टोक्यो विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं सैमुअल पॉइंक्लौक्स (वर्तमान में आओयामा गाकुइन विश्वविद्यालय में) और काज़ुमासा ए. ताकेउची ने उन स्थितियों को स्पष्ट किया है जिनके तहत बड़ी संख्या में “स्क्विशी” अनाज, जो बाहरी ताकतों के जवाब में अपना आकार बदल सकते हैं, एक की तरह कार्य करने से परिवर्तित हो जाते हैं। ठोस होकर तरल की तरह कार्य करता है। भ्रूण के विकास सहित कई जैविक प्रक्रियाओं में समान परिवर्तन होते हैं: कोशिकाएं “स्क्विशी” जैविक “अनाज” होती हैं जो ठोस ऊतकों का निर्माण करती हैं और कभी-कभी विभिन्न अंगों का निर्माण करने के लिए प्रवाहित होती हैं। इस प्रकार, यहां विस्तृत प्रायोगिक और सैद्धांतिक ढांचा यांत्रिक और जैव रासायनिक प्रक्रियाओं की भूमिकाओं को अलग करने में मदद करेगा, जो जीव विज्ञान में एक महत्वपूर्ण चुनौती है। निष्कर्ष जर्नल में प्रकाशित हुए थे राष्ट्रीय विज्ञान अकादमी की कार्यवाही (पीएनएएस)।
एक मेज पर रेत के ढेर की कल्पना करें। जैसे ही हम टेबल के एक सिरे को धीरे-धीरे ऊपर उठाते हैं, वह पहले बिना किसी बाधा के बैठ जाता है और एक ठोस की तरह काम करता है। हालाँकि, एक महत्वपूर्ण कोण पर, रेत के ढेर को एक साथ रखने वाली ताकतें गुरुत्वाकर्षण के अधीन हो जाती हैं: ढेर टूट जाता है और तरल की तरह कार्य करते हुए बहने लगता है। यह एक उपज देने वाला संक्रमण है, “अनाज” के साथ व्यापक रूप से अध्ययन की जाने वाली घटना जो आकार नहीं बदलती है, जैसे कि रेत या चट्टानें। हालाँकि, जीव विज्ञान में “अनाज” अक्सर “स्क्विशी” होते हैं, जो बाहरी ताकतों के अनुसार अपने आकार को अनुकूलित करते हैं।
“हालांकि हमारा शोध एक अच्छी तरह से अध्ययन की गई समस्या पर दोबारा गौर करता है,” पहले लेखक पोइन्क्लौक्स कहते हैं, “यह विभिन्न दृष्टिकोणों को विकसित करने के लिए काफी दिलचस्प और सरल होने के लिए काफी जटिल होने के मधुर बिंदु पर प्रहार करता है। हमने अंतःविषय घटकों को शामिल किया, जैसे कि बायोमैकेनिकल का उपयोग करना उपकरण जो यह अंतर करने में मदद करता है कि क्या “अनाज” आकार या स्थिति बदल रहे हैं।”
दरअसल, शोधकर्ताओं ने प्रयोगों, कंप्यूटर मॉडलिंग और ज्यामितीय विवरण के माध्यम से चुनौती का सामना किया। उन्होंने पतले रबर के छल्ले को अपने “स्क्विशी” अनाज के रूप में इस्तेमाल किया और उन्हें एक कंटेनर में ढेर कर दिया। उन्होंने छल्लों की संख्या, “अनाज” के घनत्व और छल्लों पर लागू पार्श्व बलों की ताकत को अलग-अलग किया। फिर, चित्रों का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं ने छल्लों की स्थिति, आकार और एक दूसरे के साथ संपर्क के बिंदुओं को मापा, क्योंकि छल्लों का बैच विकृत हो गया था। इन उपायों ने उन्हें यह निर्धारित करने की अनुमति दी कि छल्ले ने स्थिति (तरल जैसा व्यवहार) या आकार (ठोस जैसा व्यवहार) में कितना बदलाव किया। अंत में, उन्होंने रिंगों के बीच घर्षण और अंतःक्रिया की भूमिका को समझने के लिए कंप्यूटर सिमुलेशन और ज्यामितीय विश्लेषण किया।
पॉइंक्लौक्स कहते हैं, “हमें परियोजना के अंत में मुख्य आश्चर्य मिला।” “आश्चर्यजनक रूप से, घर्षण संबंधी अंतःक्रियाओं के साथ बड़े और जटिल आकार परिवर्तनों को शामिल करने के बावजूद, एक सरल ज्यामितीय विवरण देखे गए उपज परिवर्तन को रेखांकित करता है।”
ये निष्कर्ष यह समझने की दिशा में पहला कदम हैं कि “स्क्विशी” जैविक अनाज जीवित जीवों में कैसे परस्पर क्रिया करते हैं, और पॉइंक्लौक्स पहले से ही सोच रहे हैं कि आगे क्या करना है।
“जैविक ऊतकों के करीब जाने के लिए, उदाहरण के लिए, हम अंतःक्रियाओं को संशोधित कर सकते हैं और कोशिकाओं के बीच लिंकिंग प्रोटीन का अनुकरण करने के लिए रिंग आसंजन जोड़ सकते हैं। प्रयोगों के लिए इन स्क्विशी रिंगों का उपयोग करने का इरादा रखने वालों के लिए: शीर्ष पर एक कवर ढक्कन लगाना न भूलें प्रयोगशाला में सैकड़ों छल्लों के विस्फोट को रोकने के लिए कंटेनर… मैं यह खुलासा नहीं करूंगा कि यह घटना कितनी बार हुई।”
