Marine holobiont
હોલોબિઓન્ટ ખ્યાલ એ જીવવિજ્ઞાનમાં એક નવેસરનો દાખલો છે જે યજમાન-સૂક્ષ્મજીવોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ જેવી જટિલ પ્રણાલીઓનું વર્ણન કરવામાં અને સમજવામાં મદદ કરી શકે છે, જે દરિયાઈ ઇકોસિસ્ટમ્સમાં નિર્ણાયક ભૂમિકા ભજવે છે. જો કે, આ સંબંધોને સંચાલિત કરતી પદ્ધતિઓ, તેમને આકાર આપતી ઉત્ક્રાંતિ પ્રક્રિયાઓ અને તેમના પર્યાવરણીય પરિણામો વિશે હજુ પણ બહુ ઓછી સમજ છે. હોલોબિઓન્ટ ખ્યાલ એવું માને છે કે યજમાન અને તેની સાથે સંકળાયેલ સૂક્ષ્મજીવ કે જેની સાથે તે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, તે હોલોબિઓન્ટ બનાવે છે, અને તેના જીવવિજ્ઞાન, ઇકોલોજી અને ઉત્ક્રાંતિને સમજવા માટે એક સુસંગત જૈવિક અને કાર્યાત્મક એકમ તરીકે એકસાથે અભ્યાસ કરવો પડે છે. 1905માં કોન્સ્ટેન્ટિન મેરેસ્કોવ્સ્કી દ્વારા એન્ડોસિમ્બાયોસિસ સિદ્ધાંત સૌપ્રથમ રજૂ કરવામાં આવ્યો હતો અને 1925માં ઇવાન વોલિન દ્વારા વધુ વિકસાવવામાં આવ્યો હતો ત્યારે જીવવિજ્ઞાનમાં પવિત્રતાના વિચારની લોકપ્રિયતા ફરી શરૂ થઈ હતી. આજે પણ સ્વીકૃત, આ સિદ્ધાંત ફેગોસાયટોસિસ (આર્ચીબાલ્ડ, 2015 માં સમીક્ષા કરાયેલ) દ્વારા પ્રથમ મિટોકોન્ડ્રિયા અને પછીના પ્લાસ્ટિડ્સ (કેટલીક સ્વતંત્ર સહજીવન ઘટનાઓ દ્વારા) રચવા માટે પ્રોકેરીયોટ્સના સહજીવન એસિમિલેશન દ્વારા યુકેરીયોટિક કોષો માટે એક જ મૂળ ધરાવે છે. આ પૂર્વજો અને સ્થાપના સહજીવી ઘટનાઓ, જેણે યુકેરીયોટિક જીવનની ચયાપચય અને કોષીય જટિલતાને પ્રેરિત કરી, મોટે ભાગે સમુદ્રમાં થઈ. એન્ડોસિમ્બાયોસિસ સિદ્ધાંતની સામાન્ય સ્વીકૃતિ હોવા છતાં, હોલોબાયોસિસ અથવા હોલોબિઓન્ટ શબ્દ તરત જ વૈજ્ઞાનિક ભાષામાં દાખલ થયો ન હતો. તે 1943 માં જર્મન એડોલ્ફ મેયર-એબિચ દ્વારા અને 1990 માં લિન માર્ગુલિસ દ્વારા સ્વતંત્ર રીતે રચવામાં આવ્યું હતું, જેમણે પ્રસ્તાવ મૂક્યો હતો કે ઉત્ક્રાંતિ મુખ્યત્વે સહજીવન-સંચાલિત કૂદકા દ્વારા કામ કરે છે જે સજીવોને નવા સ્વરૂપોમાં મર્જ કરે છે, જેને "હોલોબિયોન્ટ્સ" તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, અને માત્ર ગૌણ રીતે ધીમે ધીમે પરિવર્તનશીલ ફેરફારો દ્વારા. જો કે, એક દાયકા પછી કોરલ જીવવિજ્ઞાનીઓ દ્વારા તેની સહ-પસંદગી કરવામાં ન આવી ત્યાં સુધી આ ખ્યાલનો વ્યાપક ઉપયોગ થતો ન હતો. પરવાળા અને ઝૂક્સેનથેલા તરીકે ઓળખાતા ડિનોફ્લેજલેટ શેવાળ પ્રકૃતિમાં જોવા મળતા સહજીવનના સૌથી પ્રતિષ્ઠિત ઉદાહરણોમાંના એક છે; મોટાભાગના પરવાળા તેમના એન્ડોસિમ્બાયોટિક શેવાળ દ્વારા પૂરા પાડવામાં આવેલા પ્રકાશસંશ્લેષણના ઉત્પાદનો વિના લાંબા ગાળાના અસ્તિત્વ માટે અસમર્થ છે. રોવર એટ અલ. (2002) પરવાળા માટે પસંદગીના સેન્સુ માર્ગ્યુલિસના એકમનું વર્ણન કરવા માટે હોલોબિઓન્ટ શબ્દનો ઉપયોગ કરનારા સૌપ્રથમ હતા, જ્યાં હોલોબિઓન્ટમાં સિનિડેરિયન પોલિપ (યજમાન), ઝૂક્સેનથેલા શેવાળ, વિવિધ એક્ટોસિમ્બિયોન્ટ્સ (એન્ડોલિથિક શેવાળ, પ્રોકેરીયોટ્સ, ફૂગ, અન્ય એકકોશિકીય યુકેરીયોટ્સ) અને વાયરસનો સમાવેશ થાય છે. શરૂઆતમાં દરિયાઇ સજીવોના અભ્યાસો દ્વારા સંચાલિત હોવા છતાં, હોલોબિયોન્ટ્સના ઉભરતા ગુણધર્મો અને મહત્વ પરનું મોટાભાગનું સંશોધન ત્યારથી સંશોધનના અન્ય ક્ષેત્રોમાં હાથ ધરવામાં આવ્યું છેઃ છોડના પ્રકંદમંડળ અથવા પ્રાણીઓના આંતરડાના સૂક્ષ્મજીવશાસ્ત્ર મુખ્ય નમૂનાઓ બની ગયા છે અને કૃષિશાસ્ત્ર અને તબીબી વિજ્ઞાનમાં ચાલુ નમૂનારૂપ પરિવર્તન તરફ દોરી ગયા છે. હોલોબિઓન્ટ્સ પાર્થિવ અને જળચર વસવાટોમાં સમાન રીતે જોવા મળે છે, અને આ ઇકોસિસ્ટમ્સ વચ્ચે ઘણી સામ્યતાઓ કરી શકાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, આ તમામ વસવાટોમાં, હોલોબિયોન્ટ્સની અંદર અને તેની આસપાસની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ જેમ કે રાસાયણિક સંરક્ષણનો સમાવેશ, પોષક તત્ત્વોનું સંપાદન અથવા બાયોફિલ્મની રચના પર્યાવરણમાં રાસાયણિક સંકેતો અને સંકેતો દ્વારા મધ્યસ્થી કરવામાં આવે છે, જેને ઇન્ફોકેમિકલ્સ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. તેમ છતાં, આપણે પાર્થિવ અને જળચર પ્રણાલીઓ વચ્ચેના બે મુખ્ય તફાવતોને ઓળખી શકીએ છીએ. પ્રથમ, પાણીના ભૌતિક રાસાયણિક ગુણધર્મો ઉચ્ચ રાસાયણિક જોડાણમાં પરિણમે છે અને જળચર અથવા ભેજવાળા વાતાવરણમાં મેક્રો અને સુક્ષ્મસજીવો વચ્ચે સંકેત આપે છે. દરિયાઈ ઇકોસિસ્ટમ્સમાં, કાર્બન ફ્લક્સ પણ ઝડપી અને ટ્રોફિક સ્થિતિઓ વધુ લવચીક દેખાય છે, જે હોલોબિયોન્ટ્સમાં કાર્યાત્મક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓની ઉચ્ચ પ્લાસ્ટિસિટી તરફ દોરી જાય છે. વધુમાં, ફેલાવાના અવરોધો સામાન્ય રીતે ઓછા હોય છે, જે દરિયાઈ હોલોબિયોન્ટ્સમાં માઇક્રોબાયલ સમુદાયના ઝડપી સ્થળાંતરને મંજૂરી આપે છે. બીજું, વ્યાપક વર્ગીકરણ સ્કેલ (એટલે કે, સુપ્રા-કિંગડમ, કિંગડમ અને ફાયલમ સ્તરો) પર ફિલોજેનેટિક વિવિધતા, જમીનની તુલનામાં જળચર ક્ષેત્રોમાં વધારે છે, જેમાં મોટાભાગની જળચર વિવિધતા હજુ ખુલ્લી છે, ખાસ કરીને દરિયાઈ વાયરસ. રશિયન ઢીંગલીની જટિલતા હોલોબિઓન્ટ્સની સીમાઓ સામાન્ય રીતે ભૌતિક ઢાળ દ્વારા સીમાંકિત કરવામાં આવે છે, જે યજમાનના સ્થાનિક પ્રભાવના વિસ્તારને અનુરૂપ હોય છે, દા. ત., એકકોશિકીય શેવાળમાં કહેવાતા ફાયકોસ્ફિયર. જો કે, તેમને રશિયન મેટ્રિયોસ્કા ઢીંગલી તરીકે સંદર્ભ-આધારિત રીતે પણ વ્યાખ્યાયિત કરી શકાય છે, જે વિચારણા કરવામાં આવી રહી છે તે ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ અને જૈવિક કાર્યોના આધારે હોલોબિયોન્ટની સીમાઓ નક્કી કરે છે. આમ હોલોબિઓન્ટ્સ સમુદાય અને ઇકોસિસ્ટમ સ્તર સુધી ઉચ્ચ સ્તરની સહ-ઉત્ક્રાંતિ સાથે ઘનિષ્ઠ એન્ડોસિમ્બાયોસિસથી યજમાન-પ્રતીક સંગઠનોના તમામ સ્તરોને આવરી શકે છે; એક ખ્યાલ જેને "નેસ્ટેડ ઇકોસિસ્ટમ્સ" તરીકે ઓળખવામાં આવે છે (આકૃતિ જુઓ). જમણી બાજુના આકૃતિમાં, યજમાન (વાદળી વર્તુળો), અને બેક્ટેરિયા અને યુકેરીયોટ્સ સહિત સંકળાયેલ સુક્ષ્મજીવાણુઓ (અન્ય તમામ આકારો) જે અંદર (એટલે કે, એન્ડોસિમ્બાયોટિક) અથવા યજમાનની બહાર (એટલે કે, એક્ટોસિમ્બાયોટિક) હોઈ શકે છે તે અનુક્રમે ફાયદાકારક (નક્કર નારંગી રેખાઓ), તટસ્થ (નક્કર વાદળી રેખાઓ) અથવા રોગકારક (ડાશવાળી કાળી રેખાઓ) ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા જોડાયેલા છે. ફાયદાકારક અથવા તટસ્થથી પેથોજેનિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓમાં ફેરફારો ડિસ્બિઓસિસના લાક્ષણિક કિસ્સાઓ છે. વિવિધ સમૂહોને નીચેના ઉદાહરણો દ્વારા સચિત્ર કરવામાં આવે છેઃ 1, સ્થિર શારીરિક સ્થિતિમાં એક મોડેલ હોલોબિઓન્ટ (દા. ત., નિયંત્રિત પ્રયોગશાળાની સ્થિતિમાં); 2 અને 3, હોલોબિઓન્ટ્સ તેમના જીવન ચક્ર દરમિયાન બદલાતા હોય છે અથવા તણાવની સ્થિતિને આધિન હોય છે-ઊભી રીતે સંક્રમિત સુક્ષ્મજીવાણુઓના ઉદાહરણો હળવા વાદળી તીર દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે; 4 અને 5, વૈશ્વિક નમૂના અભિયાન અથવા લાંબા ગાળાની સમય શ્રેણીના સંદર્ભમાં દરિયાઇ હોલોબિઓન્ટ્સ-સુક્ષ્મજીવાણુઓ અને હોલોબિઓન્ટ્સના આડા પ્રસારણના ઉદાહરણો ગુલાબી તીર દ્વારા સચિત્ર છે. આવા વૈચારિક પરિપ્રેક્ષ્ય માત્ર હોલોબિયોન્ટ્સના વિવિધ ઘટકો અને તેમની ગતિશીલતાને સંચાલિત કરતી પ્રક્રિયાઓ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા અંગે જ નહીં, પરંતુ પસંદગીના સંબંધિત એકમો અને સહવિકાસની ભૂમિકા અંગે પણ મૂળભૂત પ્રશ્નો ઉભા કરે છે. દાખલા તરીકે, છોડ અને પ્રાણીઓના ઉત્ક્રાંતિમાં હોલોબિઓન્ટના સભ્યો દ્વારા સહ-નિર્માણ કરાયેલા નવા કાર્યો અથવા તેમની વચ્ચે બિનજરૂરી કાર્યોને દૂર કરવાનો સમાવેશ થાય છે, અને સંભવ છે કે આ પ્રક્રિયાઓ દરિયાઈ હોલોબિઓન્ટ્સમાં પણ સુસંગત હોય. યુજેન રોસેનબર્ગ એટ અલ. તેમણે એવી દલીલ કરી છે કે તમામ પ્રાણીઓ અને વનસ્પતિઓને હોલોબિયોન્ટ્સ ગણી શકાય, અને આમ ઉત્ક્રાંતિના હોલોજેનોમ સિદ્ધાંતની હિમાયત કરે છે, જે સૂચવે છે કે કુદરતી પસંદગી હોલોબિયોન્ટ અને તેના હોલોજેનોમના સ્તરે કાર્ય કરે છે. માર્ગોલીસની હોલોબિઓન્ટની વ્યાખ્યાના આ અર્થઘટને ઉત્ક્રાંતિ અને વિશિષ્ટતામાં મૂળભૂત વિભાવનાઓને નોંધપાત્ર રીતે વિસ્તૃત કરી છે અને ટીકાથી મુક્ત નથી, ખાસ કરીને જ્યારે સમુદાય અથવા ઇકોસિસ્ટમ સ્તરે લાગુ કરવામાં આવે છે. તાજેતરમાં, એવું દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે જે પ્રજાતિઓ યજમાન સાથે પરોક્ષ રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે તે પરસ્પર બહુ-ભાગીદાર સંયોજનોમાં સહ-ઉત્ક્રાંતિને આકાર આપવામાં પણ મહત્વપૂર્ણ હોઈ શકે છે. આમ, હોલોબિઓન્ટ ખ્યાલ અને હોલોબિઓન્ટ પ્રણાલીઓની અંતર્ગત જટિલતાને વધુ સારી રીતે વ્યાખ્યાયિત કરવી જોઈએ અને ઉત્ક્રાંતિવાદી અને પર્યાવરણીય પ્રશ્નોને સંબોધતી વખતે વધુ વિચારણા કરવી જોઈએ. દરિયાઇ હોલોબિઓન્ટ નમૂનાઓ પર્યાવરણીય નમૂનાઓઃ પ્રાણી સામ્રાજ્યની અંદર, અને પરવાળા અને સ્પંજ ઉપરાંત, ઊંડા સમુદ્રમાં જળઉષ્મીય છીદ્રોની શોધમાં કેમોસિન્થેટિક બેક્ટેરિયા સાથેના પ્રાણીઓના સહજીવનનો ખુલાસો થયો છે જે પાછળથી અન્ય ઘણા દરિયાઇ ઇકોસિસ્ટમ્સમાં મળી આવ્યા છે અને વારંવાર ઉચ્ચ સ્તરના ચયાપચય અને વર્ગીકરણની વિવિધતા દર્શાવે છે. એસ. એ. આર. સુપરગ્રુપમાં, ડાયાટોમ્સ, રેડિયોલેરિયન્સ અને ફોરામિનિફેરન્સ જેવા જાણીતા નમૂનાઓ ઉપરાંત, એન્ડોસિમ્બાયોટિક માઇક્રોઆલ્ગેને આશ્રય આપતા હેટરોટ્રોફિક પ્રોટિસ્ટ રહેવાસીઓ બંને, વિશ્વના મહાસાગરોમાં તેમની સર્વવ્યાપક હાજરીને કારણે એકકોશિક ફોટોસિમ્બાયોસિસ માટે ઇકોલોજીકલ નમૂનાઓ તરીકે ઉભરી રહ્યા છે. હેપ્ટોફાઇટ્સમાં, કોસ્મોપોલિટન એમિલિયાનિયા હક્સલેઈ, જે સંકળાયેલ બેક્ટેરિયા દ્વારા પ્રોત્સાહન આપે છે, તે કાર્બન અને સલ્ફર બાયોજિઓકેમિકલ ચક્રમાં મુખ્ય મધ્યસ્થી ઉત્પન્ન કરે છે, જે તેને એક મહત્વપૂર્ણ મોડેલ ફાયટોપ્લાંકટન પ્રજાતિ બનાવે છે. છેવટે, આર્કેપ્લાસ્ટિડામાં, સાઇફોનસ ગ્રીન આલ્ગા બ્રાયૉપ્સિસ એ એક મોડેલનું ઉદાહરણ છે જે હેટરોટ્રોફિક એન્ડોસિમ્બાયોટિક બેક્ટેરિયાને આશ્રય આપે છે, જેમાંથી કેટલાક તેમના યજમાનો સાથે સહ-ઉત્ક્રાંતિની પેટર્ન દર્શાવે છે. નિયંત્રિત દ્વિ-અથવા ત્રિપક્ષીય સંગઠનોઃ એકંદર દરિયાઈ જૈવવિવિધતાના નાના ભાગને આવરી લેતા માત્ર થોડા જ નમૂનાઓની હાલમાં પૂર્વ સ્થાને ખેતી કરવામાં આવી રહી છે અને તેનો ઉપયોગ સંપૂર્ણ નિયંત્રિત પ્રયોગોમાં થઈ શકે છે, જ્યાં તેમને એપોસિમ્બાયોટિક રીતે સંવર્ધન કરી શકાય છે. ફ્લેટવોર્મ સિમસાગિટીફેરા રોસ્કોફેન્સિસ, દરિયાઈ એનીમોન એક્ઝેપ્ટાસિયા, ઊંધી જેલીફિશ કેસીઓપિયા અને તેમના સંબંધિત અંતઃકોશિક લીલા અને ડિનોફ્લેજલેટ શેવાળ, પરવાળા ઉપરાંત, પ્રાણી-શેવાળ ફોટોસિમ્બાયોસિસના ઉત્ક્રાંતિ પર મૂળભૂત સંશોધન માટે નમૂના બની ગયા છે. ખાસ કરીને, સી એનીમોન એક્ઝેપ્ટેસિયાનો ઉપયોગ ફોટોબાયોલોજીના વિક્ષેપ અને સિનિડેરિયન સહજીવનની પુનઃસ્થાપનાની શોધ માટે કરવામાં આવ્યો છે. વિબ્રિયો-સ્ક્વિડ મોડેલ પ્રાણીઓના વિકાસ, સર્કેડિયન લય અને રોગપ્રતિકારક શક્તિ પર માઇક્રોબાયોટાની અસરની આંતરદૃષ્ટિ પ્રદાન કરે છે/એક મહત્વપૂર્ણ દરિયાઈ પ્રાથમિક ઉત્પાદક, એકકોશિક લીલા આલ્ગા ઓસ્ટ્રિયોકોકસ, ચોક્કસ સંકળાયેલ બેક્ટેરિયા સાથે વિટામિન્સનું વિનિમય કરે છે તેવું દર્શાવવામાં આવ્યું છે. લીલા મેક્રોઆલ્ગા ઉલ્વા મ્યુટેબિલિસે હોલોબિઓન્ટમાં મૂળ રાસાયણિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓની ઓળખ સહિત બેક્ટેરિયા-મધ્યસ્થ વૃદ્ધિ અને મોર્ફોજેનેસિસના સંશોધનને સક્ષમ બનાવ્યું છે. જો કે આ અત્યંત નિયંત્રિત પ્રતિકૃતિ પ્રણાલીઓમાં સંવર્ધનની પરિસ્થિતિઓ કુદરતી વાતાવરણથી અલગ હોય છે, તેમ છતાં આ પ્રણાલીઓ દરિયાઇ હોલોબિયોન્ટ્સની કામગીરી, ભૂમિકાઓ અને ઉત્ક્રાંતિની પ્રાથમિક યાંત્રિક સમજ મેળવવા માટે જરૂરી છે. ઉદાહરણ હોલોબિઓન્ટ્સ ઇકોલોજીકલ પ્રક્રિયાઓ પર પ્રભાવ મોડેલ સિસ્ટમો પરના કાર્યોએ દર્શાવ્યું છે કે ગતિશીલ અને મેક્રોસ્કોપિક દરિયાઇ હોલોબિઓન્ટ્સ ભૌગોલિક રીતે પ્રતિબંધિત માઇક્રોબાયલ ટેક્સ માટે પ્રસાર વાહક તરીકે કામ કરી શકે છે. પેલાગિક મોલસ્ક અથવા કરોડઅસ્થિધારી પ્રાણીઓ ઉચ્ચ ફેલાવાની ક્ષમતાવાળા સજીવોના પાઠ્યપુસ્તક ઉદાહરણો છે (દા. ત., પ્રવાહો સામે અને સ્તરીકૃત પાણીના સ્તરો દ્વારા). એવો અંદાજ લગાવવામાં આવ્યો છે કે માછલી અને દરિયાઈ સસ્તન પ્રાણીઓ તેમના સૂક્ષ્મજીવના મૂળ ફેલાવાના દરમાં 200 થી 200,000ના પરિબળ દ્વારા વધારો કરી શકે છે અને દરિયાઈ પક્ષીઓ પર્યાવરણ પ્રણાલીની સીમાઓમાં જૈવ-વાહક તરીકે પણ કામ કરી શકે છે. સુક્ષ્મજીવાણુઓના આ યજમાન-સંચાલિત પ્રસરણમાં બિન-મૂળ અથવા આક્રમક પ્રજાતિઓ તેમજ રોગકારક જીવાણુઓનો સમાવેશ થઈ શકે છે. હોલોબિયોન્ટ્સનું સંબંધિત ઇકોલોજીકલ કાર્ય એ દુર્લભ પ્રજાતિઓને ટકાવી રાખવાની તેમની ક્ષમતા છે. યજમાનો એક એવું વાતાવરણ પૂરું પાડે છે જે આસપાસના વાતાવરણ (દુર્લભ સૂક્ષ્મજીવાણુઓ સહિત) થી અલગ ચોક્કસ માઇક્રોબાયલ સમુદાયોના વિકાસની તરફેણ કરે છે. દાખલા તરીકે, તેઓ અન્યથા પોષક-ગરીબ વાતાવરણમાં પોષકતત્વોથી સમૃદ્ધ સ્થાન પ્રદાન કરી શકે છે. છેલ્લે, સૂક્ષ્મજીવાણુઓ દ્વારા નિયંત્રિત જૈવિક પ્રક્રિયાઓ વૈશ્વિક જૈવ ભૂરાસાયણ ચક્રના મહત્વપૂર્ણ ચાલક છે. ખુલ્લા સમુદ્રમાં, એવો અંદાજ છે કે સાયનોબેક્ટેરિયમ યુસીવાયએન-એ સાથે સહજીવન કુલ એન2 સ્થિરીકરણમાં લગભગ 20 ટકા ફાળો આપે છે. બેન્થિક પ્રણાલીઓમાં, જળચરો અને પરવાળા તેમના માઇક્રોબાયલ ભાગીદારોને આભારી પોષક ચક્રમાં તેમની સંડોવણી દ્વારા સમગ્ર ઇકોસિસ્ટમ્સને ટેકો આપી શકે છે, જે સિંક અને પોષક તત્ત્વોના સ્ત્રોત તરીકે કામ કરે છે. ખાસ કરીને "સ્પોન્જ લૂપ" ઓગળેલા કાર્બનિક પદાર્થોનું પુનર્ચક્રણ કરે છે અને તેને ડિટ્રિટસના સ્વરૂપમાં ઉચ્ચ ટ્રોફિક સ્તરે ઉપલબ્ધ કરાવે છે. દરિયાકાંઠાના કાંપમાં, મિથેનોજેનિક આર્કિયાને હોસ્ટ કરતી બાયવલવ્સ આઠ પરિબળ દ્વારા બેન્થિક મિથેન પ્રવાહમાં વધારો કરે છે, જે સંભવિત રીતે બાલ્ટિક સમુદ્રમાંથી કુલ મિથેન ઉત્સર્જનમાં 9.5% હિસ્સો ધરાવે છે. આ ચયાપચયની વૈવિધ્યતા વ્યક્તિગત પ્રતીકોમાં વિવિધ બાયોકેમિકલ મશીનરી (દા. ત., એરોબિક અને એનારોબિક માર્ગો) ની એક સાથે ઘટનાને કારણે પૂર્ણ થાય છે, જે હોલોબિઓન્ટને નવી ચયાપચયની ક્ષમતાઓ પૂરી પાડે છે, જેમ કે ચોક્કસ આવશ્યક એમિનો એસિડનું સંશ્લેષણ, પ્રકાશસંશ્લેષણ અથવા કેમોસિંથેસિસ. વધુમાં, યજમાન અને માઇક્રોબાયોટા વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા સંભવિત રીતે હોલોબિયોન્ટની ચયાપચયની ક્ષમતાઓને એવી રીતે વિસ્તૃત કરી શકે છે કે જે પર્યાવરણીય ફેરફારો માટે તેની સ્થિતિસ્થાપકતામાં વધારો કરે છે, અથવા તેને બાયોટોપ સીમાઓ પાર કરવાની મંજૂરી આપે છે (દા. ત., વોયકે એટ અલ., 2006) અને આત્યંતિક વાતાવરણમાં વસવાટ કરે છે (બેંગ એટ અલ., 2018). હોલોબિઓન્ટ્સ આમ વૈશ્વિક પર્યાવરણીય ફેરફારોના સંદર્ભમાં દરિયાઇ માઇક્રોબાયલ વિવિધતા અને સંભવતઃ સ્થિતિસ્થાપકતામાં ફાળો આપે છે અને આગાહીયુક્ત મોડેલોમાં હોલોબિઓન્ટ ખ્યાલનો સમાવેશ કરવો સર્વોપરી છે જે દરિયાઇ ક્ષેત્ર અને તેના જૈવ ભૂરાસાયણિક ચક્ર પર માનવ અસરોના પરિણામોની તપાસ કરે છે. હોલોબિઓન્ટ એસેમ્બલી અને રેગ્યુલેશન મોડેલ સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરીને આંશિક રીતે સંબોધવામાં આવતા બે નિર્ણાયક પડકારો છે (1) હોલોબિઓન્ટ રચના નક્કી કરતા પરિબળોને સમજવા અને (2) સમય જતાં આ જટિલ સિસ્ટમોમાં વિવિધ ભાગીદારોની અસરો અને ભૂમિકાઓને સ્પષ્ટ કરવા. બાયવલ્વ્સ જેવા કેટલાક દરિયાઈ સજીવો માઇક્રોબાયોટા ના ભાગને પ્રસૂતિમાં પ્રસારિત કરે છે. અન્ય દરિયાઈ હોલોબિઓન્ટ્સમાં, વર્ટિકલ ટ્રાન્સમિશન નબળું અને અસંગત હોઈ શકે છે, જ્યારે ટ્રાન્સમિશનની મિશ્ર રીતો (વર્ટિકલ અને હોરિઝોન્ટલ) અથવા મધ્યવર્તી રીતો (સ્યુડો-વર્ટિકલ, જ્યાં હોરિઝોન્ટલ એક્વિઝિશનમાં વારંવાર પેરેંટલ ઓરિજિનના સિમ્બિયોન્ટ્સનો સમાવેશ થાય છે) વધુ સામાન્ય છે. હોલોબિઓન્ટ રચનાને આકાર આપતા પરિબળોને ઓળખવા અને તેમની ઉત્ક્રાંતિને સમજવી એ દરિયાઈ સજીવો માટે ખૂબ જ સુસંગત છે કારણ કે મોટાભાગના દરિયાઈ યજમાનો અત્યંત જોડાયેલા અને સૂક્ષ્મજીવ-સમૃદ્ધ વાતાવરણ હોવા છતાં, તેમના સૂક્ષ્મજીવ અને ફાઇલોસિમ્બાયોસિસની પેટર્ન માટે ઉચ્ચ વિશિષ્ટતા દર્શાવે છે. માઇક્રોબાયોટા ટ્રાન્સમિશન દરમિયાન (ભલે તે ઊભી હોય કે આડી), યજમાન દ્વારા અને/અથવા માઇક્રોબાયોમના અન્ય ઘટકો દ્વારા પસંદગી, હોલોબિયોન્ટ માઇક્રોબાયલ સમુદાયની સ્થાપના અથવા જાળવણીની મુખ્ય પ્રક્રિયા છે જે પર્યાવરણથી અલગ છે. યજમાનની રોગપ્રતિકારક શક્તિ, દા. ત., ચોક્કસ એન્ટિમાઇક્રોબાયલ પેપ્ટાઇડ્સના સ્ત્રાવ દ્વારા, દરિયાઈ અને પાર્થિવ હોલોબિયોન્ટ્સ બંનેમાં આ પસંદગી કરવાની એક રીત છે. હોલોબિઓન્ટ માઇક્રોબાયલ સમુદાયને પસંદ કરવાની બીજી રીત રાસાયણિક રીતે મધ્યસ્થ માઇક્રોબાયલ બાગકામ છે. આ ખ્યાલ જમીનના છોડ માટે દર્શાવવામાં આવ્યો છે, જ્યાં મૂળ સૂક્ષ્મજીવની રચનાને હેરફેર કરે છે. દરિયાઈ વાતાવરણમાં, યજમાનો અને પ્રતીકોની જાતિજન્ય વિવિધતા સંરક્ષિત અને દરિયાઈ-વિશિષ્ટ બંને રાસાયણિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ સૂચવે છે, પરંતુ અભ્યાસો હજુ પણ તેમની બાલ્યાવસ્થામાં છે. દાખલા તરીકે, સીવીડ્સ રાસાયણિક રીતે ફાયદાકારક સુક્ષ્મજીવાણુઓનું વાવેતર કરી શકે છે, જે સામાન્ય મોર્ફોજેનેસિસને સરળ બનાવે છે અને રોગ પ્રતિકારકતામાં વધારો કરે છે, અને સીવીડ્સ અને પરવાળા કેમોઆટ્રેક્ટન્ટ્સ અને એન્ટીબેક્ટેરિયલ સંયોજનો ઉત્પન્ન કરીને તેમની સપાટી સાથે સંકળાયેલા માઇક્રોબાયોમની રચના કરે છે. એકકોશિક યજમાનમાં રાસાયણિક બાગકામના ઓછા ઉદાહરણો છે, પરંતુ તે ખૂબ જ સંભવ લાગે છે કે સમાન પ્રક્રિયાઓ અસ્તિત્વમાં છે. પસંદગી ઉપરાંત, ઇકોલોજીકલ ડ્રિફ્ટ, ડિસ્પર્સલ અને ઇવોલ્યુશનરી ડાયવર્સિફિકેશનને કોમ્યુનિટી એસેમ્બલીમાં મુખ્ય પ્રક્રિયાઓ તરીકે પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યા છે, પરંતુ માઇક્રોબાયલ સમુદાયોમાં તેનો અંદાજ લગાવવો મુશ્કેલ છે. આ પ્રક્રિયાઓનું પ્રમાણ નક્કી કરવા માટે હાલમાં આપણી પાસે ઉપલબ્ધ એકમાત્ર માહિતી સૂક્ષ્મજીવાણુઓની વિવિધતા અને વિતરણ છે. જળચર વાતાવરણની ઊંચી કનેક્ટિવિટીને ધ્યાનમાં લેતા, દરિયાઈ માઇક્રોબાયલ સમુદાયોમાં તફાવતોને વારંવાર મર્યાદિત ફેલાવાને બદલે પસંદગી અને પ્રવાહના સંયોજનને આભારી છે, એક નિષ્કર્ષ જે ભવિષ્યમાં માટીના માઇક્રોબાયલ સમુદાયો માટે વિકસિત વૈચારિક નમૂનાઓ દ્વારા શુદ્ધ કરી શકાય છે.) વૈવિધ્યકરણને મુખ્યત્વે સહવિકાસ અથવા યજમાનની પસંદગીમાં અનુકૂલનના અર્થમાં ગણવામાં આવે છે, જે જનીનોના આડી સંપાદન દ્વારા પણ સંચાલિત થઈ શકે છે. જો કે, કોસ્પેસીએશન સાબિત કરવું પડકારજનક છે અને માત્ર થોડા અભ્યાસોએ આજની તારીખે દરિયાઇ હોલોબિયોન્ટ્સમાં આ પ્રક્રિયાની તપાસ કરી છે, દરેક મર્યાદિત સંખ્યામાં અભિનેતાઓ પર કેન્દ્રિત છે. માઇક્રોબાયોટાના પ્રસારણ અથવા ભરતીમાં વિક્ષેપ ડિસ્બિઓસિસ તરફ દોરી શકે છે, અને છેવટે માઇક્રોબાયલ ચેપ તરફ દોરી શકે છે. ડિસબાયોટિક માઇક્રોબાયલ સમુદાયો વારંવાર સ્ટોકેસ્ટિક પ્રક્રિયાઓ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે અને આમ તંદુરસ્ત વ્યક્તિઓની તુલનામાં તેમની રચનામાં વધુ પરિવર્તનશીલતા દર્શાવે છે. આ અવલોકન "અન્ના કેરેનીના સિદ્ધાંત" ને અનુરૂપ છે, જોકે આ નિયમમાં અપવાદો છે. ડાયસ્બિઓસિસનો એક ચોક્કસ કેસ કહેવાતી "રાસ્પુટિન અસર" છે જ્યાં સૌમ્ય એન્ડોસિમ્બિયોન્ટ્સ તકવાદી રીતે ખોરાકના અભાવ, સહ-ચેપ અથવા પર્યાવરણીય દબાણ હેઠળ રોગપ્રતિકારક પ્રતિભાવમાં ઘટાડો જેવી પ્રક્રિયાઓને કારણે યજમાન માટે હાનિકારક બની જાય છે. ઘણા રોગોનું હવે માઇક્રોબાયલ અસંતુલન અને યજમાન તણાવ પર તકવાદી અથવા પોલીમાઇક્રોબાયલ ચેપના ઉદયના પરિણામ તરીકે અર્થઘટન કરવામાં આવે છે. દાખલા તરીકે રીફ-બિલ્ડિંગ પરવાળાઓમાં, ઉષ્ણતામાન સિનિડેરિયન-ડિનોફ્લેજલેટ સંગઠનોને અસ્થિર કરે છે, અને કેટલાક ફાયદાકારક સિમ્બાયોડિનિયાસીયા તાણ તેમના શરીરવિજ્ઞાનને બદલે છે અને કોરલ યજમાનના ભોગે તેમના પોતાના વિકાસ માટે વધુ સંસાધનોને અલગ કરે છે, જે કોરલ વિરંજન અને મૃત્યુ તરફ દોરી જાય છે. દરિયાઈ પ્રણાલીઓમાં હોલોબિઓન્ટ કોમ્યુનિટી એસેમ્બલીમાં આ પ્રક્રિયાઓના યોગદાન પર આપણું જ્ઞાન વધારવું એ એક મુખ્ય પડકાર છે, જે આજે ચાલી રહેલા વૈશ્વિક પરિવર્તનના સંદર્ભમાં ખાસ તાકીદનું છે. વધુમાં, નિવાસી સુક્ષ્મજીવાણુઓનું સમુદાય અને કાર્યાત્મક માળખું વિક્ષેપ માટે કેવી રીતે સ્થિતિસ્થાપક છે તે સમજવું તેમના યજમાન અને ઇકોસિસ્ટમના સ્વાસ્થ્યની આગાહી કરવા અને પ્રોત્સાહન આપવા માટે મહત્વપૂર્ણ છે. તેમ છતાં, દરિયાઈ મેક્રો-ઓર્ગેનિઝમ્સના વિતરણની આગાહી કરતા મોટાભાગના માત્રાત્મક નમૂનાઓમાં માઇક્રોબાયોમનું યોગદાન હજુ પણ ખૂટે છે, અથવા જૈવિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ પર વધારાની માહિતીની જરૂર પડશે જેથી પહેલાને વધુ સચોટ બનાવી શકાય. સંદર્ભો વધુ સંદર્ભો હોલોબિઓન્ટ્સ