1859 की प्रसिद्ध पुस्तक, ‘ऑन द ओरिजिन ऑफ स्पीशीज़’ में, ब्रिटिश प्रकृतिवादी चार्ल्स डार्विन ने दुनिया को यह सिद्धांत प्रस्तुत किया कि जीवन-रूप प्राकृतिक चयन के माध्यम से विकसित हुए।
एक दशक बाद, जब उन्होंने देखा कि जिस टर्की को वह खा रहे थे उसकी एक हड्डी उनके कार्यालय में पड़े थेरोपोड मेगालोसॉरस के जीवाश्म से मिलती जुलती थी, शरीर रचना विज्ञानी थॉमस हेनरी हक्सले ने सुझाव दिया कि आज के पक्षी विलुप्त डायनासोर के वंशज हो सकते हैं।
हक्सले के विचार का प्रमाण एक सदी बाद मिला, फिर भी कुछ रहस्य कायम रहे। एक तो यह कि पक्षियों और डायनासोर दोनों के दिमाग एक ही आकार के थे और थे – जबकि डायनासोर के अन्य हिस्से विकसित होकर छोटे हो गए थे। मस्तिष्क गर्मी उत्पन्न करता है जिसे दूर ले जाने की आवश्यकता होती है, तो छोटे पक्षी के कपाल ने इसे कैसे प्रबंधित किया?
जर्नल में प्रकाशित एक अध्ययन रॉयल सोसाइटी ओपन साइंस सुझाव देता है कि नाक गुहा का उत्तर हो सकता है।
टोक्यो विश्वविद्यालय और नेशनल म्यूजियम ऑफ नेचर एंड साइंस, जापान के एक शोधकर्ता सेशिरो टाडा, जिनकी टीम ने अध्ययन किया था, ने इस लेखक को बताया, “डायनासोर की खोपड़ी से पक्षियों तक का विकास लंबे समय से डायनासोर जीवाश्म विज्ञान में मुख्य फोकस में से एक रहा है।”
“नाक पर ध्यान केंद्रित करके, इस अध्ययन ने हमें डायनासोर से पक्षियों के कपाल विकास के बारे में हमारी समझ को बेहतर बनाने में मदद की।”
डायनासोर गर्म थे या नहीं?
1998 में, दो जीवाश्म खोजे गए चीन में जीवाश्मिकीय साक्ष्य उपलब्ध कराए गए कि आधुनिक पक्षी थेरोपोड डायनासोर से विकसित हुए थे। प्रजातियों के 120 मिलियन वर्ष पुराने जीवाश्म प्रोटार्चियोप्टेरिक्स और कॉडिप्टेरिक्सपंख वाले स्थलीय, दो पैरों वाले डायनासोर से लेकर पक्षियों के विकास के विभिन्न चरणों को दर्शाया गया है।
डायनासोर के पास था धीरे-धीरे विकसित हुआ पक्षी जैसी विशेषताएं, जैसे पंख, विशबोन और पंख। फिर भी जैसे-जैसे वे छोटे होते गए, उनका दिमाग छोटा होता गया। वैज्ञानिक जल्द ही उत्सुक थे: जैसे ही थेरोपोड पक्षी बन गए, किस कपालीय अनुकूलन ने पक्षियों को उनके मस्तिष्क को कुशलतापूर्वक ठंडा करने में मदद की?
आज भी, वैज्ञानिक निश्चित नहीं हैं कि डायनासोर गर्म खून वाले थे या ठंडे खून वाले। ‘डायनासोर’ शब्द ग्रीक शब्द ‘से आया है’deinos‘ और ‘सॉरोस‘, जिसका अर्थ है “भयानक छिपकली”, और छिपकलियां एक्टोथर्म हैं। दूसरी ओर, डायनासोर का संबंध पक्षियों से भी है, जो गर्म रक्त वाले होते हैं।
फ़ाइलोजेनेटिक पेड़ में गैर-एवियन डायनासोर का स्थान – एक आरेख जो दर्शाता है कि विकास द्वारा विभिन्न जीवन-रूप एक-दूसरे से कैसे संबंधित हैं – जानवरों के बीच कहीं है जो शरीर के तापमान को नियंत्रित करने के लिए पर्यावरणीय परिस्थितियों पर निर्भर करते हैं (उदाहरण के लिए छिपकली और मगरमच्छ) और जो इसे अपने दम पर नियंत्रित कर सकते हैं (उदाहरण के लिए पक्षी और मनुष्य)।
चूंकि डायनासोर विलुप्त हो गए हैं, इसलिए कुछ वैज्ञानिकों ने नाक में उत्तर खोजने की कोशिश की।
नाक से पूछो
गर्म रक्त वाले जानवरों की नाक गुहा में पतली हड्डी की प्लेटों से बनी एक जटिल स्क्रॉल जैसी संरचना होती है जिसे नाक, या श्वसन, टरबाइनेट कहा जाता है।
नेज़ल टर्बाइनेट्स केवल गर्म रक्त वाले प्राणियों में पाए जाते हैं। वे श्वसन के दौरान गर्मी और नमी के आदान-प्रदान को विनियमित करने के लिए जिम्मेदार हैं।
हालांकि शोधकर्ताओं ने डायनासोर की चयापचय दर पर उनके प्रभाव को स्पष्ट कर दिया है, लेकिन वे अभी तक टर्बाइनेट के वास्तविक शारीरिक कार्य को पूरी तरह से नहीं समझ पाए हैं।
उनकी जिलेटिनस संरचना के कारण, नाक के टर्बाइनेट शायद ही कभी जीवाश्मीकरण से बच पाते हैं। समाधान के रूप में, टाडा एंड कंपनी। नाक टरबाइनेट की उपस्थिति या अनुपस्थिति के आधार पर जांच की गई कि नाक गुहा का आकार छोटा था या बड़ा।
टीम ने 51 वर्तमान प्रजातियों के कंप्यूटेड टोमोग्राफी (सीटी) स्कैन प्राप्त किए: 21 पक्षी, आठ स्तनधारी, चार मगरमच्छ (मगरमच्छ और मगरमच्छ), तीन वृषण (कछुए और कछुए), और 11 लेपिडोसोरिया (सांप, छिपकली, इगुआना, आदि)। स्कैन डेटा का उपयोग तब उनकी नाक गुहाओं के 3डी पुनर्निर्माण के लिए किया गया था।
टीम ने जीवाश्मों के आधार पर वेलोसिरैप्टर (एक प्रकार का थेरोपोड) की त्रि-आयामी नाक गुहा का डिजिटल रूप से पुनर्निर्माण भी किया। पुनर्निर्माण में मांसल नासिका, मैक्सिला (निचले जबड़े की हड्डी) की आंतरिक संरचना और नाक के आसपास के अन्य नरम ऊतकों जैसी भौतिक विशेषताओं का ध्यान रखा गया है, जो जीवाश्मीकरण के दौरान खो जाने की संभावना है।
डायनासोर की दुनिया
इन 3डी स्कैन की तुलना करने पर, शोधकर्ताओं ने पाया कि, उनके सिर के आकार के सापेक्ष, गर्म खून वाले जानवरों की नाक गुहाएं ठंडे खून वाले जानवरों की तुलना में बहुत बड़ी थीं।
पुनर्निर्माण और कुछ विश्लेषण श्वसन टर्बाइनेट्स के एक कम ज्ञात शारीरिक कार्य पर भी प्रकाश डालते हैं: मस्तिष्क को ठंडा करना। “हमारे अध्ययन से पता चला कि श्वसन टरबाइनेट और बड़ी नाक गुहा के प्राथमिक कार्यों में से एक है [warm-blooded animals] यह उनके बड़े मस्तिष्क को ठंडा करने के लिए है, न कि पूरे शरीर के चयापचय के लिए, जिसे सच माना जाता था लेकिन अनसुना रह गया,” डॉ. टाडा ने कहा।
शोधकर्ताओं ने यह भी पाया कि वेलोसिरैप्टर में आधुनिक पक्षियों की तुलना में छोटी नाक गुहा थी, और थेरोपोड में पूरी तरह से विकसित शीतलन प्रणाली नहीं थी जो एक गर्म रक्त वाले जानवर को ‘संचालित’ करने वाले मस्तिष्क के लिए आवश्यक होगी। दूसरी ओर, पक्षियों और स्तनधारियों में बड़ी नाक गुहाएँ होती थीं जो बदले में एक अच्छी तरह से विकसित श्वसन टरबाइन को समायोजित करती थीं, और जो बदले में उनके मस्तिष्क को कुशलता से ठंडा करती थीं। कम से कम यही परिकल्पना है।
उन्होंने यह भी पाया कि वेलोसिरैप्टर में, मैक्सिला का नाक मार्ग के आकार पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। इसके आधार पर, उन्होंने प्रस्तावित किया है कि “थेरोपोड वंश पर मैक्सिला की बड़ी कमी के परिणामस्वरूप नाक गुहा उनकी थर्मल विनियमन रणनीति के लिए एक महत्वपूर्ण उपकरण बन गया”।
डॉ. टाडा ने कहा कि उनकी परिकल्पनाओं को मान्य करने के लिए अधिक और बेहतर शोध की आवश्यकता होगी, लेकिन यह भी कि उनका वर्तमान अध्ययन डायनासोर के पक्षी बनने के कारण श्वसन और थर्मोरेग्यूलेशन में परिवर्तनों को उजागर करने के लिए और अधिक शोध को प्रोत्साहित करेगा।
उन्होंने कहा, “जीवों का विकास शून्य में नहीं बल्कि उनके आसपास के वातावरण के संबंध में होता है।” “हमें उम्मीद है कि हम डायनासोरों के विकास और जिस पृथ्वी पर वे चले, उसके पर्यावरण के बारे में ऐसी और अधिक जानकारी हासिल कर सकेंगे।”
संजुक्ता मंडल एक रसायनज्ञ से विज्ञान लेखिका बनी हैं, जिनके पास STEM यूट्यूब चैनलों के लिए लोकप्रिय विज्ञान लेख और स्क्रिप्ट लिखने का अनुभव है।