दुनिया के कई हिस्सों में, जहां बंजर ज़मीन और खारेपन का सामना करना पड़ रहा है, वहीं प्रकृति ने खुद एक अविश्वसनीय समाधान छिपा रखा है—अत्यंत विषम परिस्थितियों में पनपने वाले रेगिस्तानी पौधे, जिन्हें ‘एक्सट्रीमोफाइट्स’ कहा जाता है। हाल ही में हुए एक अग्रणी अध्ययन में, वैज्ञानिकों ने इन एक्सट्रीमोफाइट्स को जलवायु-लचीली फसलें डिजाइन करने और शुष्क क्षेत्रों में स्थायी कृषि पद्धतियों को बढ़ावा देने के लिए एक खाके के रूप में उपयोग करने का प्रस्ताव दिया है। यह शोध उन लाखों लोगों के लिए एक नई उम्मीद जगाता है जिनकी खाद्य सुरक्षा बिगड़ती जलवायु परिस्थितियों के कारण खतरे में है।
चीनी विज्ञान अकादमी (CAS) के शिनजियांग इंस्टीट्यूट ऑफ इकोलॉजी एंड ज्योग्राफी (XIEG) के मोहसिन तनवीर और वांग लेई के नेतृत्व में, अन्य शोधकर्ताओं के सहयोग से किया गया यह अध्ययन 3 जून को प्रतिष्ठित पत्रिका ग्लोबल चेंज बायोलॉजी में प्रकाशित हुआ था।
बढ़ती समस्या: शुष्कन और लवणीकरण
मानव-प्रेरित जलवायु परिवर्तन मिट्टी के शुष्कन और लवणीकरण (खारेपन) को तेजी से बढ़ा रहा है, जिससे वैश्विक कृषि योग्य भूमि का आधे से अधिक हिस्सा और खाद्य सुरक्षा खतरे में पड़ रही है। पारंपरिक फसलें तीव्र शुष्क तनाव के तहत अपनी शारीरिक सीमाओं तक पहुंच रही हैं और ऐसी कठोर परिस्थितियों में जीवित रहने या उत्पादक बने रहने में असमर्थ हैं। स्पेन की राष्ट्रीय अनुसंधान परिषद के शोध प्रोफेसर और इस अध्ययन के सह-लेखक जोसेप पेनुएलास ने बताया, “एक्सट्रीमोफाइट्स केवल कठोर परिस्थितियों में जीवित नहीं रहते, बल्कि वे पारिस्थितिकी तंत्र की बहुक्रियाशीलता को सक्रिय रूप से पुनः उत्पन्न करते हैं।”
XIEG के वांग लेई ने इस नवाचार के महत्व पर जोर देते हुए कहा, “एक्सट्रीमोफाइट्स को विविध कृषि-पारिस्थितिकी प्रणालियों में एकीकृत करने से गैर-कृषि योग्य भूमि उत्पादक, आत्मनिर्भर प्रणालियों में बदल जाती है, और यही शुष्क क्षेत्रों के लिए चक्रीय जैव-अर्थव्यवस्था का सार है।”
एक्सट्रीमोफाइट्स की गुप्त रणनीतियाँ
अध्ययन के लिए, शोधकर्ताओं ने एक्सट्रीमोफाइट्स के कार्यात्मक गुणों का विश्लेषण किया ताकि प्रमुख अनुकूलन रणनीतियों की पहचान की जा सके जिन्हें अन्य फसलों में स्थानांतरित किया जा सके। टीम ने दो मुख्य तंत्रों पर ध्यान केंद्रित किया:
1. रिएक्टिव ऑक्सीजन स्पीशीज (ROS) का सटीक प्रबंधन
पौधों में, रिएक्टिव ऑक्सीजन स्पीशीज (ROS) अणु होते हैं जो सामान्य चयापचय के उप-उत्पाद के रूप में उत्पन्न होते हैं। उच्च सांद्रता में, ROS कोशिकाओं को नुकसान पहुंचा सकते हैं, जिससे ऑक्सीडेटिव तनाव होता है। हालांकि, कम सांद्रता में, ROS महत्वपूर्ण संकेत अणु के रूप में कार्य करते हैं, जो पौधों को विभिन्न पर्यावरणीय तनावों का जवाब देने में मदद करते हैं।
अध्ययन में पाया गया कि एक्सट्रीमोफाइट्स ऑक्सीडेटिव क्षति से बचते हैं, ROS को पूरी तरह से खत्म करके नहीं, बल्कि ROS संकेतों को विशिष्ट ऊतकों और सेलुलर डिब्बों तक सीमित करके। यह उन्हें सेलुलर विषाक्तता के बिना तनाव सहिष्णुता प्रतिक्रियाओं को ट्रिगर करने की अनुमति देता है। यह एक सूक्ष्म संतुलन कार्य है जो पारंपरिक फसलों में काफी हद तक अनुपस्थित है।
2. राइजोस्फीयर और माइक्रोबायोम को सक्रिय रूप से संशोधित करना
राइजोस्फीयर वह क्षेत्र है जो पौधों की जड़ों को घेरता है और इसमें मिट्टी, जड़ें और माइक्रोबायोटा (सूक्ष्मजीव) शामिल होते हैं। यह पौधों के स्वास्थ्य के लिए एक महत्वपूर्ण क्षेत्र है। एक्सट्रीमोफाइट्स इस राइजोस्फीयर को सक्रिय रूप से संशोधित करने के लिए जाने जाते हैं। वे विशिष्ट रस (exudates) छोड़ते हैं जो Truepera और Halomonas जैसे लाभकारी रोगाणुओं को समृद्ध करते हैं।
ये समृद्ध रोगाणु बंजर मिट्टी को एक कार्यात्मक पारिस्थितिकी तंत्र में बदलने, मिट्टी की संरचना, जल प्रतिधारण और पोषक तत्व चक्रण में सुधार करने में मदद करते हैं। घरेलू फसलों ने काफी हद तक इस परिष्कृत अनुकूली विशेषता को खो दिया है। XIEG के तनवीर, जो इस अध्ययन के पहले लेखक भी हैं, ने टिप्पणी की, “एक्सट्रीमोफाइट राइजोस्फीयर केवल पोषक तत्वों के आदान-प्रदान का क्षेत्र नहीं है; यह अत्यधिक समन्वित माइक्रोबियल भर्ती का एक इंजन है।” उन्होंने माइक्रोबायोम-मध्यस्थता अनुकूलन की महत्वपूर्ण भूमिका पर प्रकाश डालते हुए कहा, “यह समझकर कि ये पौधे अपने लाभकारी माइक्रोबायोम भागीदारों को कैसे संकेत देते हैं और उनका चयन करते हैं, हम ऐसी फसलें विकसित कर सकते हैं जो अपनी जड़ों के चारों ओर एक सुरक्षात्मक जीवित बफर सक्रिय रूप से बनाती हैं।”
स्थायी कृषि के लिए एक चक्रीय जैव-अर्थव्यवस्था मॉडल
एक्सट्रीमोफाइट जैविक तंत्रों को स्थायी कृषि पद्धतियों में बदलने के लिए एक सुसंगत ढांचा विकसित करने के लिए, अनुसंधान टीम ने एक चक्रीय जैव-अर्थव्यवस्था मॉडल का प्रस्ताव दिया। इस मॉडल में, Salicornia, Suaeda और Alhagi जैसे एक्सट्रीमोफाइट्स का उपयोग निम्नीकृत भूमि पर भोजन, चारा, जैव-ऊर्जा और फाइटोरेमेडिएशन (पौधों द्वारा प्रदूषण हटाना) के लिए किया जाता है।
उदाहरण के लिए, कपास या पालक के साथ एक्सट्रीमोफाइट्स की अंतर-फसलिंग (intercropping) से मिट्टी की लवणता 40-51% तक कम हो सकती है, जिससे उपज और मिट्टी का स्वास्थ्य बढ़ता है। यह दृष्टिकोण न केवल खाद्य उत्पादन में सुधार करता है बल्कि शुष्क भूमि की पारिस्थितिक स्थिति को भी बहाल करता है।
पेनुएलास ने निष्कर्ष निकाला, “मिट्टी के माइक्रोबियल नेटवर्क और कार्बन पृथक्करण मार्गों को बहाल करके, ये पौधे एक प्रकृति-आधारित समाधान प्रदान करते हैं जो संयुक्त राष्ट्र के कई सतत विकास लक्ष्यों, जिनमें भूखमरी समाप्त करना (SDG 2) और जलवायु कार्यवाही (SDG 13) शामिल हैं, के साथ सीधे संरेखित होता है।” यह शोध हमें दिखाता है कि कैसे प्रकृति के सबसे कठोर वातावरण में विकसित हुए जीव हमें भविष्य के लिए स्थायी समाधान प्रदान कर सकते हैं, जिससे पृथ्वी पर जीवन के लिए एक अधिक लचीला और सुरक्षित भविष्य सुनिश्चित हो सके।
