கோல்டன் ஸ்வீப்பர் மீன் தனது உயிர்விளக்கத்தை இரையிலிருந்து திருடுகிறது

ஒரு ஒளிவீசும் மீன், உயிர்விளக்கத்தின் அடிப்படை விதியை மீறுவது போலத் தோன்றுகிறது

பசிபிக்கில் வாழும் ஒரு சிறிய மீன், சாதாரண மரபணு இயந்திரத்தை அமைக்காமலேயே பரிணாமம் ஒரு பிரச்சினையை எவ்வாறு தீர்க்க முடியும் என்பதற்கான கண்கவர் புதிய உதாரணத்தை ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கு வழங்கியுள்ளது. Tohoku University விஞ்ஞானிகள் விவரித்த ஆய்வின் படி, golden sweeper fish, Parapriacanthus ransonneti, bioluminescence க்கு பொதுவாக தேவைப்படும் முக்கிய enzyme ஐ உருவாக்குவதில்லை. அதற்குப் பதிலாக, அது அந்த திறனை நேரடியாக இரையிலிருந்து பெறுகிறது போலத் தோன்றுகிறது.

இந்த கண்டுபிடிப்பு luciferase என்ற enzyme ஐ மையமாகக் கொண்டுள்ளது; இது உயிரினங்களில் பல ஒளி-உற்பத்தி வினைகளை இயக்குகிறது. அறியப்பட்ட பெரும்பாலான நிகழ்வுகளில், ஒளிவீசும் ஒரு விலங்கு தேவையான கூறுகளைத் தானே உருவாக்கும் அல்லது ஒரு symbiotic organism மீது சார்ந்திருக்கும். இங்கே, golden sweeper இவ்விரண்டும் செய்வதில்லை என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் கூறுகின்றனர். முழு genome sequencing ஐப் பயன்படுத்தி, மீனில் luciferase gene இல்லை என்றும், horizontal gene transfer மூலம் அந்த gene பெறப்பட்டதற்கான அடையாளமும் இல்லை என்றும் அவர்கள் கண்டறிந்தனர்.

இந்த இல்லாமை முக்கியமானது, ஏனெனில் அது எளிய விளக்கத்தை நிராகரிக்கிறது: அதாவது மீன் தனது சொந்த ஒளியை உருவாக்கத் தேவையான மரபணு வழிமுறைகளை பரிணமித்ததோ அல்லது கடன் பெற்றதோ என்பதைக். அதற்குப் பதிலாக, ஆய்வு இன்னும் அபூர்வமான ஒரு உத்தியை முன்வைக்கிறது. இந்த மீன் luminous ostracods எனப்படும், sea fireflies என்று அடிக்கடி அழைக்கப்படும் சிறிய crustaceans ஐ உண்ணுகிறது; பின்னர் அந்த இரையிலிருந்து முழுமையாக உருவான luciferase protein ஐ தனக்காக சேகரித்து வைத்துக்கொள்கிறது.

ஒரு அரிய வகை உயிரியல் திருட்டு

இந்த செயல்முறையை ஆராய்ச்சியாளர்கள் kleptoproteinism என்று விவரிக்கிறார்கள்; இது மற்றொரு உயிரினம் உருவாக்கிய protein ஐத் திருடி மீண்டும் பயன்படுத்தும் கருத்தைச் சுட்டுகிறது. இங்கு “திருடப்பட்ட” protein சாதாரணமானது அல்ல. மீனின் உடல் கீழ்புறத்திலிருந்து blue light ஐ வெளியிடும் திறனின் மையம் அதுவே.

இதனால் இந்த முடிவு ஒரு species ஐத் தாண்டி முக்கியத்துவம் பெறுகிறது. கடல்வாழ் உயிரினங்களில் bioluminescence பரவலாக உள்ளது, ஆனால் அதன் பின்னணி முறைகள் பொதுவாக எளிமையானவை. விலங்குகள் தேவையான ரசாயனங்களையும் enzymes ஐயும் தாமே உருவாக்குகின்றன, அல்லது அந்த வேலையைச் செய்யும் microbes ஐத் தங்களிடம் வைத்திருக்கின்றன. இதற்கு மாறாக, golden sweeper அதன் உற்பத்தியை முழுவதுமாக தனது உணவு மூலத்திற்கே அவுட்சோர்ஸ் செய்கிறது போலத் தோன்றுகிறது.

முன்னர் ஆராய்ச்சியாளர்கள் இந்த மீனின் ஒளியை அதன் ostracod இரையுடன் இணைத்திருந்தார்கள்; ஆனால் அந்த முந்தைய வேலை ஒரு முக்கியமான கேள்வியைத் திறந்தே வைத்தது. இரை வெறும் ஒரு trigger ஐ அல்லது chemical ingredient ஐ மட்டும் வழங்கியதா, மீதியை மீன் உட்புறமாகக் கையாண்டதா? அல்லது மீன் முழுமையாக தயாரான protein machinery ஐயே எடுத்துக்கொண்டதா? புதிய genomic முடிவு இரண்டாவது விளக்கத்தை வலுவாக ஆதரிக்கிறது.

luciferase க்கான மரபணுக் கட்டமைப்பு மீனிடம் இல்லையென்று காட்டுவதன் மூலம், இந்த வேலை அந்த விலங்கு இரையிலிருந்து பெறப்பட்ட proteins மீது சார்ந்திருப்பதாகும் என்ற கருத்துக்கு மிகவும் உறுதியான ஆதரவை வழங்குகிறது. அதனால் தான் ஆராய்ச்சியாளர்கள் இந்த adaptation ஐ சாதாரணமானதாக அல்ல, தனித்துவமானதாக விவரிக்கிறார்கள்.

இந்த கண்டுபிடிப்பு ஏன் முக்கியம்

இந்த ஆய்வின் முக்கியத்துவம் அதன் புதுமையிலும் அதன் விளைவுகளிலும் உள்ளது. golden sweeper அது உண்ணும் உணவிலிருந்து proteins ஐ சேகரித்து ஒரு பயனுள்ள உயிரியல் செயல்பாட்டை பராமரிக்க முடிந்தால், அது விலங்கு adaptation க்கான அறியப்பட்ட வழிமுறைகளை விரிவுபடுத்துகிறது. சில சூழ்நிலைகளில், evolution ஒரு expensive biosynthetic pathway ஐ உருவாக்கி பராமரிப்பதை விட, capture செய்து reuse செய்வதையே விரும்பலாம் என்பதைக் இது குறிக்கிறது.

இரையினம் abundantly கிடைக்கக்கூடியதாகவும், ஏற்கனவே சரியான molecular tools ஐ வழங்குவதாகவும் இருந்தால், இது குறிப்பாக பயனுள்ளதாக இருக்கலாம். ஒரு சிக்கலான கடல் சூழலில் வாழும் சிறிய மீனுக்கு, உணவிலிருந்து ready-made luciferase ஐப் பெறுவது, ஒரு gene ஐ பரிணமிக்கச் செய்வது, அதை ஒழுங்குபடுத்துவது, மற்றும் enzyme ஐ ஆரம்பத்திலிருந்து உற்பத்தி செய்வதைவிட குறைந்த செலவானதாக இருக்கலாம்.

இந்த ஒளியே உயிர்வாழ்வுக்கு முக்கியமானதாக இருக்கலாம். மீனின் உடல் கீழ்புறம் blue light ஐ வெளியிடுகிறது; இது கடலில் மேலிருந்து வரும் மங்கிய downwelling light உடன் கலந்து காணப்பட உதவுகிறது. கீழிருந்து கண்டறியப்படாமல் இருப்பதற்கான well-known உத்தி தான் இப்படியான counterillumination. bioluminescence ஏன் பயனுள்ளதாக இருக்கும் என்பதை காட்டுவதற்கு ஆய்வு அதன் ecological logic ஐ மறுபடியும் கண்டுபிடிக்க வேண்டியதில்லை. இங்கே வேறுபாடு அந்த திறனை மீன் பெறும் வழியில்தான் உள்ளது.

இந்த வேலை biological debates ஐத் தீர்ப்பதில் genomic evidence இன் மதிப்பையும் எடுத்துக் காட்டுகிறது. sequencing data இல்லாமல், உள் முறையில் உருவாகும் adaptation ஐ borrowed molecules மீது சார்ந்திருக்கும் adaptation ஐப் பிரித்தறிதல் கடினம். luciferase gene இல்லாமை, முந்தைய ஆராய்ச்சியில் நிறுவப்பட்ட prey link உடன் சேர்ந்து, இந்த வழக்குக்கு அபூர்வமான வலிமையை அளிக்கிறது.

ஆராய்ச்சியாளர்கள் என்ன கண்டறிந்தனர்

மூல உரையின் படி, Tohoku University குழு advanced whole-genome sequencing ஐப் பயன்படுத்தி P. ransonneti ஐ ஆய்வு செய்தது. மீனின் genome இல் luciferase gene எதுவும் இல்லை என்று அவர்கள் கண்டனர். அதேபோல், தொடர்பில்லாத species களுக்கிடையில் DNA சில சமயங்களில் நகரக்கூடிய horizontal gene transfer வழியாக அந்த gene மீன் பெற்றதாகும் எந்த ஆதாரமும் இல்லை என்றும் அவர்கள் கண்டனர்.

இதனால் dietary acquisition தான் முன்னணி விளக்கமாக இருக்கிறது. அறிக்கையில் அடையாளம் காணப்பட்ட இரை species Cypridina noctiluca; இது தனது சொந்த light-producing chemistry க்காக அறியப்படும் ஒரு ostracod. அந்த ஒளிவீசும் இரையை இந்த மீன் இலக்காக்கி, ஏற்கெனவே உருவான luciferase protein ஐ எடுத்துக்கொண்டு, அதை தனது bioluminescence ஐ ஆதரிக்கப் பயன்படுத்துகிறது என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் முடிவுசெய்கின்றனர்.

நடைமுறையில், இந்த ஆய்வு கூறுவது: மீன் அறிவுறுத்தல்களை கடன் பெறவில்லை. அது முடிந்த தயாரிப்பைப் பெற்றுக்கொள்கிறது. அந்த வேறுபாடே இந்தக் கூற்றின் மையம், மேலும் இந்த முடிவு தனித்து நிற்பதற்கான காரணமும் அதுவே.

genetic capacity என்ற குறுகிய கேள்வியில் கிடைத்த ஆதாரம் வலுவானதும் தீர்மானமானதும் என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் விவரிக்கின்றனர்: மீன் தானாக luciferase ஐ உருவாக்க தேவையான gene ஐ கொண்டிருக்கவில்லை. அங்கிருந்து உயிரியல் கதை sequestration மற்றும் reuse பற்றியதாக மாறுகிறது.

அடுத்து என்ன

மிக வலுவான genomic result ஐ மையமாகக் கொண்ட ஒரு ஆய்வாக இருந்தாலும், முக்கியமான கேள்விகள் இன்னும் உள்ளன. மற்றொரு species உருவாக்கிய protein ஐ மீன் எப்படிப் பிடிக்கிறது, கடத்துகிறது, சேமிக்கிறது, மற்றும் பயன்படுத்துகிறது என்பதை ஆராய்ச்சியாளர்கள் புரிந்துகொள்ள விரும்புவார்கள். Proteins மென்மையான molecules; அவற்றை digestion ஐத் தாண்டி பயனுள்ள உயிரியல் பங்கிற்கு கொண்டுசெல்லும் போது அவற்றின் செயல்பாட்டைத் தக்கவைத்தல் எளிதல்ல.

அது பல புதிய ஆராய்ச்சி வழிகளைத் திறக்கிறது. மீன் இரையைத் தேர்வதில் எவ்வளவு தேர்ச்சியானது, இறக்குமதி செய்யப்பட்ட luciferase எவ்வளவு நேரம் செயல்படும், ingestion க்கு பிறகு protein ஐ பாதுகாக்க அல்லது செயலாக்க சிறப்பு tissues உள்ளனவா என்பவற்றை விஞ்ஞானிகள் இப்போது கேட்க முடியும். இந்தக் கேள்விகள் முக்கியமானவை, ஏனெனில் kleptoproteinism ஒரு ஒருமுறை நிகழும் தந்திரமா அல்லது நுணுக்கமாக பரிணமித்த physiological system ஆா என்பதை அவை காட்டும்.

இப்போது, தலைப்பு முடிவு தனக்கே போதுமான அளவு தெளிவாக உள்ளது. golden sweeper, core enzyme ஐ தானே உருவாக்குவதற்குப் பதிலாக, தனது bioluminescent power ஐ நேரடியாக இரையிலிருந்து import செய்கிறது என்று காட்டப்பட்ட முதல் known animal போலத் தோன்றுகிறது. இது சமீப ஆண்டுகளில் marine biology யிலிருந்து வெளிவந்த evolutionary opportunism இன் மிக ஆச்சரியமான உதாரணங்களில் ஒன்றாக இதை மாற்றுகிறது.

நேர்த்தியான ரசாயனத் தீர்வுகளால் நிரம்பிய ஒரு துறையில், இது மிகவும் நேரடியாக இருப்பதால் குறிப்பாகத் தாக்கமளிக்கிறது. மீன் வெறுமனே ஒளிவீசும் ஏதோ ஒன்றை உண்ணுவதில்லை. அது ஒளியின் machinery யையே உண்டு, அதைத் தன்னுடையதாக மாற்றிக்கொள்கிறது போலத் தோன்றுகிறது.

இந்தக் கட்டுரை refractor.io இன் செய்தியறிக்கையின் அடிப்படையில் எழுதப்பட்டது. மூலக் கட்டுரையை படிக்கவும்.