Identification and transference of candidate semiochemical volatile organic compounds (VOCs) from feed to the circulatory system in pigs
यह अध्ययन 29 सुअर के चारे के अवयवों के वाष्पशील कार्बनिक यौगिक (VOC) प्रोफाइल को अभिलक्षित करता है और यह प्रदर्शित करता है कि विशिष्ट चारे से प्राप्त VOC गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल बाधा को पार कर सकते हैं, परिसंचरण प्रणाली में बने रह सकते हैं, और संभावित रूप से मातृ इम्प्रिंटिंग (maternal imprinting) जैसी शारीरिक प्रक्रियाओं को प्रभावित करने वाले सेमीओकेमिकल्स (semiochemicals) के रूप में कार्य कर सकते हैं।
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सूअर, कई स्तनधारियों की तरह, दुनिया को समझने के लिए अपनी सूंघने की शक्ति पर बहुत अधिक निर्भर करते हैं, विशेष रूप से यह तय करने के लिए कि उन्हें क्या खाना चाहिए। एक छोटे सूअर के बच्चे (पिगलेट) के लिए, स्तनपान से ठोस भोजन पर जाने का समय अत्यधिक तनाव और भ्रम का क्षण होता है। माँ के दूध की परिचित गंध को अनाज और वनस्पति पदार्थों की अपरिचित सुगंध से बदल दिया जाता है, जिससे अक्सर जानवर हिचकिचाने लगता है या खाना पूरी तरह से बंद कर देता है। भूख में कमी का यह दौर पाचन संबंधी समस्याओं और खराब विकास का कारण बन सकता है। वैज्ञानिक लंबे समय से जानते हैं कि भोजन के आसपास की हवा अदृश्य रासायनिक संकेतों से भरी होती जिन्हें वाष्पशील कार्बनिक यौगिक (वोलेटाइल ऑर्गेनिक कंपाउंड्स) कहा जाता है। ये वे अणु हैं जो फल के टुकड़े या मक्के के दाने से उठते हैं ताकि नाक को बताया जा सके कि वहाँ क्या मौजूद है। हालांकि यह स्थापित है कि ये गंध जानवर को उसके भोजन तक ले जाती हैं, लेकिन एक गहरा प्रश्न शेष रहता है: क्या ये समान रासायनिक संकेत भोजन करने के बाद जानवर के शरीर के अंदर भी यात्रा करते हैं? यदि वे ऐसा करते हैं, तो वे आंतरिक संदेशवाहक के रूप में कार्य कर सकते हैं, जो सूअर के मस्तिष्क और अंगों को सूचित कर सकते हैं कि भोजन आ गया है, जिससे संभावित रूप से जानवर को शांत करने और उसे खाते रहने के लिए प्रोत्साहित करने में मदद मिल सकती है।
शोधकर्ताओं की एक टीम ने सूअरों में भोजन की गंधों की इस छिपी हुई यात्रा की जांच करने के लिए हाथ बढ़ाया। उन्होंने बीस-नौ अलग-अलग सामग्रियों का वर्गीकरण करके शुरुआत की जो सूअर के चारे के रूप में आमतौर पर उपयोग की जाने वाली चीजें हैं, जैसे जौ, मक्का, सोयाबीन और विभिन्न पशु उप-उत्पाद। संवेदनशील उपकरणों का उपयोग करते हुए जो इन हवा में उड़ने वाले अणुओं को पकड़ और पहचान सकते थे, उन्होंने पाया कि प्रत्येक सामग्री एक अद्वितीय और जटिल हस्ताक्षर (सिग्नेचर) छोड़ती है। अनाज में एल्डिहाइड और फुरान की गंध होने की प्रवृत्ति थी, जबकि पशु-आधारित आहार एसिड और एल्डिहाइड से समृद्ध थे। इसने पुष्टि की कि प्रत्येक चारे के घटक की अपनी विशिष्ट रासायनिक पहचान होती है। शोधकर्ताओं ने अगले चरण की ओर कदम बढ़ाया: यह निर्धारित करना कि क्या ये विशिष्ट खाद्य गंध पाचन तंत्र के माध्यम से अपनी यात्रा को सफलतापूर्वक पूरा कर सकती हैं और रक्तप्रवाह में प्रवेश कर सकती हैं। इसका परीक्षण करने के लिए, उन्होंने छह छोटे सूअर के बच्चों के साथ काम किया जिन्हें रक्त के नमूने आसानी से लेने के लिए उनकी गर्दन में छोटी नलिकाएं लगाई गई थीं। टीम ने इन गंधों के मिश्रण वाले विशेष तरल घोल तैयार किए और उन्हें सीधे सूअरों को खिलाया। इसके बाद, उन्होंने यह देखने के लिए तीन घंटे के अंतराल पर रक्त निकाला कि क्या उनके द्वारा पेश किए गए विशिष्ट गंध जानवरों के भीतर पहचाने जा सकते हैं।
परिणामों से पता चला कि पाचन तंत्र इन रासायनिक संकेतों के लिए एक पूर्ण बाधा के रूप में कार्य नहीं करता है। प्रयोग शुरू होने से पहले ही, शोधकर्ताओं ने सूअरों के रक्त में कई खाद्य-संबंधी गंधों के निशान पाए, जो संभवतः उनके नियमित आहार से आए थे। इससे यह संकेत मिला कि सूअर जो खाता है और उसके रक्त में क्या तैर रहा है, उनके बीच का संबंध पहले से ही सक्रिय है। जब टीम ने विशिष्ट तरल समाधान दिए, तो उन्होंने देखा कि चार विशेष यौगिकों—पाइराज़ीन, 2-एथिल-3,5-डाइमिथाइलपाइराज़ीन, नोनानॉल और 2-एसिटिलफ्यूरान—में नियंत्रण समूह की तुलना में रक्तप्रवाह में स्पष्ट और महत्वपूर्ण वृद्धि हुई। ये अणु, जिनकी उत्पत्ति सामान्य चारे के घटकों से हुई थी, सफलतापूर्वक आंतों की दीवार को पार कर गए और लंबे समय तक रक्त में पहचानने योग्य रहे। दिलचस्प बात यह है कि किसी गंध के रक्त में प्रवेश करने की क्षमता इस बात पर निर्भर नहीं थी कि वह कितनी आसानी से वाष्पित होती है। शोधकर्ताओं ने कम, मध्यम और उच्च क्वथनांक वाले यौगिकों के साथ परीक्षण किया, और पाया कि अस्थिरता (वोलेटिलिटी) अकेले यह भविष्यवाणी नहीं कर सकती थी कि कौन से अणु यात्रा करेंगे। इसके बजाय, यह मार्ग प्रत्येक अणु की विशिष्ट रासायनिक प्रकृति पर निर्भर प्रतीत हुआ।
यह खोज बताती है कि भोजन की गंध केवल सूअर को उसका भोजन खोजने में मदद ही नहीं करती; बल्कि वे संदेश देने के लिए शरीर के अंदर भी यात्रा कर सकती हैं। अध्ययन का प्रस्ताव है कि ये संचारित रसायन आंतरिक संकेतों, या सेमीओकेमिकल्स (semiochemicals) के रूप में कार्य कर सकते हैं, जो जानवर के शरीर विज्ञान को उस भोजन के बारे में सूचित करते हैं जिसका उसने सेवन किया है। यह तंत्र इस बात में भूमिका निभा सकता है कि सूअर सुरक्षित खाद्य पदार्थों को पहचानना कैसे सीखते हैं, एक ऐसी प्रक्रिया जो अक्सर जन्म से पहले ही शुरू हो जाती है जब एक माँ का आहार विकसित भ्रूण को प्रभावित करता है। हालांकि इस विशिष्ट प्रयोग में इन गंधों ने व्यवहार या शरीर विज्ञान को सीधे तौर पर बदला है, यह सिद्ध नहीं किया, लेकिन इसने एक महत्वपूर्ण भौतिक कड़ी स्थापित की: चारे की गंध वास्तव में रक्त में मौजूद है। यह खोज इस बात के द्वार खोलती है कि कैसे एक जानवर का आंतरिक रासायनिक वातावरण उसके आहार द्वारा आकार लेता है, जो कि पशुधन के विकास और अनुकूलन को निर्देशित करने के लिए संवेदी संकेतों (sensory cues) के उपयोग पर एक नया दृष्टिकोण प्रदान करता है। यह कार्य पुष्टि करता है कि भोजन की बाहरी दुनिया और शरीर की आंतरिक दुनिया के बीच की सीमा इन अदृश्य रासायनिक संदेशवाहकों के लिए पारगम्य है।
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