सैकड़ों पशु प्रजातियां हाइबरनेट कर सकती हैं। उनके जीवों में चयापचय दर दस गुना कम हो जाती है। वे खा नहीं सकते और मुश्किल से सांस लेते हैं। यह स्थिति आज भी सबसे बड़े वैज्ञानिक रहस्यों में से एक है। इसे सुलझाने से ऑन्कोलॉजी से लेकर अंतरिक्ष उड़ान तक कई क्षेत्रों में सफलता मिल सकती है। वैज्ञानिक एक व्यक्ति को हाइबरनेट बनाना चाहते हैं।
"मैंने स्वीडन में एक साल तक काम किया और एक साल तक गोफ़र्स को सो नहीं पाया," रूसी विज्ञान अकादमी (पुशचिनो) के सैद्धांतिक और प्रायोगिक बायोफिज़िक्स संस्थान के वरिष्ठ शोधकर्ता ल्यूडमिला क्रामारोवा मानते हैं।
पश्चिम में, प्रयोगशाला जानवरों के अधिकार विस्तृत हैं - मानव अधिकारों की घोषणा आराम कर रही है। लेकिन हाइबरनेशन के अध्ययन पर प्रयोग नहीं किए जा सकते।
- सवाल यह है कि अगर गोफर हाउस में गर्म और पेट से खिलाया जाता है तो उन्हें क्यों सोना चाहिए? गोफर बेवकूफ नहीं हैं। यहाँ हमारी प्रयोगशाला में, वे जल्दी से मेरे साथ सो जाते!
दयालु ल्यूडमिला इवानोव्ना ने मेज पर अपनी उंगली सख्ती से थपथपाई और प्रयोगशाला गोफर के बारे में बात की जो उसके स्थान पर रहती थी। "सुसिया!" उसने दरवाजे से पुकारा। "पे-पे!" - गोफर ने जवाब दिया, जिसे आमतौर पर नामांकित नहीं किया जाता है। यह सूस तीन साल में एक बार भी घर में नहीं सोती थी। सर्दियों में, जब यह अपार्टमेंट में काफी ठंडा हो गया, तो वह रेडिएटर के नीचे चढ़ गया और अपना सिर गर्म कर लिया। "क्यों?" ल्यूडमिला इवानोव्ना से पूछती है। शायद हाइबरनेशन का नियामक केंद्र मस्तिष्क में कहीं है? वैज्ञानिक अभी तक नहीं जानते हैं। आधुनिक जीव विज्ञान में हाइबरनेशन की प्रकृति प्रमुख साज़िशों में से एक है।
अस्थायी मृत्यु
माइक्रोसॉफ्ट के लिए धन्यवाद, हमारी भाषा को एक और चर्चा के साथ समृद्ध किया गया है - हाइबरनेशन। यह उस मोड का नाम है जिसमें बिजली की खपत को कम करने के लिए विंडोज विस्टा कंप्यूटर में प्रवेश करता है। ऐसा लगता है कि मशीन बंद हो गई है, लेकिन सभी डेटा एक ही समय में सहेजा गया है: मैंने बटन दबाया - और सब कुछ काम कर गया जैसे कुछ भी नहीं हुआ था। ऐसा ही जीवों के साथ होता है। हजारों विभिन्न प्रजातियां - आदिम बैक्टीरिया से लेकर उन्नत नींबू तक - अस्थायी रूप से "मरने" में सक्षम हैं, जिसे वैज्ञानिक रूप से हाइबरनेशन या हाइपोबायोसिस कहा जाता है।
क्लासिक उदाहरण गोफर है। गोफर के बारे में आप क्या जानते हैं? गिलहरी परिवार से सामान्य ऐसे कृंतक। वे अपने स्वयं के मिंक खोदते हैं, घास खाते हैं, प्रजनन करते हैं। जब सर्दी आती है, तो गोफर भूमिगत हो जाते हैं। यह वह जगह है जहाँ वैज्ञानिक दृष्टिकोण से सबसे दिलचस्प बात होती है। गोफर हाइबरनेशन 8 महीने तक चल सकता है। सतह पर, कभी-कभी ठंढ -50 तक पहुंच जाती है, छेद -5 तक जम जाता है। तब जानवरों के अंगों का तापमान -2 और आंतरिक अंगों का तापमान -2,9 डिग्री तक गिर जाता है। वैसे, सर्दियों के दौरान गोफर केवल तीन सप्ताह तक एक पंक्ति में सोता है। फिर वह कुछ घंटों के लिए हाइबरनेशन से बाहर आता है और फिर सो जाता है। जैव रासायनिक विवरण में जाने के बिना, मान लें कि वह पेशाब करने और खिंचाव करने के लिए उठता है।
जमी हुई गिलहरी धीमी गति में रहती है: उसकी हृदय गति 200-300 से गिरकर 1-4 बीट प्रति मिनट हो जाती है, एपिसोडिक श्वास - 5-10 साँस, और फिर एक घंटे के लिए उनकी पूर्ण अनुपस्थिति। मस्तिष्क को रक्त की आपूर्ति लगभग 90% कम हो जाती है। एक सामान्य व्यक्ति इसके करीब कुछ भी जीवित नहीं रह सकता है। वह एक भालू की तरह भी नहीं बन पा रहा है, जिसका तापमान हाइबरनेशन के दौरान काफी कम हो जाता है - 37 से 34-31 डिग्री तक। ये तीन से पांच डिग्री हमारे लिए पर्याप्त होती: शरीर ने हृदय गति को बनाए रखने, सांस लेने की लय और शरीर के सामान्य तापमान को कई घंटों तक बनाए रखने के अधिकार के लिए संघर्ष किया होगा, लेकिन जब ऊर्जा संसाधन समाप्त हो जाते हैं, तो मृत्यु अपरिहार्य है।
बालों वाला आलू
क्या आप जानते हैं कि गोफर सोते समय कैसा दिखता है? इंस्टीट्यूट ऑफ सेल बायोफिजिक्स के वरिष्ठ शोधकर्ता जरीफ अमीरखानोव से पूछते हैं। “तहखाने से आलू की तरह। कठोर और ठंडा। केवल प्यारे।
इस बीच, गोफर एक गोफर की तरह दिखता है - यह खुशी से बीज कुतरता है। यह कल्पना करना आसान नहीं है कि यह हंसमुख प्राणी बिना किसी कारण के अचानक स्तब्ध हो सकता है और वर्ष का अधिकांश समय इस तरह बिता सकता है, और फिर, बिना किसी कारण के, इस मूढ़ता से "बाहर" गिर सकता है।
हाइपोबायोसिस के रहस्यों में से एक यह है कि जानवर अपनी स्थिति को अपने दम पर नियंत्रित करने में काफी सक्षम है। इसके लिए परिवेश के तापमान में बदलाव बिल्कुल भी आवश्यक नहीं है - मेडागास्कर के नींबू हाइबरनेशन में गिर जाते हैं। साल में एक बार, वे एक खोखला पाते हैं, प्रवेश द्वार को प्लग करते हैं और सात महीने के लिए बिस्तर पर जाते हैं, जिससे उनके शरीर का तापमान +10 डिग्री कम हो जाता है। और सड़क पर एक ही समय में +30 वही। कुछ जमीनी गिलहरियाँ, उदाहरण के लिए, तुर्किस्तान वाली, गर्मी में भी हाइबरनेट कर सकती हैं। यह इतना अधिक तापमान नहीं है, बल्कि अंदर का चयापचय है: चयापचय दर 60-70% गिर जाती है।
जरीफ कहते हैं, ''आप देखिए, यह शरीर की पूरी तरह से अलग अवस्था है। - शरीर का तापमान एक कारण के रूप में नहीं, बल्कि एक परिणाम के रूप में गिरता है। एक और नियामक तंत्र सक्रिय है। दर्जनों प्रोटीन के कार्य बदल जाते हैं, कोशिकाएं विभाजित होना बंद हो जाती हैं, सामान्य तौर पर, शरीर कुछ ही घंटों में पूरी तरह से बन जाता है। और फिर कुछ ही घंटों में इसे फिर से बनाया जाता है। कोई बाहरी प्रभाव नहीं।
जलाऊ लकड़ी और चूल्हा
हाइबरनेशन की विशिष्टता यह है कि जानवर पहले ठंडा हो सकता है और फिर बिना बाहरी मदद के गर्म हो सकता है। सवाल यह है कि कैसे?
"यह बहुत आसान है," ल्यूडमिला क्रामारोवा कहते हैं। "भूरा वसा ऊतक, क्या आपने सुना है?
मनुष्यों सहित सभी गर्म रक्त वाले जानवरों में यह रहस्यमयी भूरी चर्बी होती है। इसके अलावा, शिशुओं में यह एक वयस्क की तुलना में बहुत अधिक है। लंबे समय तक, शरीर में इसकी भूमिका आम तौर पर समझ से बाहर थी। वास्तव में, साधारण वसा है, भूरा भी क्यों?
- तो, यह पता चला कि भूरी वसा एक स्टोव की भूमिका निभाती है, - ल्यूडमिला बताती है, - और सफेद वसा सिर्फ जलाऊ लकड़ी है।
ब्राउन फैट शरीर को 0 से 15 डिग्री तक गर्म करने में सक्षम है। और फिर अन्य कपड़ों को काम में शामिल किया जाता है। लेकिन सिर्फ इसलिए कि हमें एक स्टोव मिल गया है इसका मतलब यह नहीं है कि हमने यह पता लगा लिया है कि इसे कैसे काम करना है।
"कुछ ऐसा होना चाहिए जो इस तंत्र को चालू करता है," ज़रीफ़ कहते हैं। - पूरे जीव का काम बदल रहा है, जिसका अर्थ है कि एक निश्चित केंद्र है जो इस सब को नियंत्रित और लॉन्च करता है।
अरस्तू को हाइबरनेशन का अध्ययन करने के लिए वसीयत मिली। यह नहीं कहा जा सकता है कि विज्ञान 2500 वर्षों से ऐसा ही कर रहा है। गंभीरता से इस समस्या पर 50 साल पहले ही विचार किया जाने लगा। मुख्य प्रश्न यह है: शरीर में हाइबरनेशन तंत्र को क्या ट्रिगर करता है? यदि हम इसे पाते हैं, तो हम समझेंगे कि यह कैसे काम करता है, और यदि हम समझते हैं कि यह कैसे काम करता है, तो हम सीखेंगे कि गैर-स्लीपर्स में हाइबरनेशन कैसे प्रेरित करें। आदर्श रूप से हम आपके साथ हैं। यह विज्ञान का तर्क है। हालांकि, हाइपोबायोसिस के साथ, सामान्य तर्क काम नहीं करता था।
यह सब अंत से शुरू हुआ। 1952 में, जर्मन शोधकर्ता क्रोल ने एक सनसनीखेज प्रयोग के परिणाम प्रकाशित किए। बिल्लियों और कुत्तों के शरीर में सोए हुए हैम्स्टर, हेजहोग और चमगादड़ के मस्तिष्क का एक अर्क पेश करके, उन्होंने गैर-नींद वाले जानवरों में हाइपोबायोसिस की स्थिति पैदा की। जब समस्या से अधिक बारीकी से निपटा जाने लगा, तो यह पता चला कि हाइपोबायोसिस कारक न केवल मस्तिष्क में निहित है, बल्कि सामान्य रूप से एक हाइबरनेटिंग जानवर के किसी भी अंग में निहित है। चूहों को आज्ञाकारी रूप से हाइबरनेट किया जाता है यदि उन्हें रक्त प्लाज्मा, पेट के अर्क और यहां तक कि सिर्फ सो रही गिलहरी के मूत्र के साथ इंजेक्शन लगाया जाता है। एक गिलास गोफर पेशाब से बंदर भी सो गए। प्रभाव लगातार पुन: उत्पन्न होता है। हालांकि, यह स्पष्ट रूप से किसी विशेष पदार्थ को अलग करने के सभी प्रयासों में पुन: पेश करने से इंकार कर देता है: मूत्र या रक्त हाइपोबायोसिस का कारण बनता है, लेकिन उनके घटक अलग से नहीं होते हैं। न तो जमीनी गिलहरी, न ही लीमर, और न ही, सामान्य तौर पर, शरीर में किसी भी हाइबरनेटर को ऐसा कुछ भी नहीं मिला जो उन्हें अन्य सभी से अलग कर सके।
हाइपोबायोसिस कारक की खोज 50 वर्षों से चल रही है, लेकिन परिणाम लगभग शून्य है। न तो हाइबरनेशन के लिए जिम्मेदार जीन और न ही इसके कारण बनने वाले पदार्थ पाए गए हैं। यह स्पष्ट नहीं है कि इस स्थिति के लिए कौन सा अंग जिम्मेदार है। विभिन्न प्रयोगों में "संदिग्धों" की सूची में एड्रेनल ग्रंथियां, और पिट्यूटरी ग्रंथि, और हाइपोथैलेमस, और थायराइड ग्रंथि शामिल थे, लेकिन हर बार यह पता चला कि वे इस प्रक्रिया में केवल भागीदार थे, लेकिन इसके आरंभकर्ता नहीं थे।
"यह स्पष्ट है कि इस गंदे अंश में मौजूद पदार्थों की पूरी श्रृंखला से दूर प्रभावी है," ल्यूडमिला क्रामारोवा कहते हैं। - ठीक है, अगर केवल इसलिए कि हमारे पास ज्यादातर भी हैं। जमीनी गिलहरियों के साथ हमारे जीवन के लिए जिम्मेदार हजारों प्रोटीन और पेप्टाइड्स का अध्ययन किया गया है। लेकिन उनमें से कोई भी - सीधे, कम से कम - हाइबरनेशन से जुड़ा नहीं है।
यह ठीक से स्थापित किया गया है कि सोते हुए गोफर के शरीर में केवल पदार्थों की एकाग्रता में परिवर्तन होता है, लेकिन क्या कुछ नया बनता है यह अभी भी अज्ञात है। जितना आगे वैज्ञानिक आगे बढ़ते हैं, उतना ही वे यह सोचने के लिए प्रवृत्त होते हैं कि समस्या रहस्यमय "नींद कारक" नहीं है।
"सबसे अधिक संभावना है, यह जैव रासायनिक घटनाओं का एक जटिल अनुक्रम है," क्रामारोवा कहते हैं। - शायद एक कॉकटेल अभिनय कर रहा है, यानी एक निश्चित एकाग्रता में एक निश्चित संख्या में पदार्थों का मिश्रण। शायद यह एक झरना है। यानी कई पदार्थों का लगातार प्रभाव। इसके अलावा, सबसे अधिक संभावना है, ये लंबे समय से ज्ञात प्रोटीन हैं जो सभी के पास हैं।
यह पता चला है कि हाइबरनेशन सभी ज्ञात लोगों के साथ एक समीकरण है। यह जितना सरल है, उतना ही कठिन इसे हल करना है।
पूर्ण अराजकता
हाइबरनेट करने की क्षमता से प्रकृति ने पूरी तरह से गड़बड़ कर दी। बच्चों को दूध पिलाना, अंडे देना, शरीर का तापमान बनाए रखना - ये गुण विकासवादी पेड़ की शाखाओं पर बड़े करीने से लटके हुए हैं। और हाइपोबायोसिस एक प्रजाति में स्पष्ट रूप से प्रकट हो सकता है और साथ ही अपने निकटतम रिश्तेदार में पूरी तरह से अनुपस्थित हो सकता है। उदाहरण के लिए, गिलहरी परिवार के मर्मोट्स और ग्राउंड गिलहरी छह महीने तक अपने मिंक में सोते हैं। और गिलहरी खुद भीषण सर्दी में भी सो जाने के बारे में नहीं सोचती। लेकिन कुछ चमगादड़ (चमगादड़), कीटभक्षी (हेजहोग), मार्सुपियल्स और प्राइमेट (लेमर) हाइबरनेशन में गिर जाते हैं। लेकिन वे गोफर के दूसरे चचेरे भाई भी नहीं हैं।
कुछ पक्षी, सरीसृप, कीड़े सोते हैं। सामान्य तौर पर, यह बहुत स्पष्ट नहीं है कि प्रकृति ने उन्हें किस आधार पर चुना, और दूसरों को नहीं, हाइबरनेटर्स के रूप में। और क्या उसने चुना? यहां तक कि वे प्रजातियां जो कुछ शर्तों के तहत हाइबरनेशन से बिल्कुल भी परिचित नहीं हैं, वे आसानी से अनुमान लगा सकते हैं कि यह क्या है। उदाहरण के लिए, काली पूंछ वाला प्रैरी कुत्ता (कृन्तकों का एक परिवार) एक प्रयोगशाला सेटिंग में सो जाता है यदि उसे पानी और भोजन से वंचित किया जाता है और एक अंधेरे, ठंडे कमरे में रखा जाता है।
ऐसा लगता है कि प्रकृति का तर्क ठीक इसी पर आधारित है: यदि किसी प्रजाति को जीवित रहने के लिए भुखमरी के मौसम में जीवित रहने की आवश्यकता होती है, तो उसके पास रिजर्व में हाइपोबायोसिस का विकल्प होता है।
"ऐसा लगता है कि हम एक प्राचीन नियामक तंत्र के साथ काम कर रहे हैं, जो सामान्य रूप से किसी भी जीवित प्राणी में निहित है," जरीफ जोर से सोचता है। - और यह हमें एक विरोधाभासी विचार की ओर ले जाता है: यह अजीब नहीं है कि गोफर सोते हैं। अजीब बात यह है कि हम खुद हाइबरनेट नहीं करते हैं। शायद हम हाइपोबायोसिस के लिए काफी सक्षम होंगे यदि विकास में सब कुछ एक सीधी रेखा में विकसित हो, यानी पुराने गुणों को बनाए रखते हुए नए गुणों को जोड़ने के सिद्धांत के अनुसार।
हालांकि, वैज्ञानिकों के अनुसार, हाइबरनेशन के संबंध में एक व्यक्ति पूरी तरह से निराशाजनक नहीं है। ऑस्ट्रेलियाई आदिवासी, मोती गोताखोर, भारतीय योगी शरीर के शारीरिक कार्यों को कम कर सकते हैं। इस कौशल को लंबे प्रशिक्षण से हासिल करने दें, लेकिन यह हासिल किया जाता है! अभी तक कोई भी वैज्ञानिक किसी व्यक्ति को पूरी तरह से हाइबरनेशन में नहीं डाल पाया है। नारकोसिस, सुस्त नींद, कोमा हाइपोबायोसिस के करीब की स्थिति है, लेकिन उनका एक अलग आधार है, और उन्हें एक विकृति के रूप में माना जाता है।
एक व्यक्ति को हाइबरनेशन में पेश करने के प्रयोग जल्द ही यूक्रेनी डॉक्टरों से शुरू होंगे। उनके द्वारा विकसित की गई विधि दो कारकों पर आधारित है: हवा में कार्बन डाइऑक्साइड का उच्च स्तर और निम्न तापमान। शायद ये प्रयोग हमें हाइबरनेशन की प्रकृति को पूरी तरह से समझने की अनुमति नहीं देंगे, लेकिन कम से कम हाइपोबायोसिस को एक पूर्ण नैदानिक प्रक्रिया में बदल देंगे।
मरीज को सोने के लिए भेजा
हाइबरनेशन के समय, गोफर न केवल ठंड से डरता है, बल्कि गोफर की मुख्य बीमारियों से भी डरता है: इस्किमिया, संक्रमण और ऑन्कोलॉजिकल रोग। प्लेग से एक दिन में जाग्रत प्राणी की मृत्यु हो जाती है और यदि वह सुषुप्ति अवस्था में संक्रमित हो जाए तो उसे कोई फ़र्क नहीं पड़ता। चिकित्सकों के लिए अपार संभावनाएं हैं। वही एनेस्थीसिया शरीर के लिए सबसे सुखद अवस्था नहीं है। इसे अधिक प्राकृतिक हाइबरनेशन से क्यों न बदलें?
स्थिति की कल्पना करें: रोगी जीवन और मृत्यु के कगार पर है, घड़ी मायने रखती है। और अक्सर ये घंटे ऑपरेशन करने या दाता खोजने के लिए पर्याप्त नहीं होते हैं। और हाइबरनेशन में, लगभग कोई भी बीमारी धीमी गति की तरह विकसित होती है, और हम अब घंटों के बारे में नहीं, बल्कि दिनों या हफ्तों के बारे में बात कर रहे हैं। यदि आप अपनी कल्पना पर पूरी तरह से लगाम देते हैं, तो आप कल्पना कर सकते हैं कि कितने निराशाजनक रोगी हाइपोबायोसिस की स्थिति में इस उम्मीद में डूबे हुए हैं कि किसी दिन उनके इलाज के लिए आवश्यक साधन मिल जाएंगे। क्रायोनिक्स में लगी फर्में कुछ ऐसा ही करती हैं, केवल वे पहले से ही मृत व्यक्ति को फ्रीज करती हैं, और ऐसे जीव को बहाल करना शायद ही यथार्थवादी है जो तरल नाइट्रोजन में दस साल से पड़ा है।
हाइबरनेशन का तंत्र विभिन्न प्रकार की बीमारियों को समझने में मदद कर सकता है। उदाहरण के लिए, बल्गेरियाई वैज्ञानिक वेसेलिन डेनकोव ने अपनी पुस्तक "ऑन द एज ऑफ लाइफ" में एक सोते हुए भालू की जैव रसायन पर ध्यान देने का सुझाव दिया है: "यदि वैज्ञानिक अपने शुद्ध रूप में एक पदार्थ (संभवतः एक हार्मोन) प्राप्त करने का प्रबंधन करते हैं जो शरीर में प्रवेश करता है। भालू के हाइपोथैलेमस से, जिसकी मदद से हाइबरनेशन के दौरान जीवन प्रक्रियाओं को नियंत्रित किया जाता है, तब वे गुर्दे की बीमारी से पीड़ित लोगों का सफलतापूर्वक इलाज कर सकेंगे।
अब तक, डॉक्टर हाइबरनेशन का उपयोग करने के विचार से बहुत सावधान हैं। फिर भी, एक ऐसी घटना से निपटना खतरनाक है जिसे पूरी तरह से समझा नहीं गया है।