Science: जेलीफ़िश उन दबावों से कैसे बचती है जो आपको कल्पना में धकेल देंगे

Science: हममें से कुछ लोग दबाव में पनपते हैं। दूसरे इसके बिना काम नहीं कर सकते। और फिर गहरे समुद्र में रहने वाली कंघी जेली हैं: उनके पतले, बहते हुए शरीर सचमुच बिखर जाते हैं यदि वे अपने अथाह घरों को छोड़ देते हैं, जहाँ दबाव 400 बार तक पहुँच जाता है - जो आपके हाथ की हथेली में बैठे 15 अफ्रीकी हाथियों के वजन के बराबर है। अब, शोधकर्ताओं ने पता लगाया है कि ऐसा क्यों होता है: इन जेली की कोशिका झिल्ली काम करने और अपने नाजुक आकार को बनाए रखने के लिए अत्यधिक दबाव पर निर्भर करती है। आज साइंस में रिपोर्ट की गई यह खोज "उच्च दबाव वाले वातावरण में जीवन को समझने में एक महत्वपूर्ण योगदान है," कैलिफोर्निया सैन डिएगो विश्वविद्यालय (UCSD) में एक गहरे समुद्र के माइक्रोबायोलॉजिस्ट डगलस बार्टलेट कहते हैं, जो अध्ययन से जुड़े नहीं हैं। "यह गहरे समुद्र के अनुकूलन के बारे में सोचने का एक बिल्कुल नया तरीका है।"

वेशु झाओ ने 2 साल पहले मारियाना ट्रेंच में एक पनडुब्बी गोता लगाने पर गहरे समुद्र की जेली की कमजोरी की खोज की थी। शंघाई जिओ टोंग विश्वविद्यालय में एक चरमपंथी Microbiologist झाओ कहते हैं, "जब हमने मानव-चालित वाहन में जेलीफ़िश को पकड़ा, तो सब कुछ सुंदर लग रहा था, लेकिन जब हम जहाज़ पर वापस आए, तो वे गायब हो गए थे।" वे नए अध्ययन में शामिल नहीं हैं। सतह पर लाए जाने पर जानवरों की "पिघलने" की प्रवृत्ति तब भी बनी रहती है, जब उन्हें ठंडा रखा जाता है, जिससे पता चलता है कि तापमान परिवर्तन को दोष नहीं दिया जा सकता। इसके बजाय, नए अध्ययन के लेखकों ने तर्क दिया कि यह घटना उनकी कोशिका झिल्लियों पर निर्भर करती है, जो बड़े पैमाने पर लिपिड से बनी होती हैं - वसायुक्त, संपीड़ित अणु जो दबाव में परिवर्तन से आसानी से विकृत हो जाते हैं।यह पता लगाने के लिए, शोधकर्ताओं ने सतह से 4 किलोमीटर नीचे तक कंघी जेली इकट्ठा करने के लिए रिमोट-नियंत्रित पनडुब्बियों का उपयोग किया। हार्वर्ड विश्वविद्यालय में गहरे समुद्र के जैव रसायनज्ञ प्रमुख लेखक जैकब विन्निकॉफ़ कहते हैं, "दूर से संचालित वाहन से कंघी जेली पकड़ना बैकहो से तितली पकड़ने जैसा है।"

टीम ने समुद्र की सतह के पास कम दबाव पर तैरती अन्य कंघी जेली प्रजातियों को भी एकत्र किया। और तापमान को नियंत्रित करने के लिए, उन्होंने हवाई से लेकर आर्कटिक तक के अक्षांशों से जेली एकत्र की। प्रयोगशाला में, शोधकर्ताओं ने जेली से निकाले गए लिपिड से बनी झिल्ली बनाई और एक्स-रे स्कैटरिंग और फ्लोरोसेंस स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग करके उन्हें अलग-अलग दबावों में देखा। कम दबाव पर, गहरे समुद्र की जेली के लिपिड से बनी झिल्ली टूट गई, प्रत्येक खंड एक तंग ट्यूब में कर्लिंग हो गया। करीब से देखने पर पता चला कि क्यों: अपने उथले पानी के चचेरे भाई की तुलना में, गहरे जेली में PPE नामक लिपिड प्रकार की पाँच गुना अधिक मात्रा होती है। झिल्ली में लिपिड सीधे खड़े सिलेंडर की पंक्तियों की तरह दिखते हैं। लेकिन कम दबाव पर, PPE एक छोर पर चौड़ा हो जाता है, इसके बजाय शंकु के आकार का हो जाता है। जब कई PPE लिपिड एक साथ ऐसा करते हैं, तो टीम ने पाया कि यह झिल्ली के उस हिस्से को कर्ल में मोड़ देता है, जैसे कि हाथ में पकड़े जाने वाले पंखे के त्रिकोणीय खंड खुलते समय एक वक्र बनाते हैं। केवल गहरे समुद्र का अत्यधिक दबाव ही PPE को अपेक्षाकृत बेलनाकार आकार में मजबूर करता है, जिससे यह एक स्थिर झिल्ली बन पाता है।

बिना आणविक झुकाव के, गहराई विनाश का कारण बन सकती है। जब शोधकर्ताओं ने एस्चेरिचिया कोली बैक्टीरिया को अत्यधिक स्थिर, बेलनाकार लिपिड के रूप में संशोधित किया जो कभी कर्ल नहीं करते और उन्हें तरंगों के नीचे 5 किलोमीटर की दूरी पर पाए जाने वाले दबाव में रखा, तो बैक्टीरिया मर गए, उनके लिपिड एक दूसरे से बहुत कसकर दब गए। "cell membraneबहुत व्यवस्थित नहीं हो सकती; प्रोटीन और चीजों के उनमें घूमने के लिए उन्हें तरल होना चाहिए," अध्ययन के वरिष्ठ लेखक, यूसीएसडी में बायोफिजिसिस्ट इते बुडिन कहते हैं। इसके विपरीत, पीपीई का उत्पादन करने के लिए इंजीनियर किए गए ई. कोली दबाव में पनपे। बुडिन बताते हैं कि अणु का प्राकृतिक शंकु आकार उन कॉम्पैक्टिंग बलों का प्रतिरोध करता है, जो दबाव-अनुकूलित झिल्ली को तरलता के "गोल्डीलॉक्स ज़ोन" में रहने के लिए पर्याप्त है। वैज्ञानिकों का कहना है कि अध्ययन किए गए जेलीफ़िश के समूह में यह अनुकूलन कम से कम तीन अलग-अलग बार विकसित हुआ है। बार्टलेट को आश्चर्य नहीं होगा यदि आगे के शोध से पता चले कि गहरे समुद्र में रहने वाले अन्य जीव जैसे समुद्री खीरे, एम्फीपोड या स्नेलफिश अत्यधिक दबाव में रहने के लिए इसी तरह के घुमावदार लिपिड का उपयोग करते हैं। "यह सार्वभौमिक हो सकता है," वे कहते हैं, "केवल कंघी जेली में ही नहीं।"

हालांकि, गोल्डीलॉक्स ज़ोन की आवश्यकता कुछ कंघी जेली की जलवायु परिवर्तन के अनुकूल होने की क्षमता को सीमित कर सकती है। अध्ययन में सबसे कम PPE वाली प्रजातियाँ तेज़ी से गर्म हो रहे आर्कटिक जल से आती हैं, जहाँ गर्मी से बचने के लिए उत्तर की ओर आगे बढ़ना संभव नहीं है। उनकी झिल्लियों में पर्याप्त PPE के बिना, जीव गहरे पानी में स्थानांतरित नहीं हो पाएँगे जहाँ अभी भी ठंड है।विनिकॉफ़ कहते हैं कि उथले पानी के कंघी जेली को कोई खतरा नहीं है, लेकिन अगर गर्मी उनकी आबादी को कम करती है, तो यह उन पारिस्थितिकी तंत्रों में लहरें भेज सकता है जहाँ वे रहते हैं: ये जीव ज़ूप्लैंकटन के प्रमुख शिकारी हैं, जो समुद्री जीवन की एक विस्तृत श्रृंखला का समर्थन करने वाली खाद्य श्रृंखलाओं का आधार बनाते हैं। जेली की झिल्लियों का अध्ययन करने से न केवल उनकी सीमाएँ, बल्कि हमारी अपनी सीमाएँ भी पता चल सकती हैं। विन्निकॉफ़ कहते हैं, "इस प्रकार के लिपिड हमारी रक्त कोशिकाओं और तंत्रिका कोशिकाओं में होते हैं, लेकिन वे वहाँ वास्तव में क्या कर रहे हैं, इस बारे में बहुत सारे अनुमान लगाए गए हैं।" जेली की तरह, हमारे न्यूरॉन्स की झिल्लियों को काम करने के लिए सही मात्रा में तरलता की आवश्यकता होती है। कुछ अध्ययनों ने PPE के समान लिपिड की कमी को अल्जाइमर रोग जैसी स्थितियों से जोड़ा है। विन्निकॉफ़ कहते हैं कि उन लिपिड की संरचना और व्यवहार के बारे में अधिक जानने से हमें अंततः यह समझने में मदद मिल सकती है कि ऐसा क्यों होता है।

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