Journal: Biosemiotics Pattern without Message: From Environmental Organization to Selective Relevance
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि *Saccharomyces cerevisiae* जैसे जीवित तंत्र अपने पर्यावरण में विशिष्ट, निरंतर ध्वनिक प्रतिमानों (acoustic patterns) के प्रति प्रतिक्रिया करते हैं न कि स्वयं स्रोत संकेत के प्रति, जो एक "दोहरा चयन" (double selection) प्रक्रिया को दर्शाता है जहाँ माध्यम उपलब्ध अंतरों को फ़िल्टर करता है और जीव पूर्ण सेमियोसिस (semiosis) को गठित किए बिना अर्ध-संकेत संरचनात्मक आधार (semiotic scaffolding) को सक्षम करने के लिए उनके साथ चयनात्मक रूप से जुड़ता है।
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जीवित चीजें निरंतर भौतिक दुनिया के प्रहारों का सामना करती हैं। एक मंद हवा पत्ती को छूकर गुजरती है, एक छाया तालाब पर गिरती है, और एक ध्वनि तरंग हवा में लहरें पैदा करती है। फिर भी, जीवित रहने के लिए, किसी जीव को हर एक सूक्ष्म भौतिक अंतर को महत्वपूर्ण नहीं मानना चाहिए। यदि एक कोशिका अपने परिवेश के हर छोटे उतार-चढ़ाव पर प्रतिक्रिया करती, तो वह अभिभूत हो जाती। यह समझने की केंद्रीय पहेली कि जीवन कैसे काम करता है, यह है कि एक जीवित वस्तु यह कैसे तय करती है कि इनमें से कौन से अनंत भौतिक अंतर वास्तव में मायने रखते हैं। कुछ अंतर केवल शोर मात्र होते हैं, जबकि अन्य व्यवहार, विकास या विकासक्रम में परिवर्तन को प्रेरित करते हैं। जीवन को उसके जैविक महत्व तक सीमित करने की यह प्रक्रिया ही जीवन के अपने पर्यावरण के साथ संवाद करने के तरीके को समझने का शुरुआती बिंदु है।
वैज्ञानिक लंबे समय से जानते हैं कि एक जीव दुनिया को ठीक वैसा अनुभव नहीं करता जैसा कि भौतिकी में है। इसके बजाय, वह अपनी जरूरतों और इंद्रियों द्वारा निर्मित एक व्यक्तिगत दुनिया में रहता है। एक ध्वनि जो एक चट्टान के लिए केवल एक कंपन है, वह एक पक्षी के लिए चेतावनी संकेत हो सकती है। लेकिन एक ध्वनि के संकेत बनने से पहले, उसे अपने स्रोत से जीव तक की यात्रा में जीवित रहना होगा। जब एक ध्वनि पानी, हवा या किसी पात्र की दीवारों के माध्यम से यात्रा करती है, तो वह बदल जाती है। वह विकृत हो जाती है, कुछ हिस्से तेज हो जाते हैं, और कुछ धीमे। इस शोध दल ने जिस प्रश्न का उत्तर देने का प्रयास किया वह सरल लेकिन गहन था: जब ध्वनि अंततः जीवित कोशिका तक पहुँचती है, तो वह वास्तव में कैसी दिखती है, और क्या ध्वनि का वह विशिष्ट आकार कोशिका के लिए मायने रखता है?
इसका उत्तर खोजने के लिए, शोधकर्ताओं ने जीवन के एक बहुत ही सरल रूप की ओर रुख किया: बेकर्स यीस्ट (baker's yeast)। यीस्ट एक एकल-कोशिका वाला कवक है जिसमें न तो कान होते हैं, न मस्तिष्क और न ही तंत्रिका तंत्र। इसमें मनुष्यों या जानवरों की तरह सुनने की क्षमता नहीं होती। इसने इसे प्रयोग के लिए एक आदर्श विषय बना दिया क्योंकि इसकी कोई भी प्रतिक्रिया इस आधार पर नहीं समझी जा सकती थी कि इसने किसी संदेश को "सुना" है या किसी आवाज को पहचाना है। वैज्ञानिक यह देखना चाहते थे कि क्या ध्वनि की भौतिक संरचना स्वयं, अर्थ से मुक्त होकर भी, कोशिका को प्रभावित कर सकती है। उन्होंने यीस्ट कल्चर को पांच अलग-अलग प्रकार की ध्वनियों के संपर्क में रखा: कृत्रिम स्वर (synthetic tones), मानव गायन, सीटी जैसी आवाजें, संक्षिप्त आवेग शोर (short impulse noises), और व्यापक, स्थिर जैसे शोर (static-like noise)।
हालाँकि, शोधकर्ता जानते थे कि उनके स्पीकरों द्वारा उत्पन्न ध्वनि वह ध्वनि नहीं थी जिसे यीस्ट वास्तव में अनुभव कर रहा था। ध्वनि को एक रबर इंटरफेस, एक कांच की टेस्ट ट्यूब और यीस्ट को धारण करने वाले तरल माध्यम से होकर गुजरना था। जैसे-जैसे यह इस प्रणाली के माध्यम से चलती है, ध्वनि तरंगें टकराती हैं, एक-दूसरे के साथ हस्तक्षेप करती हैं, और बदल जाती हैं। यह समझने के लिए कि यीस्ट वास्तव में क्या महसूस कर रहा है, टीम ने एक संवेदनशील अंडरवॉटर माइक्रोफोन, जिसे हाइड्रोफोन कहा जाता है, को ठीक उसी स्थान पर रखा जहाँ यीस्ट कोशिकाएं बैठी थीं। उन्होंने ध्वनि को उस रूप में रिकॉर्ड किया जैसा वह तरल के भीतर मौजूद थी, न कि जैसा उसे मशीन द्वारा बाहर भेजा गया था।
उन्होंने पाया कि वातावरण ने एक फिल्टर की तरह कार्य किया जिसने ध्वनि को जटिल तरीकों से नया रूप दिया। जो ध्वनि यीस्ट तक पहुँची वह मूल ध्वनि का केवल एक शांत संस्करण नहीं थी; वह एक नई ध्वनिक स्थिति थी जिसकी अपनी अनूठी संरचना थी। ध्वनि के कुछ नियमित पैटर्न सुरक्षित रहे, जबकि अन्य पूरी तरह से गायब हो गए। उदाहरण के लिए, गायन की आवाज़ या कृत्रमिक स्वर की लयबद्ध नियमितता अक्सर कांच और तरल से गुजरते समय बिखर गई, जिससे उसका मूल समय (timing) काफी हद तक लुप्त हो गया। हालाँकि, अन्य विशेषताएं, जैसे कि समय के साथ ध्वनि की ऊर्जा की स्थिरता, आश्चर्यजनक रूप से बरकरार रही। शोधकर्ताओं ने इन बचे हुए फीचर्स को मापने का एक तरीका बनाया, जिन्हें मिलाकर एक एकल स्कोर बनाया गया जो यह वर्णित करता था कि एक बार कोशिका तक पहुँचने के बाद ध्वनि कितनी "संरचित" (structured) थी।
जब उन्होंने इस स्कोर की तुलना यीस्ट की प्रतिक्रिया से की, तो एक स्पष्ट पैटर्न उभर कर आया। यीस्ट ने ध्वनि की तीव्रता (loudness) पर प्रतिक्रिया नहीं दी, न ही उसने ध्वनि के स्रोत के विशिष्ट प्रकार (जैसे कि मानव आवाज या मशीन का स्वर) पर कोई प्रतिक्रिया दी। इसके बजाय, यीस्ट ने उस संगठन (organization) के प्रति प्रतिक्रिया दी जो वातावरण से गुजरने के बाद ध्वनि में शेष रह गया था। जब कोशिकाओं तक पहुँचने वाली ध्वनि में इस शेष संरचना का उच्च स्तर था, तो यीस्ट की वृद्धि दर में महत्वपूर्ण परिवर्तन देखा गया। इसके विपरीत, जब पहुँचने वाली ध्वनि अव्यवस्थित और अराजक थी, तो यीस्ट ने लगभग कोई प्रतिक्रिया नहीं दिखाई।
टीम ने केवल वृद्धि दर से आगे भी देखा। उन्होंने यीस्ट कोशिकाओं की आंतरिक वास्तुकला, विशेष रूप से प्रोटीन तंतुओं (protein fibers) के नेटवर्क की जांच की जो कोशिका को उसका आकार देते हैं और उसे चलने में मदद करते हैं। सूक्ष्मदर्शी के नीचे, उन्होंने देखा कि अत्यधिक संरचित ध्वनियों के संपर्क में आने वाली कोशिकाएं अपने आंतरिक तंतुओं को एक स्पष्ट, ध्रुवीकृत (polarized) तरीके से व्यवस्थित करती हैं, जो उन्हें विकास की एक विशिष्ट दिशा के लिए तैयार करती हैं। हालाँकि, अव्यवस्थित ध्वनियों के संपर्क में आने वाली कोशिकाओं ने अपने तंतुओं को बिखरा हुआ और विसरित रखा। आंतरिक संरचना में यह अंतर कोशिकाओं के प्रजनन के दौरान आकार बदलने के तरीके में भी दिखाई दिया। संरचित ध्वनियों के संपर्क में आने वाली कोशिकाओं ने विशिष्ट, लंबे उभार (projections) बनाए, जबकि अव्यवस्थित ध्वनियों के संपर्क में आने वाली कोशिकाएं गोल और बिना आकार की बनी रहीं।
निष्कर्ष एक दो-चरणीय चयन प्रक्रिया का सुझाव देते हैं। पहला, भौतिक वातावरण यह चुनता है कि ध्वनि के कौन से हिस्से अपनी यात्रा में जीवित रहते हैं। कांच की ट्यूब और तरल माध्यम एक द्वारपाल (gatekeeper) की तरह कार्य करते हैं, यह तय करते हैं कि कौन से पैटर्न उपलब्ध रहते हैं। दूसरा, जीव यह चुनता है कि उन जीवित बचे हुए पैटर्नों में से कौन से प्रासंगिक हैं। यीस्ट ने उन ध्वनियों पर प्रतिक्रिया नहीं दी जो उस तक पहुँचीं; उसने केवल उन्हीं पर प्रतिक्रिया दी जिन्होंने एक निश्चित स्तर का संरचनात्मक क्रम बनाए रखा। इसका अर्थ है कि पर्यावरण स्वयं सक्रिय रूप से यह आकार देने में भूमिका निभाता है कि कोई जीवित वस्तु क्या देख या महसूस कर सकती है, इससे बहुत पहले कि जीवित वस्तु कोई निर्णय ले।
यह अध्ययन यह दावा नहीं करता है कि यीस्ट "सुन" रहा है या ध्वनि एक अर्थपूर्ण संदेश है। यीस्ट किसी गीत या चेतावनी के रूप में ध्वनि की व्याख्या नहीं कर रहा है। इसके बजाय, यह शोध उस मौलिक चरण को उजागर करता है जो अर्थ अस्तित्व में आने से पहले होता है। किसी अंतर के संकेत बनने के लिए, उसे भौतिक माध्यम के माध्यम से एक स्थिर, संगठित पैटर्न के रूप में बने रहना होगा। पर्यावरण संगठित अंतरों की कच्ची सामग्री प्रदान करता है, और जीवित प्रणाली फिर उन विशिष्ट पैटर्नों के साथ जुड़ती है। यीस्ट के लिए मायने रखने वाली ध्वनि वह नहीं है जो बजाई गई थी, बल्कि वह है जो वास्तव में पहुँची, जिसे उस दुनिया ने नया रूप दिया जिससे वह यात्रा कर रही थी। यह कार्य जीवन के अपने परिवेश के साथ जुड़ाव को देखने का एक नया तरीका प्रदान करता है, यह दिखाते हुए कि भौतिक वातावरण की संरचना उतनी ही महत्वपूर्ण है जितनी कि जीव की जैविक मशीनरी, यह निर्धारित करने में कि किसे नोटिस किया जाएगा।
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