नक्कल केलेल्या genomes मुळे फुलझाडांना प्राचीन आपत्तीत टिकून राहण्यास मदत झाली असावी

प्राचीन गोंधळामुळे कदाचित genetically overloaded वनस्पतींना फायदा झाला

फुलझाडे आधुनिक जगाच्या मोठ्या भागावर, जंगलांपासून गवताळ प्रदेशांपर्यंत, शेतांपासून बागांपर्यंत, वर्चस्व राखतात. New Scientist मध्ये संक्षेपित केलेल्या नवीन evolutionary analysis नुसार, या यशाचा काही भाग अनेकदा लाभापेक्षा ओझे मानल्या जाणाऱ्या एका गुणाशी संबंधित असू शकतो: duplicated genomes. accidental whole-genome duplication ने गैर-पक्षी डायनासोरांच्या extinction शी संबंधित आपत्तींसह पृथ्वीवरील काही सर्वात विघातक पर्यावरणीय घटनांत angiosperms ला टिकून राहण्यास मदत केली असावी.

ही कल्पना उलटसुलट वाटते. अनेक जीवांमध्ये, chromosomes च्या अतिरिक्त प्रती बाळगणे गंभीर समस्या निर्माण करू शकते. वाढ खुंटू शकते, प्रजनन अधिक कठीण होऊ शकते, आणि दीर्घकालीन survival अजिबात निश्चित नसते. तरीही, तीव्र planetary stress च्या काळात, तेच तोटे कधी कधी फायद्यांमध्ये बदलू शकतात.

Polyploidy म्हणजे काय

बहुतेक लैंगिक प्रजनन करणारे जीव प्रत्येक chromosome च्या दोन प्रती ठेवतात, एक प्रत्येक पालकाकडून. वनस्पतींमध्ये हा नियम बराच लवचिक असतो. अनेक वनस्पतींमध्ये दोनपेक्षा जास्त प्रती असू शकतात, याला polyploidy म्हणतात. Potatoes आणि काही wheat प्रकार अतिरिक्त chromosome sets असलेल्या वनस्पतींची ओळखीची उदाहरणे आहेत.

फुलझाडांमध्ये आज polyploidy सामान्य आहे. स्रोत अहवालात नमूद केले आहे की सध्या अस्तित्वात असलेल्या angiosperms पैकी सुमारे एक-तृतीयांश polyploid आहेत. पण या गुणधर्माचा खोल इतिहास समजून घेणे कठीण राहिले आहे. आधीच्या विश्लेषणांनुसार ancient genome duplications तुलनेने दुर्मिळ होत्या, कारण अनेक polyploid lineages अखेरीस नाहीशा झाल्या.

नवीन काम अधिक नेमका प्रश्न विचारते: जर इतक्या duplicate-genome lineages नष्ट झाल्या, तर काही टिकून कशा राहिल्या आणि पसरल्या?

विकासाचा मोठा अभिलेख

हे तपासण्यासाठी, संशोधकांनी 470 angiosperm species च्या genomes चे विश्लेषण करून सुमारे 150 million years व्यापणारे evolutionary tree तयार केले. त्या इतिहासात त्यांनी 132 ancient genome-duplication घटना ओळखून त्यांची तारीख ठरवली. या घटना कालक्रमात समप्रमाणात पसरलेल्या नव्हत्या. उलट, त्या सुमारे 108 million ते 14 million years ago दरम्यानच्या नऊ prehistoric कालखंडांत केंद्रित होत्या.

लक्षवेधी निष्कर्ष असा की त्या गटांपैकी जवळजवळ सर्व major environmental किंवा geological disruptions शी जुळले, ज्यात climate shifts, oxygen levels मधील बदल, आणि mass extinctions यांचा समावेश होता. त्या कालखंडांपैकी एक Cretaceous च्या शेवटी asteroid-impact युगाशी जुळतो, जेव्हा dinosaurs नाहीसे झाले.

हा नमुना सूचित करतो की जग अस्थिर झाल्यावर genome duplication पुन्हा पुन्हा अधिक मौल्यवान ठरली असावी. शांत काळात, हा गुण उपयुक्त असण्यापेक्षा महाग असू शकतो. संकटाच्या काळात, त्याचे evolutionary math बदलले असावे.

वाईट काळात अतिरिक्त genomes कसे मदत करू शकतात

सुचवलेल्या mechanism नुसार duplicated DNA आपोआप लाभदायक नसते. बहुतेक वेळा ते हानिकारक असू शकते. पण environmental upheaval selection pressures वेगाने बदलते. अधिवास बदलले, हवामान डगमगले, ecosystem कोसळले किंवा पुन्हा मांडले गेले, तर अधिक raw genetic material असलेल्या lineages कडे जुळवून घेण्यासाठी अधिक मार्ग असू शकतात.

जिन्सच्या अतिरिक्त प्रती biological redundancy निर्माण करू शकतात. ही redundancy evolutionary experimentation साठी जागा देऊ शकते. एक copy आवश्यक कार्य चालू ठेवू शकते, तर दुसरी drift, mutation, किंवा बदललेल्या भूमिकेकडे जाऊ शकते. स्थिर परिस्थितीत, ही लवचिकता किंमतीसारखी वाटू शकते. अतिशय ताणाखाली, ती survival चा मार्ग ठरू शकते.

ही संकल्पना evolution ला रेषीय प्रगतीपेक्षा परिस्थितीनुसार बदलणारी प्रक्रिया मानणाऱ्या व्यापक दृष्टीकोनाशी जुळते. एका काळात निरुपयोगी वाटणारी वैशिष्ट्ये दुसऱ्या काळात निर्णायक ठरू शकतात. Polyploidy असेच एक वैशिष्ट्य दिसते. साधारण काळात ते fitness कमी करू शकते, पण परिस्थिती अराजक झाल्यावर ते adaptability चा साठा बनू शकते.

Angiosperms का महत्त्वाचे आहेत

फुलझाडे ही किरकोळ कुतूहलाची बाब नाही. ती भू-ecosystems आणि मानवी agriculture चा पाया आहेत. त्यांनी आधीच्या planetary shocks कसे सहन केले हे समजून घेणे केवळ prehistory पुनर्रचना करण्यासाठीच नाही, तर आधुनिक पर्यावरणीय बदलांच्या पार्श्वभूमीवर resilience कशी असू शकते याचा विचार करण्यासाठीही महत्त्वाचे आहे.

हे संशोधन असे सूचित करत नाही की वनस्पती कोणतेही disruption सहज पेलू शकतात. पण ते दर्शवते की आधुनिक angiosperms मध्ये दिसणारी काही flexibility कदाचित वारंवार आलेल्या आपत्तींशी झालेल्या संघर्षांतून घडली असावी. आजची abundance, कदाचित, दशलक्षो वर्षांपूर्वी लागू झालेल्या survival filters चा परिणाम असू शकते.

हे एका जुन्या evolutionary puzzle चे स्पष्टीकरणही देते. जर polyploidy इतकी महाग असेल, तर ती फुलझाडांमध्ये अजूनही इतकी व्यापक का आहे? उत्तर असे असू शकते की दुर्मिळ पण तीव्र global crises यांनी पुन्हा पुन्हा तिच्या बाजूने समीकरण बदलले.

टिकून राहणे आणि संयोग याची आठवण

या अभ्यासातील निष्कर्ष ऐतिहासिक आणि सांख्यिकीय आहेत, प्राचीन ecosystem चे थेट पुनरावर्तन नाहीत. upheaval काळांशी असलेले correlation प्रत्येक lineage साठी नेमका biological pathway सिद्ध करत नाही. काही duplicated genomes तरीही नाहीसे झाले, आणि अनेक non-polyploid वनस्पतीही वाचल्या. Evolution क्वचितच एकाच कारणाचे स्पष्टीकरण देते.

तरीही, हा नमुना प्रभावी आहे. तो सूचित करतो की मोठ्या environmental disruptions ने केवळ species नष्ट केल्या नाहीत; त्यांनी आधी अप्रभावी वाटणाऱ्या लपलेल्या flexibility च्या रूपांचीही निवड केली असावी. त्या अर्थाने, फुलझाडे त्यांच्या आधुनिक वर्चस्वाचा काही भाग प्रजननातील अशा अपघातांना देणेकरी असू शकतात, जे ग्रहावर ताण असताना अनपेक्षितपणे उपयोगी ठरले.

ही ओळखीच्या कथेला दिलेली एक विचारप्रवर्तक दुरुस्ती आहे. Mass extinctions सहसा केवळ नुकसानीच्या दृष्टीने पाहिल्या जातात. हा अभ्यास पुढे आलेल्या काही lineages साठी टिकून राहणे शक्य करणाऱ्या गुणांकडे लक्ष वेधतो. angiosperms च्या बाबतीत, अतिरिक्त genomes बाळगणे हा असा शांत फायदा असू शकतो, ज्यामुळे ते वारंवार झालेल्या planetary crises मधून बाहेर पडले आणि शेवटी जिवंत जगाला नव्याने घडवू शकले.

हा लेख New Scientist च्या रिपोर्टिंगवर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.