First detection of porcine associated bacterium Inconstantimicrobium in a reptilian host: gastrointestinal microbiome characterisation of healthy and unhealthy green turtles (Chelonia mydas) using full-length 16S rRNA sequencing

ग्रीन सी टर्टल्स (हरे समुद्री कछुए) समुद्र के कोमल दिग्गजों की तरह हैं, जो समुद्री घास और शैवाल चरते हैं जिन्हें तोड़ना कठिन होता है। इस उच्च-फाइबर वाले आहार पर जीवित रहने के लिए, वे अपने पेट के भीतर छिपे एक कार्यबल पर निर्भर करते हैं: अरबों बैक्टीरिया जो पौधों के पदार्थ को किण्वित (ferment) करते हैं, जिससे इसे उपयोगी ऊर्जा में बदल दिया जाता है। यह आंतरिक पारिस्थितिकी तंत्र मानव के फेफड़ों की तरह ही कछुए के लिए महत्वपूर्ण है, फिर भी यह कई मायनों में एक रहस्य बना हुआ है। वैज्ञानिक लंबे समय से जानते हैं कि जब ये जीव बीमार पड़ते हैं, तो उनके पेट के बैक्टीरिया अक्सर बदल जाते हैं, लेकिन अध्ययन करने के लिए उपयोग किए जाने वाले उपकरण इतने सूक्ष्म नहीं थे कि वे इसमें शामिल विशिष्ट खिलाड़ियों को देख सकें। वर्षों तक, शोधकर्ता इस सूक्ष्मजीवी दुनिया के केवल व्यापक रूप को ही देख पाते थे, जिससे वे उन बारीक विवरणों को समझने में चूक जाते थे जो यह समझा सकें कि कछुआ बीमार क्यों है या उसे ठीक होने में कैसे मदद की जाए।

सनशाइन कोस्ट विश्वविद्यालय और सहयोगी संगठनों के शोधकर्ताओं की एक टीम ने हाल ही में और करीब से देखने का निर्णय लिया। उन्होंने आनुवंशिक कोड को पढ़ने के एक शक्तिशाली नए तरीके की ओर रुख किया जो बैक्टीरिया के जीन के केवल एक छोटे से टुकड़े के बजाय पूरे लंबाई को कैप्चर करता है। इसने उन्हें समुद्री कछुओं में पहले कभी न मिली सटीकता के साथ विशिष्ट प्रकार के बैक्टीरिया की पहचान करने में सक्षम बनाया। उन्होंने क्वींसलैंड के हर्वी बे में पाए गए तीन ग्रीन टर्टल्स पर ध्यान केंद्रित किया: एक स्वस्थ वयस्क, एक बीमार किशोर (juvenile), और एक बीमार उप-वयस्क (sub-adult)। इन तीन बहुत अलग जानवरों के भीतर मौजूद बैक्टीरिया समुदायों की तुलना करके, टीम ने इस बात का खुलासा किया कि गट हेल्थ (पेट का स्वास्थ्य) दो अलग-अलग तरीकों से कैसे बिगड़ सकती है, और उन्होंने एक ऐसा बैक्टीरिया खोजा जो पहले कभी वहां नहीं देखा गया था।

शोधकर्ताओं ने क्लोका (cloaca) से नमूने एकत्र किए, जो कछुए के पिछले हिस्से में स्थित एक एकल द्वार है जहाँ से अपशिष्ट बाहर निकलता है, जो उनके पेट के भीतर झांकने वाली एक खिड़की के रूप में कार्य करता है। उन्होंने बैक्टीरिया के डीएनए का अनुक्रम (sequence) तैयार किया, जिसका उद्देश्य समुदाय की गहरी जांच करना था। परिणामों ने खुलासा किया कि स्वस्थ वयस्क कछुए के पेट में बैक्टीरिया का एक संतुलित मिश्रण था, जिसमें उन समूहों का वर्चस्व था जो पौधों के पाचन में मदद करने के लिए जाने जाते हैं। इस जीव में एक विविध और स्थिर समुदाय था, जो एक अच्छी तरह से प्रबंधित बगीचे की तरह था जहाँ कई अलग-अलग प्रजातियां मिलकर काम करती हैं। इसके विपरीत, बीमार किशोर कछुए ने एक बहुत ही अलग तस्वीर पेश की। इसका पेट बैक्टीरिया के एक एकल समूह से भर गया था जो समस्या पैदा कर सकते हैं जब वे कब्जा कर लेते हैं, जबकि प्रजातियों की समग्र विविधता काफी कम हो गई थी। यह सुझाव देता है कि जीव एक गंभीर असंतुलन से जूझ रहा था जहाँ हानिकारक बैक्टीरिया ने मददगार बैक्टीरिया को बाहर कर दिया था।

तीसरा कछुआ, एक उप-वयस्क जिसके लक्षण अलग थे, एक तीसरे और आश्चर्यजनक परिदृश्य को प्रस्तुत करता है। यह कछुआ अपनी आंतों में गंभीर रुकावट (blockage) से पीड़ित था, एक ऐसी स्थिति जहाँ अपशिष्ट का प्रवाह रुक जाता है। कोई उम्मीद कर सकता है कि एक बीमार जानवर में खराब या सरल बैक्टीरिया समुदाय होगा, लेकिन इस कछुए में वास्तव में बैक्टीरिया का एक बहुत समृद्ध और विविध मिश्रण था, जो स्वस्थ वयस्क के समान था। हालाँकि, बैक्टीरिया के प्रकार अलग थे। सामान्य मिश्रण के बजाय, इसका पेट बैक्टीरिया के एक विशिष्ट समूह से भरा हुआ था जो स्थिर, ऑक्सीजन-रहित वातावरण में पनपते हैं। ये वे सूक्ष्मजीव हैं जो भोजन को किण्वित करते हैं और गैस पैदा करते हैं, जो कछुए की रुकी हुई आंत की स्थिति के साथ पूरी तरह मेल खाता है। बैक्टीरिया अनिवार्य रूप से उस भोजन पर दावत उड़ा रहे थे जो अब गति में नहीं था, जिससे एक किण्वित वातावरण बन गया जिसने संभवतः जीव को संकट में डाल दिया।

सबसे उल्लेखनीय खोज इस तीसरे कछुए से जुड़ी थी। किण्वित होने वाले बैक्टीरिया की बाढ़ के बीच, शोधकर्ताओं ने इनकन्स्टेंटिमाइक्रोबियम पोर्सी (Inconstantimicrobium porci) नामक एक विशिष्ट प्रकार का बैक्टीरिया पाया। यह बैक्टीरिया पहले केवल सूअरों के आंतों और कृषि मिट्टी से जाना जाता था। एक समुद्री कछुए में इसका मिलना विज्ञान के लिए पहली बार है। शोधकर्ताओं ने इसे बीमार उप-वयस्क में महत्वपूर्ण संख्या में पाया, जबकि स्वस्थ कछुए में यह बहुत कम था और दूसरे बीमार कछुए में अनुपस्थित था। उन्हें संदेह है कि इस क्षेत्र में हाल ही में हुई भारी बाढ़ ने इस सूअर-जुड़े बैक्टीरिया को भूमि से तटीय जल में बहा दिया होगा जहाँ कछुए भोजन करते हैं। कछुए ने संभवतः इसे निगल लिया, और क्योंकि उसकी आंत का चलना रुक गया था, इसलिए यह बैक्टीरिया तेजी से गुणा करने में सक्षम रहा, और अन्य किण्वित होने वाले बैक्टीरिया के साथ मिलकर एक उछाल (bloom) पैदा किया जिसे स्वस्थ कछुए का चलता हुआ पेट स्वाभाविक रूप से बहा देता।

यह अध्ययन इस बात पर प्रकाश डालता है कि समुद्री कछुओं में बीमारी हमेशा सूक्ष्म स्तर पर एक जैसी नहीं दिखती है। कभी-कभी यह विविधता के पतन के रूप में दिखती है, जहाँ हानिकारक बैक्टीरिया एक कमजोर प्रणाली पर कब्जा कर लेते हैं। अन्य समय में, यह बैक्टीरिया के प्रकार में बदलाव के रूप में दिखती है, जहाँ एक स्वस्थ दिखने वाली प्रजातियों की विविधता एक रुकी हुई आंत के अनुकूल खुद को व्यवस्थित कर लेती है। इन अंतरों को स्पष्ट रूप से देखने की क्षमता एक बड़ी उपलब्धि है। बैक्टीरिया के पूर्ण आनुवंशिक कोड को पढ़ने की विधि का उपयोग करके, शोधकर्ता उस विशिष्ट सूअर-जुड़े बैक्टीरिया की पहचान करने में सक्षम थे जिसे पुराने, छोटे तरीकों ने छोड़ दिया होता। विवरण का यह स्तर यह समझने के लिए महत्वपूर्ण है कि पर्यावरणीय परिवर्तन, जैसे कि बाढ़, कैसे समुद्री वातावरण में नए जीवों को पेश कर सकते हैं और वे वन्यजीव स्वास्थ्य के साथ कैसे परस्पर क्रिया करते हैं।

निष्कर्ष यह भी बताते हैं कि पर्यावरण और उनमें रहने वाले जीवों के बीच का संबंध कितना जटिल है। एक सूअर-जुड़े बैक्टीरिया की उपस्थिति यह सुझाव देती है कि भूमि और समुद्र के बीच की सीमाएं पहले की तुलना में अधिक पारगम्य (porous) हैं, विशेष रूप से चरम मौसम की घटनाओं के दौरान। हालांकि इस अध्ययन में केवल तीन जीव शामिल थे, परिणाम एक नया दृष्टिकोण प्रदान करते हैं। यह सुझाव देता है कि कछुए के भीतर बैक्टीरिया के विशिष्ट प्रकारों को देखना पशु चिकित्सकों और संरक्षणवादियों को बीमारी की प्रकृति को पहचानने में मदद कर सकता है, जिससे सामान्य संक्रमण और एक विशिष्ट रुकावट के बीच अंतर किया जा सके। जैसा कि शोधकर्ता कहते हैं, यह इन आंतरिक दुनियाओं को समझने की शुरुआत है, लेकिन यह इन प्राचीन समुद्री यात्रियों को एक बदलते ग्रह के सामने बेहतर देखभाल की दिशा में एक आशाजनक मार्ग प्रदान करता है।