गोल्डन स्वीपर मासा आपली जैवदीप्ती शिकाराकडून चोरतो

एक चमकणारा मासा जैवदीप्तीच्या एका मूलभूत नियमाला छेद देत असल्यासारखा दिसतो

पॅसिफिकमधील एका लहान माशाने संशोधकांना उत्क्रांती पारंपरिक genetic machinery न बांधता एखादी समस्या कशी सोडवू शकते याचे एक ठळक नवे उदाहरण दिले आहे. Tohoku University च्या शास्त्रज्ञांनी वर्णन केलेल्या संशोधनानुसार, golden sweeper fish, Parapriacanthus ransonneti, bioluminescence साठी सामान्यतः आवश्यक असलेला मुख्य enzyme तयार करत नाही. त्याऐवजी, तो ही क्षमता थेट शिकाराकडून मिळवतो असे दिसते.

या शोधाचा केंद्रबिंदू luciferase हा enzyme आहे, जो सजीवांमधील अनेक प्रकाशनिर्मिती अभिक्रिया चालवतो. बहुतेक ज्ञात प्रकरणांमध्ये, चमकणारा प्राणी आवश्यक घटक स्वतः तयार करतो किंवा एखाद्या symbiotic organism वर अवलंबून असतो. येथे मात्र, संशोधकांच्या मते golden sweeper यापैकी काहीच करत नाही. whole-genome sequencing वापरून त्यांना माशात luciferase gene आढळला नाही आणि horizontal gene transfer द्वारे हा gene मिळाल्याचेही कोणतेही चिन्ह दिसले नाही.

ही अनुपस्थिती महत्त्वाची आहे, कारण ती सर्वात सोपी व्याख्या बाद करते: की या माशाने स्वतःचा प्रकाश तयार करण्यासाठी आवश्यक genetic instructions विकसित केले किंवा उधार घेतले. त्याऐवजी, हा अभ्यास अधिक असामान्य रणनीतीकडे निर्देश करतो. हा मासा luminous ostracods, ज्यांना अनेकदा sea fireflies म्हटले जाते, अशा लहान crustaceans खातो, आणि नंतर त्या शिकारामधील पूर्ण तयार luciferase protein स्वतःच्या वापरासाठी साठवून ठेवतो.

जैविक चोरीचा एक दुर्मिळ प्रकार

संशोधक या प्रक्रियेला kleptoproteinism असे म्हणतात, असा शब्द जो दुसऱ्या जीवाने तयार केलेले protein चोरून पुन्हा वापरण्याच्या कल्पनेला पकडतो. या प्रकरणात, “चोरलेले” protein गौण नाही. माशाच्या शरीराच्या खालच्या भागातून blue light उत्सर्जित करण्याच्या क्षमतेचा तोच केंद्रबिंदू आहे.

त्यामुळे हा निष्कर्ष एका species पेक्षा खूप पुढे महत्त्वाचा ठरतो. सागरी जीवसृष्टीत bioluminescence सर्वत्र आढळते, पण त्यामागची यंत्रणा सामान्यतः अधिक सरळ असते. प्राणी आवश्यक रसायने आणि enzymes स्वतः तयार करतात, किंवा ते काम करणाऱ्या microbes चे आश्रयस्थान बनतात. याच्या उलट, golden sweeper आपले उत्पादन पूर्णपणे आपल्या अन्नस्रोतातील वाट्याला सोपवत असल्यासारखा दिसतो.

संशोधकांनी यापूर्वी माशाच्या प्रकाशाला त्याच्या ostracod शिकाराशी जोडले होते, पण त्या आधीच्या कामात एक महत्त्वाचा प्रश्न उघडाच राहिला होता. शिकार फक्त एखादा trigger किंवा chemical ingredient देत होती का, आणि बाकीचे काम मासा आतून करत होता का? की मासा प्रत्यक्ष protein machinery तयार अवस्थेतच घेत होता? नवीन genomic निष्कर्ष दुसऱ्या स्पष्टीकरणाच्या बाजूने ठाम झुकतो.

luciferase साठीचा genetic blueprint माशामध्ये नसल्याचे दाखवून, हे काम माशाला prey-derived proteins वर अवलंबून असण्याच्या कल्पनेला अधिक ठोस आधार देते. म्हणूनच संशोधक या adaptation ला केवळ दुर्मिळ नाही, तर अनोखा म्हणून मांडतात.

हा शोध का महत्त्वाचा आहे

या अभ्यासाचे महत्त्व त्याच्या नवतेत आणि परिणामांत दोन्हींत आहे. जर golden sweeper तो जे खातो त्यातून proteins मिळवून एखादी उपयुक्त biological function टिकवून ठेवू शकत असेल, तर ते प्राण्यांच्या adaptation चे ज्ञात धोरण अधिक विस्तृत करते. काही परिस्थितींमध्ये, उत्क्रांती महागडा biosynthetic pathway तयार करून तो टिकवण्यापेक्षा capture आणि reuse या रणनीतीला प्राधान्य देऊ शकते, असे यातून सूचित होते.

शिकार species मुबलक असेल आणि आधीपासूनच योग्य molecular tools पुरवत असेल, तर हे विशेष फायदेशीर ठरू शकते. जटिल समुद्री वातावरणात राहणाऱ्या एका छोट्या माशासाठी, अन्नातून ready-made luciferase मिळवणे हे gene विकसित करणे, त्याचे नियमन करणे, आणि enzyme सुरुवातीपासून तयार करण्यापेक्षा कमी खर्चिक ठरू शकते.

हा प्रकाश जगण्यासाठी महत्त्वाचा असण्याची शक्यता आहे. माशाच्या शरीराचा खालचा भाग blue light उत्सर्जित करतो, ज्यामुळे समुद्रात वरून येणाऱ्या मंद downwelling light मध्ये तो मिसळून जाऊ शकतो. खालून ओळख टाळण्यासाठी ही एक well-known counterillumination रणनीती आहे. bioluminescence उपयुक्त का असते याचे ecological logic पुन्हा शोधण्याची या अभ्यासाला गरज नाही. इथे फरक आहे तो मासा ती क्षमता कशी मिळवतो यात.

हा अभ्यास biological वाद मिटवण्यात genomic evidence चे महत्त्वही अधोरेखित करतो. sequencing data शिवाय, आतून निर्माण होणाऱ्या adaptation आणि उधार घेतलेल्या molecules वर अवलंबून असलेल्या adaptation मधला फरक ओळखणे कठीण असते. luciferase gene चा अभाव, आणि आधीच्या संशोधनातून सिद्ध झालेला prey link, या प्रकरणाला विलक्षण बळ देतो.

संशोधकांना काय आढळले

मूळ मजकुरानुसार, Tohoku University संघाने advanced whole-genome sequencing वापरून P. ransonneti चे परीक्षण केले. त्यांना माशाच्या genome मध्ये luciferase gene सापडला नाही. तसेच, असंबंधित species दरम्यान DNA कधीकधी जाऊ शकतो अशा horizontal gene transfer द्वारे हा gene मिळाल्याचा कोणताही पुरावा आढळला नाही.

म्हणून dietary acquisition हीच प्रमुख व्याख्या राहते. अहवालात ओळखलेली prey species म्हणजे Cypridina noctiluca, एक ostracod जो आपल्या स्वतःच्या light-producing chemistry साठी ओळखला जातो. संशोधकांचा निष्कर्ष असा आहे की हा मासा या चमकणाऱ्या शिकाराला लक्ष्य करतो, आधीपासून तयार luciferase protein आत घेतो, आणि मग ते स्वतःच्या bioluminescence साठी वापरतो.

व्यावहारिक अर्थाने, हा अभ्यास सांगतो की मासा सूचना उधार घेत नाही. तो तयार उत्पादन उधार घेतो. हाच फरक या दाव्याचा गाभा आहे आणि म्हणूनच हा निष्कर्ष ठळक ठरतो.

genetic capacity या अरुंद प्रश्नावरचा पुरावा compelling आणि conclusive असल्याचे संशोधक सांगतात: माशाकडे स्वतः luciferase तयार करण्यासाठी आवश्यक gene नाही. तिथून जैविक कथा sequestration आणि reuse ची बनते.

पुढे काय

मजबूत genomic result भोवती बांधलेल्या अभ्यासातही महत्त्वाचे प्रश्न उरतात. संशोधकांना हे समजून घ्यायचे आहे की मासा दुसऱ्या species ने तयार केलेले protein कसे पकडतो, वाहून नेतो, साठवतो, आणि वापरतो. Proteins नाजूक molecules असतात, आणि digestion नंतरही त्यांचे कार्य टिकवून त्यांना उपयुक्त biological भूमिकेत नेणे साधे नाही.

यामुळे संशोधनाचे काही नवे मार्ग उघडतात. मासा शिकार निवडताना किती निवडक असतो, आयात केलेला luciferase किती काळ कार्यक्षम राहतो, आणि ingestion नंतर protein चे संरक्षण किंवा प्रक्रिया करणारे विशेष tissues आहेत का, हे प्रश्न आता शास्त्रज्ञ विचारू शकतात. हे प्रश्न महत्त्वाचे आहेत, कारण ते kleptoproteinism ही एकदाच होणारी युक्ती आहे की सूक्ष्मपणे उत्क्रांत झालेली physiological system आहे, हे दाखवतील.

सध्या तरी मुख्य निष्कर्ष स्वतःच पुरेसा स्पष्ट आहे. golden sweeper हा पहिला known animal असल्यासारखा दिसतो, ज्याबाबत दाखवले गेले आहे की तो core enzyme स्वतः तयार करण्याऐवजी थेट शिकाराकडून आपली bioluminescent power आयात करतो. त्यामुळे तो अलीकडच्या वर्षांत marine biology मधून समोर आलेल्या evolutionary opportunism च्या अधिक आश्चर्यकारक उदाहरणांपैकी एक ठरतो.

रासायनिक उपायांनी भरलेल्या क्षेत्रात, हे विशेषतः ठळक वाटते कारण ते इतके थेट आहे. हा मासा फक्त काहीतरी चमकणारे खात नाही. तो प्रकाशाची machineryच खातो आणि ती स्वतःची करून टाकतो, असे वाटते.

हा लेख refractor.io च्या रिपोर्टिंगवर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.