छोटे समुद्री जीव अपनी कॉलोनी के साथियों से ‘बातचीत’ करते हुए पकड़े गए

एक खोज में जो सामाजिक व्यवहार की हमारी समझ को चुनौती देती है, शोधकर्ताओं ने पाया है कि छोटे एकल-कोशिका वाले जीव विद्युत संकेतों के माध्यम से अपने कार्यों का समन्वय कर सकते हैं – हमारे शरीर में तंत्रिका कोशिकाओं की तरह। साइंस एडवांसेज में 8 जनवरी को प्रकाशित यह खोज, पृथ्वी पर जीवन के सबसे सरल रूपों में से एक में परिष्कृत संचार प्रणालियों का खुलासा करती है।

यह अध्ययन चोएनोफ्लैगलेट्स, सूक्ष्म जलीय जीवों पर केंद्रित है जो जानवरों के सबसे करीबी जीवित रिश्तेदार हैं। ये जीव या तो व्यक्तिगत कोशिकाओं के रूप में मौजूद हो सकते हैं या छोटी कालोनियाँ बना सकते हैं, जिससे वे यह समझने के लिए मूल्यवान विषय बन जाते हैं कि कैसे एकल कोशिकाओं ने जटिल जीवन बनाने के लिए सबसे पहले एक साथ काम करना शुरू किया।

बर्गेन विश्वविद्यालय के माइकल सार्स सेंटर के अध्ययन के प्रमुख लेखक जेफरी कोलग्रेन कहते हैं, “हमने कॉलोनियों की कोशिकाओं के बीच संचार पाया, जो रोसेट में आकार और सिलिअरी बीटिंग को नियंत्रित करता है।” “जब हमने उन्हें माइक्रोस्कोप के नीचे रखा, तो यह बहुत रोमांचक था।”

नवोन्वेषी आनुवंशिक उपकरणों का उपयोग करते हुए, शोध दल ने देखा कि चोएनोफ्लैगलेट कॉलोनियों के भीतर कोशिकाएं वोल्टेज-गेटेड कैल्शियम चैनलों के माध्यम से अपने आंदोलनों को सिंक्रनाइज़ करती हैं – उसी प्रकार की आणविक मशीनरी जिसका उपयोग न्यूरॉन्स और मांसपेशी कोशिकाएं संचार करने के लिए करती हैं। इस खोज से पता चलता है कि समन्वित गति के लिए बुनियादी निर्माण खंड पहले जानवरों के विकास से पहले मौजूद थे।

विकास में एक खिड़की

अध्ययन में सल्पिंगोइका रोसेटा नामक प्रजाति पर ध्यान केंद्रित किया गया, जो एकल कोशिकाओं से रोसेट-आकार की कॉलोनियों में बदल सकती है। इन कॉलोनियों में जानवरों की तरह विशेष कोशिकाएं नहीं होती हैं, लेकिन शोध से पता चलता है कि वे स्वतंत्र कोशिकाओं के सरल समूहों से बहुत दूर हैं।

टीम ने पाया कि कॉलोनी के सदस्य एक-दूसरे को संकेत भेज सकते हैं, जिससे वे तैराकी गतिविधियों में समन्वय कर सकते हैं और एक साथ आकार बदल सकते हैं। यह समन्वय विशेष रूप से स्थिर रोसेट कॉलोनियों में स्पष्ट होता है, जहां पूरे समूह में 63% तक सेलुलर प्रतिक्रियाएं सिंक्रनाइज़ थीं।

“एस। रोसेटा पशु विकास के दौरान बहुकोशिकीयता के उद्भव की जांच के लिए एक शक्तिशाली मॉडल है, ”अध्ययन के वरिष्ठ लेखक पावेल बर्कहार्ट बताते हैं। “चूंकि हमारे अध्ययन से पता चलता है कि औपनिवेशिक चोएनोफ्लैगलेट्स साझा सिग्नलिंग मार्गों के माध्यम से अपने आंदोलनों का समन्वय करते हैं, यह प्रारंभिक संवेदी-मोटर प्रणालियों में आकर्षक अंतर्दृष्टि प्रदान करता है।”

सरल से जटिल तक

अनुसंधान टीम ने वास्तविक समय में कोशिकाओं के बीच संकेतों के प्रसार को देखने के लिए एक फ्लोरोसेंट कैल्शियम सेंसर का उपयोग किया। उन्होंने देखा कि जब एक कोशिका को उत्तेजना का पता चलता है, तो यह पूरी कॉलोनी में गतिविधि की लहर पैदा कर सकती है। इस समन्वित प्रतिक्रिया में विद्युत संकेतन और कोशिका आकार में भौतिक परिवर्तन दोनों शामिल थे।

शायद सबसे दिलचस्प बात यह है कि शोधकर्ताओं ने पाया कि विभिन्न प्रकार की कॉलोनियों में समन्वय के विभिन्न स्तर दिखाई देते हैं। रोसेट कॉलोनियां, जो अधिक स्थिर हैं, चेन कॉलोनियों की तुलना में उच्च स्तर के समकालिक व्यवहार प्रदर्शित करती हैं, जो अधिक अस्थायी व्यवस्थाएं हैं। इससे पता चलता है कि मजबूत सेलुलर कनेक्शन जटिल बहुकोशिकीय जीवन के विकास में एक महत्वपूर्ण कदम हो सकता है।

भविष्य के निहितार्थ

यह शोध यह समझने के लिए नए रास्ते खोलता है कि सरल सेलुलर संचार नेटवर्क से जटिल तंत्रिका तंत्र कैसे विकसित हुए। इस अध्ययन के लिए विकसित किए गए उपकरण वैज्ञानिकों को यह जांच करने की अनुमति देंगे कि कोशिकाओं के बीच सिग्नल कैसे चलते हैं और क्या अन्य प्रजातियों में भी समान तंत्र मौजूद हैं।

कोलग्रेन कहते हैं, “इस अध्ययन से विकसित उपकरण और निष्कर्ष कई नए और दिलचस्प सवाल खोलते हैं।” “हम यह देखने के लिए वास्तव में उत्साहित हैं कि हम और अन्य लोग भविष्य में इसे कहाँ ले जाते हैं।”