वैज्ञानिक एयर फिल्टर को डीएनए संग्राहकों में बदल रहे हैं जो हवा में तैरते कणों से वन्य जीवन, वायरस और मानव गतिविधि के निशान का पता लगा सकते हैं

एयर फिल्टर सामान्य धूल और प्रदूषण के साथ-साथ जैविक कणों को भी फंसा लेते हैं, जिससे प्रयोगशाला अनुक्रमण से पर्यावरणीय डीएनए का पता चल जाता है

आप जो भी सांस लेते हैं उसमें जीवित दुनिया का एक अदृश्य रिकॉर्ड होता है, और वैज्ञानिकों ने साधारण एयर फिल्टर का उपयोग करके इसे पढ़ने का एक तरीका खोजा है।मानक वायु-गुणवत्ता निगरानी उपकरणों के अंदर फंसे छोटे कणों का अध्ययन करके, शोधकर्ता अब आस-पास के वन्यजीवों का पता लगा सकते हैं, वायरस को ट्रैक कर सकते हैं और यहां तक ​​कि जीवों को देखे बिना मानव गतिविधि की निगरानी भी कर सकते हैं। प्रत्येक जीवित वस्तु त्वचा कोशिकाओं, बालों, पंखों, लार, मल और बीजाणुओं के माध्यम से लगातार आनुवंशिक सामग्री को हवा में छोड़ती है। इस सामग्री को पर्यावरण डीएनए या ईडीएनए के रूप में जाना जाता है।कई वर्षों तक, ईडीएनए का उपयोग मुख्य रूप से पानी और मिट्टी का अध्ययन करने के लिए किया जाता था। अब, प्रौद्योगिकी हवा में चली गई है। यद्यपि जैविक पदार्थ वायुमंडल में अत्यधिक पतला होता है और हवा द्वारा आसानी से ले जाया जाता है, वैज्ञानिकों ने दिखाया है कि किसी प्रजाति की पहचान करने के लिए उन्हें पूर्ण जीनोम की आवश्यकता नहीं है। डीएनए के छोटे, टूटे हुए टुकड़े अक्सर वैश्विक आनुवंशिक डेटाबेस के साथ एक नमूने का मिलान करने के लिए पर्याप्त होते हैं।

जैव विविधता के लिए एक आकस्मिक जाल

इस खोज की यात्रा नियंत्रित वातावरण में शुरू हुई। 2022 में ब्रिटेन और डेनमार्क में दो अलग-अलग शोध टीमों ने चिड़ियाघरों में प्रयोग किए। विशेष फिल्टर के माध्यम से हवा खींचकर, ब्रिटिश टीम ने 25 पशु प्रजातियों के डीएनए का सफलतापूर्वक पता लगाया। इसमें 17 चिड़ियाघर के जानवर, आस-पास की जंगली प्रजातियाँ और चारे के रूप में इस्तेमाल किए जाने वाले जानवर शामिल थे, जिससे साबित होता है कि कशेरुक डीएनए हवा के माध्यम से यात्रा कर सकता है और फिर भी इसका पता लगाया जा सकता है।बड़े पैमाने पर वन्यजीव अनुसंधान के लिए सबसे बड़ी सफलता 2023 में आई। करंट बायोलॉजी में प्रकाशित एक अध्ययन से पता चला कि राष्ट्रीय वायु-प्रदूषण निगरानी स्टेशन पहले से ही इस जानकारी को बिना समझे एकत्र कर रहे थे। ये सार्वजनिक स्वास्थ्य केंद्र कालिख, भारी धातुओं और अन्य छोटे कणों को मापने के लिए नियमित रूप से फिल्टर के माध्यम से भारी मात्रा में हवा खींचते हैं।जब शोधकर्ताओं ने यूनाइटेड किंगडम भर के निगरानी स्टेशनों से एकत्र किए गए पुराने फिल्टर का परीक्षण किया, तो उन्हें एक संरक्षित जैविक रिकॉर्ड मिला। फिल्टर में कशेरुक, आर्थ्रोपोड, पौधों और कवक के 180 से अधिक विभिन्न समूहों के ईडीएनए शामिल थे।क्योंकि ये वायु-गुणवत्ता निगरानी नेटवर्क पहले से मौजूद हैं, सार्वजनिक रूप से वित्त पोषित हैं, और बड़े क्षेत्रों को कवर करते हैं, वैज्ञानिक पूरी तरह से नई वैश्विक वन्यजीव ट्रैकिंग प्रणाली बनाने से बच सकते हैं। कई सरकारें भी इन प्रदूषण फिल्टरों को सालों तक संभाल कर रखती हैं। शोधकर्ताओं ने पाया कि उपयोगी ईडीएनए आठ महीने तक कमरे के तापमान पर संग्रहीत फिल्टर पर रहता है, जिससे पता चलता है कि जमे हुए अभिलेखागार दशकों के पारिस्थितिक इतिहास को संरक्षित कर सकते हैं।

बारकोड से लेकर गहन अनुक्रमण तक

प्रारंभिक ईडीएनए अध्ययन मेटाबार्कोडिंग नामक एक विधि पर निर्भर थे, जो एक छोटे आनुवंशिक क्षेत्र को अलग करने और कॉपी करने के लिए पोलीमरेज़ श्रृंखला प्रतिक्रिया का उपयोग करता है। यद्यपि यह तेजी से काम करता है, मेटाबारकोडिंग केवल उन जीवों का पता लगा सकता है जो चयनित आनुवंशिक प्राइमर से मेल खाते हैं।नेचर इकोलॉजी एंड इवोल्यूशन में प्रकाशित 2025 के एक अध्ययन ने शॉटगन अनुक्रमण का उपयोग करके प्रौद्योगिकी को उन्नत किया, एक ऐसी विधि जो एक विशिष्ट आनुवंशिक बारकोड पर ध्यान केंद्रित करने के बजाय एक नमूने में सभी डीएनए को पढ़ती है। फ्लोरिडा के एक जंगल से एकत्र की गई बाहरी हवा पर इस अलक्षित दृष्टिकोण का उपयोग करते हुए, अमेरिकी भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण और भागीदार संस्थानों के शोधकर्ताओं ने एक ही वायु नमूने से पूरे पारिस्थितिकी तंत्र का मानचित्रण किया।फ़िल्टर ने बॉबकैट, चमगादड़, गिलहरी, पतंगे, मकड़ियों, सांप और एक मगरमच्छ सहित मुश्किल से मिलने वाले स्थानीय वन्यजीवों के डीएनए का पता लगाया। बॉबकैट के माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए को उत्तर-पूर्वी फ्लोरिडा में एक विशिष्ट आबादी से जोड़ने के लिए पर्याप्त विस्तृत किया गया था, जिससे पता चलता है कि वायुजनित डीएनए केवल इसकी उपस्थिति की पुष्टि करने के बजाय किसी प्रजाति के भीतर आनुवंशिक अंतर प्रकट कर सकता है। पोर्टेबल अनुक्रमण उपकरण का उपयोग करते हुए, एक शोधकर्ता केवल दो दिनों में हवा का नमूना एकत्र करने से लेकर क्लाउड-आधारित परिणाम देखने तक पहुंच गया।

आकाश से रोगज़नक़ों पर नज़र रखना

शॉटगन अनुक्रमण के कदम ने सूक्ष्म खतरों की एक अदृश्य दुनिया को भी उजागर किया। डबलिन में एकत्र किए गए लंबे समय से पढ़े गए वायु नमूने में, शोधकर्ताओं को 63 विभिन्न वायरस से आनुवंशिक निशान मिले। उन्होंने पंप किए गए हवा के नमूनों और खिड़की के स्वाब से पक्षियों से जुड़े वायरस के जीनोम के बड़े हिस्से के साथ-साथ कई रोगाणुरोधी-प्रतिरोध जीन भी बरामद किए।यह तकनीक स्वचालित सार्वजनिक स्वास्थ्य निगरानी के एक नए रूप को जन्म दे सकती है। निरंतर वायु फ़िल्टरिंग से पता चल सकता है कि पौधे, जानवर या मानव रोग कहाँ फैल रहे हैं, जिससे कृषि एजेंसियों को लक्षण व्यापक होने से पहले फसल रोगों या वन्यजीवों के प्रकोप का पता लगाने में मदद मिलेगी।हालाँकि, प्रौद्योगिकी की एक महत्वपूर्ण चिकित्सीय सीमा भी है। एयर फिल्टर पर वायरल डीएनए ढूंढना यह साबित नहीं करता है कि एक संक्रामक वायरस सक्रिय रूप से फैल रहा है, कि आस-पास कोई बीमार है, या ट्रांसमिशन हो रहा है। किसी जीव या वायरस के टूटने के बाद डीएनए अक्सर लंबे समय तक बना रहता है। ये निष्कर्ष जैविक संकेत हैं जिन्हें प्रत्यक्ष चिकित्सा निदान के रूप में मानने के बजाय महामारी विज्ञानियों द्वारा व्याख्या की जानी चाहिए।

मानव आनुवंशिक बायकैच की समस्या

क्योंकि मनुष्य जानवरों की तरह ही आसानी से डीएनए छोड़ देते हैं, आधुनिक अनुक्रमण की बढ़ती संवेदनशीलता ने प्रमुख गोपनीयता संबंधी चिंताओं को बढ़ा दिया है। 2025 नेचर इकोलॉजी एंड इवोल्यूशन अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने लक्षित संवर्धन विधियों का उपयोग करने के बाद इनडोर वायु नमूनों से विस्तृत मानव आनुवंशिक जानकारी प्राप्त की, सम्मिलन, विलोपन और 217,000 से अधिक एकल-न्यूक्लियोटाइड बहुरूपताओं की पहचान की।वैज्ञानिक इसे मानव आनुवंशिक बायकैच कहते हैं। इसका मतलब है कि बाहरी या घर के अंदर की हवा का गहरा अनुक्रमण लगभग हमेशा आस-पास के लोगों से आनुवंशिक जानकारी एकत्र करेगा। 2023 के एक अध्ययन ने पुष्टि की कि मानव ईडीएनए अब हवा, पानी और यहां तक ​​कि समुद्र तट की रेत से भी आसानी से एकत्र किया जा सकता है।उदाहरण के लिए, डबलिन हवा के नमूनों में मानव-संबंधी निशान थे, जिनमें खाद्य पौधों, कैनबिस, पॉपपीज़ और साइकोएक्टिव मशरूम से जुड़े कवक के डीएनए शामिल थे। फ्लोरिडा विश्वविद्यालय ने इन निष्कर्षों पर प्रकाश डाला लेकिन त्वरित निष्कर्ष निकालने के प्रति चेतावनी दी। पौधे और कवक का डीएनए हवा, बागवानी, कानूनी उत्पादों या व्यावसायिक धूल के कारण हवा में फैल सकता है। परिणामस्वरूप, इस डीएनए का पता लगाने से कानूनी या तार्किक रूप से यह साबित नहीं हो सकता है कि किसी विशेष व्यक्ति ने किसी पदार्थ का इस्तेमाल किया या अपराध किया है।जैसे-जैसे डीएनए अनुक्रमण अधिक उन्नत होता जाता है, आकस्मिक निगरानी का जोखिम भी बढ़ता जाता है। किसी अपार्टमेंट बिल्डिंग या कार्यस्थल के बाहर एक नियमित सरकार द्वारा संचालित प्रदूषण फिल्टर अनजाने में आसपास रहने वाले या काम करने वाले लोगों की आनुवंशिक जानकारी एकत्र कर सकता है। इस वजह से, आनुवंशिक शोधकर्ता सख्त नियमों की मांग कर रहे हैं कि मानव डीएनए को कब हटाया जाना चाहिए, जानकारी कैसे संग्रहीत की जानी चाहिए, और क्या इसे सार्वजनिक जैव विविधता डेटाबेस से स्थायी रूप से हटा दिया जाना चाहिए।

अदृश्य पुरालेख का मानचित्रण

एयरबोर्न ईडीएनए अभी भी जैव विविधता को मापने का एक सही तरीका नहीं है। मौसम बड़ी चुनौतियाँ पैदा करता है। जहां कण यात्रा करते हैं वहां हवा बदल जाती है, बारिश हवा से डीएनए को साफ कर देती है, और सूरज की रोशनी नाजुक आनुवंशिक सामग्री को नुकसान पहुंचाती है। कुछ प्रजातियाँ बड़ी मात्रा में डीएनए छोड़ती हैं, जबकि अन्य बहुत कम मात्रा में डीएनए छोड़ती हैं। एक सकारात्मक परिणाम यह साबित नहीं करता है कि एक जानवर एयर मॉनिटर के बगल में खड़ा था, और एक नकारात्मक परिणाम यह पुष्टि नहीं करता है कि एक प्रजाति क्षेत्र से अनुपस्थित है।सटीक पहचान संदर्भ डेटाबेस पर भी निर्भर करती है। यदि किसी दुर्लभ या खराब अध्ययन वाली प्रजाति का जीनोम मैप नहीं किया गया है और उसे वैश्विक आनुवंशिक पुस्तकालयों में नहीं जोड़ा गया है, तो उसके वायुजनित डीएनए की पहचान नहीं की जा सकती है।इन सीमाओं के कारण, शोधकर्ता एयर फ़िल्टरिंग को एक ऐसे उपकरण के रूप में देखते हैं जो कैमरा ट्रैप, ध्वनि निगरानी और फ़ील्ड सर्वेक्षण जैसे पारंपरिक तरीकों को प्रतिस्थापित करने के बजाय समर्थन करता है। इसका सबसे बड़ा लाभ बड़े क्षेत्रों और विभिन्न ऊंचाइयों दोनों में डीएनए एकत्र करने की क्षमता है। एक एकल एयर फिल्टर उन जानवरों के निशान पकड़ सकता है जो रात्रिचर, सूक्ष्मदर्शी, भूमिगत, जंगल की छतरियों में छिपे हुए हैं, या शोधकर्ताओं के पास जाने के लिए बहुत खतरनाक हैं।