दुई खुट्टामा उभिनु, हिँड्नु र दौडनु मानिसको विकासक्रमका असाधारण उपलब्धि हुन्। यही क्षमताले हाम्रा पुर्खालाई लामो दूरी पार गर्न र अनेक वातावरणमा अनुकूल हुन मद्दत गर्यो।
तर मानिसको शरीरमा एउटा अनौठो कमजोरी पनि छ।
उमेर बढ्दै जाँदा घुँडा दुख्ने, जोर्नी खिइने र मेरूदण्डका डिस्कमा समस्या देखिने अवस्था मानिसमा व्यापक छ। हाम्रो नजिकका जैविक नातेदार चिम्पान्जी, गोरिल्ला र अरू ठूला बाँदरमा भने यस्ता समस्या तुलनात्मक रूपमा कम देखिन्छन्।
किन?
के मानिसलाई दुई खुट्टामा हिँड्न अनुकूल बनाउने विकासक्रमसँगै जोर्नीलाई सुरक्षित राख्ने कुनै प्राकृतिक प्रणालीमा पनि परिवर्तन आएको थियो?
वैज्ञानिकहरूले हालै सार्वजनिक गरेको एउटा अनुसन्धानले यस प्रश्नको रोचक उत्तरतर्फ संकेत गरेको छ।
अनुसन्धान अनुसार मानिसका जोर्नीमा दबाब सहन र लचकता कायम राख्न मद्दत गर्ने विशेष किसिमका रासायनिक पदार्थ अरू ठूला बाँदरको तुलनामा उल्लेखनीय रूपमा कम छन्।
यी रासायनिक पदार्थको उत्पादन नियन्त्रण गर्ने आनुवांशिक प्रणालीमा मानिसको विकासक्रममै परिवर्तन भएको प्रमाण पनि वैज्ञानिकहरूले भेटेका छन्।
जापानको क्योटो विश्वविद्यालय, इसराइलको वाइजम्यान इन्स्टिच्युट अफ साइन्स र क्यानडाको म्याकगिल विश्वविद्यालयसहित विभिन्न संस्थाका वैज्ञानिकले गरेको यो अनुसन्धान प्रतिष्ठित वैज्ञानिक जर्नल 'नेचर' मा यही सेप्टेम्बर २३ मा अनलाइन प्रकाशित भएको थियो। अक्टोबर १५ को अंकमा यसले प्रमुख स्थान पाएको छ।
अनुसन्धानले मानिसले दुई खुट्टामा हिँड्न थालेकै कारण यी रासायनिक पदार्थ घटेका हुन् भनेर अन्तिम निष्कर्ष निकालेको छैन। तर मानिसको विशिष्ट अस्थिपञ्जरको विकास र जोर्नीसम्बन्धी रोगको जोखिमबीच सम्भावित आनुवांशिक सम्बन्ध देखाएको छ।
जोर्नीभित्रको प्राकृतिक 'गद्दा'
हामी हिँड्दा, दौडिँदा वा सिँढी उक्लिँदा शरीरको भार घुँडा, कम्मर र अन्य जोर्नीमा पर्छ। तर हरेक पटक हड्डी आपसमा ठोक्किँदैनन्।
यसको एउटा प्रमुख कारण हो — हड्डीको छेउमा रहेको कुरकुरे हाड अर्थात् कार्टिलेज।
कार्टिलेजले हड्डीहरूबीच घर्षण घटाउँछ र शरीरको भार तथा चालबाट उत्पन्न दबाब सहन मद्दत गर्छ।
यसमा 'ग्लाइकोसामिनोग्लाइक्यान्स' (Glycosaminoglycans वा GAGs) भनिने रासायनिक पदार्थ हुन्छन्।
नाम जटिल भए पनि यिनको काम बुझ्न सजिलो छ।
यी पदार्थले पानी आकर्षित गरेर आफू वरिपरि राख्छन्। यसबाट कार्टिलेजमा पानीले भरिएको लचिलो संरचना बन्छ, जसले दबाब सहन र त्यसपछि फेरि आफ्नो आकारमा फर्कन मद्दत गर्छ।
यसलाई जोर्नीभित्रको प्राकृतिक गद्दासँग तुलना गर्न सकिन्छ।
वाइजम्यान इन्स्टिच्युटका वैज्ञानिक नादाभ मिसोलले संस्थाको अनुसन्धानसम्बन्धी विवरणमा कार्टिलेजका कोशिकालाई यी पदार्थको विशाल समुद्रमा तैरिरहेका साना टापुसँग तुलना गरेका छन्।
तर नयाँ अनुसन्धानमा मानिसको यही प्राकृतिक सुरक्षात्मक प्रणाली अरू ठूला बाँदरभन्दा फरक भेटियो।
चिम्पान्जी, गोरिल्ला, ओराङउटान र बोनोबोका जोर्नीमा यी रासायनिक पदार्थको मात्रा तुलनात्मक रूपमा उस्तै थियो। मानिसका जोर्नीमा भने त्यसको झन्डै एकतिहाइ मात्रै पाइयो।
यो भिन्नता किन छ भन्ने बुझ्न वैज्ञानिकहरूले जोर्नीको बनोट मात्रै होइन, त्यसलाई नियन्त्रण गर्ने डिएनएको समेत अध्ययन गरे।
पाँच लाखभन्दा बढी आनुवांशिक परिवर्तनको परीक्षण
मानिस र चिम्पान्जीको डिएनए अत्यधिक मिल्दोजुल्दो छ। तैपनि दुई प्रजातिको शरीरको बनोट, हिँडाइ र अन्य धेरै विशेषतामा ठूलो अन्तर छ।
वैज्ञानिकहरूले लामो समयदेखि एउटा प्रश्नको उत्तर खोजिरहेका छन् — त्यति मिल्दोजुल्दो डिएनएले यति फरक शरीर कसरी बनाउँछ?
अनुसन्धान टोलीले सुरूमा १५ हजार ७०८ मानिस र १३९ ठूला बाँदरका आनुवांशिक तथ्यांक तुलना गर्यो। यस क्रममा उनीहरूले मानिसको वंशमा देखिएका लाखौं आनुवांशिक परिवर्तन पहिचान गरे।
तीमध्ये जिनको गतिविधि नियन्त्रण गर्ने क्षेत्रमा रहेका ५ लाख ६१ हजार ४१० आनुवांशिक परिवर्तनलाई प्रयोगशालामा परीक्षण गरियो।
वैज्ञानिकहरूले यी परिवर्तनले कार्टिलेजका कोशिकामा जिनको गतिविधिलाई कसरी असर गर्छन् भन्ने जाँचे।
नतिजामा १५ हजार ७७ आनुवांशिक नियामक स्थानमा मानिससँग सम्बन्धित भिन्न गतिविधि देखियो।
त्यसपछि अर्को असाधारण प्रयोग गरियो।
वैज्ञानिकहरूले मानिस र चिम्पान्जी तथा मानिस र गोरिल्लाका कोशिका प्रयोगशालामा मिलाएर दुवै प्रजातिका आनुवंशिक सामग्री एउटै कोशिकाभित्र रहने व्यवस्था गरे।
त्यसरी बनाइएका कोशिकालाई हड्डी र कार्टिलेज निर्माण गर्ने प्रारम्भिक अवस्थाका कोशिकामा विकसित गरियो।
यसबाट एउटै वातावरणमा मानिसका जिन र अरू ठूला बाँदरका जिनले कसरी काम गर्छन् भन्ने तुलना गर्न सम्भव भयो।
यो मानिस र बाँदरको मिश्रित जीव बनाउने प्रयोग थिएन। आनुवांशिक गतिविधि तुलना गर्न बनाइएका प्रयोगशालाका कोशिका मात्रै थिए।
यही परीक्षणमा एउटा महत्त्वपूर्ण भिन्नता देखियो।
GAG भनिने रासायनिक पदार्थ निर्माणसँग सम्बन्धित धेरै जिन मानिसमा कम सक्रिय थिए। यसले मानिसको विकासक्रममा कार्टिलेज जोगाउन मद्दत गर्ने रासायनिक पदार्थ उत्पादन प्रणालीमा परिवर्तन आएको संकेत गर्यो।
वास्तविक जोर्नी जाँच्दा के भेटियो?
प्रयोगशालाका कोशिकामा देखिएको नतिजा वास्तविक शरीरमा पनि पाइन्छ कि पाइँदैन?
यसको परीक्षण गर्न वैज्ञानिकहरूले मृत्यु भइसकेका ४२ मानिस र सात ठूला बाँदरबाट प्राप्त कार्टिलेजका नमूना अध्ययन गरे।
जम्मा १३९ नमूना आठ प्रकारका जोर्नीबाट संकलन गरिएका थिए।
यी नमूनामा घुँडा, कुहिनो, कम्मर, काँध, नाडी र औंलाका जोर्नी समावेश थिए।
नतिजा उल्लेखनीय थियो।
मानिसको कार्टिलेजमा GAG को समग्र मात्रा अरू ठूला बाँदरको तुलनामा एकतिहाइ मात्र भेटियो।
वैज्ञानिकहरूले उमेर र लिंगका कारण यस्तो भिन्नता देखिएको हुन सक्छ कि भनेर पनि जाँचे। तर उपलब्ध तथ्यांकमा यी कारणले मुख्य अन्तर व्याख्या गर्न सकेनन्।
अझ रोचक कुरा, फरक-फरक भार सहने जोर्नीमा पनि यही प्रवृत्ति भेटियो।
मानिसले धेरै भार दिने कम्मरको जोर्नीमा मात्रै होइन, हातका जोर्नीमा समेत सुरक्षात्मक रासायनिक पदार्थ कम थिए।
यसले केवल दुई खुट्टामा उभिँदा पर्ने अतिरिक्त भारका कारण मात्रै ती रासायनिक पदार्थ घटेका होइनन् भन्ने संकेत गर्छ।
अनुसन्धानको मूल शोधपत्र अनुसार मानिसको वंशमा यी रासायनिक पदार्थ उत्पादन घटाउने आनुवांशिक परिवर्तन भएको हुन सक्ने प्रमाण बलियो छ।
अब प्रश्न उठ्छ — मानिसका जोर्नीमा यी रासायनिक पदार्थ किन कम भए?
यसको निश्चित उत्तर वैज्ञानिकहरूसँग छैन।
मानिसको शरीर विकासक्रममा दुई खुट्टामा हिँड्न अनुकूल बन्दै गयो। कम्मरको हड्डी, खुट्टाको अनुपात र मेरूदण्डको संरचनामा परिवर्तन आए।
नयाँ अध्ययनले शरीरको बाहिरी बनोटसँगै कार्टिलेजको रासायनिक संरचना पनि फरक भएको देखाउँछ।
अनुसन्धानकर्ताहरूका अनुसार GAG को कम उत्पादनले मानिसको विशिष्ट अस्थिपञ्जर बन्ने प्रक्रियामा योगदान दिएको हुन सक्छ।
वाइजम्यान इन्स्टिच्युटको अनुसन्धानसम्बन्धी विवरणमा वैज्ञानिकहरूले दुई सम्भावना अघि सारेका छन्।
पहिलो, GAG को परिवर्तन मानिसको तुलनात्मक रूपमा हलुका र पातलो अस्थिपञ्जरको विकाससँग जोडिएको हुन सक्छ।
दोस्रो, यी रासायनिक पदार्थले मस्तिष्कमा स्नायु कोशिकाबीचको सम्बन्ध स्थिर राख्न पनि भूमिका खेल्ने भएकाले तिनको उत्पादनमा आएको परिवर्तनले मस्तिष्कको सिक्ने र अनुकूल हुने क्षमतामा असर गरेको हुन सक्छ।
तर यी दुवै व्याख्या अहिलेसम्म परीक्षणबाट पुष्टि नभएका परिकल्पना हुन्।
मानिसको मस्तिष्कको विकास वा दुई खुट्टाको हिँडाइका लागि GAG घट्नै आवश्यक थियो भन्ने प्रमाण अध्ययनले दिएको छैन।
के यसै कारण मानिसको घुँडा बढी दुख्छ?
अनुसन्धानको चिकित्सकीय महत्त्व यही प्रश्नमा छ।
कार्टिलेजको क्षयसँग सम्बन्धित अस्टियोआर्थराइटिस मानिसमा व्यापक समस्या हो। यसमा जोर्नीभित्रको कार्टिलेज लगायत अन्य तन्तु प्रभावित हुन्छन्, जसका कारण दुखाइ, सुन्निने समस्या र चल्न कठिनाइ हुन सक्छ।
मेरूदण्डका डिस्क खिइने तथा डिस्क बाहिर निस्केर स्नायुमा दबाब दिने समस्यामा पनि कार्टिलेजसँग सम्बन्धित रासायनिक पदार्थकै भूमिका हुन्छ।
वैज्ञानिकहरूका अनुसार GAG कम हुँदा जोर्नीको दबाब सहने क्षमता कमजोर हुन सक्छ। यसले मानिसमा यस्ता रोगको उच्च जोखिम बुझ्न मद्दत गर्न सक्छ।
तर एउटा महत्त्वपूर्ण सावधानी छ।
यो अनुसन्धानले मानिसको कार्टिलेजमा GAG कम भएको देखाएको हो। यसले त्यही कमीका कारण कुनै निश्चित व्यक्तिमा जोर्नीको रोग विकसित भएको प्रत्यक्ष प्रमाण दिएको छैन।
जोर्नीका रोगमा उमेर, आनुवांशिकता, मोटोपन, चोटपटक, सुन्निने र शारीरिक भारजस्ता अन्य कारणले पनि भूमिका खेल्छन्।
त्यसैले यस अध्ययनलाई घुँडा दुख्ने सबै समस्याको एउटै कारण भेटियो भन्ने अर्थमा बुझ्नु गलत हुन्छ।
म्याकगिल विश्वविद्यालयका आनुवांशिक प्राध्यापक गियोम बुर्कका अनुसार मानिसमा नयाँ विशेषता विकास गराउने आनुवंशिक परिवर्तनले नयाँ कमजोरी पनि निम्त्याएका हुन सक्छन्।
अध्ययनबाट तत्काल कुनै नयाँ औषधि वा उपचार प्रमाणित भएको पनि छैन। तर कुन आनुवांशिक प्रक्रियाले जोर्नीको संरक्षण प्रभावित गर्छ भन्ने थाहा भएपछि भविष्यमा उपचार अनुसन्धानका नयाँ सम्भावना खुल्न सक्छन्।
यस खोजको सबभन्दा रोचक पक्ष मानिसको शरीरलाई हेर्ने हाम्रो दृष्टिकोणसँग सम्बन्धित छ।
विकासक्रमले मानिसलाई दुई खुट्टामा हिँड्ने, लामो दूरी पार गर्ने र अनौठो शारीरिक क्षमता विकास गर्ने बाटोमा पुर्यायो।
तर विकासक्रमले सधैं सबभन्दा बलियो, सबभन्दा टिकाउ वा रोगबाट पूर्ण सुरक्षित शरीर बनाउँदैन।
एउटा विशेषता विकसित हुँदा अर्को पक्षमा कमजोरी रहन सक्छ। मानिसको जोर्नीमा भेटिएको रासायनिक पदार्थको कमी पनि त्यस्तै सम्भावित विकासक्रमीय सम्झौताको संकेत हो।
हामी कसरी दुई खुट्टामा हिँड्न सक्ने भयौं भन्ने प्रश्नको उत्तर खोज्दा वैज्ञानिकहरूले अब अर्को प्रश्न थपेका छन् — हामी त्यसरी हिँड्न सक्षम हुने क्रममा शरीरको भित्री संरचनामा के-कस्ता परिवर्तन भए, र तिनको असर आजसम्म कति बाँकी छ?
***
