Nutritional history affects stress-resistance architecture across ageing and sex
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि *ड्रोसोफिला मेलानोगास्टर* में, विकास और वयस्कता के दौरान पोषण संबंधी इतिहास आयु और लिंग के across तनाव प्रतिरोध गुणों को विभेदक रूप से आकार देता है, जो यह प्रकट करता है कि जबकि कुछ प्रतिरोध एक सहसंबंधित मुख्य भाग (correlated core) बनाते हैं, पोषण तनाव सहनशीलता को समान रूप से सुधारने के बजाय उसे परिवर्तित करता है और सरल सहप्रसरण (covariance) भविष्यवाणियों का पालन नहीं करता है।
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प्रत्येक जीवित प्राणी को अपने पर्यावरण से चुनौतियों की एक निरंतर धारा का सामना करना पड़ता है। तापमान में अचानक गिरावट, पानी की कमी, या भोजन की आपूर्ति में अंतराल अस्तित्व के लिए खतरा पैदा कर सकता है। वैज्ञानिक लंबे समय से जानते हैं कि एक जानवर क्या खाता है, यह इस बात को आकार देता है कि वह कब तक जीवित रहता है और जैसे-जैसे वह बड़ा होता है, उसका शरीर कितनी अच्छी तरह कार्य करता है। आहार एक शक्तिशाली शक्ति है, जो जीवन को बढ़ाने या छोटा करने में सक्षम है, और यह इस बात को प्रभावित करता है कि एक जीव इन दैनिक तनावों को कैसे संभालता है। हालाँकि, एक गहरा प्रश्न बना हुआ है: क्या वह भोजन जो एक जानवर अपने बढ़ने के दौरान खाता है, और वह भोजन जो वह वयस्क होने पर खाता है, यह बदल देता है कि उसके विभिन्न उत्तरजीविता कौशल (survival skills) एक साथ कैसे काम करते हैं? क्या ये कौशल एक एकल, एकीकृत पैकेज के रूप में ऊपर-नीचे होते हैं, या वे पोषण के प्रति अपने अनूठे तरीकों से प्रतिक्रिया देते हैं? इस संबंध को समझना महत्वपूर्ण है क्योंकि यह प्रकट करता है कि क्या एक स्वस्थ आहार सभी खतरों के खिलाफ एक सामान्य ढाल बनाता है या यह कुछ रक्षाओं को मजबूत करता है जबकि दूसरों को असुरक्षित छोड़ देता है।
इसकी खोज के लिए, शोधकर्ताओं ने फल वाली मक्खी (fruit fly) की ओर रुख किया, जो एक छोटा कीट है जिसने एक सदी से अधिक समय से जीव विज्ञान को समझने के लिए एक मॉडल के रूप में कार्य किया है। उन्होंने मक्खियों के एक बड़े समूह का उपयोग करके एक सावधानीपूर्वक प्रयोग डिजाइन किया जो आनुवंशिक रूप से विविध थे, बिल्कुल मनुष्यों की आबादी की तरह, ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि परिणाम किसी एक वंश की विशिष्टताओं के बजाय व्यापक जैविक सत्यों को दर्शाते हैं। वैज्ञानिकों ने मक्खियों के आहार को सटीकता के साथ नियंत्रित किया, उन्हें ऐसे भोजन दिए जो या तो प्रोटीन से भरपूर थे या कार्बोहाइड्रेट से भरपूर थे। उन्होंने यह दो चरणों में किया: पहले लार्वा अवस्था के दौरान, जब मक्खियाँ बढ़ रही थीं, और फिर वयस्कता के दौरान। इन आहारों को आपस में मिलाकर, उन्होंने पोषण संबंधी इतिहासों की एक पूर्ण श्रृंखला बनाई। कुछ मक्खियों ने लार्वा के रूप में प्रोटीन युक्त आहार खाया और वयस्की के रूप में कार्बोहाइड्रेट युक्त आहार खाया, जबकि अन्य में इसके विपरीत हुआ, और कुछ ने अपने पूरे जीवन में एक ही जैसा आहार लिया। इस दृष्टिकोण ने टीम को यह देखने की अनुमति दी कि पोषण के समय और प्रकार ने विशिष्ट कठिनाइयों के प्रति मक्खियों की क्षमता को कैसे आकार दिया।
शोधकर्ताओं ने मक्खियों को विभिन्न प्रकार के तनावों के प्रति प्रतिरोध मापने के लिए परीक्षणों की एक श्रृंखला से गुजारा। उन्होंने यह जांचा कि मक्खियाँ बिना भोजन के, बिना पानी के, अत्यधिक ठंड में, अत्यधिक गर्मी में, और बहुत अधिक नमक वाली स्थितियों में कितने समय तक जीवित रह सकती हैं। उन्होंने शारीरिक लक्षणों को भी मापा जैसे कि शरीर में वसा और प्रोटीन की मात्रा, मक्खी का कुल वजन, और उसमें मौजूद पानी की मात्रा। परिणामों को समझने के लिए, उन्होंने तनाव प्रतिरोध डेटा की तुलना इस जानकारी से की कि मक्खियाँ कब तक जीवित रहीं और उन्होंने कितने वंशज उत्पन्न किए। लक्ष्य यह देखना था कि जिन लक्षणों ने एक मक्खी को एक प्रकार के तनाव में जीवित रहने में मदद की, क्या उन्होंने उसे दूसरे प्रकार के तनाव में जीवित रहने में भी मदद की, या शरीर की पोषण के प्रति प्रतिक्रिया अधिक जटिल थी।
अध्ययन से पता चला कि जैसे-जैसे मक्खियाँ उम्र बढ़ीं, तनाव सहने की उनकी क्षमता स्वाभाविक रूप से कम होती गई, जो कि उम्र बढ़ने का एक परिचित पैटर्न है। हालाँकि, सबसे आश्चर्यजनक निष्कर्ष यह था कि उनके उत्तरजीविता कौशल एक एकल इकाई के रूप में एक साथ नहीं चले। शोधकर्ताओं ने पाया कि सूखने से बचने की क्षमता, उच्च नमक स्तर को संभालने की क्षमता, और अत्यधिक गर्मी में जीवित रहने की क्षमता आपस में मजबूती से जुड़ी हुई थी। जब एक मक्खी इनमें से एक में अच्छी होती थी, तो वह अन्य में भी अच्छी होती थी। इसके विपरीत, बिना भोजन के जीवित रहने की क्षमता अलग व्यवहार करती थी। भुखमरी प्रतिरोध (starvation resistance) अन्य तीन से अलग रहा, जिसने समूह के बाकी हिस्से के साथ एक कमजोर संबंध दिखाया। इसका अर्थ है कि शरीर सभी उत्तरजीविता चुनौतियों को एक ही समस्या के रूप में नहीं मानता है; बल्कि, यह उन्हें अलग-अलग, विशिष्ट मार्गों के माध्यम से प्रबंधित करता है।
मक्खियों ने जो प्रकार का भोजन खाया उसका इन विभिन्न कौशलों पर एक विशिष्ट और कभी-कभी विरोधाभासी प्रभाव पड़ा। वयस्कता के दौरान प्रोटीन से भरपूर आहार ने मक्खियों को गर्मी और उच्च नमक के स्तर का प्रतिरोध करने में मदद की, और यही आहार लंबे जीवन और अधिक वंशजों से भी जुड़ा था। फिर भी, इसी प्रोटीन-युक्त आहार का अन्य लक्षणों पर विपरीत प्रभाव पड़ा। कुछ स्थितियों में, इसने मक्खियों को भुखमरी के प्रति अधिक संवेदनशील बना दिया और ठंड को झेलने में कम सक्षम बना दिया। मक्खियों ने लार्वा के रूप में जो आहार खाया उसका भी अपना अनूठा प्रभाव था, जिसने पूरी तस्वीर में सुधार किए बिना विशिष्ट लक्षणों को बदल दिया। ये परिणाम दर्शाते हैं कि पोषण केवल एक जीव को हर तरह से मजबूत नहीं बनाता है। इसके बजाय, यह शरीर की रक्षा प्रणाली को नया आकार देता है, कुछ को मजबूत करता है जबकि दूसरों को कमजोर करता है। अध्ययन यह निष्कर्ष निकालता है कि उत्तरजीविता लक्षण किस प्रकार जुड़े हुए हैं, यह भविष्यवाणी नहीं करता है कि आहार बदलने पर वे कैसे बदलेंगे। एक आहार जो मक्खी को अधिक जीने या प्रजनन करने में मदद करता है, वह यह गारंटी नहीं देता कि वह पर्यावरण के हर प्रकार के झटके से बचने में बेहतर होगी।
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