अपने हैमबर्गर को मिट्टी में उपस्थित बैक्टीरिया (जीवाणु) से “स्वस्थ” रखें

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स्टेफ़नी डी. जरबर्ग 1,*

1 जर्मन सेंटर फॉर इंटीग्रेटिव बायोडायवर्सिटी रिसर्च (iDiv), लीपज़िग, जर्मनी

सन 1993 में, जीवाणु एस्चेरिचिया कोलाई के प्रकोप ने पुरे संयुक्त राज्य में 700 से भी अधिक लोगों को बीमार कर दिया। एक विशेष प्रकार का ई. कोलाई, जिसे स्ट्रेन (उपभेद) O157:H7 कहा जाता है, मवेशियों की आंतों में रहता है और गाय के गोबर के माध्यम से पानी और खाद में फैलता है। O157:H7 स्ट्रेन (उपभेद) पानी या खाद में कई महीनों तक जीवित रह सकता है, जब तक कि यह मांस या सब्जियों के माध्यम से मनुष्यों तक नहीं पहुंचता, जिससे बीमारी होती है। हालाँकि, ई. कोलाई मिट्टी में बहुत कम समय तक जीवित रहता है क्योंकि इसे वहां पहले से मौजूद कई प्रकार के जीवाणुओं से प्रतिस्पर्धा करनी होती है। मिट्टी के जीवाणुओं के लिए, तनाव O157:H7 एक आक्रमणकारी है, और आक्रमणकारी जीवित रहने के लिए मूल जीवों के “बचे हुए” पर निर्भर करते हैं। अधिक विविध समुदायों में, कम संसाधन पीछे छूट जाते हैं, और जीवों के लिए आक्रमण करना कठिन होता है। यही कारण है कि ई. कोलाई O157:H7 मिट्टी में सबसे कम सफल है, जो पृथ्वी पर सबसे विविध वातावरण है, और यह कई कारणों में से एक है कि मिट्टी के बैक्टीरिया हमारे स्वास्थ्य के लिए महत्वपूर्ण हैं।

एस्चेरिचिया कोलाई हमले!

सन 1993 में, जीवाणु एस्चेरिचिया कोलाई के प्रकोप के कारण संयुक्त राज्य भर में 700 से अधिक लोग गंभीर रूप से बीमार हो गए। अपराधी कच्चा गोमांस पैटीज़ था। तेरह साल बाद, ई. कोलाई के एक और प्रकोप के कारण पूरे देश में बड़े पैमाने पर पहले से पैक पालक को वापस मंगाया गया। इस बार, स्रोत पालक के खेत के बगल में एक पशु फार्म था। तब से, पनीर, प्याज, सोया और हाल ही में रोमेन लेट्यूस के सेवन से ई. कोलाई का प्रकोप शुरू हो गया है। ये प्रकोप हमेशा एक ही जीवाणु के कारण होते थे: ई. कोलाईस्ट्रेन (उपभेद) O157:H7। यह जीवाणु कौन है और यह अभी भी रोग फैलने का कारण क्यों बन रहा है? और अधिक सीखने के लिए पढ़ना जारी रखें!

ई. कोलाई का इतिहास और लक्षण

आज हम जिन जीवाणुओं के बारे में जानते हैं उनमें से अधिकांश की खोज पिछले 10 वर्षों में हुई थी। हालाँकि, ई. कोलाई इसका अपवाद है। इस जीवाणु की खोज 1885 में बाल रोग विशेषज्ञ थियोडोर एस्चेरिच ने स्वस्थ मनुष्यों के बृहदान्त्र में की थी, जिनके नाम पर इस जीवाणु का नाम रखा गया है। कोली या कोलाई का तात्पर्य उनके निवास स्थान, कोलन से है। क्योंकि यह प्रयोगशाला में इतनी अच्छी तरह से बढ़ता है, सूक्ष्म जीवविज्ञानियों ने यह समझने के लिए ई. कोलाई का अध्ययन जारी रखा है कि बैक्टीरिया कैसे बढ़ते हैं और अपने परिवेश पर कैसे प्रतिक्रिया करते हैं।

कई विशेषताएं जो ई. कोलाई को एक अध्ययन जीव के रूप में इतना आकर्षक बनाती हैं, वे इस जीवाणु को भी अलग बनाती हैं। सबसे पहले, ई. कोलाई बहुत अच्छी तरह से बढ़ता है अगर इसे सही खाद्य स्रोत दिए जाएं - और ऐसे कई खाद्य स्रोत हैं जो इस जीवाणु के लिए “सही” हैं। पर्याप्त भोजन के साथ, ई. कोलाई बहुत तेजी से बढ़ सकता है: 7 घंटे के भीतर एक कोशिका से दस लाख कोशिकाओं तक! दूसरा, बैक्टीरिया अपने जीन बदल सकते हैं, और ई. कोलाई इसमें विशेष रूप से अच्छा है (चित्र 1)। जीन कोशिका के निर्देश पुस्तिका हैं, और जानवरों जैसे बड़े जीवों के विपरीत, बैक्टीरिया एक दूसरे के साथ जीन का व्यापार कर सकते हैं, वायरस से जीन प्राप्त कर सकते हैं, या पर्यावरण से जीन ले सकते हैं। जब कोई जीवाणु अपने जीन को बदलता है, तो उसके व्यवहार और क्षमताएं भी बदल जाती हैं, और उसके वंशज, जो समान नए जीन प्राप्त करते हैं, एक विशिष्ट नस्ल के सदस्य बन जाते हैं - जैसे कि आप अपने परिवार के सदस्य हैं और उनके साथ कई विशेषताएं साझा करते हैं। पारिवारिक नामों के बजाय, उपभेदों की पहचान आमतौर पर अक्षरों और संख्याओं के कोड नाम से की जाती है, जैसे O157:H7।

सुपर स्ट्रेन O157: H7

विभिन्न उपभेदों की हजारों ई. कोलाई कोशिकाएं स्वस्थ मानव आंत में रहती हैं और हमें साल्मोनेला जैसे अन्य रोगजनक, या रोग पैदा करने वाले बैक्टीरिया से बचाती हैं। लेकिन स्ट्रेन O157:H7 ऐसा नहीं करता है। पहली बार 1983 में खोजा गया, ई. कोलाई स्ट्रेन O157:H7 अब अकेले संयुक्त राज्य अमेरिका में प्रति वर्ष ~73,000 लोगों को संक्रमित करता है [1]। जो चीज़ इस स्ट्रेन को अद्वितीय बनाती है वह है इसके द्वारा प्राप्त जीनों का सेट: जीनों का एक सेट स्ट्रेन O157:H7 को शिगा टॉक्सिन उत्पन्न करने की क्षमता देता है, जो जहरीला पदार्थ है जो संक्रमित लोगों को बीमार बनाता है। ज़हर पैदा करना हमारे स्वास्थ्य के लिए खतरा बनने के लिए पर्याप्त नहीं है। स्ट्रेन O157:H7 भी इस तरह से व्यवहार करता है जो इसे एक रोगज़नक़ बनाता है: यह सक्रिय रूप से फैलने की कोशिश करता है। सभी ई. कोलाई उपभेद ऐसा नहीं करते हैं। यह प्रसार व्यवहार पर्यावरण से प्राप्त जीनों का भी परिणाम है (चित्र 1)।

सन 1993 के बाद से, O157:H7 के कारण होने वाली बीमारियों का लगभग हर साल प्रकोप होता रहा है। वे अब भी क्यों होते हैं? इसका सरल उत्तर यह है कि ऐसे कई तरीके हैं जिनसे ई. कोलाई आपके भोजन तक पहुंच सकता है। यदि आपके हैमबर्गर को बनाने में इस्तेमाल किया गया गोमांस किसी संक्रमित गाय से आया है, तो संभवतः आपका बर्गर दूषित है, लेकिन यह कोई समस्या नहीं है, क्योंकि हैमबर्गर को कभी भी कच्चा नहीं खाया जाता है। जब आप अपना हैमबर्गर पकाते हैं, तो उसमें मौजूद ई. कोलाई गर्मी से मर जाता है, और मांस खाने के लिए सुरक्षित रहता है। लेकिन लेट्यूस जैसी सब्ज़ियां अक्सर कच्ची खाई जाती हैं, और ऐसी स्थिति में, जब आप इन्हें खाते हैं तो बैक्टीरिया जीवित हो सकते हैं।

ई. कोलाई आम तौर पर मवेशियों की आंतों में हफ्तों से लेकर महीनों तक रहता है, जहां यह बीमारी का कारण नहीं बनता है (चित्र 2)। इन जानवरों के मल में कई ई. कोलाई कोशिकाएं होती हैं: संक्रमित गाय के एक ग्राम मल में 50 मिलियन से अधिक ई. कोली कोशिकाएं हो सकती हैं, और एक बार जब वे गाय को खाद के रूप में छोड़ देते हैं तो उनसे छुटकारा पाना बेहद मुश्किल होता है। खाद इन जीवाणुओं को 21 महीने से अधिक समय तक आश्रय दे सकती है, जिससे जीवाणुओं को मिट्टी तक पहुँचने का भरपूर अवसर मिलता है। यदि खाद पानी तक पहुंच जाती है, तो बैक्टीरिया वहां 8 महीने से अधिक समय तक जीवित रह सकते हैं और इस दौरान, जब पानी का उपयोग फसलों की सिंचाई के लिए किया जाता है, तो वे मिट्टी में भी मिल सकते हैं। एक बार मिट्टी में, ई. कोलाई फसल के पौधों से संपर्क कर सकता है, जिसके परिणामस्वरूप फल और सब्जियाँ दूषित हो सकती हैं।

मिट्टी के बैक्टीरिया, एक समाधान

यह देखते हुए कि ये बैक्टीरिया कितने समय तक जीवित रह सकते हैं और कितनी आसानी से फैलते हैं, ई. कोलाई अपेक्षाकृत दुर्लभ क्यों है? उत्तर: मृदा जीवाणु। हमारी सब्जियों को दूषित करने के लिए, ई. कोली को मिट्टी में जीवित रहना चाहिए, लेकिन ऐसा करने की इसकी क्षमता सीमित है। मिट्टी में, ई. कोलाई केवल 3 महीने तक ही जीवित रह सकता है। वैज्ञानिकों का मानना है कि मिट्टी के जीवाणुओं की विविधता, या वहां प्राकृतिक रूप से रहने वाले विभिन्न प्रकार के जीवाणुओं की संख्या, सारा फर्क लाती है [2]। कोई भी पर्यावरण मिट्टी से अधिक विविधतापूर्ण नहीं है। एक मुट्ठी मिट्टी में 10,000 विभिन्न बैक्टीरिया हो सकते हैं [3], और अक्सर, उनमें से कई ई. कोली के गैर-संक्रामक उपभेद होते हैं। कई प्रयोगों में, वैज्ञानिकों ने दिखाया है कि मिट्टी में जितनी अधिक विविधता होगी, खतरनाक बैक्टीरिया के लिए उस पर सफलतापूर्वक आक्रमण करना उतना ही कठिन होगा। इसका कारण उन संसाधनों की उपलब्धता प्रतीत होता है जिनकी आक्रमणकारी जीवाणुओं को जीवित रहने के लिए आवश्यकता होती है [4]। बैक्टीरिया के लिए संसाधन की खपत जानवरों में भोजन की प्राथमिकताओं के समान है, और बैक्टीरिया के विभिन्न प्रकार विभिन्न संसाधनों का उपभोग करते हैं। जब मिट्टी जैसे पर्यावरण में प्राकृतिक जीवाणुओं की उच्च विविधता होती है, तो जीवाणु समुदाय संसाधनों की एक विस्तृत श्रृंखला का उपभोग करता है, और पीछे कुछ भी नहीं छोड़ता है। जब ई. कोलाई इस वातावरण में उतरता है, तो यह भोजन करने या बढ़ने में सक्षम नहीं होता है, और इसलिए यह मर जाता है। बैक्टीरिया के कम विविध समूह “बचे हुए” को छोड़कर सभी संसाधनों का उपभोग नहीं कर सकते हैं, जिसका उपयोग ई. कोलाई बढ़ने और फैलने के लिए कर सकता है।

एंटीबायोटिक्स ई. कोलाई में कैसे मदद करते हैं

तो, अब आप जानते हैं कि मिट्टी में जीवाणुओं की विविधता महत्वपूर्ण है क्योंकि यह सुनिश्चित करती है कि रोग पैदा करने वाले जीवाणुओं के उपयोग के लिए कुछ ही संसाधन बचे हैं। दुर्भाग्य से, मिट्टी के जीवाणुओं को एंटीबायोटिक दवाओं से लगातार खतरा रहता है। मनुष्य जानवरों और स्वयं में बीमारियों से निपटने के लिए एंटीबायोटिक दवाओं का उपयोग करते हैं, लेकिन मिट्टी एंटीबायोटिक दवाओं के संपर्क में इस तरह से आती है जिसकी हमें शुरुआत में उम्मीद नहीं थी। विचार करें कि मिट्टी रोगजनक ई. कोलाई स्ट्रेन: मवेशियों के मल से कैसे दूषित हो सकती है। बीमारी के प्रकोप को रोकने के लिए, गायों को अक्सर बड़ी मात्रा में एंटीबायोटिक्स दी जाती हैं। ये उनके शरीर द्वारा पूरी तरह से उपयोग नहीं किए जाते हैं और गाय के मूत्र और मल के माध्यम से पर्यावरण में छोड़े जा सकते हैं। लेकिन यह सिर्फ़ शुरुआत है। सीवेज में बहुत सारे एंटीबायोटिक्स होते हैं जो मनुष्यों द्वारा और मछली फार्मों के पानी द्वारा उसी तरह छोड़े जाते हैं, जिसमें एंटीबायोटिक्स भी अधिक मात्रा में होते हैं। ये पानी नदियों में मिल जाता है, जिसका उपयोग कृषि के लिए मिट्टी की सिंचाई के लिए किया जाता है। एक बार जब एंटीबायोटिक्स मिट्टी में पहुंच जाते हैं, तो वे मिट्टी के अधिकांश अच्छे जीवाणुओं को मार देते हैं, और उन संसाधनों को पीछे छोड़ देते हैं जिनका उपयोग रोगजनक बैक्टीरिया बढ़ने और गुणा करने के लिए कर सकते हैं, जिससे संभावित रूप से बीमारी फैल सकती है। दुनिया भर के देशों के एक बढ़ते समूह ने पर्यावरण में एंटीबायोटिक दवाओं के प्रसार को कम करने और अपने नागरिकों के साथ-साथ वन्यजीवों के स्वास्थ्य में सुधार करने के तरीके के रूप में मवेशियों जैसे जानवरों पर एंटीबायोटिक दवाओं के उपयोग को सीमित करने के लिए कानून बनाए हैं।

बैक्टीरियाः आगे की छोटी सी राह

मनुष्य 1800 के दशक से जानते हैं कि बैक्टीरिया बीमारियाँ पैदा करते हैं, लेकिन हम अभी भी उन तरीकों को सीख रहे हैं जिनसे बैक्टीरिया बीमारियों को रोक सकते हैं। वास्तव में, हमने पिछले 20 वर्षों में जीवाणु विविधता की पूरी सीमा को देखना शुरू ही किया है। हम सोचते थे कि एक स्वच्छ वातावरण रोगाणु रहित होता है, जिसमें कोई बैक्टीरिया नहीं होता। जैसे-जैसे हम बैक्टीरिया की दुनिया के बारे में अधिक से अधिक जानकारी इकट्ठा करते हैं, “स्वच्छ” की हमारी परिभाषा बदल रही है, बैक्टीरिया की कमी पर जोर देने से लेकर “सही” बैक्टीरिया पर ध्यान केंद्रित करने से जो रोगजनक बैक्टीरिया को सफलतापूर्वक आक्रमण करने से रोक सकते हैं . अब हम जानते हैं कि बैक्टीरिया हर जगह हैं, और उनके बिना रहना संभव नहीं है। हमारा शोध हमारी दुनिया को बैक्टीरिया से मुक्त रखने की कोशिश से हटकर यह सीखने पर केंद्रित हो रहा है कि सही बैक्टीरिया का चयन कैसे किया जाए: जो हमारे पर्यावरण और हमारे शरीर को स्वस्थ रहने में मदद करते हैं। अभी भी कई अनुत्तरित प्रश्न हैं. उदाहरण के लिए, “सही” बैक्टीरिया कौन हैं, और क्या चीज़ उन्हें इतना खास बनाती है?

GLOSSARY

उपभेद

एक जीवाणु प्रजाति का एक उपप्रकार जिसके जीन में उसी प्रजाति के अन्य उपभेदों से मामूली अंतर होता है।

जीन

एक डीएनए खंड जिसमें प्रोटीन के निर्माण के लिए निर्देश होते हैं।

रोगजनक

एक जीव जो बीमारी का कारण बन सकता है।

विविधता

एक समुदाय में विभिन्न प्रजातियों की संख्या।

संदर्भ

[1] Lim, J. Y., Yoon, J. W., and Hovde, C. J. 2013. A brief overview of Escherichia coli O157:H7 and its plasmid O157. J. *Microbiol. *Biotechnol. 20:5–14. doi: 10.4014/jmb.0908.08007

[2] Thakur, M. P., Putten, W. H., Cobben, M. M. P., Kleunen, M., and Geisen, S. 2019. Microbial invasions in terrestrial ecosystems. Nat. Rev. Microbiol. 17:621–31. doi: 10.1038/s41579-019-0236-z

[3] Le Roux, X., Recous, S., and Attard, E. 2011. “Soil microbial diversity in grasslands,” in Grassland Productivity and Ecosystem Services, eds G. Lemaire, J. Hodgson, and A. Chabbi (CAB International). p. 158–65.

[4] Eisenhauer, N., Schulz, W., Scheu, S., and Jousset, A. 2013. Niche dimensionality links biodiversity and invasibility of microbial communities. Funct. Ecol. 27:282–8. doi: 10.1111/j.1365-2435.2012.02060.x

संपादकः माल्टे जोचुम, जर्मन सेंटर फॉर इंटीग्रेटिव बायोडायवर्सिटी रिसर्च (iDiv), जर्मनी

उद्धरण**: **जारबर्ग एसडी (2020)अपने हैमबर्गर को मिट्टी में उपस्थित बैक्टीरिया (जीवाणु) से “स्वस्थ” रखें। सामने। यंग माइंड्स। 8:545905. doi: 10.3389/frym.2020.545905

हितोंकाटकराव**: **लेखक घोषणा करते हैं कि शोध किसी भी वाणिज्यिक या वित्तीय संबंधों की अनुपस्थिति में आयोजित किया गया था जिसे हितों के संभावित टकराव के रूप में माना जा सकता है।

कॉपीराइट**© **2020 जारबर्ग: यह क्रिएटिव कॉमन्स एट्रिब्यूशन लाइसेंस (सीसी बीवाई) की शर्तों के तहत वितरित एक ओपन-एक्सेस लेख है। अन्य मंचों में उपयोग, वितरण या पुनरुत्पादन की अनुमति है, बशर्ते मूल लेखक (ओं) और कॉपीराइट स्वामी (ओं) को श्रेय दिया जाए और इस पत्रिका में मूल प्रकाशन को स्वीकृत शैक्षणिक अभ्यास के अनुसार उद्धृत किया जाए। ऐसे किसी भी उपयोग, वितरण या पुनरुत्पादन की अनुमति नहीं है जो इन शर्तों का अनुपालन नहीं करता हो।

युवा समीक्षक

मैडी**, उम्र: 15**

मेरा नाम मैडी है. मैं 15 साल का हूं और सैन फ्रांसिस्को के पास रहता हूं।

मटियास**, उम्र: 14**

मैं 14 साल का हूं और मुझे विज्ञान, प्रोग्रामिंग, वाइकिंग्स, पौराणिक कथाएं, जिउ-जित्सु, रॉक एंड रोल, गायन और ड्रम बजाना पसंद है।

टैसी, उम्र: 13

नमस्ते मैं टैसी हूं। मैं 13 साल का हूं और सैन फ्रांसिस्को के पास रहता हूं। मुझे ड्राइंग, वीडियोगेम और गिटार बजाना पसंद है।

लेखिका

स्टेफ़नी डी. जारबर्ग

स्टेफ़नी जारबर्ग सभी छोटी-छोटी चीज़ों की शौकीन हैं। लगभग एक दशक तक, उन्होंने अध्ययन किया है कि कैसे हमारे अंदर और आसपास रहने वाले बैक्टीरिया हमारी दुनिया को आकार देते हैं, हमें स्वस्थ या अस्वस्थ बनाते हैं और हमारी मिट्टी को उपजाऊ बनाए रखते हैं। वह विशेष रूप से इस बात में रुचि रखती है कि बैक्टीरिया के समुदाय समय के साथ कैसे बदलते हैं, और परेशान होने पर वे कैसे ठीक हो जाते हैं। वर्तमान में, वह जर्मन सेंटर फॉर इंटीग्रेटिव बायोडायवर्सिटी रिसर्च (iDiv) में एक शोधकर्ता हैं, जहां वह अध्ययन करती हैं कि विभिन्न वातावरणों में जीवाणु समुदाय एक जैसे कैसे होते हैं।.*s.d.jurburg@gmail.com

अनुवादक

श्री इरशाद अली सौदागर

उष्णकटिबंधीय वन अनुसंधान संस्थान**, जबलपुर, मध्य प्रदेश, **भारत

फंडिंग (अनुवाद)

मृदा जैव विविधता का अनुवाद करने वाली टीम जर्मन रिसर्च फाउंडेशन (डीएफजी एफजेडटी 118, 202548816) द्वारा वित्त पोषित जर्मन सेंटर फॉर इंटीग्रेटिव बायोडायवर्सिटी रिसर्च (आईडीआईवी) हाले-जेना-लीपज़िग के समर्थन को स्वीकार करती है।

CITATION (TRANSLATION)

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Recommended citation format: Jurburg SD (2025) Bacteria in Soil Keep Your Hamburger “Healthy”. (Hindi translation: Irshad Ali Saudagar). Translating Soil Biodiversity & Front. Young Minds. Originally published in [2020], doi: 10.3389/frym.2020.545905

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Figures

चित्र 1: अधिकांश अन्य जीवों के विपरीत, बैक्टीरिया अपने जीन बदल सकते हैं। (ए) एस्चेरिचिया कोलाई स्ट्रेन (उपभेद) O157:H7 में ऐसे जीन हैं जो इसे संक्रमित करने वाले वायरस द्वारा पीछे छोड़ दिए गए थे। (बी) O157:H7 ने भी पर्यावरण से जीन ग्रहण किया है। बैक्टीरिया अन्य बैक्टीरिया से भी जीन प्राप्त कर सकते हैं।

चित्र 2: एक हैमबर्गर तक पहुंचने के कई रास्ते। संक्रमित गायों का गोमांस कच्चे हैमबर्गर पैटीज़ में चला जाता है, और एस्चेरिचिया कोलाई को गाय की आंत से खाद के रूप में मिट्टी में बहा दिया जाता है, जहां देशी बैक्टीरिया इसके साथ प्रतिस्पर्धा करते हैं। यदि ई. कोलाई बना रहता है और मिट्टी में विकसित हो सकता है, तो यह सलाद, पालक और प्याज जैसी फसलों को दूषित कर सकता है।