Ontogenetic variation in phototactic responses of juvenile chum salmon (Oncorhynchus keta) under different light intensities

नदियों में रहने वाली मछलियों को एक निरंतर चुनौती का सामना करना पड़ता है: उस दुनिया में सुरक्षित रूप से कैसे आगे बढ़ें जो अक्सर मानव निर्मित संरचनाओं द्वारा बाधित होती है। बांध और वीर (weirs), जो बिजली या सिंचाई के लिए पानी रोकने के लिए बनाए जाते हैं, दीवारों की तरह काम करते हैं जो मछलियों को ऊपर की ओर तैरने से रोक देते हैं। उन्हें गुजरने में मदद करने के लिए, इंजीनियर विशेष चैनल बनाते हैं जिन्हें 'फिशवे' (fishways) कहा जाता है। लेकिन जबकि ये चैनल मछलियों को ऊपर जाने में मदद करते हैं, नीचे जाने का रास्ता अक्सर अधिक खतरनाक होता है। टर्बाइनों में पानी भरने वाले विशाल पाइप विशाल वैक्यूम क्लीनर की तरह काम कर सकते हैं, जो छोटी मछलियों को अंदर खींच लेते हैं और उन्हें मार देते हैं। इस समस्या को हल करने के लिए, वैज्ञानिक यह पता लगाने की कोशिश कर रहे हैं कि क्या प्रकाश इन छोटी मछलियों को खतरे से दूर जाने के लिए निर्देशित कर सकता है। प्रकाश के प्रति कई जानवरों, जिनमें मछलियाँ भी शामिल हैं, की एक स्वाभाविक प्रतिक्रिया होती है जिसे 'फोटो टैक्सिस' (phototaxis) कहा जाता है। यह केवल प्रकाश के स्रोत की ओर तैरने या उससे दूर तैरने की प्रवृत्ति है। दशकों से, शोधकर्ता यह जानना चाहते थे कि क्या वे इस सहज ज्ञान का उपयोग युवा सैल्मन को खतरनाक इनटेक से दूर और सुरक्षित निकासों की ओर मोड़ने के लिए कर सकते हैं, लेकिन इसका उत्तर इस बात पर बहुत अधिक निर्भर करता है कि मछलियाँ विभिन्न चमक स्तरों के प्रति कैसी प्रतिक्रिया देती हैं और जैसे-जैसे वे नन्ही 'फ्राई' (fry) से बड़ी 'जुवेनाइल' (juveniles) में बदलती हैं, उनका व्यवहार कैसे बदलता है।

हाल ही में किए गए एक अध्ययन में, केइशी मात्सुदा नामक एक शोधकर्ता ने यह परीक्षण करने का निर्णय लिया कि युवा चुम सैल्मन (chum salmon), जो जापान के मत्स्य पालन के लिए एक महत्वपूर्ण प्रजाति है, प्रकाश के प्रति कैसी प्रतिक्रिया देती हैं। इसका लक्ष्य यह देखना था कि क्या ये मछलियाँ, जिस आकार में वे प्राकृतिक रूप से छोड़ी जाती हैं, सफेद प्रकाश की ओर तैरेंगी या उससे बचेंगी, और क्या यह व्यवहार उनके बढ़ने के साथ बदलता है। यह प्रयोग निको में एक अनुसंधान केंद्र में एक नियंत्रित इनडोर टैंक में किया गया था। टैंक को एक हल्की धारा वाले नदी की नकल करने के लिए डिज़ाइन किया गया था, और इसकी दीवारों को बाहरी प्रकाश को रोकने के लिए ढका गया था। टैंक के अंदर, शोधकर्ता ने एक छोर पर सफेद एलईडी लाइटों की एक कतार रखी। फिर उन्होंने एक सौ युवा सैल्मन को टैंक में छोड़ा, जिनमें से प्रत्येक एक छोटी उंगली के आकार की थी। ये मछलियाँ अभी पूरी तरह से विकसित नहीं हुई थीं; वे उस अवस्था में थीं जिससे ठीक पहले वे स्वाभाविक रूप से समुद्र की ओर नीचे की ओर अपनी यात्रा शुरू करती हैं।

शोधकर्ता ने केवल लाइटों को चालू और बंद नहीं किया। इसके बजाय, उन्होंने चमक के स्तरों का एक सावधानीपूर्वक क्रम बनाया, जो पूर्ण अंधकार से शुरू होकर धीरे-धीरे तीव्रता बढ़ाकर एक सामान्य कमरे की तुलना में बहुत अधिक चमकदार स्तर तक पहुँच गया। मछलियों को स्वतंत्र रूप रूप से तैरने दिया गया, और कैमरों ने रिकॉर्ड किया कि वे कहाँ गईं। टीम ने प्रत्येक चमक स्तर पर लाइटों के पास कितनी मछलियाँ जमा हुईं, उनकी गिनती की। उन्होंने अपने इन परिणामों की तुलना पिछले अध्ययन के डेटा से की जिसमें बिल्कुल उसी पद्धति का उपयोग किया गया था लेकिन थोड़ी बड़ी, 'स्मॉल्ट्स' (smolts) के रूप में जानी जाने वाली पुरानी सैल्मन के साथ। इसने दो अलग-अलग जीवन चरणों में मछलियों के व्यवहार की सीधी तुलना करने की अनुमति दी।

परिणामों से पता चला कि मछलियाँ केवल सीधे प्रकाश की ओर या उससे दूर नहीं तैर रही थीं। इसके बजाय, उनकी प्रतिक्रिया इस बात पर निर्भर करती थी कि प्रकाश कितना चमकीला था। जब प्रकाश मंद था, तो युवा सैल्मन प्रकाश के स्रोत के करीब जाने की प्रवृत्ति रखती थीं, जो एक हल्का आकर्षण दर्शाता था। जैसे-जैसे प्रकाश उज्जवल होता गया, अधिक मछलियाँ इसके पास जमा होने लगीं, और एक ऐसे शिखर पर पहुँचीं जहाँ सबसे अधिक मछलियाँ प्रकाशित क्षेत्र में देखी गईं। हालाँकि, एक बार जब प्रकाश बहुत उज्जवल हो गया—विशेष रूप से जब चमक लगभग 1,000 लक्स (lux) से अधिक हो गई, जो कि एक उज्जवल बादलों वाले दिन या एक अच्छी तरह से प्रकाशित कार्यालय की तीव्रता के बराबर है—तो व्यवहार बदल गया। मछलियों ने प्रकाश से बचना शुरू कर दिया, प्रकाश के स्रोत से दूर तैरने लगीं और टैंक के अंधेरे हिस्सों में रहीं। यह पैटर्न नन्ही 'फ्राई' और बड़ी 'स्मॉल्ट्स' दोनों के लिए सही साबित हुआ। हालांकि पुरानी मछलियाँ छोटी मछलियों की तुलना में प्रकाश के पास जमा होने की थोड़ी अधिक मजबूत प्रवृत्ति दिखाती थीं, लेकिन दोनों समूहों के लिए प्रतिक्रिया का समग्र स्वरूप समान था।

यह निष्कर्ष बताता है कि चम से सैल्मन के जीवन में बहुत जल्दी, समुद्र की ओर प्रवास करने के लिए तैयार होने से बहुत पहले ही, तेज रोशनी से बचने की सहज प्रवृत्ति मौजूद होती है। अध्ययन इंगित करता है कि ये युवा मछलियाँ संभवतः शिकारियों से बचने या नदी के सुरक्षित, अंधेरे हिस्सों में रहने के लिए अत्यधिक प्रकाशित क्षेत्रों से बचती हैं। यह शोध एक व्यावहारिक सीमा को भी स्पष्ट करता है। चूंकि मछलियाँ कम तीव्रता वाले प्रकाश के प्रति कोई मजबूत आकर्षण नहीं दिखाती हैं जो उन्हें मार्गदर्शन देने के लिए उपयोग किया जा सकता है, इसलिए ऐसे प्रकाश का उपयोग करके उन्हें सुरक्षित निकास की ओर खींचना प्रभावी नहीं हो सकता है। हालांकि, अध्ययन सुझाव देता है कि बहुत उज्जवल सफेद रोशनी एक अलग उद्देश्य के लिए उपयोगी हो सकती है: छोटी मछलियों को खतरनाक इनटेक पाइपों से दूर रखना। एक तीव्र चमक वाला क्षेत्र बनाकर, प्रबंधक दोनों युवा 'फ्राई' और पुरानी 'स्मॉल्ट्स' को उस मशीनरी में प्रवेश करने से रोक सकते हैं जो उन्हें नुकसान पहुँचा सकती है।

चूंकि अध्ययन एक टैंक में किया गया था, इसलिए इसमें वास्तविक नदी में पाए जाने वाले जटिल प्रवाह, छाया या शिकारियों की उपस्थिति को ध्यान में नहीं रखा गया था। इसने केवल सफेद प्रकाश का परीक्षण किया, जिससे यह प्रश्न खुला रह गया कि क्या विभिन्न रंगों के अलग-अलग प्रभाव हो सकते हैं। फिर भी, परिणाम इन मछलियों के संसार को समझने की एक स्पष्ट तस्वीर प्रदान करते हैं। वे दिखाते हैं कि चम से सैल्मन का व्यवहार खोजने और बचने के बीच का एक साधारण स्विच नहीं है, बल्कि एक सूक्ष्म प्रतिक्रिया है जो मध्यम स्तर पर चरम पर पहुँचती है और बहुत अधिक तीव्रता होने पर बचाव में बदल जाती है। यह समझ वैज्ञानिकों और इंजीनियरों को इन मछलियों की रक्षा करने के लिए बेहतर प्रणालियाँ डिजाइन करने में मदद करती है क्योंकि वे अपने बचपन की नदियों में यात्रा करती हैं।