जीवन के मूलभूत और शाश्वत प्रश्नों में से एक में वह तंत्र शामिल है जिसके द्वारा जीवन का जन्म होता है। मानव विकास को लें: व्यक्तिगत कोशिकाएँ त्वचा, मांसपेशियों, हड्डियों, या यहाँ तक कि मस्तिष्क, उंगलियों या रीढ़ जैसी जटिल संरचनाओं को बनाने के लिए एक साथ कैसे आती हैं? हालाँकि इन सवालों के जवाब अज्ञात हैं, वैज्ञानिक जांच की एक दिशा भ्रूण के विकास को समझने में निहित है - वह चरण जिसके दौरान भ्रूण कोशिकाएं एक परत से मुख्य शरीर अक्ष के साथ बहुआयामी संरचना में विकसित होती हैं। मानव भ्रूण का प्रत्यारोपण गर्भधारण के लगभग 14 दिन बाद होता है।
इस स्तर पर मानव भ्रूण का अध्ययन नहीं किया जा सकता है, इसलिए कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सैन डिएगो, यूनाइटेड किंगडम में डंडी विश्वविद्यालय और हार्वर्ड विश्वविद्यालय के शोधकर्ता चूजे भ्रूण में पेट के गठन का अध्ययन करने में सक्षम थे, जिसमें इस स्तर पर मानव भ्रूण के साथ कई समानताएं हैं।
अनुसंधान यूसी सैन डिएगो में भौतिकी के सहायक प्रोफेसर मटिया सेरा के माध्यम से आयोजित किया गया था, जिसे आदर्श चक्र कहा जाता है: सैद्धांतिक और प्रायोगिक विज्ञान के बीच एक अंतःविषय आगे-पीछे। मैटिया एक सिद्धांतकार हैं जो जटिल जैवभौतिकीय प्रणालियों में उभरते पैटर्न की खोज में रुचि रखते हैं।
पूर्वानुमानित गणितीय मॉडल विकसित करें
यहां, उन्होंने और उनकी टीम ने डंडी विश्वविद्यालय के जीवविज्ञानियों के इनपुट के आधार पर एक गणितीय मॉडल बनाया। यह मॉडल माइक्रोस्कोप के तहत देखे गए चूजे के भ्रूण के विकासात्मक प्रवाह (चूजे के भ्रूण में हजारों कोशिकाओं की गति) की सटीक भविष्यवाणी करने में सक्षम था। यह पहली बार है कि स्व-संगठन का गणितीय मॉडल चूज़े के भ्रूण में इन प्रवाहों को पुन: उत्पन्न करने में सक्षम हुआ है।
जीवविज्ञानी तब यह देखना चाहते थे कि क्या मॉडल न केवल प्रयोगों से जो कुछ उन्होंने सीखा था उसे दोहरा सकता है बल्कि यह भी भविष्यवाणी कर सकता है कि विभिन्न परिस्थितियों में क्या हो सकता है। सेरा की टीम ने मॉडल को "परेशान" कर दिया - दूसरे शब्दों में, प्रारंभिक स्थितियों या वर्तमान मापदंडों को बदल दिया।
परिणाम आश्चर्यजनक थे: मॉडल ने कोशिका प्रवाह उत्पन्न किया जो प्राकृतिक रूप से चूजों में नहीं देखा गया था, लेकिन दो अन्य कशेरुकियों में देखा गया था: मेंढक और मछली।
यह सुनिश्चित करने के लिए कि ये परिणाम मॉडल के गणितीय भ्रम नहीं थे, जीव विज्ञान के सहयोगियों ने प्रयोगशाला में चूजे के भ्रूण में मॉडल में सटीक गड़बड़ी की नकल की। आश्चर्यजनक रूप से, इन उपचारित चूजों के भ्रूणों में मछली और मेंढकों में स्वाभाविक रूप से देखी जाने वाली गैस्ट्रिक गठन प्रक्रिया भी दिखाई दी।
प्रभाव और भविष्य का अनुसंधान
साइंस एडवांसेज में प्रकाशित निष्कर्ष बताते हैं कि बहुकोशिकीय स्व-संगठन के पीछे समान भौतिक सिद्धांत कशेरुक प्रजातियों में विकसित हो सकते हैं।
सेरा ने कहा, "मछली, मेंढक और बच्चे सभी अलग-अलग वातावरण में रहते हैं, इसलिए विकासवादी दबावों ने समय के साथ भ्रूण के विकास के मापदंडों और प्रारंभिक स्थितियों को बदल दिया होगा।" "हालांकि, कम से कम भ्रूण के विकास के शुरुआती चरणों में, स्व-संगठन के कुछ मूल सिद्धांत तीनों के बीच समान हो सकते हैं।"
शोध दल वर्तमान में अन्य तंत्रों की जांच कर रहा है जो भ्रूण-स्तर के स्व-संगठित पैटर्न उत्पन्न करते हैं। उन्हें उम्मीद है कि यह शोध बायोमटेरियल डिजाइन और पुनर्योजी चिकित्सा के विकास को आगे बढ़ाएगा, जिससे मनुष्यों को लंबे समय तक स्वस्थ जीवन जीने में मदद मिलेगी।
उन्होंने कहा, "मानव शरीर अस्तित्व में सबसे जटिल गतिशील प्रणाली है।" "हमारे शरीर के बारे में बहुत सारे दिलचस्प जैविक, भौतिक और गणितीय प्रश्न हैं - जिनके बारे में सोचना आश्चर्यजनक है। हम जो खोज सकते हैं उसका कोई अंत नहीं है।"
संकलित स्रोत: ScitechDaily