Not all isotopes make good geolocators: trophic transfer reveals contrasting geolocation potential in eastern spruce budworm
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि पूर्वी स्प्रूस बडवॉर्म में स्थिर आइसोटोप की भू-स्थानिक क्षमता अंतर्निहित नहीं है बल्कि पर्यावरणीय स्थानिक संरचना और ट्रॉफिक ट्रांसफर के बीच विशिष्ट अंतःक्रियाओं पर निर्भर करती है, जिससे यह प्रकट होता है कि सल्फर (δ³⁴S) और स्ट्रोंटियम (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr) प्रभावी मार्कर हैं जबकि हाइड्रोजन (δ²H) अपने सामान्य उपयोग के बावजूद खराब प्रदर्शन करता है।
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वैज्ञानिक लंबे समय से केवल किसी जानवर के शरीर को देखकर यह पता लगाने का तरीका खोज रहे हैं कि वह कहाँ गया था। यह विचार एक सरल सत्य पर आधारित है: विभिन्न स्थानों में पानी, मिट्टी और हवा में अद्वितीय रासायनिक संकेत (chemical signatures) होते हैं। जब पौधे स्थानीय पानी से पानी पीते हैं या स्थानीय मिट्टी से पोषक तत्व खींचते हैं, तो वे इन संकेतों को अवशोषित कर लेते हैं। जो जानवर उन पौधों को खाते हैं, वे अपने स्वयं के ऊतकों (tissues) में उन्हीं रासायनिक निशानों को लेकर चलते हैं। इन निशानों को मापकर, शोधकर्ता अक्सर एक कीट या पक्षी के जन्मस्थान या प्रवास पथ का पता लगा सकते हैं। यह विधि, जिसे 'स्टेबल आइसोटोप जियोलोकेशन' (stable isotope geolocation) कहा जाता है, वन्यजीवों को ट्रैक करने के लिए एक मानक उपकरण बन गई है, विशेष रूप से उन जीवों के लिए जो इलेक्ट्रॉनिक टैग ले जाने के लिए बहुत छोटे हैं। हालाँकि, यह संपूर्ण दृष्टिकोण एक महत्वपूर्ण धारणा पर टिका है: कि रासायनिक संकेत पौधे से जानवर तक एक अनुमानित और विश्वसनीय तरीके से स्थानांतरित होते हैं। यदि जानवर अपने भोजन को पचाते समय संकेत को बहुत अधिक बदल देता है, या यदि प्रक्रिया के दौरान संकेत लुप्त हो जाता है, तो यह मानचित्र बेकार हो जाता है।
शोधकर्ताओं की एक टीम ने पूर्वी कनाडा के पेड़ों पर भोजन करने वाले 'ईस्टर्न स्प्रूस बडवॉर्म' (eastern spruce budworm) नामक पतंगे का उपयोग करके इस धारणा का परीक्षण करने के लिए एक अध्ययन किया। उन्होंने क्षेत्र के ज्ञात स्थानों से पतंगे और उनके मेजबान पेड़ों की सुइयों (needles) को एकत्र किया। प्रयोगशाला में, उन्होंने यह देखने के लिए पत्तियों और पतंगों दोनों में पांच अलग-अलग रासायनिक मार्करों को मापा कि प्रत्येक एक पौधे से कीट तक कितनी अच्छी तरह स्थानांतरित होता है। परिणामों से पता चला कि सभी रासायनिक मार्कर समान नहीं होते हैं। कुछ बहुत ही सटीक रूप से स्थानांतरित हुए, जबकि अन्य लगभग पूरी तरह से विफल रहे।
अध्ययन में पाया गया कि दो विशिष्ट मार्कर इन पतंगों को ट्रैक करने के लिए उत्कृष्ट उपकरण के रूप में उभरे। एक मार्कर, जो प्रकृति में सल्फर के व्यवहार से संबंधित है, पेड़ की सुइयों से पतंगे में बिना किसी बदलाव के स्थानांतरित हुआ। इसने पौधे और कीट के बीच लगभग पूर्ण समानता दिखाई, और चूंकि पूर्वी कनाडा में सल्फर के पैटर्न पहले से ही अच्छी तरह से मैप किए गए हैं, इसलिए यह मार्कर एक पतंगा कहाँ से आया है, इसका सटीक पता लगाने का एक स्पष्ट मार्ग प्रदान करता है। दूसरा मार्कर, जो स्थानीय मिट्टी में चट्टानों की आयु को दर्शाता है, भी अच्छा प्रदर्शन करता है। हालांकि व्यक्तिगत पतंगे कभी-कभी स्पष्ट रीडिंग देने के लिए बहुत छोटे थे, लेकिन जब शोधकर्ताओं ने कई पतंगों के नमूनों को मिलाया, तो स्थानीय भूविज्ञान के साथ उच्च सटीकता से मेल खाते हुए मिट्टी की चट्टानों का संकेत स्पष्ट रूप से उभर कर आया।
नाइट्रोजन से जुड़ा एक अन्य मार्कर भी पेड़ से पतंगे में बहुत वफादारी से स्थानांतरित हुआ। शोधकर्ताओं ने एक सुसंगत बदलाव देखा, जिसका अर्थ है कि वे सटीक भविष्यवाणी कर सकते थे कि पतंगे का शरीर पौधे के संकेत को कैसे बदलता है। यह इसे एक शक्तिशाली उपकरण बनाता है, बशर्ते वैज्ञानिक पहले क्षेत्र में पेड़ों में नाइट्रोजन के पैटर्न को मैप कर लें। हालाँकि, अध्ययन में महत्वपूर्ण सीमाएँ भी सामने आईं। कार्बन पर आधारित एक मार्कर ने पौधे और पतंगे के बीच केवल एक मध्यम संबंध दिखाया, जिसमें सटीक ट्रैकिंग के लिए बहुत अधिक भिन्नता थी। सबसे आश्चर्यजनक रूप से, हाइड्रोजन पर आधारित मार्कर, जो वर्तमान में कीटों के जियोलोकेट करने के लिए सबसे आम उपकरण है, बहुत खराब प्रदर्शन करता है। पतंगों में हाइड्रोजन के मान उनके द्वारा खाए गए पेड़ों के मानों से बहुत कम संबंधित थे, जिसमें इतनी अधिक यादृच्छिक भिन्नता थी कि संकेत प्रभावी रूप से लुप्त हो गया।
ये निष्कर्ष इस विचार को चुनौती देते हैं कि कोई रासायनिक मार्कर स्वाभाविक रूप से जानवरों को ट्रैक करने के लिए अच्छा या बुरा होता है। इसके बजाय, अध्ययन दिखाता है कि एक मार्कर की उपयोगिता कारकों के एक जटिल मिश्रण पर निर्भर करती है: पर्यावरण उस रसायन को कैसे वितरित करता है, पौधा उसे कैसे अवशोषित करता है, और जानवर उसे कैसे संसाधित करता है। ईस्टर्न स्प्रूस बडवॉर्म के लिए, सल्फर और स्ट्रोंटियम एक विश्वसनीय मानचित्र प्रदान करते हैं, जबकि हाइड्रोजन, अपनी लोकप्रियता के बावजूद, कहानी बताने में विफल रहता है। इसका अर्थ यह है कि वैज्ञानिक हर प्रजाति के लिए मार्करों की एक मानक सूची को लागू नहीं कर सकते। किसी भी जानवर को सटीक रूप से ट्रैक करने के लिए, शोधकर्ताओं को पहले यह समझना होगा कि वह विशिष्ट जानवर अपने स्थानीय भोजन और पर्यावरण की रसायन विज्ञान के साथ कैसे अंतःक्रिया करता है।
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