நகலாக்கப்பட்ட genomes மலர்ச்செடிகள் பண்டைய பேரழிவுகளை தாண்ட உதவியிருக்கலாம்

பண்டைய குழப்பம் genetically overloaded தாவரங்களுக்கு ஆதரவாக இருந்திருக்கலாம்

மலர்ச்செடிகள் காடுகள், புல்வெளிகள், விவசாய நிலங்கள், தோட்டங்கள் என நவீன உலகத்தின் பெரும்பகுதியை ஆட்கொண்டுள்ளன. புதிய evolutionary analysis ஒன்று, இந்த வெற்றியின் ஒரு பகுதி பெரும்பாலும் சுமையாகவே கருதப்படும் ஒரு பண்புடன் தொடர்புடையதாக இருக்கலாம் என்று கூறுகிறது: நகலாக்கப்பட்ட genomes. New Scientist சுருக்கமாக எடுத்துரைத்துள்ள ஆராய்ச்சியின்படி, accidental whole-genome duplication, non-avian dinosaurs extinction-க்கு தொடர்புடைய பேரழிவு உட்பட, பூமியின் மிகக் கடுமையான சுற்றுச்சூழல் நிகழ்வுகளில் சிலவற்றை angiosperms தாண்ட உதவியிருக்கலாம்.

இந்த யோசனை எதிர்மறையாக தோன்றுகிறது. பல உயிரினங்களில், chromosomes-ன் கூடுதல் பிரதிகளை ஏந்துவது கடுமையான பிரச்சினைகளை உருவாக்கலாம். வளர்ச்சி பாதிக்கப்படலாம், இனப்பெருக்கம் கடினமாகலாம், நீண்டகால survival உறுதியாக இருக்காது. ஆனால் கடுமையான planetary stress நேரங்களில், அந்த பாதகங்கள் சில சமயம் பலன்களாக மாறலாம்.

Polyploidy என்றால் என்ன

பெரும்பாலான பாலினப் பெருக்கம் செய்யும் உயிரினங்கள் ஒவ்வொரு chromosome-க்கும் இரண்டு பிரதிகளை வைத்திருக்கும், ஒன்று தந்தையிடமிருந்து, ஒன்று தாயிடமிருந்து. தாவரங்களில் இந்த விதி பலமுறை நெகிழ்வாகிறது. பல தாவரங்களில் இரண்டிற்கும் மேற்பட்ட பிரதிகள் இருக்கும்; இதையே polyploidy என்று அழைக்கிறார்கள். Potatoes மற்றும் சில wheat வகைகள் கூடுதல் chromosome sets கொண்ட தாவரங்களின் பரிச்சயமான உதாரணங்கள்.

மலர்ச்செடிகளில், இன்று polyploidy பொதுவானது. மூல அறிக்கையில், தற்போது வாழும் angiosperms-ன் சுமார் மூன்றில் ஒரு பகுதி polyploid எனக் குறிப்பிடப்படுகிறது. ஆனால் இந்த பண்பின் ஆழமான வரலாற்றை விளக்குவது சிரமமாக இருந்தது. முந்தைய ஆய்வுகள், ancient genome duplications ஒப்பிடும்போது அரிதாக இருந்ததாகக் கூறின, ஏனெனில் பல polyploid lineages இறுதியில் மறைந்துவிட்டன.

புதிய ஆய்வு இன்னும் கூர்மையான கேள்வியை எழுப்புகிறது: duplicate-genome lineages பலவும் மறைந்துவிட்டால், சில எவ்வாறு தொடர்ந்து இருந்து பரவின?

நீண்ட evolutionary record

இதனை ஆராய, ஆராய்ச்சியாளர்கள் 470 angiosperm species-களின் genomes-ஐ பகுப்பாய்வு செய்து, சுமார் 150 million years நீளமான ஒரு evolutionary tree-ஐ உருவாக்கினர். அந்த வரலாற்றில், அவர்கள் 132 ancient genome-duplication நிகழ்வுகளை அடையாளம் கண்டு தேதியிட்டனர். அவை காலத்தில் சமமாகப் பகிர்ந்திருக்கவில்லை. மாறாக, அவை சுமார் 108 million மற்றும் 14 million years ago இடைப்பட்ட ஒன்பது prehistoric காலகட்டங்களில் குவிந்திருந்தன.

அதிர்ச்சிகரமான கண்டுபிடிப்பு என்னவென்றால், அந்தக் குழுக்களில் பெரும்பாலானவை climate shifts, oxygen levels மாற்றங்கள், மற்றும் mass extinctions போன்ற முக்கிய சுற்றுச்சூழல் அல்லது புவியியல் upheavals-உடன் ஒத்திருந்தன. அவற்றில் ஒன்றும் Cretaceous காலத்தின் இறுதியில் ஏற்பட்ட asteroid-impact காலத்துடன் ஒத்துப்போனது, அப்போது dinosaurs மறைந்தன.

அந்த pattern, உலகம் நிலையற்றதாக மாறும் போது genome duplication மீண்டும் மீண்டும் அதிக மதிப்புடையதாக மாறியிருக்கலாம் என்று சுட்டுகிறது. அமைதியான காலங்களில், இந்த பண்பு பயனுள்ளதைவிட செலவாக இருக்கலாம். நெருக்கடி காலங்களில், அதன் evolutionary math மாறியிருக்கலாம்.

கெட்ட காலங்களில் கூடுதல் genomes எவ்வாறு உதவும்

முன்வைக்கப்படும் mechanism என்னவெனில், duplicated DNA தானாகவே நன்மை தரும் என்பதில்லை. பெரும்பாலும் அது தீங்கு விளைவிக்கலாம். ஆனால் சுற்றுச்சூழல் upheaval selection pressures-ஐ வேகமாக மாற்றுகிறது. வாழிடங்கள் மாறும்போது, காலநிலை சுழன்றாடும்போது, ecosystem-கள் சரிந்து அல்லது மறுசீரமைக்கப்படும்போது, அதிக raw genetic material கொண்ட lineages-க்கு மாறுபடுவதற்கான அதிக வழிகள் இருக்கலாம்.

Genes-ன் கூடுதல் பிரதிகள் biological redundancy-ஐ உருவாக்கலாம். அந்த redundancy, evolutionary experimentation-க்கு இடமளிக்கலாம். ஒரு copy அத்தியாவசிய செயல்பாட்டை தொடர முடியும், மற்றொன்று தளர்வாக மாற, mutate ஆக, அல்லது மாற்றிய வேடத்தை ஏற்க சுதந்திரமாக இருக்கும். நிலையான சூழ்நிலைகளில், அந்த நெகிழ்வுத்தன்மை செலவுக்குத் தகுந்ததாக இருக்காது. கடுமையான அழுத்தத்தில், அது survival-க்கான வழியாக மாறலாம்.

இந்த கருத்து, evolution-ஐ அனைத்துக்கும் ஒரேபடி முன்னேறும் ஒன்றாக அல்லாமல், சூழலுக்கு ஏற்ப மாறும் ஒன்றாகக் காணும் பரந்த பார்வையுடன் ஒத்துப்போகிறது. ஒரு காலகட்டத்தில் வீண் எனத் தோன்றும் பண்புகள், மற்றொரு காலகட்டத்தில் தீர்மானிப்பதாக மாறலாம். Polyploidy அப்படிப்பட்ட பண்புகளில் ஒன்றாகத் தெரிகிறது. சாதாரண காலங்களில் அது fitness-ஐ குறைக்கலாம்; ஆனால் சூழ்நிலைகள் குழப்பமாகும் போது, அது adaptability-ன் களஞ்சியமாக மாறலாம்.

Angiosperms ஏன் முக்கியம்

மலர்ச்செடிகள் ஒரு நுணுக்கமான ஆர்வப் பொருள் அல்ல. அவை நில வாழ் ecosystem-களுக்கும் மனிதக் agriculture-க்கும் அடித்தளம். முந்தைய planetary shocks-ஐ அவை எவ்வாறு தாண்டின என்பதைப் புரிந்துகொள்வது, prehistory-யை மீட்டுருவாக்குவதற்கே அல்ல, நவீன சுற்றுச்சூழல் மாற்றத்தின் முகத்தில் resilience பற்றி சிந்திக்கவும் முக்கியம்.

இந்த ஆய்வு, தாவரங்கள் எந்தக் குழப்பத்தையும் எளிதாகத் தாங்க முடியும் என்று கூறவில்லை. ஆனால் நவீன angiosperms-ல் காணப்படும் சில நெகிழ்வுத்தன்மை, மீண்டும் மீண்டும் வந்த பேரழிவுகளுடன் நடந்த சந்திப்புகளிலிருந்து உருவானிருக்கலாம் என்பதைக் காட்டுகிறது. இன்றைய abundance, பல தசாப்தம் மில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன் விதிக்கப்பட்ட survival filters-ன் ஒரு பகுதியாக இருக்கலாம்.

இதுவும் ஒரு நீண்டகால evolutionary puzzle-ஐ விளக்குகிறது. Polyploidy அடிக்கடி செலவானது என்றால், அது மலர்ச்செடிகளில் இன்னும் இவ்வளவு பரவலாக இருப்பது ஏன்? பதில் என்னவெனில், அரிதான ஆனால் கடுமையான global crises மீண்டும் மீண்டும் அதன் பக்கம் சமநிலையை நகர்த்தியிருக்கலாம்.

Survival மற்றும் chance பற்றிய நினைவூட்டல்

ஆய்வின் கண்டுபிடிப்புகள் வரலாற்று மற்றும் புள்ளியியல் சார்ந்தவை; பண்டைய ecosystem-களின் நேரடி மறுஆடல் அல்ல. upheaval காலங்களுடன் உள்ள correlation, ஒவ்வொரு lineage-க்கும் துல்லியமான biological pathway என்னவென்பதை நிரூபிப்பதில்லை. சில duplicated genomes மறைந்துவிட்டன, பல non-polyploid தாவரங்களும் உயிர் தப்பின. Evolution அரிதாகவே ஒரே காரண விளக்கத்தை தருகிறது.

இருப்பினும், அந்த pattern வலுவானது. பெரிய சுற்றுச்சூழல் குழப்பம் species-களை அழித்ததோடு மட்டுமல்லாமல், முன்பு பயனற்றதாகத் தோன்றிய மறைநிறைவுத் தன்மைகளைத் தேர்ந்தெடுத்திருக்கலாம் என்றும் அது சுட்டுகிறது. அந்த வகையில், மலர்ச்செடிகள் தங்களின் நவீன ஆதிக்கத்தின் ஒரு பகுதியை, அழுத்தத்தில் இருந்த பூமியில் எதிர்பாராதவிதமாக பயனுள்ளதாக மாறிய reproduction accident-களுக்குக் கடன்பட்டிருக்கலாம்.

இது பரிச்சயமான கதையின் ஒரு ஈர்க்கக்கூடிய திருத்தம். Mass extinctions பெரும்பாலும் இழப்பாக மட்டுமே பார்க்கப்படுகின்றன. இந்த ஆய்வு, பின்னர் தோன்றிய சில lineages-க்கு survival-ஐ சாத்தியமாக்கிய பண்புகளை நோக்கிச் சுட்டுகிறது. Angiosperms விஷயத்தில், கூடுதல் genomes எடுத்துச் சென்றது, மீண்டும் மீண்டும் வந்த planetary crises-ஐ கடந்து வந்து, இறுதியில் உயிருலகை மறுவடிவமைக்க உதவிய அமைதியான நன்மைகளில் ஒன்றாக இருந்திருக்கலாம்.

இந்தக் கட்டுரை New Scientist செய்தியளிப்பை அடிப்படையாகக் கொண்டது. மூலக் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.