Cultura RM এক্সক্লুসিভ / গ্রেগরি এস পলসন / গেটি ইমেজ
আমাদের পথে আসা প্রতিটি বিস্ময়কর বৈজ্ঞানিক গল্প সম্পর্কে লিখতে আমাদের খুব কমই সময় থাকে। তাই, এই বছর, আমরা আবারও একটি বিশেষ বারো-দিনের ক্রিসমাস নোট প্রকাশ করছি যা 2020 সালের 25 ডিসেম্বর থেকে 5 জানুয়ারী এর মধ্যে প্রতিদিন ফাটল হওয়া একটি বিজ্ঞানের গল্প হাইলাইট করে। আজ: বিনয়ী টার্ডিগ্রেডের আশ্চর্যজনক পদার্থবিজ্ঞান।
এমন কিছু আছে যা একটি ছোট টার্ডিগ্রাড করতে পারে না? সাধারণভাবে জল ভাল্লুক (বা “মশা শূকর” নামে পরিচিত), এই আশ্চর্যজনক মাইক্রো-প্রাণীগুলি সবচেয়ে কঠিন পরিস্থিতিতে বেঁচে থাকতে পারে: চরম চাপ, চরম তাপমাত্রা, বিকিরণ, ডিহাইড্রেশন, অনাহার – এমনকি স্থানের সংস্পর্শেও। এই সহনশীলতা তাদের বিজ্ঞানীদের কাছে একটি প্রিয় উদাহরণ করে তোলে।
এই বছরের শুরুর দিকে, রকফেলার ইউনিভার্সিটির গবেষকরা জল ভাল্লুকের বিভিন্ন গতিবিধি অধ্যয়ন করে এবং এই সিদ্ধান্তে পৌঁছেছিলেন যে প্রাণীর গতিবিধি কীটপতঙ্গের তুলনায় 500,000 গুণ বেশি। একটি নিবন্ধ প্রকাশিত হয়েছে আগস্টে ন্যাশনাল একাডেমি অফ সায়েন্সেসের কার্যধারায়।
আরও নতুন প্রিপ্রিন্ট প্রকাশিত হয়েছে এই মাসে, পদার্থবিদ্যার আর্কাইভস দাবি করে – যুক্তিযুক্তভাবে – যে হিমায়িত টার্ডিগ্রেডগুলি “অস্থায়ী কোয়ান্টাম বিভ্রান্তির” অবস্থায় পৌঁছাতে পারে যখন তারা একটি সুপারকন্ডাক্টিং কিউবিট (কোয়ান্টাম গণনার মৌলিক একক) প্রবেশ করে এবং তারপরে পুনরুজ্জীবিত করা যেতে পারে। সমকক্ষ পর্যালোচনার পর ফলাফল অব্যাহত থাকলে, এটি প্রথমবারের মতো যে কোনো জীবন্ত প্রাণী কোয়ান্টাম মিশ্র অবস্থায় পৌঁছেছে।
“ধীরে হাঁটার”
ডাকনাম “ওয়াটার বিয়ার” একজন জার্মান প্রাণীবিজ্ঞানীর সৌজন্যে আমাদের কাছে আসে জোহান আগস্ট এফ্রাইম গোয়েজ1773 সালে, তিনি প্রথম জীবন্ত জিনিসগুলি পর্যবেক্ষণ করেন এবং নামকরণ করেন সামান্য জল ভালুক (“ছোট জল ভাল্লুক”)। নাম একজন ইতালীয় জীববিজ্ঞানী লাজারো স্পালাঞ্জানি 1777 সালে, এই প্রাণীগুলিকে ল্যাটিন ভাষায় টারডিগ্রাড বলা হত টার্ডিগ্রাডাম (“ধীরে হাঁটা”)।
উভয় ডাকনাম প্রাণীর ধীর গতির দ্বারা অনুপ্রাণিত হয়েছে, সেইসাথে চার জোড়া পা সহ এর অদ্ভুত ব্যারেল-সদৃশ শরীর। বেশিরভাগ টার্ডিগ্রেড-আকারের মাইক্রো-প্রাণীর (শুধুমাত্র 0.02 ইঞ্চি লম্বা) এমনকি পা নেই, তাই রকফেলার দল তাদের গতিবিধি সম্পর্কে আরও জানতে আগ্রহী।
“টার্ডিগ্রেডের চলাফেরার একটি কঠিন এবং পরিষ্কার উপায় রয়েছে – তারা এই বিশ্রী জিনিস নয় যা মরুভূমিতে বা পাতার আবর্জনায় হোঁচট খায়।” জেসমিন নিরোদি ডা, পিএনএএস পেপারের সহ-লেখক, রকফেলার সেন্টার ফর রিসার্চ ইন ফিজিক্স অ্যান্ড বায়োলজি থেকে। “তাদের লোকোমোটিভ কৌশল এবং বৃহত্তর কীটপতঙ্গ এবং আর্থ্রোপডের কৌশলের মধ্যে মিল বেশ কিছু আকর্ষণীয় বিবর্তনীয় প্রশ্ন উত্থাপন করে।”
অতএব, “টার্ডিগ্রেডগুলি নরম-দেহযুক্ত, মাইক্রো-স্কেল আন্দোলনের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ গর্ত,” তিনি বলেন, কীভাবে আরও দক্ষ নরম-আকারের রোবট তৈরি করা যায় সে সম্পর্কে ধারণা দেওয়ার সম্ভাবনা রয়েছে। “অত্যন্ত গতির অবস্থায় কী ঘটে সে সম্পর্কে আমরা অনেক কিছুই জানি না – কীভাবে একটি কার্যকর সামান্য হাঁটার তৈরি করা যায় বা কীভাবে নরম দেহের জিনিসগুলি নড়াচড়া করে।”
প্রথম, নিরোদি এবং খ. কাচের স্লাইডগুলিতে জলের ভাল্লুক স্থাপন করা হয়েছিল, কিন্তু স্লাইডগুলি এতই মসৃণ ছিল যে টার্ডিগ্রাডগুলি পৃষ্ঠের উপর খুব দক্ষতার সাথে চলতে পারে না। তারা একটি পৃষ্ঠ খনন এবং তাদের paws সঙ্গে ধাক্কা সক্ষম হতে হবে. এইভাবে, গবেষকরা কাচের স্লাইডগুলিকে জেল দিয়ে প্রতিস্থাপন করেছেন। তারপরে তারা ল্যাবে মাইক্রোস্কোপ এবং ক্যামেরা স্থাপন করে এবং প্রাণীদের গতিবিধির ঘন্টা এবং ঘন্টার ফুটেজ সংগ্রহ করে এবং দলটি সেগুলি পর্যালোচনা করে।
লিসেট ডুরান
“যদি আপনি একটি হালকা মাইক্রোস্কোপের নীচে টার্ডিগ্রেডগুলিকে যথেষ্ট দীর্ঘক্ষণ দেখেন তবে আপনি বিভিন্ন ধরণের আচরণ ক্যাপচার করতে পারেন,” নিরোডি বলেছিলেন। “আমরা তাদের কিছু করতে বাধ্য করিনি। কখনও কখনও তারা সত্যিই ঠাণ্ডা হবে এবং শুধু স্তরের চারপাশে হাঁটতে চাইবে। অন্য সময়, যখন তারা তাদের পছন্দের কিছু দেখে, তখন তারা তার কাছে ছুটে যায়”।
যখন তারা কেবল হাঁটছিল, তখন মারমেইডরা সাধারণত প্রতি সেকেন্ডে তাদের শরীরের দৈর্ঘ্যের প্রায় অর্ধেক গতিতে চলে যায় এবং যখন সম্পূর্ণরূপে সামঞ্জস্য করা হয়, তখন তারা প্রতি সেকেন্ডে দুই দৈহিক দৈর্ঘ্যে বৃদ্ধি পায়। দলটি লক্ষ্য করে অবাক হয়েছিল যে জল ভাল্লুকের প্রতিটি গতির জন্য আলাদা গতি ছিল না, ঘোড়ার মতো, তারা হাঁটা থেকে দৌড়াতে চলেছিল। বিপরীতে, তাদের গতিবিধি পোকামাকড় এবং আর্থ্রোপডের মতোই ছিল, প্রাথমিক ধাপের প্যাটার্নে কোনো পরিবর্তন না করেই দ্রুত এবং দ্রুত ক্রলিং করে।
বিশেষ করে, টার্ডিগ্র্যাডগুলি ত্বরান্বিত হওয়ার সাথে সাথে, তাদের মধ্যে 20-মিলিয়ন বছরের বিবর্তনীয় পার্থক্য থাকা সত্ত্বেও, তারা, কীটপতঙ্গ এবং আর্থ্রোপডের মতো, মাটিতে পাঁচ ফুট, তারপরে মাটিতে চার ফুট এবং তারপরে তিন ফুটের মধ্যে পরিবর্তন করবে। স্থল . “এর মানে হল যে তাদের সম্পূর্ণ ভিন্ন শারীরিক গঠন, শরীরের আকার এবং পরিবেশের মধ্য দিয়ে যাওয়া সত্ত্বেও, এই বিশেষ সমন্বয় প্রকল্পে এমন কিছু রয়েছে যা এই সমস্ত পরিস্থিতিতে কার্যকর।” নিরোদি লাইভ সায়েন্সকে জানিয়েছেন.
কেন এটি তাই হিসাবে দুটি প্রধান অনুমান আছে. এটা সম্ভব যে জল ভাল্লুক, পোকামাকড় এবং আর্থ্রোপড একটি সাধারণ পূর্বপুরুষ ভাগ করে যে তাদের একটি সাধারণ স্নায়ুতন্ত্র রয়েছে। বিকল্পভাবে, জীবগুলি প্রাকৃতিক নির্বাচনের মাধ্যমে স্বাধীনভাবে এই দৌড়ের বিকাশ ঘটিয়ে থাকতে পারে।
“যদি প্যানার্ট্রোপডের একটি পূর্বপুরুষের স্নায়ুতন্ত্র থাকে যা তাদের সমস্ত পদচারণা নিয়ন্ত্রণ করে, আমাদের অনেক কিছু শেখার আছে।” নিরোদি ড. “অন্যদিকে, যদি আর্থ্রোপড এবং টার্ডিগ্রেড স্বাধীনভাবে এই কৌশলটিতে যোগ দেয়, তবে আমরা বিভিন্ন পরিবেশে প্রজাতির জন্য এই কৌশলটি এত সুস্বাদু করে তোলে সে সম্পর্কে অনেক কথা বলতে পারি।”
শ্রোডিঙ্গারের টার্ডিগ্রেড?
কোয়ান্টাম পদার্থবিদ এবং অক্সফোর্ড ইউনিভার্সিটির সহ-লেখক ভ্লাটকো ভেড্রালের মতে, বায়োমেকানিক্স আকর্ষণীয়, কিন্তু টার্ডিগ্রেড হাইবারনেট করার সময়ও অনন্য কোয়ান্টাম কৃতিত্ব দেখাতে পারে। ছেলে arXiv প্রিপ্রিন্ট. এটা বিভ্রান্তিকর অদ্ভুত এক কোয়ান্টাম মেকানিক্সের দিকগুলি, যাতে দুটি উপ-পরমাণু কণা এত শক্তভাবে আবদ্ধ হতে পারে যে একটি দীর্ঘ দূরত্বেও অন্যটিকে প্রভাবিত করতে পারে। এটি এতটাই পাল্টা স্বজ্ঞাত ছিল যে আলবার্ট আইনস্টাইন জনপ্রিয়ভাবে এটিকে “দূরবর্তী ভীতিকর পদক্ষেপ” বলে অভিহিত করেছেন।
কোয়ান্টাম বিভ্রান্তি, যাইহোক, একটি খুব বাস্তব ঘটনা; এটি ছাড়া, কোয়ান্টাম কম্পিউটার অসম্ভব হবে। আসলে, আমরা 2019 সালে রিপোর্ট করেছি, পদার্থবিদরা সফলভাবে মিশ্রিত ল্যাবে শ্রোডিঞ্জারের বিড়াল সংস্করণ অর্জনের জন্য একটি রেকর্ড-ব্রেকিং 20 হাত।
যদিও সাবপারটমিক স্তরে সাধারণত দেখা যায়, 2018 গবেষণা নির্ধারণ করা হয়েছে যে কিছু সালোকসংশ্লেষী ব্যাকটেরিয়া সঠিক অবস্থায় হালকা ফোটনের সাথে মিশে যেতে পারে। (লাইভ সায়েন্সের জন্য, এই অবস্থাগুলি ঘটে যখন “একটি আয়নাযুক্ত ঘরে আলোর অনুরণিত ফ্রিকোয়েন্সি শেষ পর্যন্ত ব্যাকটেরিয়ার সালোকসংশ্লেষী অণুর ইলেকট্রনের ফ্রিকোয়েন্সির সাথে সিঙ্ক্রোনাইজ হয়।”)
যাইহোক, এটি একটি বহুকোষী জীবের সাথে কখনও বিভ্রান্ত হয়নি। ভার্ডাল এবং খ. তিনটি tardigrad সংগ্রহ তারা এটি ডেনমার্কের একটি ছাদের প্লাগ থেকে নিয়েছিল এবং তারপরে তাদের তুন অবস্থায় না পৌঁছানো পর্যন্ত তাদের হিমায়িত করেছিল – প্রক্রিয়ায় তারা তাদের স্বাভাবিক আকারের প্রায় এক তৃতীয়াংশে সঙ্কুচিত হয়েছিল। তারপরে দলের টার্ডিগ্রাডগুলি অবশ্যই শূন্যের একটু উপরে ঠান্ডা হয়ে গেছে।
সিবিএস
প্রতিটি টার্ডিগ্রেড তারপরে সুপারকন্ডাক্টিং সার্কিটের দুটি ক্যাপাসিটর প্লেটের মধ্যে স্থাপন করা হয়েছিল (একটি কিউবিট গঠন করে)। হিমায়িত টার্ডিগ্রাডের সংস্পর্শে এসে কুবিট-টারডিগ্রাড হাইব্রিড তৈরি করার সময় কিউবিটের অনুরণিত ফ্রিকোয়েন্সি কিছুটা পরিবর্তিত হয়। অবশেষে, ভারডাল এবং সহকর্মীরা এই হাইব্রিডটিকে একটি দ্বিতীয় গুবাইটে একত্রিত করে এবং মিশ্রিত করে। ঘূর্ণায়মান কিউবিটগুলির উপর বেশ কয়েকটি পরীক্ষায় কিউবিট এবং টার্ডিগ্রেড উভয়ের মধ্যে একটি যুগপত ফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্তন দেখা গেছে – যেমন তিনটি পেঁচানো কিউবিট। পরীক্ষা-নিরীক্ষার পরে, দলটি এমনকি টার্ডিভগুলিকেও পুনরুজ্জীবিত করতে সক্ষম হয়েছিল।
“Tardigrad এর অনুরূপ একটি রচনা সহ নির্জীব বস্তু থেকে অনুরূপ শারীরিক ফলাফল আশা করা যেতে পারে। আমরা জোর দিই যে একটি প্রচলন আছে। [an] পুরো জীব, যা পরীক্ষার পরে তার জৈবিক কার্যকারিতা ধরে রাখে, “ভেড্রাল এবং খ. উপসংহার “একই সময়ে, টার্ডিগ্রাড সবচেয়ে চরম এবং দীর্ঘমেয়াদী অবস্থা থেকে বেঁচে আছে যা এটির সামনে এসেছে।”
যাইহোক, আমরা অদূর ভবিষ্যতে কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলিকে মিশ্র টার্ডিগ্রেডে চলতে দেখব না। ভার্ডাল এবং খএর উপসংহার অবিলম্বে অন্যান্য পদার্থবিদদের দ্বারা সংশয়ের সাথে দেখা হয়েছিল। উদাহরণস্বরূপ, প্রাক্তন পদার্থবিজ্ঞানী একজন বিজ্ঞান লেখক বেন ব্রুয়াবকার হয়েছিলেন একটি দীর্ঘ টুইটার বিষয় পোস্ট রাইস ইউনিভার্সিটির পদার্থবিদ ডগলাস ন্যাটেলসন এই ফলাফল নিয়ে সন্দিহান তার ব্লগে লিখেছেন, ন্যানোস্কেল ভিউ:
এটা কোনো অর্থেই বিভ্রান্তি নয়। যদি তাই হয়, আপনি একই যুক্তি দিয়ে বলতে পারেন যে কিউবগুলি একটি ম্যাক্রোস্কোপিক সিলিকন চিপ সাবস্ট্রেটের সাথে মিশ্রিত হয়। টারডিগ্রেডই একমাত্র কোয়ান্টাম বস্তু নয় যেখানে স্বল্প মাত্রার স্বাধীনতা রয়েছে। টার্ডিগ্রেডের স্বাধীনতার অভ্যন্তরীণ ডিগ্রিগুলির গতিশীলতা কিউবিটের কার্যকর বিচ্ছেদকে প্রভাবিত করে না (এটি ঘটে যখন একটি কিউবিট স্বাধীনতার অনেক গতিশীল ডিগ্রির সাথে মিশ্রিত হয়)।
ভারডাল দলের বিতর্কিত দাবি রক্ষা করেছেন শেষ FQXI পডকাস্ট.
DOI: PNAS, 2021। 10.1073 / pnas.2107289118 (DOI সম্পর্কে)।
