वैज्ञानिकों ने वीनस फ्लाईट्रैप के चटकने के पीछे का रहस्य उजागर किया

 उस बेचारी मक्खी पर तरस आता है जो वीनस फ्लाईट्रैप पर बैठ जाती है। जब यह कीट इस अद्भुत मांसाहारी पौधे पर मौजूद बालों जैसी संरचनाओं को छूता है, तो इसका जाल झट से बंद हो जाता है, जिससे शिकार कई दिनों तक स्रावित एंजाइमों द्वारा पचाया जाता है।

वैज्ञानिकों ने अब इस चटकने की क्रिया के पीछे के भौतिक तंत्र का पता लगा लिया है।

शोधकर्ताओं ने कहा कि प्रयोगों से पता चला है कि वीनस फ्लाईट्रैप का बंद होना पौधे के जाल की बाहरी परत में कोशिका भित्ति के तेजी से नरम होने से शुरू होता है, जो एक अत्यधिक संशोधित पत्ती है जो दो कब्जेदार पालियों में विभाजित होती है जो दांतों वाले जबड़ों की तरह दिखती हैं।

एक सदी से अधिक समय से प्रचलित परिकल्पना यह थी कि पत्ती के भीतर पानी के तीव्र पुनर्वितरण के कारण ही यह जाल बंद होता है, जिसमें पानी कोशिकाओं के बीच जाकर पत्ती के एक तरफ को फुला देता है। नया शोध एक अलग जैविक तंत्र की ओर इशारा करता है।

“दुनिया के सबसे प्रतिष्ठित पौधों में से एक हमें आज भी आश्चर्यचकित कर सकता है। एक सदी से अधिक के शोध के बाद भी, हम वीनस फ्लाईट्रैप के काम करने के तरीके के बारे में मौलिक रूप से नई बातें खोज रहे हैं,” यह बात फ्रांसीसी शोध एजेंसी सीएनआरएस और ऐक्स-मार्सिले विश्वविद्यालय के भौतिक विज्ञानी योएल फोरटेरे ने कही, जो गुरुवार को साइंस पत्रिका में प्रकाशित अध्ययन के वरिष्ठ लेखक हैं।

वीनस फ्लाईट्रैप एक छोटा मांसाहारी पौधा है जो संयुक्त राज्य अमेरिका के उत्तरी कैरोलिना और दक्षिणी कैरोलिना के सीमित क्षेत्र में पाया जाता है। कई मांसाहारी पौधों की तरह, यह पोषक तत्वों की कमी वाले वातावरण में उगता है और कीड़ों को पकड़कर और पचाकर अपना पोषण पूरा करता है।

मार्सिले में किए गए प्रयोगों में, शोधकर्ताओं ने उच्च गति वाली इमेजिंग, पौधे की बाहरी परत को दबाकर किए गए यांत्रिक मापन और यांत्रिक मॉडलिंग का उपयोग किया। उन्होंने पौधे के ऊतकों के भीतर जल परिवहन को भी मापा ताकि यह पता लगाया जा सके कि क्या यही समस्या का कारण है।

“पौधा अपने जाल की भीतरी सतह पर स्थित विशेष ट्रिगर बालों का उपयोग करता है। जब कोई कीट थोड़े समय के अंतराल में इन बालों को दो बार छूता है, तो जाल बंद हो जाता है। यह प्रक्रिया एक सेकंड के दसवें हिस्से जितने कम समय में भी हो सकती है,” फोरटेरे ने कहा।

“हमारी परिकल्पना यह है कि ट्रैप ट्रिगर होने से पहले ही यांत्रिक रूप से लोड हो जाता है, ठीक उसी तरह जैसे एक स्प्रिंग। जब ट्रैप उत्तेजित होता है, तो बाहरी एपिडर्मल परत की कोशिका भित्ति लगभग 30 से 40% तक तेजी से नरम हो जाती है, जिसका अर्थ है कि कोशिका भित्ति अधिक लचीली हो जाती है। इससे ऊतक में जमा आंतरिक तनाव मुक्त हो जाता है और ट्रैप मुड़कर बंद हो जाता है। यह नरमी लगभग एक सेकंड के भीतर विकसित हो जाती है,” फोरटेरे ने कहा।

जब जाल बंद हो जाता है, तो कीड़ा पाचन के लिए अंदर ही बंद हो जाता है।

"जीवित जाल की प्रतिक्रिया की यांत्रिकी को सीधे मापकर, हमने उस आंतरिक 'मोटर' का पता लगाया जो पत्ती को उसकी अस्थिरता सीमा के पार ले जाती है और स्नैप-बकलिंग को ट्रिगर करती है जिससे वह बंद हो जाती है," यह बात भौतिक विज्ञानी और अध्ययन के प्रमुख लेखक जियोंग्युन रियू ने कही, जिन्होंने सीएनआरएस और ऐक्स-मार्सिले विश्वविद्यालय में पोस्टडॉक्टोरल शोधकर्ता के रूप में इस अध्ययन पर काम किया।

पौधे द्वारा पाचन प्रक्रियाओं से उत्पन्न पोषक तत्वों से भरपूर तरल को अवशोषित करने के बाद, जाल फिर से खुल जाता है, और कीट का खाली बाह्य कंकाल पीछे रह जाता है।

“मुझे जो बात उल्लेखनीय लगती है, वह यह है कि विकास अक्सर पूरी तरह से नए तंत्रों का आविष्कार नहीं करता, बल्कि मौजूदा तंत्रों का पुन: उपयोग और परिष्करण करता है। पौधे वृद्धि के दौरान अपनी कोशिका भित्ति के यांत्रिक गुणों को संशोधित करने के लिए जाने जाते हैं, लेकिन वीनस फ्लाईट्रैप इस तंत्र को चरम सीमा तक ले जाता हुआ प्रतीत होता है, लगभग एक सेकंड के समय पैमाने पर इसका उपयोग करता है,” फोरटेरे ने कहा।

मांसाहारी पौधों की लगभग 800 ज्ञात प्रजातियाँ हैं। ये सभी आपस में घनिष्ठ रूप से संबंधित नहीं हैं, जो यह दर्शाता है कि पादप विकास के दौरान मांसाहार का विकास कई बार स्वतंत्र रूप से हुआ।

वीनस फ्लाईट्रैप के बंद होने का तरीका एक ऐसा विषय है जिसमें वैज्ञानिकों की रुचि लंबे समय से रही है, जिनमें 19वीं सदी के प्रकृतिवादी चार्ल्स डार्विन भी शामिल हैं, जिन्होंने प्राकृतिक चयन द्वारा विकास के सिद्धांत को आगे बढ़ाया था। शोधकर्ताओं को अपने निष्कर्षों से संभावित व्यावहारिक अनुप्रयोग दिखाई देते हैं।

"हमारी जानकारी के अनुसार, किसी पौधे में कोशिका भित्ति के यांत्रिक गुणों में इस तरह का तीव्र परिवर्तन पहली बार देखा गया है," रियू ने कहा।

“यह डार्विन के समय से चले आ रहे एक सवाल का जवाब देता है – पादप जगत में सबसे तेज़ गतियों में से एक का कारण क्या है – और किसी जीवित प्राणी के चलने के एक नए तरीके की ओर इशारा करता है: तरल पदार्थ पंप करके या बस ढहकर नहीं, बल्कि अपनी सामग्री की कठोरता को सक्रिय रूप से समायोजित करके। यह सिद्धांत अंततः नरम रोबोट या स्मार्ट सामग्रियों को प्रेरित कर सकता है, हालांकि यह एक दीर्घकालिक संभावना बनी हुई है,” रियू ने कहा।