लेख के मुख्य भाग की प्रतिलिपि

वुड्स होल, मैसाचुसेट्स में मरीन बायोलॉजिकल लेबोरेटरी (एमबीएल) में एक आलीशान ईंट की इमारत के भूतल पर, 'स्क्विड साइन-आउट' शीट के ठीक सामने, लैब कोट में मुट्ठी भर लोग माइक्रोवेव की पंक्तियों के बीच चमक रहे हैं-आकार के टैंक.वे पानी की गुणवत्ता की जांच करते हैं, भोजन का प्रबंधन करते हैं, नोट्स लिखते हैं, और अन्यथा समुद्री जैविक अनुसंधान के परिदृश्य को बदलने का व्यवसाय करते हैं।

स्क्विड जादूगर ब्रेट ग्रास के नेतृत्व में, एमबीएल के समुद्री संसाधन केंद्र के कार्यकर्ता सेफलोपोड्स के पालन-पोषण के विज्ञान में महारत हासिल करने का प्रयास कर रहे हैं - एक समूह जिसमें स्क्विड, कटलफिश और ऑक्टोपस शामिल हैं।निकटवर्ती इनलेट से निकलने वाले ताजा केप कॉड समुद्री जल की निरंतर गड़गड़ाहट पाइपों के एक नेटवर्क के माध्यम से बहती है जो विशाल लेकिन कसकर भरी हुई गीली प्रयोगशाला में अराजकता की भावना को बढ़ाती है।जैसे-जैसे मेरा दौरा जारी रहता है, व्यवस्था उभरती जाती है।पहली नजर में जो कुछ टैंकों के अंदर गलत तरीके से रखी गई प्लास्टिक की बोतलें लगती हैं, वे पुरानी कोक की बोतलें होती हैं, जिन्हें जानबूझकर सेफलोपॉड अंडे सेने के लिए टैंक के बीच में रखा गया था।प्रत्येक बोतल में डाली गई हवा किशमिश के आकार के पारभासी अंडों को अंदर झूलती रहती है।कुछ सेफलोपॉड माता-पिता अपने अंडों को अंडे सेने तक ऑक्सीजन देते हैं, लेकिन ग्रास ने कार्य को स्वचालित करने के लिए सोडा बोतल इनक्यूबेटर विकसित किया, जिससे माता-पिता अंडे के अगले बैच का उत्पादन करने के लिए मुक्त हो गए।यह कई निम्न-तकनीकी नवाचारों में से एक है जिसे टीम ने प्रयोगशाला जानवरों के रूप में बड़े पैमाने पर सेफलोपोड्स का उत्पादन करने के लिए लागू किया है।यदि वे सफल होते हैं, तो उन्हें दुनिया के नवीनतम समुद्री मॉडल जीव की शुरुआत करने में मदद मिलेगी।

जीव विज्ञान के सार्वभौमिक सत्य को प्रकट करने के लिए एक मॉडल जीव का उपयोग परीक्षण प्रणाली के रूप में किया जाता है।मॉडल या तो जानवरों के एक बड़े समूह का प्रतिनिधित्व कर सकता है, या मनुष्यों या अन्य प्रजातियों के लिए प्रॉक्सी के रूप में काम कर सकता है।आनुवंशिकी सहित जीवित जीवों के विकास के बारे में हमारा अधिकांश ज्ञान, फल ​​मक्खियों, राउंडवॉर्म, ज़ेबरा मछली, चूहों और चूहों जैसे मुट्ठी भर मॉडल जीवों पर शोध से आता है।ये छोटी पीढ़ी के समय वाले छोटे जानवर हैं जिन्हें रखना और प्रजनन करना आसान है और जिनके जीनोम का हम आसानी से विश्लेषण और संशोधन कर सकते हैं ताकि आनुवंशिकी, जीव विज्ञान और रोग की परस्पर क्रिया का अध्ययन किया जा सके और फिर मनुष्यों पर भी अंतर्दृष्टि लागू करने का प्रयास किया जा सके।

वैज्ञानिकों के पास अपने प्रयोगशाला कार्य के लिए पहले से ही अन्य समुद्री जानवरों तक पहुंच है, और उन्होंने उन्हें चिढ़ाने के लिए उपयोग किया हैखोजोंतंत्रिका संचरण से लेकर निषेचन तक, सीखने और स्मृति के पीछे के तंत्र तक हर चीज़ के बारे में।लेकिन जैसा कि वैज्ञानिक समुदाय ने पिछले तीन दशकों में आनुवंशिकी के अध्ययन को अपनाया है, नए, आनुवंशिक रूप से ट्रैक्टेबल समुद्री मॉडल की आवश्यकता है - यानी, जीन वाले प्रयोगशाला जानवर जिन्हें आसानी से हेरफेर किया जा सकता है - स्पष्ट हो गया है।एमबीएल दुनिया का पहला आनुवंशिक रूप से ट्रैक्टेबल सेफलोपॉड मॉडल जीव का उत्पादन करके शून्य को भरना चाहता है।

जब बात आती है कि हम सेफलोपोड्स से क्या सीख सकते हैं, तो संभावनाएं बहुत अधिक हैं।

एमबीएल में सेफलोपॉड जीवविज्ञानी कैरोलिन अल्बर्टिन कहते हैं, वैज्ञानिक जानवरों को लगभग 35 फ़ाइला में व्यवस्थित करते हैं, लेकिन केवल कुछ का ही विस्तार से अध्ययन करते हैं, जो हमारे जैविक ज्ञान में अंतराल छोड़ देता है।यह मानव शरीर क्रिया विज्ञान को समझने की इच्छा रखने जैसा है लेकिन केवल पुरुषों का अध्ययन करना है।

अल्बर्टिन कहते हैं, ''जैविक दुनिया के कई हिस्से ऐसे हैं जिन तक हम पहुंच नहीं पा रहे हैं।''2015 में, वह ऑक्टोपस जीनोम का अनुक्रम करने वाली पहली टीम का हिस्सा थीं।वह कहती हैं कि सेफलोपोड्स और कशेरुकी जंतुओं में बहुत कुछ समानता है - बड़े दिमाग, कैमरा जैसी आंखें और एक बंद संचार प्रणाली जैसी चीजें - लेकिन वे पूरी तरह से स्वतंत्र रूप से विकसित हुईं।âवे घोंघे और क्लैम जैसे अन्य मोलस्क से सबसे अधिक निकटता से संबंधित हैं, जिनमें ये विशेषताएं नहीं हैं,'' वह आगे कहती हैं।

सेफलोपॉड जीन और उनके भ्रूणविज्ञान का अध्ययन - विकास के दौरान उन जीनों को कैसे तैनात किया जाता है - हमें विकास और जीव विज्ञान के बारे में हमारे ज्ञान को बेहतर बनाने में मदद मिल सकती है।जैसा कि अल्बर्टिन बताते हैं, सेफलोपॉड के बड़े तंत्रिका तंत्र की बारीकियों की जांच से मानव मस्तिष्क में अंतर्दृष्टि प्राप्त हो सकती है।और यह पता लगाने से कि कैसे सेफलोपोड्स अपनी भुजाओं को पुनर्जीवित करते हैं, उनके नीचे बड़ी तंत्रिका रज्जु होने के बावजूद, मानव रीढ़ की हड्डी की चोटों को संबोधित करने में सफलता मिल सकती है।

अन्य सेफलोपॉड विशेषज्ञ, जैसे कि न्यूरो-आणविक जीवविज्ञानी जोश रोसेन्थल, जो एमबीएल में सेफलोपॉड मॉडल जीव विकास परियोजना की देखरेख करते हैं, सेफलोपॉड द्वारा विकसित किए गए अतिरिक्त नवाचारों का अध्ययन करने की संभावनाओं से उत्साहित हैं, जैसे कि उनकी अपनी आनुवंशिक जानकारी को संपादित करने की क्षमता।सेफलोपोड्स के तीन दिल और उनके परिवेश के रंग, पैटर्न और आकार से मेल खाने की क्षमता भी जीवविज्ञानियों को आकर्षित करती है जो उन लक्षणों के अंतर्निहित जैविक सिद्धांतों को उजागर करने की उम्मीद करते हैं।

लेकिन इससे पहले कि एमबीएल सेफलोपॉड अनुसंधान के आसपास गति बना सके, स्टाफ वैज्ञानिकों को पहले अपने विचित्र विषयों को खुश रखने और कैद में बड़े पैमाने पर उत्पादन करने की कला में महारत हासिल करने की आवश्यकता है - जो कि चूहों की तुलना में सेफलोपॉड के साथ बहुत मुश्किल है।

शिकागो विश्वविद्यालय से संबद्ध एमबीएल, किताबों के बजाय व्यावहारिक दृष्टिकोण के माध्यम से प्रकृति का अध्ययन करने पर गर्व करता है।कुछ साल पहले, गैर-लाभकारी निगम से जुड़े शोधकर्ताओं के एक समूह ने एक ट्रैक्टेबल आनुवंशिक प्रणाली के साथ एक नई समुद्री मॉडल प्रजाति के विकास पर चर्चा शुरू की थी।एमबीएल की समुद्र के एक समृद्ध हिस्से से निकटता, जहां गल्फ स्ट्रीम द्वारा लाया गया उष्णकटिबंधीय पानी उत्तरी अटलांटिक के ठंडे पानी से मिलता है, ने इसे समुद्री अनुसंधान के लिए एक वैश्विक केंद्र बनाने में मदद की है।हर गर्मियों में बड़ी संख्या में छात्र और वैज्ञानिक प्रशिक्षण और अनुसंधान के लिए आते हैं, जिससे प्रकृति के रहस्यों को जानने के बारे में उत्साह का स्पष्ट माहौल पैदा होता है।शोधकर्ताओं को पता था कि उनके द्वारा यहां विकसित किए गए किसी भी नए मॉडल जीव को आने वाले वैज्ञानिकों द्वारा तुरंत अपनाया जाएगा जो नए विचारों और तकनीकों को अपने घरेलू प्रयोगशालाओं में वापस ले जाएंगे।

समूह अंततः सेफलोपोड्स पर सहमत हुआ, और अप्रैल 2017 में, एमबीएल ने एक नई मॉडल प्रजाति को वास्तविकता बनाने का काम शुरू किया।पहली कॉलों में से एक ग्रास को थी।

अपनी शांत शैली के साथ, एक्वारिस्ट ग्रास एक वेस्ट कोस्ट सर्फर वाइब देता है जब वह जीव विज्ञान में बड़े विचारों और अपने एक्वारिया में छोटे समायोजन के बारे में बात करने के लिए टैंकों के बीच रुकता है।कैलिफ़ोर्निया में मोंटेरी बे एक्वेरियम में एक वरिष्ठ एक्वारिस्ट के रूप में अपनी आखिरी नौकरी में, उन्होंने दुनिया की पहली बड़े पैमाने पर सेफलोपॉड सार्वजनिक प्रदर्शनी को डिजाइन और विकसित किया।âहमने जो भी दो प्रजातियाँ प्रदर्शित कीं, संभवतः पर्दे के पीछे चार अन्य प्रजातियाँ थीं जिनके साथ हम छेड़छाड़ कर रहे थे,'' वह कहते हैं।âमेरे पास सेफलोपॉड पालने में विभिन्न चुनौतियों का निवारण करने के लिए कई वर्षों का व्यावहारिक, अभूतपूर्व अभिनव अनुभव है।'' अब एमबीएल का सेफलोपॉड प्रोजेक्ट इसे सफल बनाने के लिए उस विशेषज्ञता पर भरोसा कर रहा है।

एमबीएल, जिसका सेफलोपॉड अनुसंधान के साथ एक लंबा, सम्मानजनक इतिहास है, के पास पहले से ही जीवित सेफलोपोड्स का एक संग्रह था, ज्यादातर स्क्विड और कटलफिश जो जंगली पकड़े गए थे या अन्य प्रयोगशालाओं से दान किए गए थे।और संगठन के पास छोटे पैमाने पर सेफलोपोड्स के प्रजनन का अनुभव था, जिससे इसे अच्छी शुरुआत मिली।लेकिन सेफलोपोड्स का एक भरोसेमंद स्रोत बनने के लिए, एमबीएल को उम्मीद है कि उसे रेडी-टू-शिप मॉडल जीवों के साथ व्यापक वैज्ञानिक समुदाय का समर्थन करने के लिए लगातार बड़ी संख्या में इन जानवरों - सैकड़ों, हजारों, या अधिक - का उत्पादन करने की आवश्यकता होगी।

ग्रासे कहते हैं, ऐसे कुख्यात कठिन जानवरों को सफलतापूर्वक पालने की एक कुंजी उनके सूक्ष्म संकेतों को पढ़ना सीखना है, जैसे उनकी त्वचा के रंग में थोड़ा सा बदलाव या मामूली व्यवहार परिवर्तन।âजिस तरह से वे सांस ले रहे हैं, तैर रहे हैं, साइफ़ोनिंग कर रहे हैं, या एक-दूसरे पर रंग प्रदर्शित कर रहे हैं, उससे मुझे संकेत मिलेगा कि उन्हें क्या चाहिए और मुझे इन पर सक्रिय रूप से ध्यान देने की अनुमति मिलेगी।''

भोजन, आवास, कंपनी और पानी की गुणवत्ता को ध्यान में रखते हुए सेफलोपॉड के जीवन स्तर के लिए सही स्थितियों को बनाए रखने और बेहतर परिणामों के लिए बदलाव करने के लिए भी चौबीसों घंटे काम करना पड़ता है।एमबीएल में अधिकांश सेफलोपॉड प्रजातियों की प्राकृतिक दीर्घायु छह महीने से एक वर्ष तक होती है और तीन महीने में यौन परिपक्वता तक पहुंच जाती है।ग्रास कहते हैं, âउनकी जीवनशैली तेजी से जीने और युवा होने की है।उनके समूह के काम ने प्रकृति में सामान्य जीवन काल को पार करने के लिए दीर्घायु को पहले ही बढ़ा दिया है और कुछ प्रजातियों के लिए अंडे के जीवित रहने की दर को 90 प्रतिशत या उससे अधिक तक बढ़ा दिया है।

ग्रास के अनुभव को वैज्ञानिकों की आवश्यकताओं के साथ जोड़ते हुए, एमबीएल टीम ने कई प्रजातियों पर काम किया है जो संभावित मॉडल जीवों के लिए कुछ महत्वपूर्ण मानदंडों को पूरा करती हैं: जानवर छोटे होते हैं, उनका जीवन काल छोटा होता है, और पूर्वानुमानित प्रजनन चक्र बनाए रखते हैं।स्टार कलाकारों में हवाईयन बॉबटेल स्क्विड, कैलिफोर्निया टू-स्पॉट ऑक्टोपस, तेजतर्रार कटलफिश, धारीदार पायजामा स्क्विड और बौना कटलफिश शामिल हैं।पिग्मी ज़ेबरा ऑक्टोपस हाल ही में रोस्टर में जोड़ा गया है।वैज्ञानिक 1970 के दशक से लोजेंज आकार के जानवर को कैद में रखने की कोशिश कर रहे हैं और 2018 के अंत में एमबीएल बन गया।सबसे पहले संस्कृति के लिएग्रासे कहते हैं, यह कई पीढ़ियों तक चला।प्रत्येक प्रजाति कितनी अच्छी तरह से प्रजनन जारी रखती है, इसके आधार पर सूची को और छोटा किया जा सकता है, या हम इनमें से कई प्रजातियों को नए प्रयोगशाला जीवों के रूप में समाप्त कर सकते हैं।

अल्बर्टा में लेथब्रिज विश्वविद्यालय में सेफलोपॉड शोधकर्ता जेनिफर माथेर, जो इस परियोजना में शामिल नहीं हैं, कहती हैं कि कुछ प्रतिनिधि सेफलोपोड्स को चुनना और उन्हें वास्तव में समझने पर हमारे प्रयासों को केंद्रित करना एक उत्कृष्ट रणनीति है।âहम इन जानवरों के बारे में बहुत कम जानते हैं, जिसमें उनके जीवन के व्यवहार और पारिस्थितिकी जैसे बुनियादी पहलू भी शामिल हैं।''

एमबीएल सेफलोपॉड टीम का अंतिम लक्ष्य विभिन्न जीवन चरणों में अपनी चुनी हुई प्रजातियों की तैयार आपूर्ति प्राप्त करना है, ताकि यह दुनिया भर के वैज्ञानिकों के अनुरोधों का तुरंत जवाब दे सके।âतो, वैज्ञानिक प्रश्न के आधार पर, शोधकर्ताओं के पास ठीक उसी प्रकार का संसाधन हो सकता है जिसकी उन्हें आवश्यकता और इच्छा है,'' ग्रास कहते हैं।सेफलोपॉड कार्यक्रम से पहले, एमबीएल के पास शायद 50 कटलफिश और 30 स्क्विड थे और अब लगभग 4,000 सेफलोपॉड हैं, जिनमें से लगभग सभी सुसंस्कृत हैं।

जबकि ग्रास का दल सेफलोपोड्स के संवर्धन के लिए सबसे अच्छी पद्धतियों का पता लगाता है, वहीं एमबीएल में रोसेंथल के आनुवंशिकीविदों की टीम समान रूप से समीकरण के दूसरे भाग में डूबी हुई है: अपने परीक्षण विषयों के जीन में गहराई से जांच कर रही है।सेफलोपोड्स की एक स्थिर आपूर्ति उपलब्ध होने के बाद और उन्होंने जीनोम का अनुक्रमण और सूचीकरण पूरा कर लिया है, वे भविष्य के ग्राहकों को अधिक विकल्प देने के लिए, कुछ ब्रूड्स के डीएनए में हेरफेर शुरू करने की योजना बना रहे हैं।उदाहरण के लिए, वैज्ञानिक किसी विशेष मुद्दे का अध्ययन करने के लिए कुछ जीनों को जोड़े या हटाए गए सेफलोपोड्स का ऑर्डर देना चाह सकते हैं।आनुवंशिकीविदों के काम का एक हिस्सा एक वैज्ञानिक तकनीक को बेहतर बनाना है जो शोधकर्ताओं को उन परिवर्तनों को करने में सक्षम बनाएगा।रोसेन्थल का कहना है कि वैज्ञानिकों को सेफलोपोड्स से जो अंतर्दृष्टि प्राप्त होने की उम्मीद है, वह एक समय में जीन में हेरफेर करने की उनकी क्षमता पर निर्भर करेगी - अक्सर भ्रूण चरण के दौरान - और फिर जानवर पर प्रभाव का अध्ययन करती है।

रोसेंथल कहते हैं, एक बार जब वैज्ञानिक किसी जीन को सफलतापूर्वक बदल देते हैं, तो उन्हें यह देखने के लिए जानवर को जीवित रखने, बढ़ने और प्रजनन करने में सक्षम होने की आवश्यकता होती है कि आनुवंशिक परिवर्तन क्रमिक पीढ़ियों में स्पष्ट है या नहीं।âउन्हें संवर्धित करना महत्वपूर्ण है।â यदि बाहरी शोधकर्ताओं के पास कौशल है, तो वे अपनी प्रयोगशालाओं में एमबीएल से सेफलोपॉड का पोषण कर सकते हैं, या सेफलोपॉड टीम की मदद से कुछ समय के लिए एमबीएल में साइट पर काम कर सकते हैं।

एमबीएल के लिए परियोजना के लाभ स्पष्ट हैं: दुनिया के कुछ आनुवंशिक रूप से सुव्यवस्थित मॉडल जीवों में से एक का पहला और एकमात्र स्रोत होने के साथ प्रतिष्ठा जुड़ी हुई है - हालांकि शोधकर्ताओं का कहना है कि प्रतिष्ठा उनकी प्रेरक प्रेरणा नहीं है।और वित्तीय लाभ की संभावना है।

अभी के लिए, सेफलोपोड्स, और ग्रास और उनकी टीम ने उन्हें पालने से जो सबक सीखा है, वे अन्य वैज्ञानिकों के लिए मुफ्त में उपलब्ध हैं जो एमबीएल में शोध करना चाहते हैं।यदि परियोजना सफल होती है, तो इससे एमबीएल के लिए अधिक वैज्ञानिकों को यहां प्रयोगशाला में काम करने के लिए साल भर आकर्षित करना आसान हो जाएगा, न कि केवल गर्मियों के सुखद महीनों के दौरान जब वुड्स होल शांत खाड़ी के पानी पर तैरते झोंपड़ियों के साथ चित्र-परिपूर्ण हो जाता है,नावों के साथ-साथ सरकती हुई गलियाँ, और धूप वाले सैरगाह पर टहलते परिवार।

जो लोग सेफलोपोड्स को अपनी घरेलू प्रयोगशालाओं में वापस ले जाना चाहते हैं, उन्हें भुगतान करना होगा।एमबीएल ने परियोजना की लागत को कवर करने में मदद करने के लिए अपने कुछ जानवरों को बाहरी शोधकर्ताओं को बेचना शुरू कर दिया है, जबकि कर्मचारी वैज्ञानिक विकास कार्य को आगे बढ़ा रहे हैं, लेकिन अभी तक लाभ नहीं कमा रहे हैं।सेफलोपॉड भ्रूण प्रत्येक यूएस $5 में बिक सकता है, वयस्क $25 से $300 तक कहीं भी।âहम अमीर बनने की कोशिश नहीं कर रहे हैं;ग्रास कहते हैं, हमारा अल्पकालिक लक्ष्य विज्ञान और अनुसंधान को बढ़ावा देना और इन जानवरों के उपयोग को बढ़ावा देना है।âअगर हम सभी बिल्कुल एक जैसे मॉडल, एक ही फल मक्खी, एक ही ज़ेबरा मछली का उपयोग करते रहें... अगर हम उन्हीं जानवरों से सवाल पूछते रहें, तो हम केवल इतनी ही दूर तक जा सकते हैं।इसलिए वैज्ञानिक संस्कृति के रूप में यह हम पर निर्भर है कि हम थोड़ा सा विस्तार करें।

सेफलोपॉड परियोजना वैज्ञानिक समुदाय की समझ पर आधारित हैआवश्यकताओंनई प्रयोगशाला के जानवर.लेकिन मैं ग्रास की प्रयोगशाला को इस बात पर असमंजस में छोड़ देता हूं कि क्या एमबीएल को मॉडल जीवों के रूप में सेफलोपोड्स का अनुसरण करना चाहिए, यह देखते हुए कि ये जीव कितने बुद्धिमान और करिश्माई हैं।

ग्रास के साथ अपने दौरे से पहले, मैं एमबीएल के वरिष्ठ वैज्ञानिक और सेफलोपोड्स के विश्व विशेषज्ञ रोजर हैनलॉन से मिला।उन्होंने बताया कि शुरुआती संकेत हैं कि कुछ सेफलोपोड्स में एपिसोडिक जैसी स्मृति होती है - जो किसी घटना के बारे में क्या, कहाँ और कब याद रखने में सक्षम होती है - जो कई कशेरुकियों की तुलना में उच्च संज्ञानात्मक क्षमताओं का संकेत है।सेफलोपॉड के छलावरण व्यवहार की जटिल जटिलता और गति भी प्रभावशाली है।

उनके जटिल मस्तिष्क के कारण, सेफलोपोड्स को कनाडा, यूरोपीय संघ, न्यूजीलैंड और कुछ ऑस्ट्रेलियाई राज्यों में प्रयोगशाला पशु कानूनों द्वारा संरक्षित किया जाता है।उन स्थानों के शोधकर्ताओं को अपने अध्ययन के लिए नैतिक अनुमोदन प्राप्त करना चाहिए और जानवरों के साथ मानवीय व्यवहार करना चाहिए।लेकिन संयुक्त राज्य अमेरिका में ऐसा कोई विनियमन नहीं है।जबकि कुछ आलोचक सेफलोपोड्स पर किसी भी प्रयोग का विरोध करते हैं, जिन वैज्ञानिकों से मैंने बात की, जिनमें हनलॉन भी शामिल हैं, उनका कहना है कि जब तक सेफलोपोड्स को अच्छी कल्याणकारी स्थितियों में रखा जाता है, तब तक इस तरह के काम को जारी रखना नैतिक है।

इससे पहले कि मैं समुद्री संसाधन केंद्र छोड़ूं, मैं इमारत के एक कोने में एक पल के लिए रुकता हूं, जहां एक प्रकार के कटलफिश कोंडो जैसे मिनी-एक्वेरिया के ढेर होते हैं, और उनमें से एक को देखता हूं।कटलफिश का एक जोड़ा किसी एलियन अंतरिक्ष यान की तरह एक्वैरियम के बीच में मँडराता है, अपनी बड़ी-बड़ी आँखों से मुझे घूरकर देखता है।काश मैं उनके दिमाग को पढ़ पाता और कहानी को उनके दृष्टिकोण से बता पाता।