Agriculture Technology : संवेदकांप्रमाणे कार्य करणारी वनस्पती विकसित

Agriculture Research : आपल्या घरामध्ये सुशोभीकरणासाठी ठेवलेल्या वनस्पती जर आपल्याला आजूबाजूच्या पाणी, हवा किंवा अन्य घटकांमध्ये असलेल्या प्रदूषण किंवा हानिकारक घटकांचा इशारा देऊ शकल्या तर... ही तुम्हाला कविकल्पना वाटेल. पण शास्त्रज्ञांनी ही बाब चक्क सत्यात उतरवली आहे.

‘युनिव्हर्सिटी ऑफ कॅलिफोर्निया रिव्हरसाइड’ येथील शास्त्रज्ञांनी आपल्या परिसरातील रसायनांना तीव्र प्रतिक्रिया देऊन स्वतःच्या रंगामध्ये काही बदल करून आपल्याला योग्य तो इशारा देऊ शकतील अशी वनस्पती जनुकीय अभियांत्रिकीद्वारे तयार केली आहे.

ही वनस्पती बंदी असलेल्या किंवा विषारी कीडनाशकांचे प्रमाण एका मर्यादेपेक्षा जास्त असल्यानंतर लाल रंगाची होते. हे संशोधन ‘जर्नल नेचर केमिकल बायोलॉजी’ मध्ये प्रकाशित केले आहे.

जैवसंवेदक म्हणून वनस्पतींचा वापर करताना त्या वनस्पतीला आजूबाजूच्या पर्यावरणातील एखाद्या रसायनाची जाणीव होणे आणि त्यानुसार काही विशिष्ट लक्षणे त्यांना स्पष्टपणे दाखवणे या दोन बाबींवर शास्त्रज्ञांनी अधिक लक्ष केंद्रित केले.

रसायनाला रंग किंवा दृश्य स्वरूपातील प्रतिक्रिया देत असताना वनस्पती म्हणून त्यांच्या वाढीसह अन्य प्रक्रिया सामान्यपणे कार्यरत राहणे गरजेचे होते. आपल्या नावीन्यपूर्ण संशोधनाविषयी माहिती देताना रसायनशास्त्र आणि पर्यावरणीय अभियांत्रिकी विषयाचे सहयोगी प्राध्यापक इयान व्हिलडन यांनी सांगितले, की वनस्पतीच पर्यावरणीय संवेदक (सेन्सर) म्हणून वापरण्याच्या दृष्टीने आमचे प्रयत्न होते.

या प्रक्रियेमध्ये त्यांच्या मूलभूत चयापचयामध्ये कोणत्याही सुधारणा न करता हे साध्य करायचे होते. पूर्वी अशा प्रयत्नामध्ये जैवसंवेदक वनस्पतींची प्रकाशाकडे होणारी वाढीची सामान्य क्षमताही बाधित होत असे. किंवा अशा वनस्पती ताणामध्ये पाण्याचे शोषणच थांबवत असत. मात्र आम्ही विकसित केलेल्या वनस्पतींच्या कार्यप्रणालीमध्ये असे कोणतेही मूलभूत बदल होत नाहीत.

संशोधनाचे मूळ

अभियांत्रिकी प्रक्रिया अॅबसिसिक अॅसिड (ABA) या नावाच्या प्रथिनापासून सुरू होते. हे प्रथिन पर्यावरणातील ताणकारक बदलांना प्रतिसाद देताना वनस्पतीमध्ये कार्यान्वित होते. उदा. दुष्काळाच्या स्थितीमध्ये माती कोरडी पडू लागताच, वनस्पती अॅबसिसिक अॅसिड तयार करतात.

त्या प्रतिसाद देणारी काही अतिरिक्त प्रथिने अॅबसिसिक अॅसिडची ओळख पटवून, त्याला योग्य ती प्रतिक्रिया देतात. म्हणजेच पानावरील रंध्रे बंद करण्याचा संदेश दिला जातो. परिणामी पानांमधून होणारे बाष्पोत्सर्जन कमी होते. या पाण्यावर वनस्पती आणखी काही काळ तग धरू शकते.

संशोधनाचा प्रवास...

गेल्या वर्षी संशोधकांच्या गटाने एबीए ग्राहक प्रथिनांना अन्य रसायने पकडण्यासाठी प्रशिक्षित करणे शक्य असल्याचे सूतोवाच केले. त्यावर अधिक संशोधन केल्यानंतर अन्य रसायनांना प्रतिसाद देताना वनस्पतीला बीट सारखा लाल रंग येत असल्याचे स्पष्ट झाले. उदाहरण म्हणून संशोधकांनी अझिनफॉन इथाईल या मानवासाठी विषारी असलेल्या आणि म्हणूनच अनेक देशामध्ये बंदी असलेल्या कीडनाशक ओळखण्यासाठी प्रयोग केले.

त्याविषयी माहिती देताना वनस्पती पेशी जीवशास्त्राचे प्रो. सीन कटलर यांनी सांगितले की, वनस्पतीपासून काही अंतरावर हे रसायन असतानाच वनस्पतीला तिची जाणीव झाली पाहिजे, या उद्देशाने आमचे प्रयत्न राहिला. जर या शेताजवळ हानिकारक रसायन येताच, त्या शेताचा रंग लाल होऊन जाईल. हे डोळ्यांना स्पष्ट दिसत असल्याने वेगळ्या कोणत्या तपासण्या किंवा परिक्षणाची गरज राहणार नाही.

याच प्रयोगाचा एक भाग म्हणून या संशोधक गटाने यीस्ट सारख्या अन्य जिवंत सजीवाचे रूपांतर संवेदकामध्ये रण्याची क्षमता निर्माण करणे शक्य असल्याचे सांगितले. त्या प्रक्रियेत यीस्टने दोन वेगवेगळ्या रसायनांना एकाच वेळी प्रतिसाद देत असल्याचे स्पष्ट झाले. पण अशा प्रकारे एकाच वेळी दोन रसायनांना प्रतिसाद देण्याची बाब अद्याप वनस्पतीमध्ये शक्य झालेली नाही.

फायदे

हे तंत्रज्ञान नवीन असून, सहजतेने हाताळण्यायोग्य आहे. या वनस्पतींचा वापर शेतकऱ्यांच्या शेताप्रमाणेच प्रत्येकाच्या घरामध्येही करता येऊ शकतो. त्यामुळे प्रत्येकाला आपण खात, पीत असलेले घटक विषारी रसायनांपासून मुक्त आहेत, याची खात्री त्याच वेळी पटण्यास मदत होईल.

या संशोधनामुळे अनेक शक्यता खुल्या झाल्या आहेत. या संशोधनामध्ये वनस्पतीमध्ये एका रसायनाप्रती दृश्य स्वरूपातील प्रतिसाद मांडण्यात आला आहे. अशा प्रकारे पर्यावरणातील अनेक रसायने ओळखण्यासाठी आमचे प्रयत्न सुरू आहेत.

अन्य कीडनाशके, गर्भनियंत्रणासाठी वापरली जाणारी गोळ्या किंवा रसायने, पाणी पुरवठ्यातून येणारे प्रोझॅक अशा अनेक बाबींसंदर्भात लोकांच्या मनामध्ये काळजी असते. अशा स्थितीमध्ये लोकांच्या मनातील शंकाच दूर करण्यासाठी अशी जैवसंवेदके अत्यंत महत्त्वाची भूमिका निभावू शकतात, असे मत प्रो. कटलर यांनी व्यक्त केले.

मर्यादा

कटलर यांनी सांगितले, की खरेतर एकच वनस्पती १०० बंदी असलेल्या कीडनाशकांना ओळखू शकली तर सर्वाधिक उपयुक्त ठरले असते. त्यामुळे एकाच वनस्पतींच्या साह्याने शेती आणि परिसरातील कीडनाशकांच्या वापराची ओळख पटवता आली असती. मात्र सध्या तरी वनस्पतींमध्ये इतकी क्षमता आणण्यामध्ये अभियांत्रिकीच्या दृष्टीने अनेक मर्यादा आहेत.

सध्या प्रायोगिक पातळीवर या प्रयोगाला यश मिळाले असले तरी व्यावसायिक पातळीवर उत्पादनासाठी अनेक सरकारी, शासकीय परवान्यांची आवश्यकता असेल. त्यासाठी अनेक वर्षे लागू शकतात.