Infrared sensing in vampire bats
ভ্যাম্পায়ার বাদুড়গুলি হোমিওথার্মিক (উষ্ণ-রক্তযুক্ত) মেরুদণ্ডী প্রাণীদের শিকার করার জন্য তাদের নাক-পাতায় ইনফ্রারেড-সংবেদনশীল রিসেপ্টর ব্যবহার করে একটি বিশেষ ব্যবস্থা তৈরি করেছে। ট্রাইজেমিনাল স্নায়ু তন্তু যা এই আইআর-সংবেদনশীল রিসেপ্টরগুলিকে সক্রিয় করে, তাদের শিকার দ্বারা নির্গত ইনফ্রারেড তাপীয় বিকিরণ সনাক্তকরণে জড়িত হতে পারে। এটি বাদুড়দের তাদের শিকারের উপর রক্ত-সমৃদ্ধ অঞ্চলগুলি সনাক্ত করতে সহায়তা করতে পারে। উপরন্তু, নিউরোঅ্যানাটমিক্যাল এবং আণবিক গবেষণা ভ্যাম্পায়ার বাদুড় এবং আইআর-সংবেদনশীল সাপের মধ্যে আইআর-সংবেদনশীল পদ্ধতির সম্ভাব্য সাদৃশ্যের পরামর্শ দিয়েছে। ভ্যাম্পায়ার বাদুড়ের ইনফ্রারেড সেন্সিং এখনও আইআর-সংবেদনশীল সাপের মতো চিত্র গঠনকারী বলে অনুমান করা হয়নি। যদিও ভ্যাম্পায়ার বাদুড়ের আইআর-সেন্সিং সম্পর্কিত সাহিত্য পাতলা, তবে ভ্যাম্পায়ার বাদুড় কীভাবে ইনফ্রারেড তাপীয় বিকিরণ অনুধাবন করতে এবং ব্যবহার করতে পারে তা সনাক্ত করার জন্য এই ক্ষেত্রে অগ্রগতি অব্যাহত রয়েছে। ভ্যাম্পায়ার বাদুড় হল একমাত্র পরিচিত স্তন্যপায়ী প্রাণী যাদের পুরো পুষ্টি স্তন্যপায়ী প্রাণী বা পাখির রক্তের উপর নির্ভর করে। ফাইলোস্টোমিডি পরিবার এবং ডেসমোডন্টিনে উপপরিবারে, ভ্যাম্পায়ার বাদুড়ের তিনটি পরিচিত প্রজাতি রয়েছেঃ ডেসমোডাস রোটুন্ডাস (সাধারণ ভ্যাম্পায়ার বাদুড়), ডিফিলা ইকৌডাটা (লোমযুক্ত পায়ের ভ্যাম্পায়ার বাদুড়) এবং ডায়েমাস ইয়ঙ্গি (সাদা ডানাযুক্ত ভ্যাম্পায়ার বাদুড়)। ভ্যাম্পায়ার বাদুড়ের ইনফ্রারেড সেন্সিং নিয়ে বেশিরভাগ উল্লেখিত গবেষণা সাধারণ ভ্যাম্পায়ার বাদুড়ের উপর করা হয়েছে কারণ এটি সবচেয়ে বেশি পাওয়া প্রজাতি। আচরণ ভ্যাম্পায়ার বাদুড়গুলি প্রায় 1935 সাল পর্যন্ত তাদের প্রাকৃতিক আবাসস্থলে অধ্যয়ন করা হয়নি। শিকারের সময়, বাদুড়গুলি প্রথমে লক্ষ্য শিকারকে প্রদক্ষিণ করে কয়েক মিনিট বাতাসে কাটায়, অবশেষে প্রাণীর পিঠ বা ঘাড়ের চূড়ায় এবং কখনও কখনও মাটিতে অবতরণ করে। তারপরে তারা কামড়ানোর জন্য উপযুক্ত জায়গা খুঁজতে এগিয়ে যায়, যা কয়েক সেকেন্ড থেকে কয়েক মিনিট সময় নিতে পারে এবং সাধারণত ঘাড় বা পার্শ্বে খাওয়াতে পারে। একই জায়গায় বিভিন্ন বাদুড় একাধিকবার খাওয়াতে পারে। কার্টেন এবং শ্মিট (1982) প্রথম পরামর্শ দিয়েছিলেন যে ভ্যাম্পায়ার বাদুড়ের ইনফ্রারেড উপলব্ধি সম্ভবত লক্ষ্যযুক্ত শিকারের উপর সর্বাধিক রক্ত প্রবাহের অঞ্চল সনাক্ত করতে ব্যবহৃত হয়। যদিও উষ্ণ রিসেপ্টরগুলি ইঁদুর, মানুষ এবং কুকুরের মতো প্রজাতির মুখের অঞ্চলে পাওয়া যায়, ভ্যাম্পায়ার বাদুড়ের উপর এই রিসেপ্টরগুলির চরম নিম্ন-তাপমাত্রার সংবেদনশীলতা ইনফ্রারেড সংবেদনশীলতার জন্য বিশেষীকরণের পরামর্শ দেয়। (ফিজিওলজি বিভাগ দেখুন)। 1982 সালে, কার্টেন এবং শ্মিট রক্তচোষা বাদুড়ের ইনফ্রারেড বিকিরণ সনাক্ত করার ক্ষমতা পরীক্ষা করার জন্য আচরণগত গবেষণা করেছিলেন। তাদের গবেষণায় দেখা গেছে যে যখন একটি উষ্ণ এবং ঠান্ডা বস্তুর মধ্যে একটি পছন্দ দেওয়া হয়, তখন ভ্যাম্পায়ার বাদুড়কে ইনফ্রারেড ইমিটিং সিগন্যাল ইউনিট (এসইউ) বেছে নেওয়ার জন্য প্রশিক্ষণ দেওয়া যেতে পারে। তামার প্লেটের ব্যাকিং সহ একটি গরম করার উপাদান দিয়ে তৈরি দুটি এসইউ একটি দেওয়ালে লাগানো ছিল। প্রতিটি পরীক্ষার জন্য, একটি এসইউ উষ্ণ করা হয়েছিল এবং অন্যটি ঘরের তাপমাত্রায় বজায় রাখা হয়েছিল। এসইউ-এর উত্তাপ এবং উষ্ণায়ন পরীক্ষার মধ্যে এলোমেলোভাবে বিনিময় করা হয়েছিল। যদি বাদুড়গুলি সঠিকভাবে উষ্ণ এসইউ বেছে নেয়, তবে তাদের প্রতিটি এসইউ-এর নীচে একটি ফিডিং টিউবের মাধ্যমে খাবার দিয়ে পুরস্কৃত করা হয়। এই গবেষণায়, ঘ্রাণ এবং চাক্ষুষ উদ্দীপনা হ্রাস করা হয়েছিল যাতে এটি নিশ্চিত করা যায় যে শুধুমাত্র তাপীয় সংকেতগুলি আচরণগত শিক্ষাকে প্রভাবিত করে। খোলার পিছনে সংযুক্ত পূর্ণ ফিডিং টিউব দ্বারা ঘ্রাণ সংকেতগুলি নির্মূল করা হয়েছিল যেখান থেকে বাদুড়গুলি তাদের পুরষ্কার পেয়েছিল। ম্লান আলো দুটি এসইউ-এর দৃশ্যমান সংকেতকে কমিয়ে দেয়। অ্যানাটমি কেন্দ্রীয় নাক-পাতা এবং প্যাডের একটি অর্ধবৃত্তাকার বলয় ভ্যাম্পায়ার ব্যাটের অনুনাসিক কাঠামো তৈরি করে। নাক-পাতা এবং প্যাডের মধ্যে অবস্থিত অনুনাসিক বা পাতার গর্ত নামে পরিচিত তিনটি অবনমনও রয়েছে। দুটি পার্শ্বীয় গর্ত, নাক-পাতার উভয় পাশে একটি করে, নাক-পাতার দিকে 45° কোণে অবস্থিত। আপিকাল গর্তটি সামান্য উঁচু করা হয় এবং নাক-পাতার তুলনায় উপরের দিকে এবং সামনের দিকে পরিচালিত হয়। গর্তগুলি প্রায় 1 মিলিমিটার চওড়া এবং 1 মিলিমিটার গভীর, চুলহীন এবং গ্রন্থিহীন। ঘন সংযোগকারী-টিস্যুর একটি স্তর এবং স্বল্পভাবে বিতরণ করা রক্তনালীগুলি অনুনাসিক কাঠামোকে নিরোধক করে। শুধুমাত্র কাঠামোর উপর ভিত্তি করে, এই গর্তগুলিকে প্রথমে আইআর-রিসেপ্টর রাখার পরামর্শ দেওয়া হয়েছিল। নিউরোঅ্যানেটমি কার্টেন এবং শ্মিট (1982) প্রথম পরামর্শ দিয়েছিলেন যে প্রতিটি গর্তের কাঠামোর অবস্থান এবং অভিযোজন ইনফ্রারেড বিকিরণ সনাক্তকরণে দিকনির্দেশক তথ্য সরবরাহ করে। তাদের প্রাথমিক গবেষণা থেকে, অনুনাসিক গর্তগুলি আইআর-উপলব্ধির উদ্দেশ্যে আদর্শ বলে মনে হয়েছিল। পরে 1984 সালে, কার্টেন এবং সহযোগীরা কেন্দ্রীয় নাক-পাতা এবং উপরের ঠোঁটে অবস্থিত তাপমাত্রা-সংবেদনশীল ইনফ্রারেড থার্মোরিসেপ্টরগুলির স্নায়ু তন্তু থেকে ইলেক্ট্রোফিজিওলজিকাল রেকর্ডিং করেছিলেন, তবে অনুনাসিক গর্তে এই জাতীয় রিসেপ্টরগুলি খুঁজে পাননি (ফিজিওলজি দেখুন)। এটি তাদের পূর্ববর্তী অনুমানকে বাতিল করে এবং প্রতিষ্ঠিত করে যে ইনফ্রারেড-সংবেদনশীল রিসেপ্টরগুলি কেন্দ্রীয় নাক-পাতায় অবস্থিত। শেফার এবং সহযোগীরা নাক-পাতায় থার্মোরিসেপ্টর থেকে আসা আবেগগুলি রেকর্ড করে এটি নিশ্চিত করেছেন। ভ্যাম্পায়ার বাদুড়ের মস্তিষ্কের অংশগুলির ক্লুভার-বারেরা এবং নিসল স্টেনিং অবরোহী ট্রাইজেমিনাল ট্র্যাক্টের (ডিভি) পার্শ্বে অবস্থিত একটি অনন্য নিউক্লিয়াস আবিষ্কার করেছে। নিউক্লিয়াসটি নিউরোপিল এবং মাঝারি আকারের কোষ দ্বারা গঠিত, যা আইআর-সংবেদনশীল সাপের পার্শ্বীয় অবরোহী ট্রাইজেমিনাল সিস্টেমে নিউক্লিয়াসের (ডিএলভি) সাথে খুব মিল। এই বিশেষ নিউক্লিয়াসটি তিনটি প্রজাতির ভ্যাম্পায়ার বাদুড় এবং অন্য কোনও বাদুড়ের মধ্যে পাওয়া যায় না, তবে অবলোহিত সংবেদনশীলতার সাথে সরাসরি সংযোগ নির্দেশ করে না। ইন সিটু হাইব্রিডাইজেশন স্টাডিজ ব্যবহার করে আরও সাম্প্রতিক গবেষণায় ট্রাইজেমিনাল গ্যাংলিয়া (টি. জি)-তে বড় ব্যাসের নিউরন পাওয়া গেছে যা ভ্যাম্পায়ার বাদুড়ের জন্য অনন্য এবং আই. আর-সংবেদনশীল সাপের সাথে অত্যন্ত সাদৃশ্যপূর্ণ। যদিও নিউরনের অঙ্গসংস্থানগত সংগঠন আইআর-সংবেদনশীল সাপের বংশের সাথে অভিসারী বিবর্তনের পরামর্শ দেয়, তবে ভ্যাম্পায়ার বাদুড়ের ইনফ্রারেড সংবেদনশীলতার জন্য সঠিক স্নায়বিক পথ কী তা স্পষ্ট নয়। ফিজিওলজি থার্মোগ্রাফি, একটি পদ্ধতি যা কোনও বস্তুর উপর তাপমাত্রার বিতরণের ছবি তৈরি করে, সাধারণ ভ্যাম্পায়ার বাদুড়ের মুখের কাঠামো জুড়ে তাপমাত্রার বৈচিত্র্য তদন্ত করতে ব্যবহৃত হয়েছিল। নাকের কাঠামোর তাপমাত্রা মুখের বাকি অংশের তুলনায় 9 ডিগ্রি সেলসিয়াস কম থাকে। অনুনাসিক কাঠামোর তাপ নিরোধক এবং বজায় রাখা তাপমাত্রার পার্থক্য সম্ভবত স্ব-নির্গত তাপীয় বিকিরণের হস্তক্ষেপ প্রতিরোধ করতে পারে। নাকের মধ্যে অবস্থিত উষ্ণ রিসেপ্টরগুলি তখন ইনফ্রারেড বিকিরণের বাইরের উৎসগুলি সর্বোত্তমভাবে সনাক্ত করতে পারে। ভ্যাম্পায়ার বাদুড় 13 থেকে 16 সেন্টিমিটারের মধ্যে দূরত্বে 50 মাইক্রোওয়াট/সেমি2-এর বেশি শক্তির ঘনত্বের (নির্গত শক্তির একটি পরিমাপ) প্রতি সংবেদনশীল (1.8x10 −4ডব্লিউ/সেমি2-এর শক্তির ঘনত্ব 50 ডিগ্রি সেলসিয়াসের সাথে মিলে যায়)। এটি প্রথমে সেই তাপমাত্রার পরিমাণ নির্ধারণ করে নির্ধারণ করা হয়েছিল যেখানে ভ্যাম্পায়ার বাদুড়গুলি তাপ নির্গমনকারী এবং ঘরের তাপমাত্রার এস. ইউ-এর মধ্যে আচরণগতভাবে পার্থক্য করতে পারেনি। তাপ সনাক্তকরণের শক্তি-সীমা এবং উদ্দীপক থেকে দূরত্বের মধ্যে একটি ধনাত্মক রৈখিক সম্পর্ক বিদ্যমান। গাণিতিক গণনার মাধ্যমে, 8 সেন্টিমিটার দূরত্বে, ভ্যাম্পায়ার বাদুড়গুলি এমন মানুষকে সনাক্ত করতে সক্ষম হওয়া উচিত যারা 80 মাইক্রোওয়াট/সেমি2 বিকিরণ নির্গত করে। তাপমাত্রার প্রান্তিক পরিমাপ সরাসরি জল-সঞ্চালিত পিতল থার্মোড দিয়ে নাক-পাতা এবং উপরের ঠোঁটে থার্মোসেপ্টরগুলির স্নায়ু তন্তুগুলিকে উদ্দীপিত করে এবং 10 থেকে 40 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রার প্রতি 5 ডিগ্রি সেলসিয়াসে/সেকেন্ডে আবেগগুলি রেকর্ড করে পরিমাপ করা হয়েছিল। এই রিসেপ্টরগুলির একটি সীমা 28 ডিগ্রি সেলসিয়াস এবং 40 ডিগ্রি সেলসিয়াসে সর্বোচ্চ তাপমাত্রার প্রতিক্রিয়া রয়েছে, যার বাইরে কোনও ফায়ারিং বা অনিয়মিত ফায়ারিং প্যাটার্ন ছিল না। স্তন্যপায়ী প্রাণীর অন্যান্য প্রজাতির উষ্ণ রিসেপ্টরগুলির তুলনায় এই সীমাটি 8 ডিগ্রি সেলসিয়াস কম, যা তাপের প্রতি চরম সংবেদনশীলতা বোঝায়। এই রিসেপ্টরগুলির উদ্দীপনার পরে, আবেগ ক্রিয়াকলাপে একটি ক্ষণস্থায়ী বৃদ্ধি হয় যা অভিযোজনের কারণে দ্রুত ক্ষয় হয় এবং এইভাবে সাময়িক তীক্ষ্ণতা শক্তিশালী করে। ইনফ্রারেড সনাক্তকরণের আণবিক প্রক্রিয়া টিআরপিভি1 (ক্ষণস্থায়ী রিসেপ্টর সম্ভাব্য ভ্যানিলয়েড) এবং টিআরপিএ1 (ক্ষণস্থায়ী রিসেপ্টর সম্ভাব্য ক্যাশন চ্যানেল এ1) সহ টিআরপি (ক্ষণস্থায়ী রিসেপ্টর সম্ভাব্য) চ্যানেলের একটি পরিবার তাপীয় এবং ব্যথা সনাক্তকরণে গুরুত্বপূর্ণ। টিআরপিভি1 চ্যানেলগুলি ক্যাপসাইসিন (একটি রাসায়নিক যা মরিচ থেকে বের করা যায়), ক্ষতিকারক তাপমাত্রার পরিসীমা (> 43 ডিগ্রি সেলসিয়াস), ঝিল্লি থেকে প্রাপ্ত লিপিড, কম পিএইচ এবং ভোল্টেজ পরিবর্তন দ্বারা সক্রিয় হয়। ক্যাপসাইসিন দ্বারা টিআরপিভি1-এর সক্রিয়করণের ফলে ক্যালসিয়াম এবং সোডিয়ামের প্রবাহ ঘটে এবং কার্যকরীভাবে বেদনাদায়ক তাপীয় উদ্দীপক সনাক্তকরণের অনুমতি দেয়। টিআরপিভি1 43 ডিগ্রি সেলসিয়াসের বেশি তাপমাত্রার প্রতিক্রিয়ায় আণবিক থার্মোমিটার হিসাবেও কাজ করতে পারে। ফলস্বরূপ একটি অভ্যন্তরীণ ক্যালসিয়াম এবং সোডিয়াম স্রোত ক্যাপসাইসিন-উদ্ভূত স্রোতের অনুরূপ। টিআরপিভি1 চ্যানেলগুলির সক্রিয়করণের জন্য দায়ী ভোল্টেজ-সংবেদনশীল বৈশিষ্ট্যও থাকতে পারে। ফসফরিলেশন এবং মিউটেশন, বিশেষত সি-টার্মিনাস (প্রাথমিক অ্যামিনো অ্যাসিড সিকোয়েন্সের কার্বক্সিলিক অ্যাসিড প্রান্ত), তাপ-সক্রিয়করণের প্রান্তিক তাপমাত্রা পরিবর্তন করতে পারে। টিআরপিভি1 চ্যানেলের তাপ-সক্রিয়করণের পিছনে নির্দিষ্ট প্রক্রিয়াটি এখনও বোঝা যায়নি। টিআরপিভি1-এস টিআরপিভি1-এস (টিআরপিভি1 সংক্ষিপ্ত) ক্যাপসাইসিন রিসেপ্টর টিআরপিভি1-এর একটি আইসোফর্ম এবং সাধারণ ভ্যাম্পায়ার বাদুড়ের ট্রাইজেমিনাল গ্যাংলিয়ায় টিআরপিভি1 প্রতিলিপির 35-46% নিয়ে গঠিত। এই রিসেপ্টর চ্যানেলগুলির পরিপূরক ডি. এন. এ-র গভীর সিকোয়েন্সিং দেখায় যে এটি ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত ফলের বাদুড় ক্যারোলিয়া ব্রেভিকাউডা (<6 শতাংশ টিআরপিভি1-এস) এবং অন্যান্য ফল, অমৃত বা পোকামাকড় খাওয়ানো বাদুড়ের (ইউরোডার্মা বিলোবাটাম, স্টারনিরা লিলিয়াম এবং আনোরা কাল্ট্রাটা) (<1 শতাংশ টিআরপিভি1-এস) ক্ষেত্রে সত্য নয়। পিট বহনকারী সাপের টিআরপিএ1 চ্যানেল, যেমন ওয়েস্টার্ন ডায়মন্ডব্যাক র্যাটলস্নেক (ক্রোটালাস অ্যাট্রক্স), ইনফ্রারেড তাপীয় বিকিরণের প্রতিও সংবেদনশীল। টিআরপিএ1 প্রতিলিপিগুলি বেশিরভাগই বাদুড়ের মতো আইআর-সংবেদনশীল সাপের লাইনেজের টিজিতে পাওয়া যায়। টিআরপিভি1-এস আইসোফর্মটি প্রতিলিপি-পরবর্তী নিয়ন্ত্রণের সময় বিকল্প স্প্লাইসিং থেকে ফলাফল, 23-বেস-পেয়ার সিকোয়েন্স, এক্সন 14এ সন্নিবেশের কারণে টিআরপিভি1 সি-টার্মিনাসের একটি প্রকরণ, যার মধ্যে একটি স্টপ কোডন রয়েছে। সন্নিবেশিত ক্রমটি জিটি/এজি দাতা-গ্রহণকারী সাইটগুলির সাথে চিহ্নিত দুটি ইন্ট্রন দ্বারা বেষ্টিত যা ইউ2-নির্ভর স্প্লাইসিংয়ের জন্য প্রয়োজনীয়। ফলস্বরূপ, এক্সন 14এ-এর সংযোজন বা বাইপাসের ফলে যথাক্রমে সংক্ষিপ্ত বা দীর্ঘ আইসোফর্ম হয়। এটি পরামর্শ দেওয়া হয় যে এক্সন 14এ বিভাগের দক্ষ বিভাজন ভ্যাম্পায়ার বাদুড়ের মধ্যে টিজির বিশেষ পরিবেশের প্রয়োজন। দীর্ঘ আইসোফর্মের (থ্রেশহোল্ড ~ 40 ডিগ্রি সেলসিয়াস) তুলনায়, টিআরপিভি1-এস-এর জন্য চ্যানেল সক্রিয়করণের তাপমাত্রার থ্রেশহোল্ড অনেক কম। টিআরপিভি1-এস চ্যানেলগুলি এইচইকে293 কোষে প্রকাশিত হয় এবং জেনোপাস oocytes (সাধারণত নির্দিষ্ট জিন প্রকাশের জন্য ব্যবহৃত কোষ)-এর একটি থ্রেশহোল্ড 30 ডিগ্রি সেলসিয়াস থাকে। এটি ভ্যাম্পায়ার বাদুড়ের (28 ডিগ্রি সেলসিয়াস) আইআর-সংবেদনশীল রিসেপ্টরগুলির তাপমাত্রার সীমা সম্পর্কিত ইন ভিট্রো গবেষণার সাথে অত্যন্ত সামঞ্জস্যপূর্ণ। টিজিতে টিআরপিভি1-এস চ্যানেলগুলির সক্রিয়করণ তখন ভ্যাম্পায়ার বাদুড়গুলিতে ইনফ্রারেড সেন্সিং কীভাবে কাজ করতে পারে তার জন্য একটি অনুরূপ পদ্ধতির (যেমন আইআর-সেন্সিং সাপগুলিতে দেখা যায়) পরামর্শ দিতে পারে। ট্রাইজেমিনাল স্নায়ু যা নাক-পাতায় বিশেষ তাপমাত্রা সংবেদনশীল রিসেপ্টরগুলিকে নার্ভেট করে, তা ইনফ্রারেড তাপীয় বিকিরণের প্রতিক্রিয়ায় টিজিতে টিআরপিভি 1-এস চ্যানেলগুলিকে সক্রিয় করতে পারে। আরও দেখুন ভ্যাম্পায়ার বাদুড় নিউরোথোলজি সাপের মধ্যে ইনফ্রারেড সেন্সিং আরও পড়ুন বুলক, থিওডোর এইচ এবং রেমন্ড বি কাউলস। "একটি ইনফ্রারেড রিসেপ্টর ফিজিওলজিঃ পিট ভাইপারের মুখের পিট"। বিজ্ঞান 115 (1952), 541-543। শাট, বিল। অন্ধকার ভোজঃ রক্ত এবং রক্ত খাওয়ানো প্রাণীর কৌতূহলী জীবন। নিউ ইয়র্কঃ থ্রি রিভার প্রেস, 2008। ফাইলোস্টোমিডি ভ্যাম্পায়ার বাদুড়