Host-associated gut microbiomes and resistomes in wild birds and sympatric Himalayan marmots from the Qinghai–Tibet Plateau

जानवरों के भीतर की अदृश्य दुनिया सूक्ष्म जीवन का एक हलचल भरा शहर है, जो बैक्टीरिया से भरा होता है जो भोजन पचाने में मदद करते हैं और मेजबानों को स्वस्थ रखते हैं। लेकिन ये छोटे निवासी भी एक छिपा हुआ कार्गो लेकर चलते हैं: वे जीन जो उन्हें एंटीबायोटिक्स से जीवित रहने में सक्षम बनाते हैं। ये उत्तरजीविता निर्देश, जिन्हें एंटीबायोटिक प्रतिरोध जीन (antibiotic resistance genes) के रूप में जाना जाता है, एक बढ़ती वैश्विक угро है। जब बैक्टीरिया उन दवाओं को अनदेखा करना सीख जाते हैं जिनका उपयोग डॉक्टर संक्रमणों को ठीक करने के लिए करते हैं, तो वे दवाएं काम करना बंद कर देती हैं। जबकि अधिकांश ध्यान इस बात पर केंद्रित रहा है कि कैसे खेत और अस्पताल इन प्रतिरोधी जीनों को फैलाते हैं, वैज्ञानिक तेजी से वन्यजीवों की ओर देख रहे हैं। स्वतंत्र रूप से घूमने वाले जानवर, विशेष रूप से पक्षी जो लंबी दूरियां तय करते हैं, गतिशील पुल के रूप में कार्य कर सकते हैं, जो इन प्रतिरोधी जीनों को एक स्थान से दूसरे स्थान तक ले जा सकते हैं, जिससे दूरस्थ पारिस्थित प्रणालियों को मानव आबादी से जोड़ने की संभावना बनती है।

किंगहाई-तिब्बत पठार के ऊंचे, हवादार विस्तार में, शोधकर्ताओं की एक टीम इस छिपे हुए परिदृश्य का मानचित्रण करने के लिए निकली। उन्होंने इस कठोर, उच्च-ऊंचाई वाले वातावरण में रहने वाले छह अलग-अलग पक्षी प्रजातियों के साथ-साथ हिमालयन मार्मोट (Himalayan marmot), जो एक बड़ा कृंतक (rodent) है और उनके क्षेत्र को साझा करता है, पर ध्यान केंद्रित किया। लक्ष्य यह देखना था कि उनके पेट में किस तरह के बैक्टीरिया रहते हैं और अधिक महत्वपूर्ण बात यह है कि उन बैक्टीरिया में कौन से एंटीबायोटिक प्रतिरोध जीन मौजूद हैं। वैज्ञानिकों ने पक्षियों से ताज़ा मल एकत्र किया और मार्मोट के लिए, जानवरों को व्यापक रोग निगरानी प्रयास के हिस्से के रूप में मानवीय रूप से मार दिए जाने के बाद उनके आंतों की सामग्री एकत्र की। फिर उन्होंने प्रत्येक नमूने के सूक्ष्मजीव समुदायों और उनकी प्रतिरोध क्षमताओं के विस्तृत विवरण के लिए उन्नत अनुक्रमण तकनीक (sequencing technology) का उपयोग करके उनके सूक्ष्मजीवों के जेनेटिक कोड को पढ़ा।

उन्होंने जो पाया वह विविधता की एक जटिल तस्वीर थी। पक्षियों के पेट के बैक्टीरिया चार प्रमुख समूहों द्वारा हावी थे, लेकिन विशिष्ट मिश्रण एक पक्षी प्रजाति से दूसरी प्रजाति में बहुत भिन्न था। कुछ पक्षी ऐसे बैक्टीरिया के घर थे जो मिट्टी में पनपते हैं, जबकि अन्य पूरी तरह से अलग प्रकार के मेजबान थे। इन अंतरों के बावजूद कि वहां कौन रह रहा था, पक्षियों ने प्रतिरोध जीनों का एक सामान्य सेट साझा किया। शोधकर्ताओं ने 130 विशिष्ट प्रकार के प्रतिरोध जीनों की पहचान की जो पक्षी आबादी में मौजूद थे। इनमें मानव स्वास्थ्य में उपयोग की जाने वाली कुछ सबसे महत्वपूर्ण दवाओं के खिलाफ बचाव शामिल थे, जैसे कि वे जो निमोनिया और मूत्र पथ के संक्रमण जैसी सामान्य समस्याओं से लड़ती हैं। सबसे उल्लेखनीय रूप से, उन्होंने कोलिसटिन (colistin) के खिलाफ सुरक्षा प्रदान करने वाले जीन पाए, जो एक ऐसी दवा है जिसका उपयोग अक्सर तब अंतिम विकल्प के रूप में किया जाता है जब अन्य एंटीबायोटिक्स विफल हो जाते हैं। यह सुझाव देता है कि इस दूरस्थ, उच्च-ऊंचाई वाले जंगल में भी, अन्यत्र एंटीबायोटिक उपयोग के दबाव ने इन जंगली जानवरों पर एक आनुवंशिक छाप छोड़ दी है।

अध्ययन ने बैक्टीरिया की संख्या और उनके द्वारा ले जाए जाने वाले प्रतिरोध की मात्रा के बीच एक आश्चर्यजनक विसंगति को भी उजागर किया। कुछ पक्षी समूहों में, एक विशिष्ट प्रकार का बैक्टीरिया कुल आबादी का केवल एक छोटा सा हिस्सा था लेकिन वह प्रतिरोध जीनों के एक बड़े हिस्से के लिए जिम्मेदार था। यह बिल्कुल वैसा ही है जैसे शहर का एक छोटा, शांत पड़ोस शहर के अधिकांश खतरनाक हथियारों को अपने पास रखता है, जबकि व्यस्त डाउनटाउन क्षेत्र में बहुत कम होते हैं। इसका अर्थ यह है कि केवल प्रत्येक बैक्टीरिया की उपस्थिति की गिनती करने से पूरी कहानी पता नहीं चलती है; कुछ दुर्लभ सूक्ष्मजीव प्रतिरोध के अत्यधिक महत्वपूर्ण भंडार (reservoirs) हैं।

जब शोधकर्ताओं ने पक्षियों की तुलना उनके बगल में रहने वाले मार्मोट से की, तो अंतर स्पष्ट था। जबकि पक्षी विविध बैक्टीरिया समुदायों और प्रतिरोध पैटर्न को प्रदर्शित कर रहे थे, मार्मोट बहुत अधिक समान थे। मार्मोट में, एक विशिष्ट समूह के बैक्टीरिया प्रतिरोध प्रोफाइल पर हावी थे, जो उनके पेट में पाए जाने वाले अधिकांश जीनों को वहन करते थे। यह सुझाव देता है कि मेजबान जानवर स्वयं इस बात में बड़ी भूमिका निभाता है कि कौन से प्रतिरोध जीन जीवित रहते हैं और पनपते हैं। पक्षी और मार्मोट कुछ समान प्रतिरोध जीन साझा करते थे, संभवतः इसलिए क्योंकि वे एक ही जल स्रोतों से पानी पीते हैं और एक ही बिलों या घोंसलों के क्षेत्रों में रहते हैं। हालांकि, पक्षी इन जीनों के अधिक विविध और प्रचुर संग्रह को ले जाते प्रतीत होते थे, संभवतः इसलिए क्योंकि उनकी उड़ने की क्षमता उन्हें कई अलग-अलग स्थानों से प्रतिरोध जीन उठाने और उन्हें पठार पर वापस लाने की अनुमति देती है।

निष्कर्ष यह रेखांकित करते हैं कि किंगहाई-तिब्बत पठार मानवीय गतिविधियों के प्रभावों से मुक्त एक अलग अभयारण्य नहीं है। वन्यजीवों में इन प्रतिरोध जीनों की उपस्थिति यह दर्शाती है कि एंटीबायोटिक प्रतिरोध का प्रसार एक वैश्विक घटना है, जो इन उच्चतम और सबसे दूरस्थ पारिस्थित प्रणालियों तक पहुँच रही है। पक्षी, अपने लंबे प्रवास मार्गों और विविध आहार के साथ, इन जीनों को इधर-उधर ले जाने में प्रमुख खिलाड़ी प्रतीत होते हैं, जो एक नेटवर्क के रूप में कार्य करते हैं जो दूरस्थ वातावरण को जोड़ते हैं। मार्मोट, हालांकि अपने प्रतिरोध प्रोफाइल में कम विविध हैं, फिर भी एक भंडार के रूप में कार्य करते हैं, जो प्रतिरोध के विशिष्ट प्रकारों को थामे रखते हैं जो अन्य जानवरों या मनुष्यों को दिए जा सकते हैं।

यह शोध यह दावा नहीं करता है कि ये जंगली जानवर वर्तमान में मानव बीमारी का कारण बन रहे हैं, लेकिन यह दिखाता है कि वे इसकी क्षमता लेकर चल रहे हैं। अध्ययन बताता है कि वातावरण, जानवर द्वारा खाया जाने वाला भोजन और जानवर का विशिष्ट प्रकार, ये सभी मिलकर यह निर्धारित करते हैं कि कौन से प्रतिरोध जीन मौजूद हैं। यह यह भी बताता है कि सबसे प्रचुर बैक्टीरिया हमेशा वे नहीं होते जो सबसे खतरनाक जीन ले जाते हैं। जैसे-जैसे दुनिया एंटीबायोटिक्स का उपयोग जारी रखेगी, ये जंगली आबादी संभवतः एक दर्पण और एक वाहक (vector) दोनों के रूप में कार्य करना जारी रखेंगी, जो मानव चिकित्सा के दबाव को प्रतिबिंबित करती हैं और संभावित रूप से उन खेतों और अस्पतालों से कहीं आगे इसके परिणामों को फैला सकती हैं जहाँ इन दवाओं का उपयोग किया जाता है। अध्ययन का निष्कर्ष है कि प्रतिरोध के प्रसार को ट्रैक करने और भविष्य में सार्वजनिक स्वास्थ्य की रक्षा करने के लिए इन जंगली भंडारों को समझना आवश्यक है।