उस तंत्र की खोज करने के बाद जिसके द्वारा जानवर, पौधों की तरह, प्रकाश संश्लेषण करते हैं, वैज्ञानिकों ने किसी व्यक्ति को सौर ऊर्जा के पूर्ण प्रावधान में स्थानांतरित करने की संभावना के बारे में सोचा।
कल्पना कीजिए कि क्या होगा यदि लोग, पौधों की तरह, सीधे सौर ऊर्जा पर भोजन कर सकें। यह निश्चित रूप से हमारे लिए जीवन को आसान बना देगा: खरीदारी करने, खाना बनाने और खाने में बिताए अनगिनत घंटे कहीं और खर्च किए जा सकते हैं। अतिदोहित कृषि भूमि प्राकृतिक पारिस्थितिक तंत्र में वापस आ जाएगी। भूख, कुपोषण और पाचन तंत्र से फैलने वाली बीमारियों के स्तर में कमी आएगी।
हालांकि, सैकड़ों लाखों वर्षों से मनुष्यों और पौधों का एक सामान्य पूर्वज नहीं रहा है। हमारा जीव विज्ञान लगभग हर पहलू में काफी भिन्न है, इसलिए ऐसा प्रतीत होता है कि मनुष्यों को प्रकाश संश्लेषण करने के लिए डिजाइन करने का कोई तरीका नहीं है। या यह अब भी संभव है?
इस समस्या का कुछ सिंथेटिक जीवविज्ञानी सावधानीपूर्वक अध्ययन कर रहे हैं, जिन्होंने अपने स्वयं के पौधे-पशु संकर बनाने की कोशिश की है। जबकि हम एक प्रकाश संश्लेषक मानव बनाने से बहुत दूर हैं, नए शोध ने एक दिलचस्प जैविक तंत्र को उजागर किया है जो विज्ञान के इस नवजात क्षेत्र को आगे बढ़ाने में मदद कर सकता है।
एलिसिया क्लोरोटिका - पौधों की तरह प्रकाश संश्लेषण में सक्षम जानवर
हाल ही में, वुड्स हॉल के अमेरिकी गांव में स्थित मरीन बायोलॉजिकल लेबोरेटरी के प्रतिनिधियों ने बताया कि वैज्ञानिकों ने एलिसिया क्लोरोटिका के रहस्य को सुलझाया है, एक शानदार हरा समुद्री घोंघा जो पौधे की पत्ती की तरह दिखता है, सूरज को पत्ती की तरह खाता है, लेकिन वास्तव में एक जानवर है। यह पता चला है कि एलिसिया क्लोरोटिका शैवाल खाने और उनके प्रकाश संश्लेषण जीन को दूर करके इस तरह के चमकीले रंग को बनाए रखता है। किसी बहुकोशिकीय जीव का दूसरे जीव के डीएनए को अपनाने का यह एकमात्र ज्ञात उदाहरण है।
एक बयान में, अध्ययन के सह-लेखक सिडनी के. पियर्स, दक्षिण फ्लोरिडा विश्वविद्यालय में प्रोफेसर एमेरिटस ने कहा: पृथ्वी पर शैवाल जीन के लिए एक पशु कोशिका के अंदर काम करना संभव नहीं है। और फिर भी ऐसा होता है। वे जानवरों को सूर्य से भोजन प्राप्त करने की अनुमति देते हैं।वैज्ञानिकों के अनुसार, यदि लोग प्रकाश संश्लेषण के लिए सक्षम बनाने के लिए अपनी स्वयं की कोशिकाओं को हैक करना चाहते हैं, तो इसके लिए एक समान तंत्र का उपयोग किया जा सकता है।
सौर ऊर्जा के संबंध में, हम कह सकते हैं कि लोग एक अरब वर्षों से विकास की गलत दिशा में जा रहे हैं। जैसे-जैसे पौधे पतले और पारदर्शी होते गए, जानवर मोटे और अपारदर्शी होते गए। पौधे एक स्थान पर रहते हुए सूर्य के रस का अपना छोटा लेकिन निरंतर हिस्सा प्राप्त करते हैं, लेकिन मनुष्य चलना पसंद करते हैं और ऐसा करने के लिए उन्हें ऊर्जा से भरपूर भोजन की आवश्यकता होती है।
यदि आप कोशिकाओं और मनुष्यों और पौधों के आनुवंशिक कोड को देखते हैं, तो यह पता चलता है कि हम इतने अलग नहीं हैं। अपने सबसे मौलिक स्तरों पर जीवन की यह हड़ताली समानता असामान्य चीजों को होने देती है, जैसे कि जानवरों द्वारा प्रकाश संश्लेषण की चोरी। आज, सिंथेटिक जीव विज्ञान के उभरते क्षेत्र के लिए धन्यवाद, हम इस तरह की घटनाओं को एक ही विकासवादी पल में दोहराने में सक्षम हो सकते हैं, जिससे प्रकाश संश्लेषक त्वचा पैच बनाने के बायोपंक विचार कम काल्पनिक लगते हैं।
आमतौर पर, जब एक जीव के जीन दूसरे की कोशिकाओं में स्थानांतरित होते हैं, तो यह आमतौर पर काम नहीं करता है, पियर्स ने कहा। लेकिन अगर यह काम करता है, तो यह रातोंरात बहुत कुछ बदल सकता है। यह त्वरित विकास जैसा है।
सहजीवी संबंध के माध्यम से प्रकाश संश्लेषण करने में सक्षम समुद्री स्लग एकमात्र जानवर नहीं हैं। ऐसे जीवों के अन्य उत्कृष्ट उदाहरण मूंगा हैं, जो अपनी कोशिकाओं में प्रकाश संश्लेषक डाइनोफ्लैगलेट्स और चित्तीदार समन्दर को संग्रहीत करते हैं, जो सौर ऊर्जा के साथ अपने भ्रूण को शक्ति प्रदान करने के लिए शैवाल का उपयोग करते हैं।
हालाँकि, समुद्री स्लग समान जानवरों से भिन्न होते हैं, जिसमें उन्होंने बिचौलियों को खत्म करने और केवल स्वयं के लिए प्रकाश संश्लेषण करने का एक तरीका खोज लिया है, शैवाल से क्लोरोप्लास्ट को अवशोषित करते हैं और उनके साथ अपने पाचन तंत्र की दीवारों को कोटिंग करते हैं। उसके बाद, संकर जानवर और पौधे केवल धूप खाकर महीनों तक जीवित रह सकते हैं। लेकिन अब तक, यह एक रहस्य बना हुआ है कि घोंघे अपने चोरी हुए सौर कारखानों का रखरखाव कैसे करते हैं।
अब पियर्स और अध्ययन के अन्य सह-लेखकों ने इस प्रश्न का उत्तर ढूंढ लिया है। ऐसा लगता है कि स्लग न केवल शैवाल से क्लोरोप्लास्ट चुराते हैं, बल्कि महत्वपूर्ण डीएनए कोड भी चुराते हैं। द बायोलॉजिकल बुलेटिन में प्रकाशित एक लेख बताता है कि एक जीन जो क्लोरोप्लास्ट की मरम्मत के लिए उपयोग किए जाने वाले एंजाइम के लिए कोड करता है, शैवाल खाने के बाद सौर मशीनों को लंबे समय तक चालू रखने में मदद कर सकता है।
प्रकृति में, अनुवांशिक निष्कासन दुर्लभ हो सकता है, लेकिन प्रयोगशाला में वैज्ञानिक वर्षों से इसका प्रयोग कर रहे हैं। एक जीव से दूसरे जीव में जीन स्थानांतरित करके, मनुष्यों ने जीवन के कई नए रूपों का निर्माण किया है, मकई से जो अपने स्वयं के कीटनाशकों का उत्पादन करता है से लेकर अंधेरे में चमकने वाले पौधे तक। इस सब को ध्यान में रखते हुए, क्या यह सोचना वास्तव में पागलपन है कि हमें प्रकृति के उदाहरण का पालन करना चाहिए और जानवरों - या यहाँ तक कि मनुष्यों - को प्रकाश संश्लेषण की क्षमता प्रदान करनी चाहिए?
जीवविज्ञानी, डिजाइनर और लेखिका क्रिस्टीना एगापाकिस, जिन्होंने हार्वर्ड से सिंथेटिक जीव विज्ञान में पीएचडी प्राप्त की, ने यह सोचने में बहुत समय बिताया कि कैसे एक नया सहजीवन बनाया जाए जिसमें पशु कोशिकाएं प्रकाश संश्लेषण करने में सक्षम हों। Agapakis कहते हैं, अरबों साल पहले, पौधे के पूर्वजों ने क्लोरोप्लास्ट को शामिल किया था, जो मुक्त रहने वाले बैक्टीरिया थे।
जैसा कि अगापकिस ने कहा, सूरज खाने वाले जीव बनाने में समस्या यह है कि पर्याप्त सूर्य के प्रकाश को अवशोषित करने के लिए एक बहुत बड़े सतह क्षेत्र की आवश्यकता होती है। पत्तियों की मदद से, पौधे अपने आकार के सापेक्ष भारी मात्रा में ऊर्जा को अवशोषित करने का प्रबंधन करते हैं। मांसल लोग, उनके सतह-से-आयतन अनुपात के साथ, सबसे अधिक आवश्यक वहन क्षमता नहीं होती है।
यदि आप सोच रहे हैं कि क्या आप प्रकाश संश्लेषण की क्षमता हासिल कर सकते हैं, तो मैं इसका उत्तर दूंगा, सबसे पहले, आपको पूरी तरह से चलना बंद करना होगा, और दूसरी बात, पूरी तरह से पारदर्शी बनना होगा, अगापाकिस कहते हैं, जिसके अनुसार प्रत्येक मानव के लिए हजारों शैवाल की आवश्यकता होगी। प्रकाश संश्लेषण करने के लिए सेल।
वास्तव में, सूर्य खाने वाला एलिसिया क्लोरोटिका अपवाद हो सकता है जो नियम को सिद्ध करता है। स्लग एक पत्ते की तरह दिखने और कार्य करने लगा कि कई मायनों में यह एक जानवर की तुलना में एक पौधा अधिक बन गया।
लेकिन यहां तक कि अगर कोई व्यक्ति केवल सूर्य पर मौजूद नहीं हो सकता है, तो किसने कहा कि वह समय-समय पर अपने आहार को एक छोटे सौर नाश्ते के साथ पूरक नहीं कर सकता है? वास्तव में, अधिकांश प्रकाश संश्लेषक जानवर, जिनमें एलिसिया क्लोरोटिका के कई रिश्तेदार शामिल हैं, सूर्य की ऊर्जा से अधिक पर भरोसा करते हैं। भोजन की कमी के मामले में वे बैकअप जनरेटर के रूप में अपनी प्रकाश संश्लेषक मशीनरी का उपयोग करते हैं। इस प्रकार, प्रकाश संश्लेषण की क्षमता भूख के विरुद्ध बीमा है।
शायद मनुष्य प्रकाश संश्लेषण के लिए एक पूरी तरह से नया प्रयोग खोज सके। उदाहरण के लिए, अगापकिस के अनुसार , मानव त्वचा पर हरे धब्बे हो सकते हैं, एक सूर्य-सक्रिय घाव भरने की प्रणाली। ऐसा कुछ जिसके लिए किसी व्यक्ति को जितनी ऊर्जा की आवश्यकता होती है उतनी ऊर्जा की आवश्यकता नहीं होती है।
निकट भविष्य में, एक व्यक्ति पूरी तरह से केवल सूर्य के प्रकाश प्रदान करने के लिए स्विच करने में सक्षम नहीं होगा - कम से कम जब तक वह शरीर के कार्डिनल संशोधनों पर निर्णय नहीं लेता है - इसलिए अब तक हम केवल प्रकृति के उदाहरण से प्रेरित हो सकते हैं।