्य उद्देश्यों के लिए फ्यूकोक्सैंथिन वर्णक को न्यूट्रास्युटिकल के रूप में बेहतर ढंग से समझने में मदद मिल सकती है।

जैव ईंधन अनुसंधान में, सेल में इस वर्णक की मात्रा को बदलने का तरीका सीखने से अधिक प्रकाश संश्लेषक दक्षता हो सकती है, जिससे पारंपरिक ईंधन के समान प्रकाश, भूमि और श्रम के साथ बड़ी मात्रा में जैव ईंधन के उत्पादन की अनुमति मिलती है।

यह भी पढ़ें: एल्जेनॉल का शैवाल-आधारित जैव ईंधन: अक्षय ऊर्जा में अगली पीढ़ी (वीडियो)

शैवाल का उपयोग करके जैव ईंधन उत्पादन

कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन और लिपिड/प्राकृतिक तेल शैवाल बायोमास के तीन प्राथमिक घटक हैं।

चूंकि माइक्रोएल्गे द्वारा उत्पादित अधिकांश प्राकृतिक तेल ट्राइसिलग्लिसरॉल है, जो बायोडीजल के निर्माण के लिए सही प्रकार का तेल है, शैवाल-से-बायोडीजल क्षेत्र में माइक्रोएल्गे विशेष जोर देते हैं।

बायोडीजल के अलावा अन्य विभिन्न तरीकों से ऊर्जा बनाने के लिए माइक्रोएल्गे का उपयोग किया जा सकता है।

विशेष रूप से बढ़ती परिस्थितियों में, शैवाल की कई प्रजातियां निम्नलिखित के अनुसार हाइड्रोजन गैस बना सकती हैं कृषि ऊर्जा.

शैवाल बायोमास को लकड़ी की तरह जलाया जा सकता है या मीथेन बायोगैस का उत्पादन करने के लिए अवायवीय रूप से पचाया जा सकता है, जिसका उपयोग गर्मी और बिजली उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है।

शैवाल बायोमास से कच्चे जैव-तेल का उत्पादन करने के लिए पायरोलिसिस का भी उपयोग किया जा सकता है।

अधिकांश सूक्ष्मजीव विशेष रूप से प्रकाश संश्लेषक होते हैं, जिसका अर्थ है कि उन्हें ऊर्जा और कार्बन स्रोतों के रूप में प्रकाश और कार्बन डाइऑक्साइड की आवश्यकता होती है।

इस संस्कृति मोड को आमतौर पर फोटोऑटोट्रॉफ़िक के रूप में जाना जाता है।

दूसरी ओर, कुछ शैवाल प्रजातियां, पूर्ण अंधेरे में पनप सकती हैं और ऊर्जा और कार्बन स्रोतों के रूप में ग्लूकोज या एसीटेट जैसे कार्बनिक कार्बन का उपयोग कर सकती हैं।

इस प्रकार की खेती को हेटरोट्रॉफ़िक के रूप में जाना जाता है।

उच्च पूंजी और परिचालन व्यय के कारण बायोडीजल उत्पादन के लिए हेटरोट्रॉफिक एल्गल कल्चर को सही ठहराना मुश्किल है।

शैवाल जैव ईंधन का उत्पादन अक्सर फोटोऑटोट्रॉफिक विकास पर निर्भर करता है, जो खर्च को कम करने के लिए प्रकाश के मुक्त स्रोत के रूप में धूप का उपयोग करता है।

संबंधित लेख: विशालकाय क्लैम शैवाल पार्टनर्स हार्वेस्ट लाइट की मदद करते हैं

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