पर्यावरण डीएनए हर जगह है। वैज्ञानिक यह सब इकट्ठा कर रहे हैं।

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देर में 1980 के दशक में, फ्लोरिडा के पेंसाकोला में एक संघीय अनुसंधान सुविधा में, तामार बार्के ने मिट्टी का उपयोग इस तरह से किया जो क्रांतिकारी साबित हुआ, जिसकी उन्होंने उस समय कभी कल्पना भी नहीं की थी: एक तकनीक का एक अपरिष्कृत संस्करण जो अब कई वैज्ञानिक क्षेत्रों को हिला रहा है। बार्के ने मिट्टी के कई नमूने एकत्र किए थे - एक अंतर्देशीय जलाशय से, दूसरा खारे खाड़ी से, और तीसरा निचले स्तर के खारे पानी के दलदल से। उसने इन तलछट के नमूनों को प्रयोगशाला में कांच की बोतलों में रखा, और फिर पारा मिलाया, जिससे जहरीली कीचड़ बन गई।

उस समय, बार्के पर्यावरण संरक्षण एजेंसी के लिए काम करती थीं और वह जानना चाहती थीं कि मिट्टी में सूक्ष्मजीव एक औद्योगिक प्रदूषक पारा के साथ कैसे संपर्क करते हैं, जिसके लिए इसे समझने की आवश्यकता है। सब किसी दिए गए वातावरण में जीव-केवल वह छोटा हिस्सा नहीं जिसे प्रयोगशाला में पेट्री डिश में सफलतापूर्वक उगाया जा सकता है। लेकिन अंतर्निहित प्रश्न इतना बुनियादी था कि यह जीव विज्ञान में उन मूलभूत ड्राइविंग प्रश्नों में से एक बना हुआ है। जैसा कि बार्के, जो अब सेवानिवृत्त हो चुके हैं, ने बोल्डर, कोलोराडो से हाल ही में एक साक्षात्कार में कहा: "वहां कौन है?" और, उतना ही महत्वपूर्ण, उसने कहा: "वे वहां क्या कर रहे हैं?"

ऐसे प्रश्न आज भी प्रासंगिक हैं, जो पारिस्थितिकीविदों, सार्वजनिक स्वास्थ्य अधिकारियों, संरक्षण जीवविज्ञानी, फोरेंसिक चिकित्सकों और विकास और प्राचीन पर्यावरण का अध्ययन करने वालों द्वारा पूछे जाते हैं - और वे जूता-चमड़ा महामारी विज्ञानियों और जीवविज्ञानियों को दुनिया के दूर-दराज के कोनों में ले जाते हैं।

1987 काग़ज़ बार्के और उनके सहयोगियों ने में प्रकाशित किया जर्नल ऑफ़ माइक्रोबायोलॉजिकल तरीके एक विधि बताई-"प्रत्यक्ष पर्यावरणीय डीएनए निष्कर्षण" - जो शोधकर्ताओं को जनगणना करने की अनुमति देगा। यह एक व्यावहारिक उपकरण था, हालांकि थोड़ा गड़बड़, यह पता लगाने के लिए कि वहां कौन था। बार्के ने अपने शेष करियर में इसका उपयोग किया।

आज, अध्ययन को ईडीएनए, या पर्यावरणीय डीएनए की प्रारंभिक झलक के रूप में उद्धृत किया जाता है, जो जीवन की विविधता और वितरण का निरीक्षण करने का एक अपेक्षाकृत सस्ता, व्यापक, संभावित रूप से स्वचालित तरीका है। पिछली तकनीकों के विपरीत, जो एक ही जीव से डीएनए की पहचान कर सकती है, यह विधि इसके चारों ओर मौजूद अन्य आनुवंशिक सामग्री के घूमते हुए बादल को भी एकत्र करती है। हाल के वर्षों में इस क्षेत्र में उल्लेखनीय वृद्धि हुई है। कोपेनहेगन विश्वविद्यालय के विकासवादी आनुवंशिकीविद् एस्के विलर्सलेव ने कहा, "इसकी अपनी पत्रिका है।" “इसका अपना समाज है, वैज्ञानिक समाज। यह एक स्थापित क्षेत्र बन गया है।”

“हम सभी परतदार हैं, ठीक है? हर समय सेलुलर मलबे के टुकड़े खिसकते रहते हैं।''

ईडीएनए एक निगरानी उपकरण के रूप में कार्य करता है, जो शोधकर्ताओं को अज्ञात प्रतीत होने वाली चीज़ों का पता लगाने का एक साधन प्रदान करता है। ईडीएनए, या आनुवंशिक सामग्री के मिश्रण का नमूना लेकर - यानी डीएनए के टुकड़े, जीवन का खाका - पानी, मिट्टी, बर्फ के टुकड़े, कपास झाड़ू, या व्यावहारिक रूप से किसी भी कल्पनीय वातावरण, यहां तक कि पतली हवा में, अब इसे खोजना संभव है एक विशिष्ट जीव या किसी दिए गए स्थान पर सभी जीवों का एक स्नैपशॉट इकट्ठा करना। यह देखने के लिए एक कैमरा स्थापित करने के बजाय कि रात में समुद्र तट को कौन पार करता है, ईडीएनए उस जानकारी को रेत में पैरों के निशान से खींचता है। "हम सभी परतदार हैं, ठीक है?" कनाडा में गुएल्फ़ विश्वविद्यालय के जीवविज्ञानी रॉबर्ट हैनर ने कहा। "हर समय सेलुलर मलबे के टुकड़े खिसकते रहते हैं।"

किसी चीज़ की उपस्थिति की पुष्टि करने की एक विधि के रूप में, ईडीएनए फेलप्रूफ़ नहीं है। उदाहरण के लिए, ईडीएनए में पाया गया जीव वास्तव में उस स्थान पर नहीं रह सकता जहां नमूना एकत्र किया गया था; हैनर ने एक गुजरते पक्षी, बगुले का उदाहरण दिया, जिसने एक सैलामैंडर खाया और फिर उसके कुछ डीएनए को बाहर निकाल दिया, जो एक कारण हो सकता है कि उभयचरों के संकेत कुछ क्षेत्रों में मौजूद हैं जहां वे कभी भी भौतिक रूप से नहीं पाए गए हैं।

फिर भी, ईडीएनए में आनुवांशिक निशानों का पता लगाने में मदद करने की क्षमता है, जिनमें से कुछ पर्यावरण में घुल जाते हैं, जो मनुष्यों सहित जीवों के बारे में जानकारी इकट्ठा करने का एक रोमांचक और संभावित रूप से रोमांचक तरीका पेश करता है, क्योंकि वे अपने रोजमर्रा के काम में लगे रहते हैं।

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वैचारिक ईडीएनए का आधार - जिसे ईई-डीई-एन-ए कहा जाता है, न कि ईडी-एनयूएच - तथाकथित आणविक जीव विज्ञान के आगमन से पहले, सौ साल पहले का है, और इसका श्रेय अक्सर एडमंड लोकार्ड को दिया जाता है, जो शुरुआती दौर में काम करने वाले एक फ्रांसीसी अपराधविज्ञानी थे। 20 वीं सदी। की एक शृंखला में कागजात 1929 में प्रकाशित, लोकार्ड ने एक सिद्धांत प्रस्तावित किया: प्रत्येक संपर्क एक निशान छोड़ता है। संक्षेप में, ईडीएनए लोकार्ड के सिद्धांत को 21वीं सदी में लाता है।

पहले कई दशकों तक, वह क्षेत्र जो ईडीएनए बन गया - जिसमें 1980 के दशक में बार्के का काम भी शामिल था - मुख्य रूप से सूक्ष्मजीव जीवन पर केंद्रित था। इसके विकास को देखते हुए, ईडीएनए लौकिक कीचड़ से बाहर निकलने में धीमा दिखाई दिया।

यह 2003 तक नहीं था कि यह विधि सामने आई लुप्त हो गया पारिस्थितिकी तंत्र. विलर्सलेव के नेतृत्व में, 2003 के अध्ययन ने प्राचीन डीएनए को एक चम्मच से भी कम तलछट से निकाला, जिससे पहली बार पौधों और ऊनी मैमथ सहित तकनीक के साथ बड़े जीवों का पता लगाने की व्यवहार्यता प्रदर्शित हुई। उसी अध्ययन में, न्यूज़ीलैंड की एक गुफा में एकत्र तलछट (जो विशेष रूप से जमी नहीं थी) से एक विलुप्त पक्षी का पता चला: मोआ। शायद सबसे उल्लेखनीय बात यह है कि प्राचीन डीएनए के अध्ययन के लिए ये अनुप्रयोग सैकड़ों-हजारों साल पहले जमीन पर गिराए गए गोबर की प्रचुर मात्रा से उत्पन्न हुए थे।

विलर्सलेव को पहली बार यह विचार कुछ साल पहले गोबर के हालिया ढेर पर विचार करते समय आया था: उनकी मास्टर डिग्री और पीएचडी के बीच। कोपेनहेगन में, उन्होंने खुद को कमजोर स्थिति में पाया और अध्ययन के लिए हड्डियों, कंकाल के अवशेषों या अन्य भौतिक नमूनों को प्राप्त करने के लिए संघर्ष किया। लेकिन एक शरद ऋतु में, उसने खिड़की से बाहर देखा, "सड़क पर एक कुत्ता बकवास कर रहा था," उसे याद आया। इस दृश्य ने उन्हें मल में डीएनए के बारे में सोचने के लिए प्रेरित किया, और यह कैसे बारिश के साथ बह गया और कोई दृश्यमान निशान नहीं बचा। लेकिन विलर्सलेव ने सोचा, "'क्या ऐसा हो सकता है कि डीएनए जीवित रह सके?' फिर मैंने इसका पता लगाने की कोशिश करने के लिए इसे स्थापित किया।''

पेपर ने डीएनए की उल्लेखनीय दृढ़ता का प्रदर्शन किया, जो, उन्होंने कहा, पिछले अनुमानों की तुलना में पर्यावरण में अधिक समय तक जीवित रहता है। विलर्सलेव ने तब से आधुनिक ग्रीनलैंड में 2 मिलियन वर्ष पहले के जमे हुए टुंड्रा में ईडीएनए का विश्लेषण किया है, और वह अंगकोर वाट के नमूनों पर काम कर रहे हैं, जो कंबोडिया में विशाल मंदिर परिसर है, जिसके बारे में माना जाता है कि इसे 12वीं शताब्दी में बनाया गया था। "यह सबसे खराब डीएनए संरक्षण होना चाहिए जिसकी आप कल्पना कर सकते हैं," उन्होंने कहा। "मेरा मतलब है, यह गर्म और आर्द्र है।"

लेकिन, उन्होंने कहा, "हम डीएनए निकाल सकते हैं।"

ईडीएनए में आनुवांशिक निशानों का पता लगाने में मदद करने की क्षमता है, जो जीवों के बारे में जानकारी इकट्ठा करने का एक रोमांचक और संभावित रूप से रोमांचक तरीका प्रदान करता है, क्योंकि वे अपने रोजमर्रा के काम करते हैं।

प्रतीत होता है कि असीमित अनुप्रयोगों के साथ एक संभावित उपकरण को देखने में विलर्सलेव अब शायद ही अकेले हैं - विशेष रूप से अब क्योंकि प्रगति शोधकर्ताओं को बड़ी मात्रा में आनुवंशिक जानकारी को अनुक्रमित और विश्लेषण करने में सक्षम बनाती है। उन्होंने कहा, "यह कई चीज़ों के लिए एक खुली खिड़की है," और जितना मैं सोच सकता हूं, उससे कहीं अधिक, मुझे यकीन है। ये सिर्फ प्राचीन मैमथ नहीं थे; ईडीएनए हमारे बीच में छिपे वर्तमान जीवों को प्रकट कर सकता है।

वैज्ञानिक सभी आकृतियों और आकारों के प्राणियों को ट्रैक करने के लिए ईडीएनए का उपयोग करते हैं, चाहे वह एक ही प्रजाति हो, जैसे कि आक्रामक शैवाल के छोटे टुकड़े, लोच नेस में ईल, या एक दृष्टिहीन रेत में रहने वाला तिल जो लगभग 90 वर्षों में नहीं देखा गया है? शोधकर्ता पूरे समुदाय का नमूना लेते हैं, कहते हैं, जंगली फूलों के फूलों पर पाए जाने वाले ईडीएनए या सभी आने वाले पक्षियों और मधुमक्खियों और अन्य पशु परागणकों के लिए एक प्रॉक्सी के रूप में हवा में उड़ने वाले ईडीएनए को देखकर।

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अगला ईडीएनए के इतिहास में विकासवादी छलांग वर्तमान में पृथ्वी के जलीय वातावरण में रहने वाले जीवों की खोज के इर्द-गिर्द आकार ली गई। 2008 में, ए शीर्षक छपा: "पानी छिपी हुई प्रजातियों की डीएनए मेमोरी को बरकरार रखता है।" यह सुपरमार्केट टैब्लॉइड से नहीं, बल्कि प्रतिष्ठित व्यापार प्रकाशन केमिस्ट्री वर्ल्ड से आया है, जिसमें फ्रांसीसी शोधकर्ता पियरे टेबरलेट और उनके सहयोगियों के काम का वर्णन किया गया है। समूह ने भूरे और हरे रंग के बुलफ्रॉग की तलाश की, जिनका वजन 2 पाउंड से अधिक हो सकता है और, क्योंकि वे अपने रास्ते में आने वाली हर चीज को काट देते हैं, उन्हें पश्चिमी यूरोप में एक आक्रामक प्रजाति माना जाता है। बुलफ्रॉग को खोजने में आमतौर पर कुशल सरीसृपविज्ञानियों को दूरबीन से तटरेखाओं को स्कैन करना शामिल होता है जो सूर्यास्त के बाद उनकी आवाज़ सुनने के लिए वापस आते हैं। 2008 कागज एक आसान तरीका सुझाया- एक सर्वेक्षण जिसमें बहुत कम कर्मियों की आवश्यकता होती है।

आरहस विश्वविद्यालय के जीवविज्ञानी फिलिप थॉमसन (जो अध्ययन में शामिल नहीं थे) ने कहा, "आप सीधे पानी से उस प्रजाति का डीएनए प्राप्त कर सकते हैं।" "और इससे वास्तव में पर्यावरण डीएनए के क्षेत्र की शुरुआत हुई।"

मेंढकों का पता लगाना कठिन हो सकता है, और निस्संदेह, वे एकमात्र ऐसी प्रजाति नहीं हैं जो अधिक पारंपरिक, ज़मीन पर ही पहचाने जाने से बचती हैं। थॉमसन ने एक अन्य जीव पर काम शुरू किया जो कुख्यात रूप से माप को भ्रमित करता है: मछली. कभी-कभी कहा जाता है कि मछलियों की गिनती कुछ हद तक पेड़ों की गिनती के समान होती है - सिवाय इसके कि वे अंधेरे स्थानों में स्वतंत्र रूप से घूम रही हैं, और मछली काउंटर आंखों पर पट्टी बांधकर अपना हिसाब-किताब कर रहे हैं। पर्यावरण डीएनए ने आंखों से पट्टी हटा दी। एक की समीक्षा प्रौद्योगिकी पर प्रकाशित साहित्य में - हालांकि यह चेतावनियों के साथ आया था, जिसमें अपूर्ण और सटीक पहचान या बहुतायत पर विवरण शामिल थे - पाया गया कि मीठे पानी और समुद्री मछली और उभयचरों पर ईडीएनए अध्ययनों की संख्या स्थलीय समकक्षों 7:1 से अधिक है।

2011 में, थॉमसन, फिर पीएच.डी. विलर्सलेव की प्रयोगशाला में उम्मीदवार ने एक प्रकाशित किया काग़ज़ यह प्रदर्शित करते हुए कि विधि पता लगा सकती है दुर्लभ और खतरे में पड़ी प्रजातियाँ, जैसे कि यूरोप में कम बहुतायत में पाई जाने वाली प्रजातियाँ, जिनमें उभयचर, ऊदबिलाव जैसे स्तनधारी, क्रस्टेशियंस और ड्रैगनफ़्लाइज़ शामिल हैं। उन्होंने बताया, "हमने दिखाया कि इन जीवों का पता लगाने के लिए वास्तव में केवल एक गिलास पानी ही काफी है।" Undark. यह स्पष्ट था: प्रजातियों का पता लगाने और निगरानी के लिए संरक्षण जीव विज्ञान में इस पद्धति का सीधा अनुप्रयोग था।

2012 में, मॉलिक्यूलर इकोलॉजी पत्रिका प्रकाशित हुई ईडीएनए पर एक विशेष अंक, और टेबरलेट और कई सहयोगियों ने पर्यावरणीय नमूनों से पृथक किसी भी डीएनए के रूप में ईडीएनए की एक कार्यशील परिभाषा को रेखांकित किया। विधि में दो समान लेकिन थोड़े भिन्न दृष्टिकोणों का वर्णन किया गया है: कोई हां या ना में उत्तर दे सकता है: क्या बुलफ्रॉग (या जो भी) मौजूद है या नहीं? यह रूपक बारकोड को स्कैन करके ऐसा करता है, डीएनए के छोटे अनुक्रम जो किसी प्रजाति या परिवार के लिए विशेष होते हैं, जिन्हें प्राइमर कहा जाता है; चेकआउट स्कैनर एक सामान्य तकनीक है जिसे क्वांटिटेटिव रियल-टाइम पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन या क्यूपीसीआर कहा जाता है।

वैज्ञानिक सभी आकृतियों और आकारों के प्राणियों को ट्रैक करने के लिए ईडीएनए का उपयोग करते हैं, चाहे वह आक्रामक शैवाल के छोटे टुकड़े हों, लोच नेस में ईल हों, या एक दृष्टिहीन रेत में रहने वाला तिल हो जो लगभग 90 वर्षों में नहीं देखा गया हो।

एक अन्य दृष्टिकोण, जिसे आमतौर पर डीएनए मेटाबार्कोडिंग के रूप में जाना जाता है, अनिवार्य रूप से किसी दिए गए नमूने में मौजूद जीवों की एक सूची तैयार करता है। "आप प्रश्न पूछते हैं, यहाँ क्या है?" थॉमसन ने कहा. “और फिर आपको सभी ज्ञात चीजें मिलती हैं, लेकिन आपको कुछ आश्चर्य भी मिलते हैं, है ना? क्योंकि कुछ ऐसी प्रजातियाँ थीं जिनके बारे में आप नहीं जानते थे कि वे वास्तव में मौजूद थीं।”

एक का लक्ष्य भूसे के ढेर में सुई ढूंढना है; अन्य पूरे भूसे के ढेर को प्रकट करने का प्रयास करते हैं। ईडीएनए अधिक पारंपरिक नमूनाकरण तकनीकों से भिन्न है जहां मछली जैसे जीवों को पकड़ा जाता है, हेरफेर किया जाता है, तनावग्रस्त किया जाता है और कभी-कभी मार दिया जाता है। प्राप्त आंकड़े वस्तुनिष्ठ हैं; यह मानकीकृत और निष्पक्ष है।

"ईडीएनए, एक या दूसरे तरीके से, जैविक विज्ञान में महत्वपूर्ण पद्धतियों में से एक के रूप में रहने जा रहा है," गुलेफ़ विश्वविद्यालय के एक आणविक जीवविज्ञानी मेहरदाद हाजीबाबाई ने कहा, जिन्होंने मेटाबार्कोडिंग दृष्टिकोण का नेतृत्व किया, और जिन्होंने पता लगाया लैब्राडोर सागर के लगभग 9,800 फीट नीचे मछलियाँ पकड़ें। "हर दिन मैं कुछ ऐसा उबलता हुआ देखता हूँ जिसके बारे में मुझे कभी नहीं पता था।"

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हाल के वर्षों में, ईडीएनए के क्षेत्र का विस्तार हुआ है। विधि की संवेदनशीलता शोधकर्ताओं को पहले पहुंच से बाहर के वातावरण का नमूना लेने की अनुमति देती है, उदाहरण के लिए, हवा से ईडीएनए को कैप्चर करना - एक दृष्टिकोण जो ईडीएनए के वादों और इसके संभावित नुकसानों को उजागर करता है। ऐसा प्रतीत होता है कि एयरबोर्न ईडीएनए एक वैश्विक धूल बेल्ट पर प्रसारित होता है, जो इसकी प्रचुरता और सर्वव्यापीता का सुझाव देता है, और इसे पौधों और स्थलीय जानवरों की निगरानी के लिए फ़िल्टर और विश्लेषण किया जा सकता है। लेकिन हवा में बहने वाले ईडीएनए से अनजाने में संदूषण हो सकता है।

उदाहरण के लिए, 2019 में, थॉमसन, अति-शुद्ध पानी की दो बोतलें छोड़ दीं बाहर खुले में—एक घास के मैदान में, और दूसरा समुद्री बंदरगाह के पास। कुछ घंटों के बाद, पानी में पक्षियों और हेरिंग से जुड़े पता लगाने योग्य ईडीएनए शामिल थे, जिससे पता चलता है कि गैर-स्थलीय प्रजातियों के निशान नमूनों में बस गए थे; जीव स्पष्ट रूप से बोतलों में नहीं रहते थे। "तो यह हवा से आना चाहिए," थॉमसन ने अंडरार्क को बताया। परिणाम दोतरफा समस्या का सुझाव देते हैं: एक के लिए, ट्रेस साक्ष्य इधर-उधर घूम सकते हैं, जहां दो जीव जो संपर्क में आते हैं वे दूसरे के डीएनए के आसपास घूम सकते हैं, और सिर्फ इसलिए कि कुछ डीएनए मौजूद है इसका मतलब यह नहीं है कि प्रजाति वास्तव में वहां है .

इसके अलावा, इस बात की भी कोई गारंटी नहीं है कि ईडीएनए की उपस्थिति यह दर्शाती है कि एक प्रजाति जीवित है, और किसी प्रजाति की प्रजनन सफलता, उसके स्वास्थ्य या उसके आवास की स्थिति को समझने के लिए क्षेत्र सर्वेक्षण की अभी भी आवश्यकता है। अब तक, ईडीएनए आवश्यक रूप से भौतिक अवलोकनों या संग्रहों को प्रतिस्थापित नहीं करता है। एक अन्य अध्ययन में, जिसमें थॉमसन के समूह ने एकत्र किया एडना परागण करने वाले पक्षियों की तलाश के लिए फूलों पर, पेपर में बताए गए आधे से अधिक ईडीएनए मनुष्यों से आए, संदूषण ने संभावित रूप से परिणामों को खराब कर दिया और संबंधित परागणकों का पता लगाना कठिन बना दिया।

इसी तरह, मई 2023 में, फ्लोरिडा विश्वविद्यालय की एक टीम ने पहले समुद्री कछुओं का समुद्र तट पर रेंगते समय छोड़े गए ईडीएनए निशानों द्वारा अध्ययन किया था। प्रकाशित एक पेपर जिसने मानव डीएनए को बदल दिया। नमूने प्रमुख उत्परिवर्तनों का पता लगाने के लिए पर्याप्त रूप से बरकरार थे जिनका उपयोग किसी दिन व्यक्तिगत लोगों की पहचान करने के लिए किया जा सकता है, यह सुझाव देते हुए कि जैविक निगरानी ने मनुष्यों पर नैतिक परीक्षण और सूचित सहमति के बारे में अनुत्तरित प्रश्न भी उठाए हैं। यदि ईडीएनए एक सीन नेट के रूप में कार्य करता है, तो यह अंधाधुंध रूप से जैव विविधता के बारे में जानकारी एकत्र करता है और अनिवार्य रूप से समाप्त हो जाता है, जैसा कि यूएफ टीम के पेपर में कहा गया है, "मानव आनुवंशिक उप-पकड़।"

जबकि रेत में पैरों के निशान के आसपास गोपनीयता के मुद्दे, अब तक ज्यादातर काल्पनिक दायरे में मौजूद हैं, वन्यजीवों से संबंधित कानूनी मुकदमेबाजी में ईडीएनए का उपयोग न केवल संभव है बल्कि पहले से ही एक वास्तविकता है। इसका उपयोग आपराधिक जांच में भी किया जा रहा है: उदाहरण के लिए, 2021 में, चीनी शोधकर्ताओं का एक समूह की रिपोर्ट एक संदिग्ध हत्यारे की पैंट से एकत्र किए गए ईडीएनए ने, उसके दावों के विपरीत, यह खुलासा किया कि वह संभवतः कीचड़ भरी नहर में गया था जहां एक शव मिला था।

सटीकता और मानव चिकित्सा और फोरेंसिक में इसकी पहुंच के संदर्भ में ऑफ-टारगेट ईडीएनए के बारे में चिंताएं एक और, बहुत व्यापक, कमी को उजागर करती हैं। गुएल्फ़ विश्वविद्यालय के हैनर ने इस समस्या का वर्णन किया: "हमारे नियामक ढांचे और नीतियां विज्ञान से कम से कम एक दशक या उससे अधिक पीछे हैं।"

"हर दिन मैं कुछ ऐसा उबलता हुआ देखता हूँ जिसके बारे में मुझे कभी नहीं पता था।"

आज तो अनगिनत हैं संभावित विनियामक अनुप्रयोग पानी की गुणवत्ता की निगरानी, पर्यावरणीय प्रभाव का मूल्यांकन (अपतटीय पवन फार्म और तेल और गैस ड्रिलिंग से लेकर अधिक रन-ऑफ-द-मिल स्ट्रिप मॉल विकास सहित), प्रजाति प्रबंधन और लुप्तप्राय प्रजाति अधिनियम के प्रवर्तन के लिए। में एक सिविल कोर्ट का मामला 2021 में दायर, यूएस फिश एंड वाइल्डलाइफ सर्विस ने ईडीएनए और अधिक पारंपरिक नमूने का उपयोग करके मूल्यांकन किया कि क्या किसी विशेष जलक्षेत्र में एक संकटग्रस्त मछली मौजूद थी, और पाया कि ऐसा नहीं था। अदालतों ने कहा कि एजेंसी की उस जलक्षेत्र के लिए सुरक्षा की कमी उचित थी। मुद्दा यह नहीं लगता कि ईडीएनए अदालत में खड़ा हुआ या नहीं; ऐसा किया था। "लेकिन आप वास्तव में यह नहीं कह सकते कि किसी वातावरण में कुछ मौजूद नहीं है," हाजीबाबाई ने कहा।

वह हाल ही में हाइलाइटेड सत्यापन का मुद्दा: ईडीएनए एक परिणाम का अनुमान लगाता है, लेकिन यह पुष्टि करने के लिए अधिक स्थापित मानदंडों की आवश्यकता है कि ये परिणाम वास्तव में सत्य हैं (कि एक जीव वास्तव में मौजूद है या अनुपस्थित है, या एक निश्चित मात्रा में है)। ए विशेष बैठकों की श्रृंखला वैज्ञानिकों ने मानकीकरण के इन मुद्दों को संबोधित करने के लिए काम किया, जिसमें उन्होंने कहा कि प्रोटोकॉल, हिरासत की श्रृंखला और डेटा उत्पादन और विश्लेषण के मानदंड शामिल हैं। में एक की समीक्षा ईडीएनए अध्ययनों में, हाजीबाबाई और उनके सहयोगियों ने पाया कि यह क्षेत्र एकबारगी या अवधारणा के प्रमाण वाले अध्ययनों से भरा हुआ है, जो यह दिखाने का प्रयास कर रहे हैं कि ईडीएनए काम का विश्लेषण करता है। अकादमिक जगत में शोध को अत्यधिक खामोश रखा जाता है।

इस प्रकार, व्यावहारिक संदर्भों में ईडीएनए का उपयोग करने की आशा रखने वाले चिकित्सक कभी-कभी चंद्रमा की मांग करते हैं। क्या प्रजाति निश्चित स्थान पर मौजूद है? उदाहरण के लिए, हाजीबाबाई ने कहा, किसी ने हाल ही में उनसे पूछा कि क्या वह परजीवी की उपस्थिति को पूरी तरह से खारिज कर सकते हैं, यह साबित करते हुए कि यह एक जलीय कृषि फार्म में दिखाई नहीं दिया था। "और मैं कहता हूं, 'देखो, ऐसा कोई तरीका नहीं है जिससे मैं कह सकूं कि यह 100 प्रतिशत है।'"

यहां तक कि एक कठोर विश्लेषणात्मक ढांचे के साथ, उन्होंने कहा, झूठी नकारात्मक और झूठी सकारात्मकता वाले मुद्दों को ईडीएनए द्वारा रोकी जाने वाली चीजों में से एक के बिना हल करना विशेष रूप से कठिन है - अधिक पारंपरिक संग्रह और मैन्युअल निरीक्षण। सीमाओं के बावजूद, कुछ मुट्ठी भर कंपनियाँ पहले से ही इस तकनीक का व्यावसायीकरण शुरू कर रही हैं। उदाहरण के लिए, भविष्य के एप्लिकेशन किसी कंपनी को यह पुष्टि करने में मदद कर सकते हैं कि क्या वह जो पुल बना रहा है वह स्थानीय रूप से लुप्तप्राय जानवरों को नुकसान पहुंचाएगा? एक जलीय कृषि संगठन यह निर्धारित करता है कि जिस पानी में वह अपनी मछलियाँ पालता है, क्या वह समुद्री जूँ से संक्रमित है? या एक ज़मींदार जो उत्सुक है कि क्या नए पौधे देशी मधुमक्खियों की एक विस्तृत श्रृंखला को आकर्षित कर रहे हैं।

अज्ञात का पता लगाने के अप्रत्यक्ष तरीके के रूप में या ऐसे संदर्भों में समाधान के रूप में जब जाल डुबाना और समुद्र में सभी जीवों को पकड़ना संभव नहीं है, तो ईडीएनए की प्रतिष्ठा को देखते हुए यह समस्या मौलिक है।

हाजीबाबाई ने कहा, "इनमें से कुछ परिदृश्यों को मान्य करना बहुत कठिन है।" "और यह मूल रूप से जानवर का स्वभाव है।"

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एडना मूल रूप से बार्के (और निस्संदेह कई अन्य लोगों) द्वारा पूछे गए एक प्रश्न का उत्तर देने से बहुत सारी संभावनाएं खुलती हैं: "वहां कौन है?" लेकिन तेजी से यह ऐसे संकेत प्रदान कर रहा है जिनसे पता चलता है कि "वे वहां क्या कर रहे हैं?" प्रश्न, भी. टोरंटो में यॉर्क विश्वविद्यालय में जीव विज्ञान की प्रोफेसर एलिजाबेथ क्लेयर जैव विविधता का अध्ययन करती हैं। उसने कहा कि उसने दिन के दौरान चमगादड़ों को एक ही स्थान पर रहते हुए देखा है, लेकिन, हवाई ईडीएनए एकत्र करके, वह यह भी अनुमान लगा सकती है कि चमगादड़ रात में कहाँ मेलजोल करते हैं। दूसरे में अध्ययन, पालतू कुत्ता ईडीएनए लाल लोमड़ी स्कैट में बदल गया। ऐसा प्रतीत नहीं हुआ कि दोनों कैनिड आपस में प्रजनन कर रहे थे, लेकिन अंततः एक और स्पष्टीकरण पर पहुंचने से पहले शोधकर्ताओं ने आश्चर्य किया कि क्या उनकी निकटता से भ्रम या क्रॉस-संदूषण हुआ था: लोमड़ियों ने स्पष्ट रूप से कुत्ते का मल खाया था।

इसलिए जबकि ईडीएनए स्वाभाविक रूप से जानवरों के व्यवहार को प्रकट नहीं करता है, कुछ खातों के अनुसार यह क्षेत्र यह सुराग प्रदान करने की दिशा में प्रगति कर रहा है कि एक जीव क्या कर रहा है, और यह किसी दिए गए वातावरण में अन्य प्रजातियों के साथ कैसे बातचीत कर रहा है - सीधे देखे बिना स्वास्थ्य के बारे में जानकारी प्राप्त करना व्यवहार।

एक और संभावना लें: बड़े पैमाने पर बायोमोनिटरिंग। वास्तव में, पिछले तीन वर्षों से, पहले से कहीं अधिक लोगों ने एक साहसिक प्रयोग में भाग लिया है जो पहले से ही चल रहा है: वायरल कोविड -19 कणों और मनुष्यों को संक्रमित करने वाले अन्य जीवों को ट्रैक करने के लिए सार्वजनिक सीवरों से पर्यावरण के नमूनों का संग्रह। तकनीकी रूप से, अपशिष्ट जल के नमूने में ईआरएनए नामक एक संबंधित दृष्टिकोण शामिल होता है, क्योंकि कुछ वायरस में आनुवंशिक जानकारी डीएनए के बजाय केवल आरएनए के रूप में संग्रहीत होती है। फिर भी, वही सिद्धांत लागू होते हैं। (अध्ययन यह भी सुझाव देते हैं कि आरएनए, जो यह निर्धारित करता है कि एक जीव कौन सा प्रोटीन व्यक्त कर रहा है, का उपयोग पारिस्थितिकी तंत्र के स्वास्थ्य का आकलन करने के लिए किया जा सकता है; जो जीव स्वस्थ हैं वे तनावग्रस्त जीवों की तुलना में पूरी तरह से अलग प्रोटीन व्यक्त कर सकते हैं।) बीमारियों की व्यापकता की निगरानी के अलावा, अपशिष्ट जल निगरानी दर्शाती है कि कैसे एक मौजूदा बुनियादी ढांचे को एक काम करने के लिए डिज़ाइन किया गया था - सीवरों को अपशिष्ट इकट्ठा करने के लिए डिज़ाइन किया गया था - जिसे किसी और चीज़ का अध्ययन करने के लिए एक शक्तिशाली उपकरण में तैयार किया जा सकता है, जैसे रोगज़नक़ों का पता लगाना.

क्लेयर को ऐसा ही करने की आदत है। उन्होंने कहा, "मैं व्यक्तिगत रूप से उन लोगों में से एक हूं जो उपकरणों का उपयोग करते हैं - जैसा कि उनका इरादा नहीं था।" क्लेयर उन शोधकर्ताओं में से थे जिन्होंने शोध में एक अंतर देखा: स्थलीय जीवों पर बहुत कम ईडीएनए कार्य किया गया था। इसलिए, उसने उस चीज़ के साथ काम करना शुरू किया जिसे प्राकृतिक फिल्टर कहा जा सकता है, यानी कीड़े जो स्तनधारियों से खून चूसते हैं। “जानवरों को ढूंढने की तुलना में 1,000 जोंक इकट्ठा करना बहुत आसान है। लेकिन उनके अंदर रक्त-भोजन होता है और रक्त में उन जानवरों के डीएनए होते हैं जिनके साथ उन्होंने बातचीत की थी, ”उसने कहा। "यह ऐसा है जैसे फ़ील्ड सहायकों का एक समूह आपके लिए सर्वेक्षण कर रहा हो।" फिर, उसके एक छात्र ने यही बात गोबर के बीटल के लिए भी सोची, जिन्हें इकट्ठा करना और भी आसान है।

क्लेयर अब एक और सतत निगरानी प्रणाली के लिए एक नए एप्लिकेशन का नेतृत्व कर रहा है - मौजूदा वायु-गुणवत्ता मॉनिटर का लाभ उठा रहा है जो सूक्ष्म कण पदार्थ जैसे प्रदूषकों को मापता है, साथ ही साथ आकाश से ईडीएनए को वैक्यूम करता है। 2023 के अंत में, उसके पास केवल एक छोटा सा नमूना सेट था, लेकिन उसने पहले ही पाया था कि, नियमित वायु गुणवत्ता निगरानी के उपोत्पाद के रूप में, ये पहले से मौजूद उपकरण उस सामग्री के लिए फिल्टर के रूप में दोगुने हो गए, जिसकी वह तलाश कर रही है। यह, कमोबेश, एक विनियमित, अंतरमहाद्वीपीय नेटवर्क था जो लंबे समय तक बहुत सुसंगत तरीके से नमूने एकत्र करता था। उन्होंने कहा, "फिर आप इसका उपयोग पूरे महाद्वीपों पर समय श्रृंखला और उच्च-रिज़ॉल्यूशन डेटा बनाने के लिए कर सकते हैं।"

अकेले यूके में, क्लेयर ने कहा, अनुमानित 150 विभिन्न साइटें हैं हवा की एक ज्ञात मात्रा चूसना, हर सप्ताह, पूरे वर्ष भर, जो प्रति वर्ष लगभग 8,000 मापों के बराबर होता है। क्लेयर और उनके सह-लेखकों ने हाल ही में इनमें से एक छोटे उपसमूह का विश्लेषण किया - दो स्थानों से 17 माप - और 180 से अधिक विभिन्न वर्गीकरण समूहों, 80 से अधिक विभिन्न प्रकार के पौधों और कवक, स्तनधारियों की 26 विभिन्न प्रजातियों, 34 की पहचान करने में सक्षम थे। पक्षियों की विभिन्न प्रजातियाँ, साथ ही कम से कम 35 प्रकार के कीड़े।

निश्चित रूप से, अन्य दीर्घकालिक पारिस्थितिक अनुसंधान स्थल मौजूद हैं। अमेरिका के पास ऐसी सुविधाओं का एक नेटवर्क है। लेकिन उनके अध्ययन के दायरे में विश्व स्तर पर वितरित बुनियादी ढांचा शामिल नहीं है जो लगातार जैव विविधता को मापता है - जिसमें जलवायु परिवर्तन के साथ प्रजातियों के विस्तार और संकुचन के लिए प्रवासी पक्षियों के ऊपर से गुजरना शामिल है। यकीनन, ईडीएनए संभवतः लोगों के वितरित नेटवर्क को प्रतिस्थापित करने के बजाय पूरक करेगा, जो eBird या iNaturalist जैसी वेबसाइटों पर वास्तविक समय, उच्च-रिज़ॉल्यूशन, टेम्पो-स्थानिक टिप्पणियों को रिकॉर्ड करता है। देखने में आने वाली एक पूरी तरह से नई आकाशगंगा की धुंधली छवि की तरह, वर्तमान रिज़ॉल्यूशन कम रहता है।

क्लेयर ने कहा, "यह एक सामान्यीकृत संग्रह प्रणाली की तरह है, जो जैव विविधता विज्ञान में काफी हद तक अनसुना है।" वह पतली हवा से ईडीएनए संकेतों को खींचने की क्षमता का जिक्र कर रही थी, लेकिन भावना ने पूरी विधि के बारे में बात की: "यह सही नहीं है," उसने कहा, "लेकिन ऐसा कुछ भी नहीं है जो वास्तव में ऐसा करता हो।"

यह आलेख मूलतः पर प्रकाशित हुआ था Undark। को पढ़िए मूल लेख. पर्यावरण डीएनए हर जगह है। वैज्ञानिक यह सब इकट्ठा कर रहे हैं। प्लेटोब्लॉकचेन डेटा इंटेलिजेंस। लंबवत खोज. ऐ.