Tree shrews combine panoramic vision with an expanded oculomotor repertoire
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि ट्री श्रू (tree shrews), पार्श्व रूप से स्थित आँखों के बावजूद, एक विस्तृत ऑक्यूलोमोटर रिपर्टोइर (oculomotor repertoire) रखते हैं जिसमें सटीक, नेत्र-संचालित दृष्टि नियंत्रण और केंद्रीय दृश्य क्षेत्र का अति-प्रतिनिधित्व शामिल है, जो यह सिद्ध करता है कि पैनोरमिक विजन (panoramic vision) और स्वतंत्र नेत्र गतिविधियाँ परस्पर अनन्य अनुकूलन (mutually exclusive adaptations) के बजाय अलग-अलग लक्षण हैं।
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अधिकांश स्तनधारी अपने सिर के किनारों पर स्थित आँखों के माध्यम से दुनिया देखते हैं, एक ऐसा सेटअप जो शिकारियों को पहचानने के लिए एक विस्तृत, पैनोरमिक दृश्य तो प्रदान करता है लेकिन बिना पूरे सिर को घुमाए किसी एक वस्तु पर ध्यान केंद्रित करना कठिन बना देता है। इसके विपरीत, प्राइमेट्स और अन्य सामने की ओर आँखें रखने वाले जानवरों की आँखें सामने की ओर होती हैं, जिससे वे केवल अपनी आँखों का उपयोग करके, अपने सिर की गतिविधियों से स्वतंत्र रूप से, तेजी से और सटीकता से अपने नए लक्ष्यों पर अपनी दृष्टि बदल सकते हैं। लंबे समय तक, वैज्ञानिक मानते थे कि ये दो गुण एक साथ जुड़े हुए थे: यदि किसी जानवर की आँखें बगल में स्थित थीं, तो उसे चारों ओर देखने के लिए अपने सिर को घुमाने पर निर्भर रहना पड़ता था, जिससे आँखों के स्वतंत्र नियंत्रण की क्षमता का त्याग करना पड़ता था। यह एक ट्रेड-ऑफ (समझौता) प्रकृति का एक मौलिक नियम प्रतीत होता था, जहाँ एक विस्तृत दृश्य क्षेत्र (फील्ड ऑफ व्यू) का अर्थ था सटीक, नेत्र-संचालित नियंत्रण का नुकसान।
कॉर्नेल यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने यह परीक्षण करने के लिए हाथ डाला कि क्या यह नियम वास्तव में अटूट था। उन्होंने अपना ध्यान 'ट्री श्र्यू' (tree shrew) की ओर लगाया, जो पेड़ों पर रहने वाला एक छोटा, फुर्तीला स्तनधारी है और जिसकी आँखें उसके सिर के किनारों पर स्थित हैं। हालाँकि ट्री श्र्यू विकासवादी रूप से प्राइमेट्स के करीब हैं, लेकिन उनकी पार्श्व (side) आँखों की स्थिति ने सुझाव दिया था कि उन्हें चूहों या मूषकों जैसे अन्य पार्श्व-नेत्र वाले जानवरों के समान कठोर नियमों का पालन करना चाहिए। वैज्ञानिक यह जानना चाहते थे कि क्या एक पार्श्व-नेत्र वाला जानवर वास्तव में सांचे को तोड़कर एक सामने की ओर आँख वाले जानवर की तरह स्वतंत्रता और सटीकता के साथ अपनी दृष्टि को नियंत्रित कर सकता है। यह पता लगाने के लिए, उन्होंने एक प्रणाली बनाई जिससे वे ट्री श्र्यू के सिर को स्थिर रखते हुए उनकी आँखों को देख सकें, और हर सूक्ष्म गति को माप सकें ताकि यह देखा जा सके कि क्या जानवर अपने सिर को हिलाने की कोशिश किए बिना इधर-उधर देख सकते हैं।
टीम ने पाया कि ट्री श्र्यू पुराने नियमों का पालन नहीं करते हैं। जब उनका सिर एक जगह स्थिर था, तब ट्री श्र्यू ने अपने आँखों को बार-बार और बहुत तेजी से घुमाया, जिससे वे कमरे के विभिन्न हिस्सों को देखने के लिए अपनी दृष्टि बदल रहे थे। महत्वपूर्ण रूप से, ये नेत्र गतिविधियाँ तब हुईं जब जानवरों ने अपने सिर को घुमाने का कोई प्रयास भी नहीं किया। वास्तव में, लगभग नब्बे प्रतिशत नेत्र गतिविधियाँ बिना किसी पता लगाने योग्य सिर की गति के हुईं। यह चूहों (rats) के बिल्कुल विपरीत था, जिनका शोधकर्ताओं ने भी परीक्षण किया था; चूहे अपने सिर को स्थिर रखते समय बहुत कम बार अपनी आँखें घुमाते थे, और जब भी वे ऐसा करते, वे लगभग हमेशा अपनी आँखों के साथ अपने सिर को भी हिलाने की कोशिश करते थे। हालाँकि, ट्री श्र्यू अपनी दृष्टि को क्षैतिज (horizontal) और ऊर्ध्वाधर (vertical) रूप से बदल सकते थे, ठीक वैसे ही जैसे एक प्राइमेट, जिससे यह सिद्ध होता है कि सिर के किनारे आँखें होने का मतलब यह नहीं है कि जानवर को देखने के लिए अपने सिर पर निर्भर रहना ही पड़ेगा।
शोधकर्ताओं ने फिर यह पूछा कि क्या ये नेत्र गतिविधियाँ केवल यादृच्छिक (random) थीं या क्या जानवर वास्तव में विशिष्ट चीजों पर निशाना लगा सकते थे। उन्होंने ट्री श्रू को एक स्क्रीन पर दिखने वाले दृश्य लक्ष्यों (visual targets) की ओर देखने के लिए प्रशिक्षित किया। जानवरों ने स्क्रीन पर दिखने वाले लक्ष्यों की ओर अपनी दृष्टि केंद्रित करना जल्दी सीख लिया, जिससे वे उन पर लॉक करने के लिए तेज़ और सटीक हरकतें करने लगे। इससे भी अधिक प्रभावशाली बात यह थी कि ट्री श्रू कई सेकंडों तक एक लक्ष्य पर अपनी दृष्टि को स्थिर रख सकते थे, जिसे 'फिक्सेशन' (fixation) कहा जाता है और जो बारीक विवरण देखने के लिए आवश्यक कौशल है। दृष्टि को तेजी से बदलने और उसे स्थिर रखने की यह क्षमता, फ्रंटल-आईड (सामने की ओर आँख वाले) जानवरों की एक पहचान है, फिर भी ट्री श्रू ने इसे हासिल किया, जबकि उनकी आँखें स्पष्ट रूप से एक विस्तृत, पैनोरमिक दृश्य के लिए स्थित हैं।
यह समझने के लिए कि यह कैसे संभव था, वैज्ञानिकों ने ट्री श्र्यू के जीव विज्ञान में गहराई तक जाकर देखा। उन्होंने मस्तिष्क के विजुअल कॉर्टेक्स (visual cortex) का परीक्षण किया, जो मस्तिष्क का वह हिस्सा है जो आँखों द्वारा देखी गई चीज़ों को प्रोसेस करता है। उन्होंने पाया कि ट्री श्र्यू का मस्तिष्क दृश्य क्षेत्र के केंद्र (center of the visual field) के लिए असमान रूप से अधिक स्थान समर्पित करता है, जो वह क्षेत्र है जिस पर जानवर लक्ष्य देखते समय ध्यान केंद्रित करता है। यह प्राइमेट्स के मस्तिष्क की संरचना के समान है, भले ही ट्री श्रू में प्राइमेट्स जैसी आँखों में विशेष केंद्रीय बिंदु (central spot) की कमी हो। इसके अलावा, टीम ने आँखों को चलाने वाली मांसपेशियों का अध्ययन किया। उन्होंने पाया कि ट्री श्रू में इन मांसपेशियों में एक जटिल प्रकार के तंत्रिका अंत (nerve endings) होते हैं, जिन्हें 'पैलिसैड एंडिंग्स' (palisade endings) कहा जाता है, जो आमतौर पर सटीक नेत्र नियंत्रण वाले जानवरों में पाए जाते हैं। चूहे, जो सिर की गतिविधियों पर अधिक निर्भर करते हैं, में बहुत सरल संस्करण वाले तंत्रिका अंत होते हैं, जबकि ट्री श्रू में वे विस्तृत संरचनाएं मौजूद हैं जो सामने की ओर आँख वाले प्रजातियों में देखी जाती हैं।
यह अध्ययन बताता है कि आँख की स्थिति और दृष्टि नियंत्रण के बीच का संबंध उतना कठोर नहीं है जितना पहले सोचा गया था। ट्री श्रू ने एक पैनोरमिक दृश्य क्षेत्र के साथ-साथ परिष्कृत, स्वतंत्र नेत्र नियंत्रण को सफलतापूर्वक संयोजित किया है, जो आमतौर पर सामने की ओर आँख वाले जानवरों के लिए आरक्षित होता है। शोधकर्ता प्रस्ताव देते हैं कि यह अनूठा संयोजन इन जानवरों को पेड़ों की जटिल, त्रि-आयामी (three-dimensional) दुनिया में नेविगेट करने में मदद करने के लिए विकसित हुआ होगा। पेड़ों की शाखाओं से कूदते समय, एक ट्री श्रू को संतुलन और गति के लिए अपने सिर को उन्मुख (oriented) रखना पड़ता है और साथ ही अगले लैंडिंग स्पॉट को भी स्कैन करना पड़ता है। सिर से स्वतंत्र रूप से आँखों को हिलाने की क्षमता जानवर को शरीर की गति को बाधित किए बिना भविष्य के लक्ष्य का निरीक्षण करने की अनुमति देती है। यह खोज प्रकट करती है कि एक दृश्य प्रणाली (visual system) का डिज़ाइन पहले की तुलना में अधिक लचीला है, जो यह दर्शाता है कि प्रकृति विशिष्ट उत्तरजीविता चुनौतियों को हल करने के लिए विशेषताओं को मिला और मिला सकती है।
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