मानव समाजों ने सहस्राब्दियों के लिए टिड्डी संक्रमणों को दूर करने के लिए संघर्ष किया है। कीड़े का विनाशकारी प्रभाव आज तक कायम है, खासकर जब वे बड़े झुंडों में इकट्ठा होते हैं और कुछ ही दिनों में हजारों हेक्टेयर फसलों के माध्यम से खाते हैं। इस तरह के झुंड हर कुछ साल की देर से एक बार हुए हैं। सबसे हाल ही में, 2019-2020 मेंपूर्वी अफ्रीका में टिड्डियों की एक रिकॉर्ड संख्या उभरी और अंततः पाकिस्तान और भारत से होकर गुजरी, जिससे यह 25 वर्षों में इस क्षेत्र का सबसे खराब संक्रमण हो गया।
पिछली शताब्दी में, विशेषज्ञों और किसानों ने सिंथेटिक कीटनाशकों का उपयोग करके टिड्डियों को नियंत्रित करने की कोशिश की है, लेकिन दुर्भाग्य से वे भूमि, खाद्य सुरक्षा और पर्यावरण को भी नुकसान पहुंचाते हैं। इस प्रकार कीटनाशकों के लिए उपयुक्त, पर्यावरण के अनुकूल विकल्प खोजने से अनुसंधान का एक सक्रिय क्षेत्र रहा है।
अवधारणा के एक नए प्रमाण में, बीजिंग में चीनी एकेडमी ऑफ साइंसेज में जूलॉजी इंस्टीट्यूट के शोधकर्ताओं ने दिखाया है कि टिड्डियों द्वारा जारी किए गए फेरोमोन को छोड़े जाने के लिए उन्हें समूह के व्यवहार में संलग्न करने या संलग्न करने से रोकने के लिए यह संभव है जो खिला उन्माद की ओर जाता है।
टीम झुंड को ट्रिगर करने के लिए जिम्मेदार फेरोमोन की पहचान करने में सक्षम थी और इसके कार्य को अवरुद्ध करने के लिए एक उम्मीदवार अणु का परीक्षण भी किया।
द स्टडी, में प्रकाशित प्रकृति 25 जून को, अन्य अणुओं की पहचान करने के लिए और अधिक शोध की सिफारिश की, जो बड़े पैमाने पर टिड्डी को झुंड से सुरक्षित रख सकते हैं, जिसमें बड़े पैमाने पर शामिल हैं। कुल मिलाकर, अध्ययन संभावित रूप से टिड्डे नियंत्रण के लिए सबसे पहले प्रदूषण-मुक्त समाधानों में से एक प्रदान करता है।
कूदने के लिए
कई पशु, पक्षी, और कीट प्रजातियां – जिसमें टिड्डियां शामिल हैं – एक सामाजिक व्यवहार को प्रदर्शित करते हैं, जिसे ग्रेगैरियस नामक कहा जाता है: यह उन्हें ऐसे समाज बनाने में मदद करता है जिसमें बड़ी संख्या में व्यक्ति एक साथ काम करते हैं, प्रतिस्पर्धा के बजाय, जीवित रहने के लिए। उनके जीवन के पहले चरण में, व्यक्तिगत टिड्डे एकान्त जीव हैं; फिर वे अपने शानदार चरण में संक्रमण करते हैं और भौतिक समूहों में एकत्र करना और संचालित करना शुरू करते हैं, जिसमें एक साथ खिलाना शामिल है।
वैज्ञानिकों ने कई दशकों से इस व्यवहार को ट्रिगर करने वाले हार्मोन की पहचान करने की मांग की है। वास्तव में नए अध्ययन के पीछे एक ही टीम ने 2020 में 4-विनाइलैनिसोल (4VA) नामक एक फेरोमोन की पहचान की थी।
एक टिड्डी भोजन खाने के बाद, यह अक्सर अपने हिंद पैरों से 4va की बड़ी मात्रा का उत्सर्जन करता है। यह हार्मोन एक एकत्रीकरण फेरोमोन है: यह तुरंत हवा में जारी होने पर प्रजातियों के अन्य सदस्यों को आकर्षित करना शुरू कर देता है। पास में अन्य टिड्डे बाद में एक साथ इकट्ठा होते हैं और एक दूसरे के खिलाफ अपने हिंद पैरों को रगड़ते हैं। यह बदले में सेरोटोनिन की रिहाई को ट्रिगर करता हैएक न्यूरोट्रांसमीटर, जो झुंड की ओर जाता है।
नए अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने सोचा कि टिड्डियों को 4VA जारी करने से रोकना संभवतः झुंड को रोक सकता है, इसलिए वे इसके उत्पादन को समझने के लिए काम करने के लिए तैयार हैं।
टिड्डे खाने के बाद ही 4VA रिलीज़ करते हैं, जिसका अर्थ है कि पौधों में कुछ अणु जो टिड्डे फ़ीड करते हैं, वे इसके उत्पादन को ट्रिगर कर सकते हैं। शोधकर्ताओं को सही लगा: अपराधी एक यौगिक था जिसे फेनिलएलनिन कहा जाता था।
जब टिड्डियों ने फेनिलएलनिन को पचाया, तो दो एंजाइम-मुख्य रूप से 4VPMT1 और 4VPMT2 कम-तो एकत्रित फेरोमोन 4VA में एकान्त टिड्डियों में गैर-एग्रीगेटिंग फेरोमोन 4VP को परिवर्तित करने के लिए जिम्मेदार पाए गए।
लिंक की पुष्टि करने के लिए, शोधकर्ताओं ने जेनेटिक इंजीनियरिंग की ओर रुख किया। जब उन्होंने 4VPMT1 के लिए एन्कोड किए गए जीन को निष्क्रिय कर दिया, तो कीटों ने अपने एकान्त से ग्रेगरियस चरणों में संक्रमण करना बंद कर दिया और किसी भी झुंड की प्रवृत्ति को प्रदर्शित नहीं किया।
आणविक निष्क्रियता
शोधकर्ताओं ने यह भी अध्ययन किया कि 4VPMT1 एंजाइम और अमीनो एसिड को इसकी संरचना पर 4VP अणु कैसे बाध्य किया गया है। तब उन्होंने रासायनिक रूप से समान अणुओं की पहचान की जो एंजाइम को बांध सकते थे। जब उन्होंने किया, तो वे 4VP अणु के लिए रिसेप्टर को अवरुद्ध कर देंगे, इस प्रकार एंजाइम गतिविधि को रोकेंगे और इसे 4VA में परिवर्तित करने से रोकेंगे।
शोधकर्ताओं ने अध्ययन किए गए कई अणुओं में, उन्होंने पाया कि 4-नाइट्रोफेनोल (4NP) दो 4VPMTS की बाइंडिंग साइटों को सबसे अच्छा फिट करने के साथ-साथ 4VA के बायोसिंथेसिस को रोका।
जिओजियाओ गुओ, पेपर और कीट व्यवहार शोधकर्ता के पहले लेखक, कीटों और कृन्तकों के एकीकृत प्रबंधन की राज्य की प्रयोगशाला में टिड्डियों पर ध्यान केंद्रित करने के साथ, टिड्डियों के शरीर केवल दो चरणों में 4VA को संश्लेषित कर सकते हैं, इसलिए टीम को 4vpmt enzymes की अभिव्यक्ति को ठीक करने के लिए एक रास्ता चाहिए था।
गुओ ने कहा, “दो 4VPMTS 4VA के जैवसंश्लेषण में प्रमुख एंजाइम हैं और टिड्डी एकत्रीकरण को रोकने के लिए महत्वपूर्ण लक्ष्य हैं,” गुओ ने कहा। “यह ध्यान देने योग्य है कि 4VPMTS के लिए 4NP की बाध्यकारी आत्मीयता 4VP की तुलना में अधिक है, इस प्रकार यह एंजाइम की सक्रिय साइट पर प्रतिस्पर्धा कर सकता है।”
“प्रोटीन संरचनात्मक विशेषताओं के परिप्रेक्ष्य से, 4NP और 4VPMTS के बीच विशिष्ट बातचीत अवरोधक की चयनात्मकता को सुनिश्चित करती है और अन्य चयापचय मार्गों के साथ हस्तक्षेप करते समय ऑफ-टारगेट प्रभावों को कम करती है। इसलिए, 4VA बायोसिंथेसिस के छोटे अणु विनियमन को सतत लुकदार प्लेग के लिए एक कुशल रणनीति है।”
हालांकि, एक कैच है: नाइट्रोफेनोल्स एक खुले वातावरण में खतरनाक हो सकता है।
उद्योग व्यापक रूप से 4-नाइट्रोफेनोल्स जैसे यौगिकों का उपयोग करते हैं, जो रंजक बनाने के लिए, अंधेरे चमड़े और दवाओं का निर्माण करते हैं-और कवकनाशी और कीटनाशकों में। यौगिक विषाक्त होते हैं और अक्सर प्रदूषित पानी और खतरनाक कचरे में पाए जाते हैं। वे कुछ समय के लिए पर्यावरण में भी बने रहते हैं – मिट्टी में लगभग दो सप्ताह और समुद्र के पानी में दो महीने से अधिक – और मनुष्यों में आंखों, त्वचा और वायुमार्गों को परेशान करने के लिए दिखाया गया है।
टीम ने प्रकाशित पेपर में लिखा, “छोटे-अणु अवरोधकों के विकल्प के रूप में, 4vpmts को लक्षित करने वाले RNAI कीटनाशकों को टिड्डे झुंड के व्यवहार को नियंत्रित करने के लिए भी विकसित किया जा सकता है।” आरएनएआई एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें आरएनए अणुओं का उपयोग जीन को कोशिकाओं के अंदर व्यक्त किए जाने से रोकने के लिए किया जाता है, जो संबंधित प्रोटीन (एंजाइमों सहित) को उत्पादित होने से रोकता है।
गैर विषैले कीटनाशक
एक झुंड में, लाखों टिड्डे भोजन में अपने शरीर का वजन खाते हैं और एक दिन में 150 किमी से अधिक उड़ सकते हैं।
इन झुंडों को वश में करने के लिए मानवीय प्रयास हजारों साल पीछे चले गए, और शोर और धुएं बनाने और यहां तक कि शूटिंग के तीर बनाने जैसे रूप ले लिए हैं। 19 वीं शताब्दी में रासायनिक कीटनाशक सामने आए। आज भी, कीटनाशकों के साथ हवा में टिड्डी झुंडों का छिड़काव अभी भी सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला तरीका है, और इसकी प्रभावकारिता स्पष्ट नहीं है।
2019-2020 झुंड की उत्पत्ति पूर्वी अफ्रीका में हुई थी, जब भारी बारिश और बाढ़ ने जीवन में आने के लिए निष्क्रिय टिड्डी अंडों के लिए सही स्थिति पैदा कर दी, जिससे कीड़ों की संख्या में 8000 गुना वृद्धि हुई। बाद में उन्होंने जो कहर डाला, उसने दुनिया को एक प्रभावी नियंत्रण रणनीति विकसित करने के लिए याद दिलाया।
एक प्रतिक्रिया में, उदाहरण के लिए, दुनिया भर में 34 संगठनों के वैज्ञानिक एक लेख में जर्नल ऑफ ऑर्थोप्टेरा रिसर्च इस क्षेत्र में रुचि के प्रमुख विषयों का विस्तार करते हुए व्यवहार और संगठनात्मक कमजोरियों के बारे में बताया गया है जो समस्या को बने रहने की अनुमति देता है। 4NP के विकल्प के रूप में, इस पत्र ने आगे के अध्ययन के लिए सात उम्मीदवार यौगिकों की पहचान की।
इसी तरह, गुओ एट अल। अध्ययन ने एक पांच-चरणीय टिड्डी नियंत्रण रणनीति का भी प्रस्ताव किया: एक फँसाने वाले क्षेत्र में टिड्डियों को आकर्षित करने के लिए सिंथेटिक या अन्य 4VA विकल्पों का उपयोग करना, जहां उन्हें छोटे पैमाने पर कवक रोगजनकों या कीटनाशकों द्वारा मारा जा सकता है; एकत्रीकरण को रोकने के लिए 4VA छिड़काव; 4VA हस्ताक्षर पर नज़र रखने से जनसंख्या की गतिशीलता की निगरानी करना; गैर-ग्रस्त्य आबादी स्थापित करने के लिए क्षेत्र में आनुवंशिक रूप से संशोधित टिड्डियों को जारी करना; और बायोपीस्टाइड्स के साथ संयोजन में छोटे-अणु नियामकों की संयुक्त रणनीति का उपयोग करना।
संध्या रमेश एक स्वतंत्र विज्ञान पत्रकार हैं।
