கடுங்குளிரிலிருந்து காக்கும் வேதிப்பொருள்

கடுங்குளிரிலிருந்து காக்கும் வேதிப்பொருள் குளிர்பிரதேசங்களில் வாழும் உயிரினங்களிடையே காணப்படுகின்றன‌. அதனைப் பற்றி இக்கட்டுரையில் விரிவாகக் காணலாம்.

பூமியின் துருவ பகுதியான ஆர்க்டிக் (வட துருவம்) மற்றும் அண்டார்டிக் (தென் துருவம்) பிரதேசங்களின் பொதுவான வெப்பநிலை உறைநிலைக்கும் கீழாகவே இருக்கிறது.

அதிலும், தென் துருவப்பகுதியின் வெப்பநிலை, வட துருவத்தை காட்டிலும் மிக குறைவு.

அட, கோடை காலங்களிலுமா? என்று கேட்கிறீர்களா? ஆமாம், கோடையின் சராசரி வெப்பநிலை, (தென் துருவம்) −28.2 டிகிரி செல்ஸியஸ்! இது, குளிர்காலத்தைவிட (−60 டிகிரி செல்ஸியஸ்) சற்று அதிகமான வெப்பநிலை தான்!

ஆர்க்டிக் (வட துருவம்)
ஆர்க்டிக் (வட துருவம்)

 

இக்கடுங்குளிரில் உயிரினங்கள் வாழ முடியுமா? என்ற கேள்வி இயல்பானது தானே!

பொதுவாக, உயிரினங்கள் வாழ்வதற்கு இக்காலநிலை ஏற்றதல்ல என்றாலும், இங்கும் சில வகை உயிரினங்கள் வாழ்கின்றன. இதற்காக, இயற்கை சில நுட்பங்களை செய்திருக்கிறது.

ஆமாம், மோசமான (உறைய வைக்கும்) குளிரிலும், உயிரினங்கள் பாதுகாப்பாக வாழ்வதற்கு (இயற்கையினால் உண்டாக்கப்பட்ட) சில வேதிப்பொருட்கள் உதவி செய்கின்றன! வாருங்கள் இதுபற்றி காண்போம்.

 

ஆர்டிக் காட் (arctic cod), நோடாதீனியோட்ஸ் (notothenioids) முதலிய மீன் இனங்கள், பொதுவாக ஆர்டிக் கடல் பகுதிகளில் வாழ்பவை.

ஆர்டிக் காட் மீன்
ஆர்டிக் காட் மீன்

 

நோடாதீனியோட்ஸ்
நோடாதீனியோட்ஸ்

 

உறைய வைக்கும் வெப்பநிலையிலும், இவ்வகை மீன்கள் வாழ்வதற்கு காரணம், அவற்றில் இருக்கும் பிரத்யேகமான “கிளைக்கோ புரோட்டீன்” தான் என்பதை பி. எஃப். ஸ்கோலாண்டர் (P. F. Scholander) மற்றும் ஆர்தூர் எல். தேவ்ரீஸ் (Arthur L. DeVries) ஆகிய விஞ்ஞானிகள் முதன் முதலில் கண்டுபிடித்தனர்.

ஆங்கிலத்தில் “antifreeze glycoproteins” என்றழைக்கப்படும் இவ்வேதிப்பொருளானது, துருவ பகுதிகளில் வாழும் இவ்வகை உயிரினங்களின் இரத்தத்தில் மட்டுமே இருக்கிறதாம்.

இம்மீனின் இரத்த மாதிரியை எடுத்து ஆய்வு செய்த பொழுது, அதில் இருந்த உப்புக்களின் (சோடியம், பொட்டாசியம், கால்சியம், மெக்னீசியம் முதலியன) அளவு மற்ற மீன்களில் (வெப்பமான அல்லது உறைநிலையில் இல்லா கடல் பகுதிகளில் வாழும்) இருப்பதை காட்டிலும் அதிகமாக இருப்பது கண்டு பிடிக்கப்பட்டது.

பொதுவாக, நீரில் உப்பினை சேர்க்க, அதன் உறைநிலை குறையும். அதாவது, பூஜ்ஜியம் டிகிரி செல்ஸியஸ் வெப்பநிலையில் நீர் உறையக்கூடியது.

ஆனால், சேர்க்கப்படும் உப்பின் அளவு மற்றும் தன்மையை பொருத்து, நீரின் உறைநிலை குறையும். உதாரணமாக, சோடியம் குளோரைடு உப்பினால், நீரின் உறைநிலை −21 டிகிரி செல்ஸியஸிற்கு குறைகிறது. அதாவது, −21 டிகிரி செல்ஸியஸிலும் நீர் ‘திரவ’ நிலையிலேயே இருக்கும்.

இதன் அடிப்படையில், ஆர்டிக் நீர்நிலைகளில் வாழும் மீன்களின் இரத்தத்தில் அதிகமாக இருக்கும் உப்புகளினால், அவை உறையாமல் இருக்கின்றன என்று முதலில் கருதப்பட்டது.

ஆனால், உப்புகள் மட்டுமே இதற்கு காரணம் இல்லை என்றும், தவிர கிளைக்கோ புரோட்டினும் முக்கிய காரணம் என்பதை ஆய்வின் மூலம் பின்னர் கண்டறியப்பட்டது.

இதுவரையிலும் நான்கு வகையான கிளைக்கோ புரோட்டின்கள் துருவப்பகுதியில் வாழும் மீன்களில் இருப்பது கண்டுபிடிக்கப்பட்டுள்ளது.

தவிர (கிலைக்கோ புரோட்டீனிலிருந்து சற்று மாறுபட்டவை) கிளைகோசிலேட் புரோட்டினும், சில உயிரினங்களில் இருப்பது கண்டறியப்பட்டுள்ளது.

சரி, புரோட்டீன்களால், இம்மீன்களின் இரத்தம் எப்படி உறையாமல் தடுக்கப்படுகிறது என்பதை தற்போது பார்க்கலாம்.

 

உறைவெப்பநிலை காரணமாக, இரத்தத்தில் உள்ள நீர் முதலில் உறைந்து பனி படிகத்தை உண்டாக்குகிறது.

மெல்லிய வட்ட தட்டு வடிவில் இருக்கும் இப்பனி படிகங்களுடன் புரோட்டீன்கள், பிணைப்பை ஏற்படுத்தி விடுகின்றன. இதனால், படிகங்கள், பனிக்கட்டியாக வளராமல் தடுக்கப்படுகிறது. எனவே, இரத்தம் உறையாமல் திரவ நிலையிலேயே இருக்கிறது.

இதன் மூலம், இவ்வுயினங்களின் உடலில் உள்ள செல் சவ்வும் பாதிப்பை அடைவதில்லையாம். இப்புரோட்டீன்களின் மூலக்கூறு எடை அதிகரிக்க அதிகரிக்க, இரத்தம் உறைதலை தடுக்கும் பண்பும் அதிகரிப்பதாக விஞ்ஞானிகள் கண்டுபிடித்துள்ளனர்.

மீன்களை தவிர, தாவரங்களிலும் உறையாமல் காக்கும் புரோட்டீன்கள் இருக்கின்றன. ஆனால், மீன்களில் உள்ளது போன்று தாவரத்தில் இருக்கும் புரோட்டீன்கள் அதிக திறன் (பனிக்கட்டி உருவாதலை தடுக்கும் வினையில்) கொண்டவை அல்ல. பெரும்பாலும், இவைகள் பூஞ்சை தாக்குதலில் இருந்து தாவரங்களை தற்காக்கவே பயன்படுவதாக அறியப்படுகிறது.

 

மேலும் பூச்சி இனங்களிலும் உறைதலை தடுக்கும் இருவகையான புரோட்டீன்கள் இருக்கின்றன.

ஒரு சில பூச்சியில் புரோட்டீன்களுக்கு பதிலாக சர்க்கரையினாலான பலபடி (பாலிமர்) மூலக்கூறுகளும் உறைவதிலிருந்து காப்பதை சமீபத்தில் விஞ்ஞானிகள் கண்டுபிடித்துள்ளனர்.

இதற்கு சிறந்த உதாரணமாக உபிஸ் சிரம்பாய்ட்ஸ் (Upis ceramboides) எனும் அலாஸ்கன் வண்டுகளை சொல்லலாம்.

உபிஸ் சிரம்பாய்ட்ஸ்
உபிஸ் சிரம்பாய்ட்ஸ்

 

சுமார் -60 டிகிரி செல்ஸியஸ் வெப்பநிலையிலும் இவ்வண்டுகள் உயிர்வாழ்வதற்கு சைலோமனான் (xylomannan) எனும் சர்க்கரை பலபடியே காரணம்.

இவ்வண்டின் உடலில் உள்ள செல்சவ்வில் ஒட்டி இருக்கும் இப்பலபடி மூலக்கூறு, பனித்துகள்கள் செல்லினுள் நுழைவதை தடுக்கிறது. இதன் மூலம் செல்கள் உறையாமல் தடுக்கப்படுகிறது. அத்தோடு, செல்சவ்வும் பனிக்கட்டியால் பாதிக்கப்படுவதில்லை.

தவிர குளிர் பிரதேசங்களில் வாழும் ஏனைய விலங்குகள், பாக்டீரியாங்கள், பூஞ்சைகள் உள்ளிட்ட எல்லா உயிரினங்களிலும் உறைவதிலிருந்து தடுக்கும் புரோட்டீன்கள் இருக்கின்றன.

புரோட்டின் எனும் வேதிப்பொருளை கொண்டு உறைநிலையிலும் உயிரினங்களை வாழவைக்கும் இயற்கையின் அறிவியல் நுட்பம் உன்னதமானது. இதிலிருந்து கற்க வேண்டியது ஏராளம்!

இயற்கையின் இந்நுட்பங்களை ஆராய்ந்து அறிதல் வேண்டும். இதன் மூலம் நன்மை தரும் பல புதிய தொழிற்நுட்பங்களை உருவாக்கிடல் வேண்டும்.

– முனைவர்.ஆர்.சுரேஷ்
ஆராய்ச்சியாளர்
பகுப்பாய்வு மற்றும் க‌னிம வேதியியல் துறை
கன்செப்ஷன் ப‌ல்கலைக்கழகம், சிலி
sureshinorg@gmail.com
கைபேசி: +91 9941633807

 

தங்கள் கருத்துக்களைப் பகிரலாமே

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.