क्या एआई पौधों को समझने में मदद कर सकता है और दुनिया को खिलाने में मदद कर सकता है?

एआई और बड़े डेटा की शक्ति के साथ, वैज्ञानिक अगली पीढ़ी के अनुकूल पौधे की नस्ल के लिए पौधों के जीनोम की जटिल दुनिया को डिकोड करने के लिए रोमांचक नए क्षेत्रों का पीछा कर रहे हैं, जो खाद्य सुरक्षा और जलवायु परिवर्तन के अनुकूलन में क्रांति ला सकता है।

एक गेहूं का तना, एक चीनी का तना। अधिकांश लोगों के लिए, वे केवल हमारे कुछ पसंदीदा खाद्य पदार्थों के कच्चे माल हैं – लेकिन वैज्ञानिकों के लिए, वे एक जटिल पहेली का प्रतिनिधित्व करते हैं जिसे हल करने से हम पृथ्वी पर हानिकारक प्रभावों के साथ कम खाद्य उगाने के लिए रहस्यों को अनलॉक कर सकते हैं, बड़े पैमाने पर नए जैव ईंधन स्रोतों को अनुकूलित कर सकते हैं और लोगों को लंबे और स्वस्थ जीवन जीने में मदद कर सकते हैं। ये रहस्य पौधों के जीनोम में बंद हैं – और उन्नत एआई टूल के साथ, वैज्ञानिक इन जीनों द्वारा रखे गए रहस्यों को खोजना शुरू कर रहे हैं।

एआई की बड़ी मात्रा में डेटा विश्लेषण करने की क्षमता पौधों के जीनोम को बेहतर ढंग से समझने की चुनौतियों का समाधान करने का दरवाजा खोलती है। पौधों में मौजूद जेनेटिक तत्वों और विभिन्न कार्यों के बीच परस्पर क्रिया की यह समझ शोधकर्ताओं को अधिक मजबूत पौधों की नस्ल विकसित करने में मदद कर सकती है, जो उन्हें जैविक और अजैविक तनाव जैसे पर्यावरणीय चुनौतियों, कीटों के प्रकोप और कीटनाशक प्रतिरोध जैसी चुनौतियों का सामना करने में बेहतर बना सकती है।

पौधों के जीनोम – यहां तक कि “सरल” पौधों के जीनोम भी – मानव या जानवरों के जीनोम की तुलना में काफी बड़े होते हैं, जो एक बहुत लंबे समय से विकसित हुए हैं। पौधे पॉलीप्लॉइडल होते हैं – जहां जीन या पूरे जीनोम की प्रतिलिपि बनाई जाती है – और विभिन्न प्लॉइडी से जीन और एलील्स के बीच परस्पर क्रिया को पकड़ना एक चुनौती है, क्योंकि कुछ प्लॉइडी पुराने पौधों के जीनों का प्रतिनिधित्व कर सकते हैं जो वर्तमान में सक्रिय नहीं हैं।

शोधकर्ता एकल न्यूक्लियोटाइड पॉलीमॉर्फिज्म (सामान्य डीएनए अनुक्रम) की पहचान करना चाहते हैं, जिसका उपयोग वे पौधों के कार्य और पर्यावरण के साथ परस्पर क्रिया को समझने के लिए कर सकते हैं। एक बार यह हासिल हो जाने के बाद, शोधकर्ता प्रत्येक जीन के कार्य को बेहतर ढंग से समझ सकते हैं – और उस जानकारी का उपयोग मनुष्यों की जरूरतों के अनुसार पौधों की नस्ल बनाने के लिए कर सकते हैं। इसलिए, यदि शोधकर्ता एक ऐसी गेहूं की नस्ल विकसित करना चाहते हैं जो अधिक शुष्क क्षेत्रों में उगाई जा सकती है, तो वे गेहूं में जीनों की पहचान करने का प्रयास करेंगे जो पानी की कमी के बावजूद पूर्ण विकास की अनुमति देंगे। सभी नमूनों में यह जीन नहीं हो सकता है, क्योंकि यह एक अनाथ जीन हो सकता है जो वर्तमान में निष्क्रिय है और एक पॉलीप्लॉइडल जीनोम का हिस्सा था। मशीन लर्निंग जीन और उसके पर्यावरण के साथ परस्पर क्रिया का विश्लेषण कर सकती है, जो उस उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए एआई-डिज़ाइन की संवर्धन रणनीतियों के लिए अनदेखे जेनेटिक संभावनाओं के संकेत प्रदान कर सकती है।

जबकि इस शोध का उपयोग पौधों की नस्लों को हेरफेर करने के लिए किया जा सकता है, ऐसा जेनेटिक इंजीनियरिंग दूर से ही एकमात्र तरीका नहीं है जिससे शोधकर्ता वांछित गुणों वाले फसलों की नस्लें विकसित कर सकते हैं। मानवता ने सदियों से फसलों की नस्लें तैयार की हैं। एआई यहां भी मददगार हो सकता है – सेलेक्शन के लिए नस्लों की पहचान करना जो सबसे अधिक संगतता रखती हैं और वांछित परिणाम देने की संभावना रखती हैं।

इसके अलावा, एआई प्रणाली यह भविष्यवाणी करने में मदद कर सकती है कि प्रजनन का कौन सा तरीका – हाइब्रिडाइजेशन, वाइड क्रॉस ब्रीडिंग, क्रोमोसोम डबलिंग – सबसे प्रभावी होगा। पौधों पर गहन जेनेटिक जानकारी के साथ, शोधकर्ता मशीन लर्निंग का उपयोग यह जानने के लिए कर सकते हैं कि जीन को किस वातावरण में रखा जाना चाहिए जहां वे सबसे अधिक पनप सकते हैं। इसके परिणामस्वरूप फसलें हो सकती हैं जो लंबे समय तक बढ़ सकती हैं या पहले से असहनीय क्षेत्रों में लगाई जा सकती हैं, जिससे दुनिया की बढ़ती आबादी के लिए खाद्य आपूर्ति बढ़ सकती है। अधिक मजबूत नस्लें विकसित की जा सकती हैं – जो जलवायु परिवर्तन या शहरीकरण के प्रभावों का सामना करने में सक्षम हों।

पौधों की जेनेटिक जानकारी का उपयोग विशिष्ट कीटों या रोगों के प्रति प्रतिरोधी फसलों की नस्लें तैयार करने में भी मदद की जा सकती है। मशीन लर्निंग पौधों की विशेषताओं की पहचान कर सकती है जो कीटों को आकर्षित करती हैं – गंध, रंग आदि – और शोधकर्ताओं को जीन विकसित करने में सक्षम बना सकती है जो इन पौधों को कीटों के लिए कम आकर्षक बना देगी। इसके परिणामस्वरूप कीटनाशकों के उपयोग में कमी आ सकती है, विशिष्ट पौधों के लिए विशिष्ट क्षेत्रों में डिज़ाइन किए गए अधिक पर्यावरण अनुकूल कीटनाशक विकसित किए जा सकते हैं – या यहां तक कि व्यक्तिगत खेतों के लिए एक प्रकार की “व्यक्तिगत कृषि” जो सुरक्षित, स्वच्छ और हरित है।

वर्तमान एआई क्षमताओं से पहले, पौधों के जीनोम की पहचान लगभग असंभव थी – लेकिन अब कि उन्हें पहचाना जा चुका है, उनके कार्यों को समझना उन्नत एआई प्रौद्योगिकियों के बिना असंभव है। जो उपकरण अब उपलब्ध हैं, शोधकर्ता पौधों को बेहतर ढंग से समझने में सक्षम होंगे और पर्यावरणीय परिवर्तन, प्रदूषण, शहरीकरण और पौधों की वृद्धि और गुणवत्ता को प्रभावित करने वाले अन्य मुद्दों का सामना करने के लिए पौधों की मदद करने के लिए नए और बेहतर तरीके विकसित करेंगे। उन्नत मशीन लर्निंग के साथ, शोधकर्ता पौधों द्वारा रखे गए रहस्यों को खोलने में सक्षम होंगे – और उन रहस्यों का उपयोग मानवता के लिए एक बेहतर भविष्य बनाने के लिए करेंगे।