एरोबायोलॉजी

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एरोबायोलॉजी (ग्रीक ἀήρ, aēr, "हवा"; βίος, bios, "जीवन"; और -λογία, -logia से) जीव विज्ञान की एक शाखा है जो कार्बनिक कणों, जैसे कि बैक्टीरिया, कवक के बीजाणु (spores), बहुत छोटे कीट, पराग कण (pollen grains) और वाइरस के निष्क्रिय परिवहन का अध्ययन करती है।[1]

एरोबायोलॉजिस्ट पारंपरिक रूप से एलर्जी से पीड़ित लोगों की सहायता के लिए हवा में मौजूद पराग और कवक बीजाणुओं के मापन और रिपोर्टिंग में शामिल रहे हैं।[1] हालांकि, एरोबायोलॉजी एक विविध क्षेत्र है, जो पर्यावरण विज्ञान, पादप विज्ञान, मौसम विज्ञान, ऋतुजैविकी (phenology) और जलवायु परिवर्तन से संबंधित है।[2]

अवलोकन

"एरोबायोलॉजी" शब्द का पहला उल्लेख 1930 के दशक में फ्रेड कैंपबेल मेयर (Fred Campbell Meier) द्वारा किया गया था।[2] इन कणों को, जिन्हें एरोप्लवक (Aeroplankton) के रूप में वर्णित किया जा सकता है, आमतौर पर इनका आकार नैनोमीटर से माइक्रोमीटर तक होता है जो इन्हें पहचानना चुनौतीपूर्ण बनाता है।[3]

एरोसोलिज़ेशन (Aerosolization) वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा छोटे और हल्के कण गतिमान हवा में निलंबित हो जाते हैं। अब बायोएरोसोल बन चुके ये पराग और कवक बीजाणु एक महासागर के पार, या यहाँ तक कि पूरी दुनिया में यात्रा कर सकते हैं।[4] रोगाणुओं की उच्च मात्रा और फैलाव में आसानी के कारण, मार्टिनस बेइजेरिंक (Martinus Beijerinck) ने एक बार कहा था "सब कुछ हर जगह है, पर्यावरण चयन करता है"।[5] इसका मतलब यह है कि एरोप्लवक हर जगह मौजूद हैं और हमेशा से हर जगह रहे हैं, और यह पूरी तरह से पर्यावरणीय कारकों पर निर्भर करता है कि कौन से जीव जीवित रहते हैं। एरोप्लवक महत्वपूर्ण मात्रा में वायुमंडलीय सीमा परत (ABL) में भी पाए जाते हैं।[6] इन वायुमंडलीय आबादी का जलवायु और बादलों के रसायन विज्ञान पर क्या प्रभाव पड़ता है, इसकी अभी भी समीक्षा की जा रही है।

NASA और अन्य अनुसंधान एजेंसियां ​​इस बात का अध्ययन कर रही हैं कि ये बायोएरोसोल कितने समय तक तैरते रह सकते हैं और वे इतने चरम जलवायु में कैसे जीवित रह सकते हैं। ऊपरी वायुमंडल की स्थितियाँ मंगल ग्रह की सतह की जलवायु के समान हैं, और पाए जाने वाले रोगाणु उन स्थितियों को फिर से परिभाषित करने में मदद कर रहे हैं जो जीवन का समर्थन कर सकती हैं।[7]

कणों का फैलाव (Dispersal)

एरोबायोलॉजिकल कणों के फैलाव (dispersal) की प्रक्रिया के 3 चरण होते हैं: स्रोत से निष्कासन, हवा के माध्यम से फैलाव, और विश्राम की स्थिति में जमाव।[8] कण की ज्यामिति और पर्यावरण इन तीनों चरणों को प्रभावित करते हैं, हालांकि एक बार जब यह एरोसोल बन जाता है, तो इसका भविष्य हवा की गति को नियंत्रित करने वाले भौतिकी के नियमों पर निर्भर करता है।

स्रोत से निष्कासन

पराग और बीजाणु को उनकी सतह से उड़ाया जा सकता है या हिलाकर अलग किया जा सकता है। आमतौर पर विमोचन के लिए आवश्यक हवा की गति औसत हवा की गति से अधिक होती है।[8] बारिश की छींटे भी बीजाणुओं को अलग कर सकती हैं। कुछ कवक सक्रिय रूप से बीजाणुओं को बाहर निकालने के लिए पर्यावरणीय कारकों से भी प्रेरित हो सकते हैं।[8]

हवा के माध्यम से फैलाव

एक बार विश्राम से मुक्त होने के बाद, एरोप्लवक हवा और भौतिकी के रहमोकरम पर होता है। बीजाणुओं और पराग की बैठने की गति अलग-अलग होती है और यह फैलाव में एक प्रमुख कारक है; कण जितनी देर तक तैरता रहता है, उतनी ही देर तक वह किसी अशांत (turbulent) हवा के झोंके में फंस सकता है। हवा की गति और दिशा समय और ऊंचाई के साथ उतार-चढ़ाव करती है, इसलिए एक बार पड़ोसी कणों का विशिष्ट पथ काफी भिन्न हो सकता है।[8] हवा में कणों की सांद्रता स्रोत से दूरी के साथ घट जाती है, और फैलाव दूरी को सबसे सटीक रूप से एक पावर फंक्शन (power function) के रूप में प्रतिरूपित किया जाता है।[3]

विश्राम में जमाव (Deposition)

जमाव गुरुत्वाकर्षण और जड़त्व (inertia)] का संयोजन है। छोटे कणों के गिरने की गति की गणना द्रव्यमान और ज्यामिति द्वारा की जा सकती है, लेकिन पराग और बीजाणुओं के जटिल आकार अक्सर सरल आकारों के साथ प्रतिरूपित उनकी अनुमानित गति की तुलना में धीमी गति से गिरते हैं।[9] प्रभाव के कारण बीजाणुओं को हवा से भी हटाया जा सकता है; कणों का जड़त्व उन्हें हवा की तरह उनके चारों ओर बहने के बजाय उनके मार्ग की सतहों से टकराने का कारण बनेगा।[8]

प्रायोगिक विधियाँ

पराग और बीजाणुओं के वास्तविक जीवन के फैलाव पैटर्न को समझने के लिए कई अध्ययन किए गए हैं। नमूने एकत्र करने के लिए, अध्ययन अक्सर हर्स्ट-प्रकार के नमूने लेने वाले (Hirst-type sampler) जैसे वॉल्यूमेट्रिक स्पोर ट्रैप का उपयोग करते हैं। कण नमूना पट्टी पर चिपक जाते हैं और फिर सूक्ष्मदर्शी (microscope) के तहत उनका निरीक्षण किया जा सकता है।[2] वैज्ञानिकों को आवर्धन के तहत कणों की गिनती करनी होती है, और फिर एम्प्लीकॉन अनुक्रम संस्करण (ASV) या किसी अन्य सामान्य विधि द्वारा नमूना डीएनए का विश्लेषण करना होता है।[10]

साहित्य में बार-बार उद्धृत की जाने वाली एक चुनौती यह है कि अलग-अलग परीक्षण या विश्लेषण पद्धतियों के कारण, परिणाम हमेशा अध्ययनों में तुलनीय नहीं होते हैं।[5] इसलिए, एक सटीक मॉडल प्राप्त करने के लिए प्रत्येक अध्ययन में व्यापक डेटा संग्रह किया जाना चाहिए। दुर्भाग्य से परिणामों की तुलना करने के लिए एरोबायोलॉजिकल कण वितरण का कोई डेटाबेस नहीं है।[5]

मानव स्वास्थ्य पर प्रभाव

एलर्जीक राइनाइटिस (Allergic rhinitis) नाक में होने वाली एक प्रकार की सूजन है जो तब होती है जब प्रतिरक्षा प्रणाली हवा में मौजूद एलर्जी पैदा करने वाले पदार्थों (allergens) के प्रति अत्यधिक प्रतिक्रिया करती है।[11] यह आमतौर पर मनुष्यों में पराग और अन्य बायोएरोसोल द्वारा शुरू किया जाता है। पश्चिमी देशों में 10% से 30% लोग इससे प्रभावित होते हैं।[12] परागण अवधि के दौरान लक्षण आमतौर पर बदतर होते हैं, जब हवा में काफी अधिक पराग एरोसोलकृत होता है।[13] इन चरम अवधियों में, घर के अंदर रहना संपर्क को सीमित करने का एक तरीका है। हालाँकि, अध्ययनों से पता चला है कि घर के अंदर अभी भी काफी मात्रा में पराग मौजूद होता है। सर्दियों में, घर के अंदर पराग का स्तर वास्तव में बाहर के स्तर से अधिक हो जाता है।[13]

एलर्जी से पीड़ित मनुष्यों के लिए पराग के स्तर पर अद्यतन डेटा महत्वपूर्ण है। वर्तमान सीमा यह है कि कई स्पोर ट्रैप के लिए वैज्ञानिकों को आवर्धन के तहत व्यक्तिगत पराग कणों की पहचान करने और उनकी गिनती करने की आवश्यकता होती है।[10] इससे डेटा में देरी होती है, कभी-कभी एक सप्ताह से अधिक समय तक। वर्तमान में विकास के अधीन कई पूरी तरह से स्वचालित स्पोर ट्रैप हैं, और एक बार जब वे पूरी तरह कार्यात्मक हो जाते हैं तो वे एलर्जी से पीड़ित लोगों के जीवन में सुधार करेंगे।[10]

जलवायु परिवर्तन के प्रभाव

वैज्ञानिकों ने भविष्यवाणी की है कि जलवायु परिवर्तन के मौसमी परिणाम पराग और बीजाणु फैलाव बाधाओं को कमजोर कर देंगे, और विभिन्न क्षेत्रों में कम जैविक विशिष्टता का नेतृत्व करेंगे।[4] वर्षा क्षेत्रों में जैव विविधता की समृद्धि (प्रजातियों की संख्या) को बढ़ाती है क्योंकि ऊपरी वायुमंडल में बादल बनते हैं जहाँ अधिक विविध जैव विविधता होती है।[4] विशेष रूप से आर्कटिक में, जलवायु परिवर्तन ने वर्षा में नाटकीय रूप से वृद्धि की है, और वैज्ञानिकों ने इसके कारण क्षेत्र में नए रोगाणु देखे हैं।[4]

बढ़ता ग्रीष्मकालीन तापमान और CO2 का स्तर कुछ पेड़ों द्वारा जारी कुल पराग मात्रा को बढ़ाने के साथ-साथ पराग सीजन की शुरुआत में देरी करने के लिए दिखाया गया है।[14] हालांकि, जलवायु परिवर्तन के दीर्घकालिक प्रभावों को देखने के लिए और अधिक अध्ययन की आवश्यकता है।

इन्हें भी देखें

  • Airborne transmission
  • Miasma theory
  • Wells-Riley model

संदर्भ

  1. ↑ 1.0 1.1 Spotlight on: Aerobiology. The Biologist.
  2. ↑ 2.0 2.1 2.2 (13 April 2021). "Research Progress on Aerobiology in the Last 30 Years: A Focus on Methodology and Occupational Health". Sustainability. 13 (8) 4337. doi:10.3390/su13084337.
  3. ↑ 3.0 3.1 (December 2014). "Maize pollen deposition in relation to distance from the nearest pollen source under common cultivation - results of 10 years of monitoring (2001 to 2010)". Environmental Sciences Europe. 26 (1). doi:10.1186/s12302-014-0024-3.
  4. ↑ 4.0 4.1 4.2 4.3 (November 2022). "Aerobiology over the Southern Ocean – Implications for bacterial colonization of Antarctica". Environment International. 169. doi:10.1016/j.envint.2022.107492.
  5. ↑ 5.0 5.1 5.2 (November 2006). "Aerobiology and the global transport of desert dust". Trends in Ecology & Evolution. 21 (11) 638–644. doi:10.1016/j.tree.2006.07.004.
  6. ↑ (May 2023). "Contribution of soil bacteria to the atmosphere across biomes". Science of the Total Environment. 871. doi:10.1016/j.scitotenv.2023.162137.
  7. ↑ Tabor, Abigail. (2018-11-19). What is NASA's Aerobiology Lab?. NASA.
  8. ↑ 8.0 8.1 8.2 8.3 8.4 McCartney, H. Alastair. (April 1994). "Dispersal of spores and pollen from crops". Grana. 33 (2) 76–80. doi:10.1080/00173139409427835.
  9. ↑ (December 2011). "Measurements of pollen grain dispersal in still air and stationary, near homogeneous, isotropic turbulence". Journal of Aerosol Science. 42 (12) 867–882. doi:10.1016/j.jaerosci.2011.08.001.
  10. ↑ 10.0 10.1 10.2 (March 2023). "Towards European automatic bioaerosol monitoring: Comparison of 9 automatic pollen observational instruments with classic Hirst-type traps". Science of the Total Environment. 866. doi:10.1016/j.scitotenv.2022.161220.
  11. ↑ (2015-06-17). Immunotherapy for Environmental Allergies.
  12. ↑ (29 January 2015). "Allergic Rhinitis". New England Journal of Medicine. 372 (5) 456–463. doi:10.1056/NEJMcp1412282.
  13. ↑ 13.0 13.1 (October 2017). "Is there an advantage to staying indoors for pollen allergy sufferers? Composition and quantitative aspects of the indoor pollen spectrum". Building and Environment. 123 78–87. doi:10.1016/j.buildenv.2017.06.040.
  14. ↑ (October 2021). "Long-term trends in atmospheric Quercus pollen related to climate change in southern Spain: A 25-year perspective". Atmospheric Environment. 262. doi:10.1016/j.atmosenv.2021.118637.

और पढ़ें

  • (2025). "Air-Borne: The Hidden History of the Life We Breathe". Penguin Group. ISBN 978-0-593-47359-7.

स्रोत: अंग्रेज़ी विकिपीडिया के “Aerobiology” लेख का अनुवाद। मूल लेख: https://en.wikipedia.org/wiki/Aerobiology यह अनुवाद स्वचालित रूप से तैयार किया गया है।

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