- ફયુચર સાયન્સ-કે.આર.ચૌધરી
૨૬ એપ્રિલ ૧૯૮૬ની તે વિકરાળ રાત્રિ પછી લગભગ ચાર દાયકા વીતી ગયા છે. જ્યારે યુક્રેનના ચેર્નોબિલ પરમાણુ પાવર સ્ટેશનના ચોથા રિએક્ટરમાં વિસ્ફોટ થયો હતો. જે પૃથ્વી પરની માનવ ઇતિહાસની સૌથી મોટી પરમાણુ દુર્ઘટના હતી. આજે જે જગ્યા માનવજાત માટે રહેવાલાયક નથી, ત્યાં વિજ્ઞાનીઓએ જીવનનું એક અદ્ભુત સ્વરૂપ શોધી કાઢયું છે. જે ઘાતક રેડિએશનમાં માત્ર ટકી જ રહેતું નથી, પરંતુ રેડિએશનમાં વિકાસ પામી રહ્યું છે. રેડિએશનને જ ખોરાક તરીકે ઉપયોગ કરી રહ્યું છે! ૫૦૦ ગણા વધુ રેડિએશનની હાજરીમાં આ ફૂગ વધુ ઝડપથી વિકાસ પામી રહી હે. ઉપરાંત વધુ બાયોમાસ એકઠો કરે છે. ઘાતક રેડિએશનમાં ટકી રહેલ સુક્ષ્મ સજીવનું નામ છે : ક્લેડોસ્પોરિયમ સ્ફેરોસ્પર્મમ. રસપ્રદ વાત એ છે કે ચેર્નોબિલ એક્સક્લુઝન ઝોનની આસપાસમાં દેડકાઓની નવી પેઢી જન્મી ચુકી છે. આ દેડકાઓનો રંગ વધુ કાળો થઇ ગયો છે, કારણ કે તેમના શરીરમાં વધેલું મેલાનિનનું પ્રમાણ જીવલેણ રેડિએશનને શરીરમાં પ્રવેશતું અટકાવે છે. PLOS Oneમાં પ્રકાશિત થયેલા એક અભ્યાસ મુજબ, ભવિષ્યમાં આ કિરણોત્સર્ગ-અવરોધક ક્ષમતા ગેમ-ચેન્જર બની શકે છે. વિજ્ઞાનીઓએ પોતાનાં લેટેસ્ટ સંશોધન વિશે 'કરંટ ઓપિનિયન ઇન માઇક્રોબાયોલોજી જર્નલ'માં અનેક ખુલાસા પણ કર્યા છે. રેડીએશન સામે રક્ષણ મેળવવામાં મેલાનિનની શું ભૂમિકા છે?
કાળા દેડકા, કાળી ફૂગ અને ઉત્ક્રાંતિ
૧૯૯૧માં જ્યારે યુક્રેનિયન વિજ્ઞાનીઓ પ્રથમ વખત રિએક્ટરની અંદર ગયા, ત્યારે તેઓએ જેટ-બ્લેક ફૂગને સૌથી ઊંચા રેડિએશન સ્તરવાળા વિસ્તારોમાં ઉગતી જોઈને આશ્ચર્યચકિત થઈ ગયા હતાં. વિનાશ પામેલા રિએક્ટરની દિવાલો પર 'ક્લેડોસ્પોરિયમ સ્ફેરોસ્પર્મમ' નામની આ કાળી ફૂગ ઉગી રહી છે. એલ્બર્ટ આઈન્સ્ટાઈન કોલેજ ઓફ મેડિસિનના વિજ્ઞાનીઓ એકાટેરિના ડાડાચોવા અને આર્તુરો કાસાડેવાલ તથા તેમની ટીમે નિર્ણાયક શોધ કરી હતી. ફૂગમાં હાજર મેલાનિન, ગામા કિરણોને રાસાયણિક ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરી શકે છે. જેમ છોડ સૂર્યપ્રકાશને પ્રકાશસંશ્લેષણ દ્વારા ઊર્જામાં બદલે છે. તેમ ફૂગમાં હાજર મેલાનિન, ગામા કિરણોની હાજરીમાં રાસાયણિક ઊર્જા પેદા કરે છે. આ પ્રક્રિયાને વિજ્ઞાનીઓએ 'રેડિયોસિન્થેસિસ' નામ આપ્યું છે.
રસપ્રદ વાત એ છે કે આ ફૂગ અહીં એકલી વિકસી રહી નથી. ચેર્નોબિલ એક્સક્લુઝન ઝોનની આસપાસના દેડકાઓ પણ વધુ કાળા બની ગયા છે, કારણ કે તેમના શરીરમાં વધેલું મેલાનિન જીવલેણ રેડિએશનને અવરોધે છે. તેમના સ્વસ્થ સંતાનોને પણ આ કુદરતી રક્ષણ મળી ચૂક્યું છે. હવે દેડકાઓની આવનારી પ્રજાતિ, વધું ઘટ્ટ કાળો રંગ લઈને જન્મે છે. આ વૈજ્ઞાનિક સિદ્ધાંતની સરખામણી, આફ્રિકાના અશ્વેત માનવીઓ સાથે કરી શકાય. વિષુવવૃતના પ્રદેશમાં જ્યાં સૂર્યના કિરણો એકદમ સીધા પડે છે, ત્યાં આફ્રિકન પ્રજાને સૂર્યના રેડિયેશનથી બચાવવા માટે પ્રકૃતિએ પણ અત્યંત કાળો રંગ આપ્યો છે,
મેલાનિન UV કિરણોને શોષી લે છે. UV કિરણોને ઓછી હાનિકારક ઉષ્મા ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરે છે. જેથી DNAને નુકસાન થતું અટકે છે. આ ઉત્ક્રાંતિશીલ અનુકૂલન દર્શાવે છે કે 'પ્રકૃતિ પણ ખતરનાક રેડિયેશન વચ્ચે સજીવને ટકાવી રાખવાના રસ્તા શોધી કાઢે છે. આ શોધ માત્ર જૈવિક વિજ્ઞાનમાં જ નહીં, પરંતુ અંતરિક્ષ સંશોધન, પરમાણુ કચરાની સફાઈ અને વિકિરણ ઉપચાર સહિત અનેક ક્ષેત્રોમાં ક્રાંતિકારી સંભાવનાઓ ખોલી આપે છે. વાસ્તવમાં સજીવ અને રેડિએશન વચ્ચેના સંબંધની સમજણ લાંબી વૈજ્ઞાનિક યાત્રાનું પરિણામ છે. તો ચાલો જાણીએ કે મનુષ્ય અને રેડિએશન વચ્ચેનો સંબંધ કેવી રીતે શરુ થયો?
1986ની એ વિકરાળ રાત્રિ
હવે આપણે ફાસ્ટ બેકવર્ડ વડે ભૂતકાળમાં જઈએ. તારીખ ૨૬ એપ્રિલ ૧૯૮૬, સમય : રાત્રે ૧:૨૩ વાગ્યા. યુક્રેનના પ્રિપ્યાટ શહેરમાં લોકો ગાઢ ઊંઘમાં હતા. બાળકો પોતાના સપનાંમાં હસતા હતા, માતા-પિતા આવતીકાલની આશાઓ સાથે સૂતા હતા. પરંતુ માત્ર બે કિલોમીટર દૂર, ચેર્નોબિલ પાવર સ્ટેશનના ચોથા રિએક્ટરમાં એક ભયાનક તોફાન પેદા થઇ ગયું હતું. કંટ્રોલ રૂમમાં એન્જિનિયરો એક રૂટિન સેફ્ટી ટેસ્ટ કરી રહ્યા હતા. તેઓને ખબર ન હતી કે તેઓ મૃત્યુને આમંત્રણ આપી રહ્યા છે. અચાનક કંટ્રોલ પેનલ પર લાલ લાઈટો ચમકવા લાગી. એલાર્મ્સ કર્કશ અવાજો કરવા લાગ્યા. એન્જિનિયરોએ ઈમરજન્સી શટડાઉન બટન દબાવ્યું, પરંતુ પહેલેથી જ ખુબ જ મોડું થઈ ગયું હતું. એક ભયંકર ધડાકો. પછી બીજો. ૧૨૦૦ ટનનાં રિએક્ટરનું ઢાંકણ હવામાં ઉડી ગયું, જાણે કાગળનો ટુકડો. આકાશમાં વાદળી રોશની વેરાઈ ગઈ. આ હતો ખતરનાક આયોનાઇઝિંગ રેડિએશનનો પ્રકાશ. વિસ્ફોટ તાકી, ૨૮મી મિનિટે પ્રથમ ફાયર ફાઇટર્સ ઘટના સ્થળ પરપહોંચી ગયાં. તેઓ બહાદુર અને ઘટનાથી અજાણ, લાચાર નોકર હતા. પોતાના હાથે જ તેઓ મૃત્ય સ્વરૂપ ગ્રેફાઇટના સળગતા ટુકડાઓ ઉપાડી રહ્યા હતા. માનવ શરીર માટે ૪૦૦ રોન્ટજન પ્રાણઘાતક છે. અહીં તો દરેક ટુકડો ૨૦,૦૦૦ રોન્ટજન રેડિએશન ફેલાવી રહ્યો હતો. મોટાભાગના બહાદુર ફાયર ફાઇટર્સ ત્રણ અઠવાડિયામાં દર્દનાક મૃત્યુ પામ્યા. તેમનું શરીર અંદરથી ઓગળી ગયું. હોસ્પિટલમાં તેમનો સ્પર્શ કરવા પણ કોઈ તૈયાર ન હતું. સરકારે લોકોને પરમાણું દુર્ઘટના વિષે કશું કહ્યું નહીં. બીજા દિવસે બાળકો રમતા રહ્યા, લગ્નો યોજાતા રહ્યાં. આકાશમાંથી અદ્રશ્ય મૃત્યુ વરસતું રહ્યું. છેવટે ૩૬ કલાક પછી લોકોનું સ્થળાંતર શરૂ થયું. ૫૦,૦૦૦ લોકો કાયમી ધોરણે પોતાનું ઘર, યાદો, અને જિંદગી છોડીને ચાલી ગયા. આજે, ૩૮ વર્ષ પછી, ચેર્નોબિલ એક ભૂતિયા શહેર જેવું છે. ત્યાંના રૂમોમાં રમકડાં પડયા છે, શાળાઓમાં પુસ્તકો ખુલ્લાં છે, એમ્યુઝમેન્ટ પાર્કનું ફેરિસ વ્હીલ થંભેલું છે. આ શહેર ૨૪,૦૦૦ વર્ષ સુધી રહેવા યોગ્ય રહ્યું નથી.
બેકરેલથી ચેર્નોબિલ સુધી
ભૌતિકશાસ્ત્રી હેનરી બેકરેલ યુરેનિયમ લવણોને સૂર્યપ્રકાશમાં મૂકીને તેમની ફોસ્ફોરેસન્સની ક્ષમતા ચકાસવા માંગતા હતા. પણ વાદળછાયા હવામાનને લીધે તેમણે યુરેનિયમ લવણો અને ફોટોગ્રાફિક પ્લેટ્સ એક કાળા કાગળમાં લપેટીને ડ્રોઅરમાં મૂકી દીધા હતાં. ૨૬ ફેબુ્રઆરી ૧૮૯૬ના દિવસે જ્યારે તેમણે ડ્રોઅર ખોલ્યું, ત્યારે ફોટોગ્રાફિક પ્લેટ પર યુરેનિયમની સ્પષ્ટ છબી પડી હતી. સૂર્યપ્રકાશ પડયો ન હોવા છતાં પ્લેટ પર આ તસવીર તૈયાર થઈ હતી. આ અકસ્માતે મનુષ્યને રેડિયોએક્ટિવિટીની શક્તિશાળી ઊર્જાથી પરિચય કરાવ્યો હતો.
૧૯૦૩માં બેકરેલને મેરી ક્યુરી અને પિયર ક્યુરી સાથે નોબેલ પુરસ્કાર એનાયત થયો. પોલેન્ડમાં જન્મેલી મેરી ક્યુરીએ એક અત્યાધુનિક ઇલેક્ટ્રોમીટર વડે યુરેનિયમની રેડિયોએક્ટિવ ક્ષમતા માપી. મેરીએ શોધી કાઢયું કે 'પ્રકાશની માફક જ ફોટોગ્રાફિક પ્લેટ ઉપર અસર કરવાનો ગુણધર્મ યુરેનિયમનાં પરમાણુમાંથી આવે છે. તેમણે બે નવા રેડિયોએક્ટિવ તત્વો પણ શોધ્યા : જેનું નામ પોલોનિયમ અને રેડિયમ રાખવામાં આવ્યું હતું. મેરી ક્યુરીએ જ પ્રથમ વખત 'રેડિયોએક્ટિવિટી' શબ્દ પ્રયોગ કર્યો હતો. ૧૯૧૧માં તેમણે રસાયણશાસ્ત્રમાં બીજો નોબેલ પુરસ્કાર પણ જીત્યો હતો.
આ શોધોએ એક મહત્વપૂર્ણ પ્રશ્ન ઉભો કર્યો : શું સજીવ ઘાતક રેડિએશનમાં ટકી શકે? લાંબા સમય સુધી તેનો જવાબ 'ના' હતો. ૧૯૫૦ના દાયકામાં વિજ્ઞાનીઓએ ઓરેગોનમાં એક રસપ્રદ શોધ કરી. આર્થર એન્ડરસને ડબ્બાબંધ ખોરાકને સ્ટેરિલાઇઝ કરવા માટે ગામા રેડિએશનનો ઉપયોગ કર્યો. એક માંસના ડબ્બાને એટલા ઊંચા રેડિએશન સ્તરે ખુલ્લો મૂકવામાં આવ્યો. રેડિએશન તમામ જાણીતા સુક્ષ્મ સ્વરૂપોને મારી નાખવા માટે પૂરતું હતું. આમ છતાં માંસ બગડી ગયું! તપાસ કરતાં તેમાં અદ્ભુત બેક્ટેરિયાની હાજરી મળી આવી. જેને ડીનોકોકસ રેડિયોડયુરન્સ નામ આપવામાં આવ્યું હતું. વિજ્ઞાનીઓ તેને મજાકમાં 'કોનન બેક્ટેરિયન' બોલાવે છે. જે ૫,૦૦૦ (ગ્રે) રેડિએશનને સહન કરી શકે છે. સરખામણી કરવી હોય તો, બેક્ટેરિયા સામે વિશાળ કદ ધરાવતો માનવી માત્ર 5 Gy ડોઝથી મૃત્યુ પામે છે!
જાદુઈ બખ્તર
નેલી ઝદાનોવા યુક્રેનિયન એકેડેમી ઓફ સાયન્સિસની માઇક્રોબાયોલોજી અને વાઇરોલોજી ઇન્સ્ટિટયૂટની માયકોલોજિસ્ટ હતી. જ્યારે અન્ય વિજ્ઞાનીઓ દૂરથી જ રોબોટિક ઉપકરણો વડે રિએક્ટરનો અભ્યાસ કરતા હતા, ત્યારે ૧૯૯૧માં નેલીએ સૌપ્રથમ ચેર્નોબિલ રિએક્ટર-૪ની અંદર પ્રવેશવાની હિંમત કરી હતી. ૧૯૯૦ના દાયકામાં ચેર્નોબિલના ૩૦ કિમીના એક્સક્લુઝન ઝોનમાં તેઓ ડઝનેક વાર ગયા હતા. જ્યાંથી તેમણે ૯૮ જાતિની, ૨૦૦ પ્રજાતિની ૨૦૦૦ સ્ટ્રેઇન્સ વાળી વિવિધ ફૂગ એકત્રિત કરી હતી. તેમણે એક ચોંકાવનારી શોધ કરી : કેટલીક ફૂગ રિએક્ટરમાંથી નીકળેલા ગ્રેફાઇટના અત્યંત કિરણોત્સર્ગી ટુકડાઓની હાજરીમાં માત્ર વિકસતી જ ન હતી. પરંતુ 'હોટ પાર્ટિકલ્સ'ની તરફ ખેંચાતી પણ હતી! આ અભૂતપૂર્વ વર્તનને, ઝદાનોવાએ 'રેડિયોટ્રોપિઝમ' નામ આપ્યું છે. ૨૦૦૪માં તેમણે જર્નલ માયકોલોજિકલ રિસર્ચમાં સાબિત કર્યું કે 'આયોનાઇઝિંગ રેડિએશન ફંગસને આકર્ષે છે. ઝદાનોવાએ તેમના સંશોધનોમાં દર્શાવ્યું કે 'કાળા રંગ દ્રવ્યવાળા ફંગસ, સફેદ ફંગસ કરતાં વધુ રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સ શોષી શકે છે.' એકાટેરિના ડાડાચોવા રશિયાના મોસ્કોમાં જન્મેલા અને મોસ્કો સ્ટેટ યુનિવર્સિટીમાંથી રસાયણ શાસ્ત્રમાં સ્નાતક અને ભૌતિક રસાયણ શાસ્ત્રમાં પીએચડી કરેલ વિજ્ઞાની છે. તેઓ ન્યૂયોર્કની આઈન્સ્ટાઈન કોલેજમાં રેડિયોલોજી, માઇક્રોબાયોલોજી અને ઇમ્યુનોલોજીના પ્રોફેસર પણ રહી ચુક્યા છે. તેમણે ચેર્નોબિલમાંથી લાવેલા ક્લેડોસ્પોરિયમ સ્ફેરોસ્પર્મમના નમૂનાઓને સામાન્ય પર્યાવરણીય રેડિએશન કરતાં ૫૦૦ ગણા વધુ સીઝીયમ-૧૩૭ ગામા રેડિએશનમાં મૂક્યા. પરિણામો આશ્ચર્યજનક હતા : મેલાનિનયુક્ત ફંગસે ૧૦% વધુ ઝડપથી વિકાસ કર્યો હતો. ઉપરાંત વધુ બાયોમાસ ઉત્પન્ન કર્યો હતો. જ્યારે મેલાનિન વગરના અથવા મ્યુટેટેડ સ્ટ્રેઇન્સે, કોઈ વધારાનો વિકાસ દર્શાવ્યો હતો નહીં. તેમણે જણાવ્યું કે 'આયોનાઇઝિંગ રેડિએશનની ઊર્જા, સફેદ પ્રકાશની ઊર્જા કરતાં લગભગ ૧૦ લાખ ગણી વધુ હોય છે. આટલી શક્તિશાળી ઊર્જાને રૂપાંતરિત કરવા માટે મનુષ્યને ખૂબ જ સક્ષમ ઊર્જા ટ્રાન્સડયુસરની જરૂર પડે છે. આ કામ એક સૂક્ષ્મ ફૂગ આસાનીથી કરી આપે છે, કારણકે આ કામ કરવા માટે માત્ર મેલાનિન સક્ષમ છે.
