विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी
ज़ेब्राफिश और मानव अंतरिक्षयानों में उसका महत्त्व
- 25 May 2021
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चर्चा में क्यों?
ज़ेब्राफिश के संबंध में एक नए शोध ने प्रदर्शित किया है कि ‘प्रेरित हाइबरनेशन’ (टॉरपोर) अंतरिक्ष उड़ान के दौरान अंतरिक्ष के तत्त्वों विशेष रूप से विकिरण से मनुष्यों की रक्षा कैसे कर सकता है।
प्रमुख बिंदु:
अध्ययन:
- शोधकर्त्ताओं ने ज़ेब्राफिश को विकिरण की उपस्थिति में रखकर यह देखा कि मंगल पर छह महीने की यात्रा पर क्या अनुभव होगा।
- उन्होंने ऑक्सीडेटिव तनाव (एंटीऑक्सीडेंट और फ्री रेडिकल के बीच असंतुलन), डीएनए क्षति, ‘स्ट्रेस हार्मोन सिग्नलिंग’ तथा कोशिका-विभाजन चक्र में परिवर्तन के लक्षण देखे।
- शोधकर्त्ताओं ने फिर ज़ेब्राफिश के दूसरे समूह में ‘टॉरपोर’ को प्रेरित किया जिन्हें विकिरण की उतनी ही मात्रा में रखा गया।
- परिणामों से पता चला कि टॉरपोर ने ज़ेब्राफिश के भीतर चयापचय दर को कम कर दिया और विकिरण के हानिकारक प्रभावों से रक्षा करते हुए ‘रेडियो प्रोटेक्टिव’ प्रभाव पैदा किया।
- टॉरपोर, हाइबरनेशन तथा ‘सस्पेंडेड एनीमेशन’ का एक संक्षिप्त रूप है। यह आमतौर पर एक दिन से भी कम समय तक रहता है। जब एक जानवर का चयापचय, दिल की धड़कन, श्वास और शरीर का तापमान बहुत कम हो जाता है।
ज़ेब्राफिश:
वैज्ञानिक नाम: डेनियो रेरियो
परिवेश:
- यह एक छोटी (2-3 सेंटीमीटर लंबी) मीठे पानी की मछली है जो उष्णकटिबंधीय और उपोष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में पाई जाती है। यह मछली दक्षिण एशिया के इंडो-गंगा के मैदानों की मूल निवासी है जहाँ वे ज़्यादातर धान के खेतों में और यहाँ तक कि स्थिर जल स्रोतों और नदियों में भी पाई जाती हैं।
- उन्हें IUCN की रेड लिस्ट में कम संकटग्रस्त प्रजाति के रूप में वर्गीकृत किया गया है।
जैव चिकित्सा अनुसंधान में प्रयोग:
- मस्तिष्क, हृदय, आँख, रीढ़ की हड्डी सहित इसके लगभग सभी अंगों की पर्याप्त पुनर्जनन क्षमता के कारण उनका उपयोग कशेरुकीय विकास, आनुवंशिकी और अन्य बीमारियों का अध्ययन करने के लिये किया जाता है।
- ज़ेब्राफिश में मनुष्यों के समान आनुवंशिक संरचना (लगभग 70%) होती है।
- एक कशेरुकीय के रूप में ज़ेब्राफिश में मनुष्यों के समान ही प्रमुख अंग और ऊतक होते हैं। उनकी मांसपेशियां, रक्त, गुर्दे और आँखें मानव प्रणालियों के साथ कई विशेषताएँ साझा करती हैं।
अध्ययन की आवश्यकता:
- हाल की तकनीकी प्रगति ने अंतरिक्ष यात्रा को और अधिक सुलभ बना दिया है। हालाँकि लंबी अवधि की अंतरिक्ष यात्रा मानव स्वास्थ्य के लिये अविश्वसनीय रूप से हानिकारक है।
महत्त्व:
- अध्ययन यह समझने में मदद कर सकता है कि हाइबरनेशन का एक रूप जिसे प्रेरित टॉरपोर (कम चयापचय गतिविधि की स्थिति) के रूप में जाना जाता है, रेडियो-सुरक्षात्मक प्रभाव प्रदान कर सकता है।
- हाइबरनेशन कई प्रजातियों में पाई जाने वाली एक शारीरिक स्थिति है।
- यह उन्हें भोजन की कमी और कम पर्यावरणीय तापमान जैसी कठोर परिस्थितियों से बचाता है।
- इसलिये हाइबरनेशन को दोहराने से अंतरिक्ष यात्रियों को अंतरिक्ष उड़ान की कठोर परिस्थितियों से बचाया जा सकता है, जिसमें विकिरण जोखिम, हड्डी और मांसपेशियों की बर्बादी, उम्र बढ़ने और संवहनी समस्याओं जैसी चुनौतियाँ शामिल हैं।
- यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी न केवल स्वास्थ्य कारणों से हाइबरनेटिंग के अंतरिक्ष यात्रियों पर प्रभावों के संबंध में अनुसंधान कर रही है, यह अंतरिक्ष यात्रा के लिये आवश्यक उपभोग्य सामग्रियों की मात्रा भी कम कर सकती है और अंतरिक्षयान के द्रव्यमान को एक-तिहाई तक कम करने की अनुमति दे सकती है।
अंतरिक्ष यात्रा की चुनौतियाँ:
विकिरण:
- कोई भी अंतरिक्ष उड़ान पृथ्वी के सुरक्षात्मक चुंबकीय क्षेत्र के बाहर होती है, जहाँ अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशनों की तुलना में विकिरण बहुत अधिक होता है। (अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पृथ्वी के सुरक्षात्मक वातावरण के भीतर है फिर भी विकिरण पृथ्वी की तुलना में 10 गुना अधिक है।)
- विकिरण जोखिम कैंसर के जोखिम को बढ़ाता है, केंद्रीय तंत्रिका तंत्र को नुकसान पहुँचाता है, संज्ञानात्मक कार्य को बदल सकता है, मोटर फ़ंक्शन को कम कर सकता है और व्यवहार में त्वरित परिवर्तन कर सकता है।
अलगाव की स्थिति:
- लंबे समय तक एक छोटी सी जगह में अंतरिक्ष यात्रियों के बीच व्यवहार संबंधी समस्याएँ उत्पन्न होती हैं।
- नींद की कमी, सर्कैडियन डिसिंक्रनाइज़ेशन और काम का अधिभार इस मुद्दे को और अधिक जटिल बनाता है जो प्रतिकूल स्वास्थ्य परिणाम पैदा कर सकता है।
पृथ्वी से दूरी:
- जैसे-जैसे पृथ्वी से अंतरिक्ष उड़ान की दूरी बढ़ती है, संचार में भी दूरी बढ़ती जाती है। उदाहरण के लिये,मंगल की अंतरिक्ष यात्रा के मामले में संचार में 20 मिनट की देरी होगी।
गुरुत्वाकर्षण:
- अलग-अलग ग्रहों में अलग-अलग गुरुत्वाकर्षण प्रभाव होता है, उदाहरण के लिये, अंतरिक्ष यात्रियों को मंगल पर पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण प्रभाव के तीन/आठवें हिस्से में रहने और काम करने की आवश्यकता होगी। इसके अतिरिक्त यात्रा के दौरान खोजकर्त्ता पूर्ण भारहीनता का अनुभव करेंगे।
- समस्या तब और अधिक जटिल हो जाती है जब अंतरिक्ष यात्री एक गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र से दूसरे में संक्रमण करते हैं।
प्रतिकूल/बंद वातावरण:
- नासा को ज्ञात हुआ है कि अंतरिक्षयान के अंदर का पारिस्थितिकी तंत्र अंतरिक्ष यात्री के रोजमर्रा के जीवन में एक बड़ी भूमिका निभाता है। सूक्ष्मजीव अंतरिक्ष में अपनी विशेषताओं को बदल सकते हैं और आपके शरीर पर स्वाभाविक रूप से रहने वाले सूक्ष्मजीव अंतरिक्ष स्टेशन जैसे बंद आवासों में एक व्यक्ति से दूसरे व्यक्ति में अधिक आसानी से स्थानांतरित हो जाते हैं।
