जीवन अधिक गुरुत्वात पिढ्यान्पिढ्या राहिले, तर काय होते?

University of California Riverside येथील संशोधकांनी science-fiction मधील एक जुना प्रश्न प्रयोगशाळेत आणला आहे: पृथ्वीपेक्षा गुरुत्व खूप जास्त असेल आणि ते दीर्घकाळ टिकले, तर जीवशास्त्र कसे प्रतिसाद देते? Journal of Experimental Biology मध्ये लिहिताना, पथकाने fruit flies आणि centrifugal force वापरून 4G ते 13G पर्यंतच्या परिस्थितींचा दीर्घकालीन परिणाम तपासला.

हा प्रश्न spaceflight साठी स्पष्टपणे महत्त्वाचा आहे. खरे long-term hypergravity नैसर्गिक किंवा प्रयोगात्मकरीत्या निर्माण करणे कठीण आहे, पण centrifuges एक उपयुक्त पर्याय देतात, आणि rotating habitats ही अंतराळात artificial gravity निर्माण करण्याची प्रमुख संकल्पना आहे. त्यामुळे लहान प्राण्यांचे अभ्यासही महत्त्वाचे ठरतात, कारण ते मानव कधीतरी उभारू शकतील अशा वातावरणात उद्भवणाऱ्या जीवशास्त्रीय tradeoffs चे नकाशे तयार करू लागतात.

या प्रयोगाने अल्पकालीन आणि बहुपिढीगत exposure दोन्ही तपासले

UCR पथकाने flies ना उच्च-gravity परिस्थितींना दोन प्रकारे सामोरे जावे लागेल असे केले. काहींना 24 तासांचा acute काळ दिला, तर काहींना त्या परिस्थितीतच वाढवले. त्याहून पुढे जाऊन, संशोधकांनी 10 पिढ्यांपर्यंत त्या same hypergravity environment मध्ये वाढलेल्या fruit flies चे निरीक्षण केले आणि नंतर त्यांना सामान्य 1G परिस्थितीत परत आणून पाहिले.

ही multigenerational रचना या अभ्यासाला वेगळे ठरवते. ती प्रश्नाला फक्त इतक्यावर मर्यादित ठेवत नाही की अधिक गुरुत्व शरीराला तात्पुरते दाबून टाकते का, तर जीव काळानुसार वर्तन आणि शरीरक्रिया पुन्हा मांडू शकतात का, या दिशेने वळवते. निष्कर्ष सूचित करतात की adaptation होते, पण तो काही सरळसोट कथानकासारखा नाही की जीव एकदम अधिक मजबूत किंवा अधिक सक्षम होतात.

A Saturn V rocket accelerates off the pad. Sustained acceleration is exactly what conjures the faint quantum glow of Unruh radiation. Credit: NASA (public domain).
More in Space

त्वरणामुळे रिक्त अवकाश का चमकू शकतो

Universe Today मधील एका नव्या स्पष्टीकरणात Unruh किरणोत्सर्ग समजावून सांगितला आहे. या क्वांटम परिणामात, त्वरण घेत असलेला निरीक्षक रिकाम्या अवकाशातही कणांचा उबदार थर अनुभवू शकतो.

Read article

Startle response टिकून राहिला, पण movement तीव्रपणे घटली

निरीक्षणाखालील मुख्य वर्तनांपैकी एक म्हणजे flies ची negative geotaxis response. vial वर टकटक केल्यावर flies साधारणपणे वर चढतात. अहवालानुसार, वाढलेल्या gravity मध्येही ही प्रतिक्रिया मोठ्या प्रमाणात टिकून राहिली. प्रत्यक्षात याचा अर्थ, अतिरिक्त बलामुळे त्यांच्या पाय आणि स्नायू पूर्णपणे निष्क्रिय झाले नाहीत.

त्याच वेळी, त्यांच्या spontaneous movement मध्ये मोठी घट झाली. हा विरोधाभास लेखातील सर्वात बोलका निष्कर्ष आहे. एक reflex टिकून राहिला म्हणजे दैनंदिन कार्यक्षमतेत बदल झाला नाही, असे होत नाही. flies अजूनही emergency-type response देऊ शकत होते, पण त्यांची नेहमीची हालचाल लक्षणीयरीत्या कमी झाली. यावरून सततच्या gravitational stress अंतर्गत वर्तन कसे पुन्हा संघटित होते, यामध्ये खोल rewiring झाले असावे असे सूचित होते.

Artificial gravity कल्पनांसाठी हे महत्त्वाचे का आहे

Artificial gravity बद्दल अनेकदा दीर्घकालीन spaceflight मुळे होणारे शारीरिक नुकसान कमी करण्याचा मार्ग म्हणून चर्चा होते. तर्क सोपा आहे: जर microgravity समस्या निर्माण करत असेल, तर गुरुत्व परत दिल्यास मदत होईल. पण हा नवा अहवाल आठवण करून देतो की gravity हे काही साधे on-off switch नाही. जास्त गुरुत्व हे आपोआप चांगले ठरत नाही, आणि पृथ्वीच्या सामान्य पातळीपेक्षा खूप जास्त गुरुत्वात दीर्घकाळ राहिल्यास स्वतःचे जैविक खर्च असू शकतात.

हे भविष्यातील rotating habitats आणि spacecraft संकल्पनांसाठी महत्त्वाचे आहे. Engineers rotation rates आणि structural loads मोजू शकतात, पण जैविक सहनशक्ती अजून समजून घ्यावी लागेल. अशा अभ्यासातून मानव 4G, 7G, किंवा 10G ला दीर्घकाळ कसे प्रतिसाद देतील हे थेट कळत नाही. पण sustained higher-gravity environments काही कार्ये जपून ठेवू शकतात, तर काही मोठ्या प्रमाणात बदलू शकतात, आणि ते परिणाम पिढ्यान्पिढ्या चालू राहू शकतात, हे नक्की दिसते.

This artist's illustration shows a supermassive black hole (SMBH) tearing apart a star that got too close in a tidal disruption event. These events flare brightly, making otherwise invisible black holes visible. Astrophysicists want to find more of these events across cosmic time so they can understand how SMBH have become so massive. The upcoming Nancy Grace Roman Space Telescope will find many more of them. Image Credit: NASA, Ralf Crawford (STScI)
More in Space

ताऱ्यांच्या विनाशातून Roman Space Telescope प्राचीन कृष्णविवर उघड करू शकते

नवीन संशोधन सूचित करते की NASA चे Nancy Grace Roman Space Telescope cosmic time मधील अनेक tidal disruption events ओळखू शकते, ज्यामुळे खगोलशास्त्रज्ञांना कमी-भाराच्या supermassive black holes चा विकास मागोवा घेता येईल.

Read article

परिणाम वाचण्याचा अधिक वास्तववादी मार्ग

लोकप्रिय कल्पना hypergravity ला training montage सारखे पाहते: अधिक बल सहन करा, आणि शेवटी अधिक मजबूत होऊन बाहेर पडा. Universe Today चा अहवाल या सांस्कृतिक प्रतिमेपासून सुरू होऊन अधिक सावध वैज्ञानिक वाचनाकडे जातो. fruit flies फक्त स्वतःच्या अधिक सक्षम आवृत्त्या बनल्या नाहीत. त्याऐवजी, पुरावा निवडक, मर्यादित, आणि वर्तनात्मकदृष्ट्या असमान adaptation कडे निर्देश करतो.

gravity संशोधनाच्या पुढच्या टप्प्यासाठी ही अधिक उपयुक्त चौकट आहे. Space biology ला केवळ जीव बदललेल्या वातावरणात टिकतात का हेच नाही, तर कोणती कार्ये टिकून राहतात, कोणती बिघडतात, आणि कालांतराने व पिढ्यान्पिढ्या या परिणामांमध्ये कसा बदल होतो, हेही समजून घ्यावे लागेल.

अहवालातील ठळक निष्कर्ष

  • Fruit flies ना centrifugal force वापरून 4G, 7G, 10G, आणि 13G परिस्थितीत ठेवले गेले.
  • अभ्यासात 24 तासांचा exposure आणि 10 पिढ्यांचा chronic exposure दोन्ही समाविष्ट होते.
  • फ्लाइज़ची startle climbing response मोठ्या प्रमाणात टिकून राहिली, पण spontaneous movement तीव्रपणे कमी झाली.

Artificial gravity वर आधारित space settlement संकल्पनांसाठी हा महत्त्वाचा निष्कर्ष आहे. जीवन प्रणाली अधिक गुरुत्व असलेल्या वातावरणाशी जुळवून घेऊ शकतात, पण ते मोठ्या बदलांशिवाय नाही, हे यातून दिसते. habitat design चे भविष्य फक्त gravity निर्माण करण्यावर नाही, तर त्याचे योग्य प्रमाण निवडण्यावरही अवलंबून असेल.

हा लेख Universe Today च्या रिपोर्टिंगवर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.

Originally published on universetoday.com