ஸ்பெர்ம் (விந்தணு) செல்களின் இயக்கத்தைக் கண்காணிக்க, ஒரு நொடியில் 55,000 படங்களை பதிவு செய்யக்கூடிய அதிவேக கேமராவைப் பொருத்தி ஒரு ஆய்வை உருவாக்கினோம்.
மனிதர்கள் உட்பட நமது புவியில் உள்ள ஒவ்வொரு உயிரினத்தின் கருவுறுதலுக்கும் ஸ்பெர்ம் (விந்து) செல் முக்கியமானது. இனப்பெருக்கம் செய்ய, மனித ஸ்பெர்ம் செல் தனது கருமுட்டையைக் கண்டுபிடிக்க எவரெஸ்ட் சிகரத்தை ஏறுவதற்கு சமமான தூரத்தில் நீந்த வேண்டும்.
தனது வாலை அசைத்து திரவத்தில் முன்னேறி நீந்துவத்தின் மூலம் இந்த பயணத்தை அச்செல்கள் நிறைவு செய்ய வேண்டியிருக்கும். 50 மில்லியனுக்கும் (இது நியூயார்க்கின் மொத்த மக்கள்தொகையை விட ஆறு மடங்கிற்கும் மேலானது) அதிகமான விந்தணுக்கள் முட்டைய அடைய முயற்சி செய்தாலும், ஒரு முட்டை கருவுர ஒரே ஒரு விந்தணுவை மட்டுமே எடுத்துக் கொள்ளும். அது இறுதியில் மனிதனாக மாறும்.
1677 ஆம் ஆண்டில் விந்து செல்கள் முதன்முதலில் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது – ஆனால் மனிதர்கள் உண்மையில் எவ்வாறு உருவாகிறார்கள் என்பதை விஞ்ஞானிகள் விஞ்ஞான பூர்வமாக ஒப்புக்கொள்வதற்கு சுமார் 200 ஆண்டுகள் ஆனது. ஒவ்வொரு விந்தணுக்களிலும் ஒரு சிறிய, உருவிலான மனிதர் – ஹோம்குலஸ் இருப்பதாக “முன்னோர்கள்” நம்பினர். முட்டை வெறுமனே இச்சிறு மனிதர் வளர ஒரு இடத்தை அளிக்கிறது என்று அவர்கள் நம்பினர்.
மறுபுறம், ஒரு உயிரினம் உருவாவதில் ஆணும் பெண்ணும் சம அளவில் பங்களிப்பதாக “எபிஜெனெசிஸ்டுகள்” வாதிட்டனர். மேலும் 1700- களில் மேற்கொள்ளப்பட்ட பல்வேறு ஆய்வுகளில் கண்டறியப்பட்ட பல புதிய உண்மைகள் இந்த கோட்பாட்டிற்கு கூடுதல் ஆதாரங்களைக் காட்டின. ஒரு உயிரினம் உருவாகும் நிகழ்வில், விந்து செல்களின் முக்கியத்துவத்துவம் முழுமையாக நிரூபிக்கப்பட்டிருந்தாலும், விந்தணு உண்மையில் விஞ்ஞானிகளை இவ்வளவு காலமும் முட்டாளாக்கி வந்துள்ளது என்பதை சமீபத்திய ஆராய்ச்சி ஒன்றின் மூலம் கண்டறியப்பட்டுள்ளது. ஒன்று 17 ஆம் நூற்றாண்டில் அன்டோனி வான் லீவன்ஹோக் என்பவரால் முதல் நுண்ணோக்கி உருவாக்கப்பட்டது. ஒரு கண்ணாடி குமிழியைப் பயன்படுத்தி ஒரு சக்திவாய்ந்த லென்ஸை உருவாக்கி அதை மெருகூட்டினார். அவற்றில் சில ஒரு பொருளை 270 முறை பெரிதாக்கக்கூடும். இருந்தாலும், பின்னர் குறிப்பிடத்தக்க வகையில், 200 ஆண்டுகளுக்கும் மேலாக ஒரு சிறந்த லென்ஸ் உருவாக்கப்படவில்லை.
லீவென்ஹோக்கின் லென்ஸ்கள் அவரை நுண்ணிய உலகின் முதல் ஆய்வாளராக ஆக்கியது, பாக்டீரியா, நமது செல்களின் உட்புறம், மற்றும் விந்து உள்ளிட்டவற்றை நம்மால் காண முடிந்தது. லீவென்ஹோக் முதன்முதலில் விந்து செல்களைக் கண்டுபிடித்தபோது, அவர் அதை “வால் கொண்ட ஒரு” உயிருள்ள விலங்கு “என்று விவரித்தார். இது நீச்சலடிக்கும்போது, தண்ணீரில் உள்ள ஈல்களைப் போல ஒரு ஸ்னாக்லைக் இயக்கத்துடன் இயங்குகிறது” என்றார். வியக்கத்தக்க வகையில், விந்து நீந்தும் முறையைப் பற்றிய இக்கோட்பாடு வேறு எவராலும் தவறானதாக கூறப்படவில்லை. எனவே, நமது கருத்தும் இன்று வரை மாறவில்லை. இன்றும் ஒரு நவீன நுண்ணோக்கியைப் பயன்படுத்தும் எவரும் இதேபோன்றதொரு கவனிப்பையே கண்டுள்ளனர். அதன்படி, “விந்து செல்கள் தங்கள் வாலை ஒரு பக்கத்திலிருந்து மற்றொரு பக்கமாக அசைப்பதன் மூலம் முன்னோக்கி நீந்துகின்றன”. ஆனால், சமீபத்திய ஆராய்ச்சி ஒன்று, கடந்த 350 ஆண்டுகளாக விந்து எப்படி நீந்துகிறது என்பது குறித்து நாம் தவறானதொரு கோட்பாட்டைக் கொண்டிருக்கிறோம் என்று எடுத்துக் காட்டுகிறது.
அதிநவீன 3D மைக்ரோஸ்கோபி தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி, இங்கிலாந்து மற்றும் மெக்ஸிகோவைச் சேர்ந்த ஒரு ஆராய்ச்சியாளர்கள் குழு, விந்து செல்லின் வால் பகுதியின் விரைவான இயக்கத்தை 3D இல் கணித ரீதியாக கட்டமைக்க முயன்றனர். விந்து செல்களின் அளவு அவர்களின் ஆய்வை மிகவும் கடினமாக்கியது மட்டுமல்லாமல் – அதன் வால் ஒரு முடியின் அரை பங்கு அளவே தடித்தது. எனவே அதன் அகலத்தை அளவிடுவது மிக்க சவாலாக இருந்தது. மேலும் அதன் அசைவு மிகவும் வேகமானது ஆகும். அந்த வாலின் சவுக்கு போன்ற இயக்கம் ஒரு வினாடிக்குள் 20 க்கும் மேற்பட்ட முறை சுழலும் திறன் கொண்டதாக இருந்தது. எனவே அதன் இயக்கத்தை அளவிட ஒரு நொடியில் 55,000 படங்களை பதிவுசெய்யும் திறன் கொண்ட ஒரு அதிவேக கேமரா எங்களுக்கு தேவைப்பட்டது. இது நம்ப இயலாத அதிக விகிதத்தில் ஆய்வு நகர த் தொடங்கியது. இபுகைப்படக் கருவி – 3D – ல் சுதந்திரமாக நீந்தும் ஒரு விந்து செல்லின் இயக்கத்தை திறம்பட ஸ்கேன் செய்தது.
(தவறாக புரிந்துக் கொள்ளப்பட்டிருந்த செயல்பாடு)
நாங்கள் கண்டறிந்தது எங்களுக்கு மிகவும் ஆச்சரியத்தை அளிப்பதாக இருந்தது. விந்து செல்லின் வால் உண்மையில் அசத்தலானது மற்றும் ஒரு பக்கத்தில் மட்டுமே அசைந்து கொண்டிருப்பதை நாங்கள் கண்டுபிடித்தோம். இது விந்து செல்கள் ஒரு பக்கத்தில் இருந்து மறு பக்கத்திற்கு அசைந்து நீந்த வேண்டும் என்று அர்த்தம் என்றாலும், விந்து செல்கள் முன்னோக்கி நகர்வதற்கு புத்திசாலித்தனமான வழி ஒன்றைக் கண்டறிந்துள்ளன என்பது தெரிய வந்தது: அவை நீந்தும்போது உருளும், ஓட்டர்ஸ் கார்க்ஸ்ரூவை போல நகர்கின்றன. இந்த வழியில், விந்து செல்கள் முன்னோக்கி நகரும்போது ஒரு பக்கமாக முன்னோக்கி நகர்கின்றன. இந்த செயலை ஒரு சாதாரண நுண்ணோக்கியில் மேலே இருந்து காணும்போது அவை சாதாரணமாக நீந்துவதைப் போன்று ஒரு மாயையை ஏற்படுத்துகிறது – வால் ஒரு பக்கத்திலிருந்து மறுபக்கம் நோக்கி அசைந்து நீந்தும் இயக்கத்தைக் கொண்டிருப்பதாகத் தோற்றமளிக்கிறது. இருப்பினும், இந்த கண்டுபிடிப்பு விந்து செல்கள் ஒரு நீச்சல் நுட்பத்தை உருவாக்கியுள்ளன என்பதைக் காட்டுகிறது. இதன் மூலம் 350 வருடக் கால தவறு சரி செய்யப்பட்டுள்ளது.
(உண்மையில் விந்து செல் நீந்தும் முறை)
விந்து செல்லின் வாழ் சுழலும் அதே நேரத்தில் அதன் உடல் பகுதியும் சுழல்கிறது. இதன் மூலம் முன்னோக்கி செலுத்தப்பட்ட அம்பு போல திரவத்திற்குள் “துரப்பணம்” செய்கிறது, அதே நேரத்தில் அதன் சாய்ந்த அச்சு மையத்தைச் சுற்றும். கம்ப்யூட்டர்-உதவியுடன் செய்யப்படும் இந்த விந்து செல் பகுப்பாய்வு (CASA) அமைப்புகள், இன்று பயன்பாட்டில், கிளினிக்குகளிலும், ஆராய்ச்சியிலும், விந்தணு இயக்கத்தின் 2D காட்சிகளைப் பயன்படுத்துகின்றன. லீவென்ஹோக்கின் முதல் நுண்ணோக்கியைப் போலவே, விந்தணுக்களின் தரத்தை மதிப்பிடும்போது அவை சமச்சீர் மாயைக்கு இன்னும் ஆளாகின்றன.
விந்து செல்லின் இயக்கத்தைப் புரிந்துகொள்வதில் நுண்ணோக்கி, பதிவு செய்தல் மற்றும் இப்போது கணித மாடலிங் மற்றும் தரவு பகுப்பாய்வு ஆகியவற்றில் தொழில்நுட்பங்களின் வளர்ச்சியைப் பொறுத்து வளர்ச்சி அடைந்துள்ளது. இன்று உருவாக்கப்பட்டுள்ள 3 டி மைக்ரோஸ்கோபி தொழில்நுட்பம் எதிர்காலத்தில் விந்து பகுப்பாய்வு செய்யும் முறையை நிச்சயமாக மாற்றிவிடும். இந்த சமீபத்திய கண்டுபிடிப்பு, கணிதத்துடன் இணைந்து 3 டி மைக்ரோஸ்கோப் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்துவதால், மனித இனப்பெருக்கத்தின் ரகசியங்களைத் திறப்பதற்கான புதிய நம்பிக்கையை அளிக்கலாம். ஆண் காரணிகளால் ஏற்படும் கருவுறாமைக்கு பாதிக்கும் மேலாக, ஆரோக்கியமற்ற விந்தணுக்களை அடையாளம் காணவும், கருவுறுதலை மேம்படுத்தவும் எதிர்கால கண்டறியும் கருவிகளுக்கு மனித விந்து செல்லின் இயக்கத்தை புரிந்துகொள்வது அடிப்படையாக அமைந்துள்ளது.