Chronic life-cycle exposure to atrazine at an environmentally relevant concentration induces redox imbalance, mortality, and developmental malformations in zebrafish (Danio rerio)
एट्राज़ीन की 1 µg/L की पर्यावरण संबंधी प्रासंगिक सांद्रता के निरंतर संपर्क में रहने से ज़ेब्राफिश में रिएक्टिव ऑक्सीजन स्पीशीज (ROS) को बढ़ाकर और एंटीऑक्सीडेंट सुरक्षा को कम करके तथा एसिटाइलकोलिनेस्टरेज़ गतिविधि को बाधित करके रेडॉक्स असंतुलन, उच्च मृत्यु दर, विकासात्मक विकृति और तंत्रिका-पेशी संबंधी अक्षमता उत्पन्न होती है।
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विज्ञान की दुनिया की कल्पना एक विशाल, हलचल भरे शहर के रूप में करें जहाँ नन्हे संदेशवाहक इमारतों के बीच दौड़ते हैं, और निर्देश पहुँचाते हैं ताकि सब कुछ सुचारू रूप से चलता रहे। एक जीवित प्राणी के जैविक शहर में, ये संदेशवाहक रसायन होते हैं, और इमारतें कोशिकाएँ होती हैं। कभी-कभी, शहर प्रदूषित हो जाता है। जब पानी या हवा में कोई जहरीला पदार्थ प्रवेश करता है, तो यह एक घड़ी के गियर में रिंच डालने या एक व्यस्त राजमार्ग पर तेल गिराने जैसा होता है। संदेशवाहक भ्रमित हो जाते हैं, गियर जाम हो जाते हैं, और पूरा सिस्टम लड़खड़ाने लगता है। इस विषय का अध्ययन करने वाले वैज्ञानिकों को ईकोटॉक्सिकोलॉजिस्ट (ecotoxicologists) कहा जाता है; वे पर्यावरणीय जासूसों की तरह हैं जो यह पता लगाने की कोशिश कर रहे हैं कि हमारी नदियों और झीलों में रहने वाले जीवों के लिए कितना प्रदूषण बहुत अधिक है। वे एक बड़ा सवाल पूछते हैं: "यदि किसी रसायन की मात्रा पानी में उस स्तर पर मौजूद है जिसे हम मनुष्यों के लिए 'सुरक्षित' मानते हैं, तो क्या वह मछली के लिए समस्या पैदा करती है?" इसका उत्तर देने के लिए, वे अक्सर जेब्राफिश नामक एक छोटी, पारदर्शी मछली का उपयोग करते हैं। क्योंकि ये मछलियाँ तेजी से बड़ी होती हैं और बच्चे होने पर इनका शरीर पारदर्शी होता है, इसलिए वे जीवन के पहले क्षण से ही प्रदूषण जीवन को कैसे प्रभावित करता है, इसे देखने के लिए एकदम सही हैं।
यह अध्ययन एक दीर्घकालिक जांच है कि क्या होता है जब जेब्राफिश को एट्रजीन (atrazine) नामक एक सामान्य खरपतवार नाशक के संपर्क में लाया जाता है। शोधकर्ताओं ने केवल मछलियों पर रसायन का एक त्वरित छिड़काव नहीं किया; वे उन्हें नन्हे अंडे से लेकर वयस्क होने तक के पूरे जीवनकाल में इसके साथ रखा। उन्होंने 1 µg/L का सांद्रण (concentration) उपयोग किया, जो कि एक बहुत ही कम मात्रा है, लेकिन यह वह मात्रा है जो वास्तव में वास्तविक नदियों और जलाशयों में पाई गई है। लक्ष्य यह देखना था कि क्या यह "पर्यावरणीय रूप से प्रासंगिक" खुराक, जो ब्राजील में पीने के पानी के लिए कानूनी सीमा से नीचे है, फिर भी मछली के हृदय, उनकी गति और उनके आंतरिक रसायन विज्ञान को बिगाड़ सकती है।
यह शोध पत्र मछली के शरीर के भीतर चल रहे एक मौन संघर्ष की कहानी है। मछली की कोशिकाओं को ऊर्जा उत्पादन करने वाली एक फैक्ट्री के रूप में सोचें। फैक्ट्री को चालू रखने के लिए, इसे ऊर्जा बनाने और उसके धुएं (जिसे रिएक्टिव ऑक्सीजन स्पीसेज़ या ROS कहा जाता है) की सफाई करने के बीच एक संतुलन की आवश्यकता होती है। मछली के पास विशेष एंजाइमों और रसायनों से बना एक सफाई दल होता है जो झाड़ू लगाने वाले कर्मचारियों की तरह कार्य करता है, जो मशीनों को नुकसान पहुँचाने से पहले जहरीले धुएं को साफ करता है। जब एट्रजीन सिस्टम में दाखिल हुआ, तो यह फैक्ट्री में घुसकर मशीनों की गर्मी बढ़ाने वाले एक शरारती जीव (gremlin) की तरह था। अध्ययन में पाया गया कि मछली ने बहुत अधिक धुआं (ROS में महत्वपूर्ण वृद्धि) पैदा करना शुरू कर दिया, और उनका सफाई दल अत्यधिक काम के बोझ तले दब गया। विशेष रूप से, "कैटलेज" (catalase) एंजाइम, जो एक प्रमुख सफाई कर्मचारी है, ने अपने काम की गति धीमी कर दी, और नॉन-प्रोटीन थियोल्स (एक अन्य प्रकार का सफाई रसायन) की आपूर्ति कम हो गई। कुल एंटीऑक्सीडेंट क्षमता, जो सफाई दल की समग्र शक्ति की तरह है, में उल्लेखनीय गिरावट आई।
हालाँकि, फैक्ट्री पूरी तरह से ध्वस्त नहीं हुई। शोधकर्ताओं ने पाया कि जबकि धुआं जमा हो रहा था, इमारत की दीवारों (जिसे TBARS द्वारा मापा जाता है, जो यह ट्रैक करता है कि वसा कितनी खराब हो रही है) को वास्तविक नुकसान में कोई बड़ी उछाल नहीं दिखी। यह सुझाव देता है कि मछली का शेष सफाई दल कुल आपदा को रोकने के लिए अपनी पूरी ताकत लगाकर काम कर रहा था, लेकिन एक कीमत पर। वह कीमत बहुत अधिक थी: मछली की हृदय गति काफी धीमी हो गई, जो स्वस्थ समूह के 180.5 बीट्स प्रति मिनट के औसत से गिरकर उजागर समूह में 164.0 बीट्स प्रति मिनट रह गई। यह ऐसा था जैसे फैक्ट्री का मुख्य जनरेटर ऊर्जा बचाने के लिए धीमा होकर चल रहा हो।
हालाँकि, कहानी का सबसे नाटकीय हिस्सा जीवित रहने की दर (survival rate) था। एट्रजीन एक क्रूर प्रतिद्वंद्वी था। जिस समूह की मछलियों को इस रसायन के संपर्क में लाया गया था, उनमें से एक चौंका देने वाले 87.5% मछली वयस्क होने से पहले ही मर गईं, जबकि स्वच्छ पानी वाले समूह में केवल 12.5% मरी थीं। जीवित बचे मछलियों को विकासात्मक समस्याओं का भी सामना करना पड़ा। 72 घंटे की उम्र तक, कई उजागर मछलियों में संकट के लक्षण दिखाई दिए, जैसे कि हृदय में सूजन (pericardial edema) और योक सैक (yolk sac) में सूजन, या मुड़ी हुई रीढ़ और विकृत पूंछ। दिलचस्प बात यह है कि अध्ययन ने पाया कि मछलियाँ अनिवार्य रूप से बेतरतीब ढंग से घूमना बंद नहीं करती हैं (स्वतः गतिविधि में बदलाव नहीं हुआ), लेकिन उनका आंतरिक रसायन निश्चित रूप से गड़बड़ा गया था। रसायन ने एसिटाइलकोलिनेस्टरेज़ (AChE) नामक एक एंजाइम की गतिविधि को भी कम कर दिया, जो तंत्रिकाओं और मांसपेशियों के बीच संकेत को बंद करने वाले स्विच की तरह है। जब यह स्विच अटक जाता है, तो यह मछली के सोचने और चलने के तरीके में समस्या पैदा कर सकता है, जिससे पता चलता है कि एट्रजीन उनके तंत्रिका तंत्र के साथ छेड़छाड़ कर रहा था।
शोधकर्ताओं ने सुपरऑक्साइड डिसमुटेज (SOD) नामक एक विशिष्ट एंजाइम को भी देखा, जो सफाई दल का एक अन्य हिस्सा है, लेकिन उन्होंने पाया कि इसके स्तर में बहुत अधिक बदलाव नहीं आया। यह बताता है कि एट्रजीन ने पूरी सफाई प्रणाली को बंद नहीं किया; इसने विशेष रूप से कुछ हिस्सों को लक्षित किया, जैसे कि कैटलेज, जबकि दूसरों को छोड़ दिया। अध्ययन निष्कर्ष निकालता है कि भले ही उपयोग किए गए एट्रजीन की मात्रा वर्तमान कानूनों के अनुसार "सुरक्षित" मानी जाती थी, लेकिन यह मछली के आंतरिक संतुलन को बिगाड़ने, उच्च मृत्यु दर का कारण बनने और शारीरिक विकृतियों के लिए पर्याप्त थी। यह सुझाव देता है कि "सुरक्षित" सीमाओं पर पुनर्विचार करने की आवश्यकता हो सकती है, क्योंकि एक अंडे से विकसित हो रही मछली के लिए, इस खरपतवार नाशक की थोड़ी सी भी मात्रा जीवन और मृत्यु के बीच का संघर्ष हो सकती है।
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