నకిలీ genomes వలన పుష్పించే మొక్కలు ప్రాచీన విపత్తులను తట్టుకుని ఉండొచ్చని సూచన

ప్రాచీన అల్లకల్లోలం genetically overloaded మొక్కలకు అనుకూలంగా ఉండి ఉండొచ్చు

పుష్పించే మొక్కలు అడవులు, గడ్డి మైదానాలు, వ్యవసాయ భూములు, ఉద్యానవనాలు వరకు ఆధునిక ప్రపంచంలో పెద్ద భాగాన్ని ఆక్రమించాయి. కొత్త evolutionary analysis ఈ విజయంలో ఒక భాగం తరచుగా లాభం కంటే భారంగా భావించే లక్షణానికి సంబంధించినదిగా ఉండవచ్చని సూచిస్తోంది: duplicated genomes. New Scientist సారాంశం చేసిన పరిశోధన ప్రకారం, accidental whole-genome duplication non-avian dinosaurs extinction కు సంబంధించిన విపత్తు సహా భూమి యొక్క అత్యంత తీవ్ర పర్యావరణ సంఘటనలను angiosperms దాటేందుకు సహాయపడిందని భావిస్తున్నారు.

ఈ ఆలోచన విరుద్ధంగా అనిపిస్తుంది. అనేక జీవుల్లో, chromosomes కి అదనపు ప్రతులను మోసుకోవడం తీవ్రమైన సమస్యలను కలిగించవచ్చు. పెరుగుదల దెబ్బతినవచ్చు, ప్రজনనం మరింత కష్టమవుతుంది, దీర్ఘకాల survival సులభం కాదు. అయినప్పటికీ, తీవ్రమైన planetary stress సమయంలో, ఆ లోపాలు కొన్నిసార్లు ప్రయోజనాలుగా మారవచ్చు.

Polyploidy అంటే ఏమిటి

చాలా లింగోత్పత్తి చేసే జీవులు ప్రతి chromosome కి రెండు ప్రతులను కలిగి ఉంటాయి, ఒకటి ప్రతి తల్లిదండ్రి నుండి. మొక్కలలో ఈ నియమం తరచుగా మరింత సడలినట్లు కనిపిస్తుంది. అనేక మొక్కలలో రెండు కంటే ఎక్కువ ప్రతులు ఉండవచ్చు; దీనిని polyploidy అంటారు. Potatoes మరియు కొన్ని wheat రకాలు అదనపు chromosome sets కలిగిన మొక్కల పరిచిత ఉదాహరణలు.

పుష్పించే మొక్కలలో, ప్రస్తుతం polyploidy సాధారణం. మూల నివేదిక ప్రకారం, ఇప్పటికీ జీవించి ఉన్న angiosperms లో సుమారు మూడో వంతు polyploid గా ఉన్నాయి. అయితే ఈ లక్షణం యొక్క లోతైన చరిత్రను అర్థం చేసుకోవడం కష్టం అయింది. గత విశ్లేషణలు ancient genome duplications సాపేక్షంగా అరుదుగా ఉన్నాయని సూచించాయి, ఎందుకంటే అనేక polyploid lineages చివరికి అంతరించిపోయాయి.

కొత్త పరిశోధన మరింత కచ్చితమైన ప్రశ్నను అడుగుతోంది: duplicate-genome lineages చాలా వరకు అంతరించిపోయినట్లయితే, కొన్ని ఎందుకు నిలిచాయి మరియు విస్తరించాయి?

విస్తృత evolutionary record

దీన్ని పరిశీలించడానికి, పరిశోధకులు 470 angiosperm species genomes ను విశ్లేషించి, సుమారు 150 million years వ్యాప్తి చెందిన evolutionary tree ను నిర్మించారు. ఆ చరిత్రలో, వారు 132 ancient genome-duplication సంఘటనలను గుర్తించి తేదీలు నిర్ణయించారు. అవి కాలంలో సమానంగా విభజించబడలేదు. బదులుగా, అవి సుమారు 108 million మరియు 14 million years ago మధ్య ఉన్న తొమ్మిది prehistoric కాలాల్లో గుంపులుగా కనిపించాయి.

ఆశ్చర్యకరమైన విషయం ఏమిటంటే, ఆ గుంపులలో దాదాపు అన్నీ climate shifts, oxygen levels మార్పులు, మరియు mass extinctions వంటి ప్రధాన పర్యావరణ లేదా భౌగోళిక disruptions తో సరిపోలాయి. ఆ కాలాల్లో ఒకటి Cretaceous చివర్లో asteroid-impact యుగంతో సమకాలీనంగా ఉండి, dinosaurs అంతరించిన సమయాన్ని సూచించింది.

ఈ pattern genome duplication ప్రపంచం అస్థిరంగా మారినప్పుడు మళ్లీ మళ్లీ మరింత విలువైనదిగా మారిందని సూచిస్తుంది. శాంతమైన కాలాల్లో, ఈ లక్షణం ఉపయోగకరంగా ఉండటంకంటే ఖరీదైనదిగా ఉండొచ్చు. సంక్షోభ కాలాల్లో, దాని evolutionary math మారిపోయి ఉండొచ్చు.

చెడుకాలాల్లో అదనపు genomes ఎలా సహాయపడతాయి

ప్రతిపాదిత mechanism ఏమిటంటే duplicated DNA ఎప్పుడూ స్వయంచాలకంగా ప్రయోజనకరం కాదు. ఎక్కువసార్లు, అది హానికరం కావచ్చు. కానీ పర్యావరణ upheaval selection pressures ను వేగంగా మార్చుతుంది. నివాసాలు మారినప్పుడు, వాతావరణాలు ఊగిసలాడినప్పుడు, ecosystem లు కూలిపోయినప్పుడు లేదా పునర్వ్యవస్థీకరించబడినప్పుడు, ఎక్కువ raw genetic material ఉన్న lineages కు అనుకూలించడానికి మరిన్ని మార్గాలు ఉండొచ్చు.

జీన్ల అదనపు ప్రతులు biological redundancy ను సృష్టించగలవు. ఆ redundancy, evolutionary experimentation కు స్థలం కల్పించవచ్చు. ఒక copy అవసరమైన పని కొనసాగించవచ్చు, మరోది స్వేచ్ఛగా drift కావచ్చు, mutate కావచ్చు, లేదా మారిన పాత్రను చేపట్టవచ్చు. స్థిర పరిస్థితుల్లో, ఆ flexibility ఖర్చుకు తగినదిగా ఉండకపోవచ్చు. తీవ్రమైన stress లో, అది survival కి మార్గంగా మారుతుంది.

ఈ భావన evolution ను ఒకే విధంగా ముందుకు సాగే ప్రక్రియగా కాకుండా, పరిస్థితులపై ఆధారపడే ప్రక్రియగా చూసే విస్తృత దృక్పథంతో సరిపోతుంది. ఒక యుగంలో వ్యర్థంగా కనిపించే లక్షణాలు, మరొక యుగంలో నిర్ణయాత్మకంగా మారవచ్చు. Polyploidy అలాంటి లక్షణాల్లో ఒకటిగా కనిపిస్తుంది. సాధారణ కాలాల్లో అది fitness ను తగ్గించవచ్చు, కానీ పరిస్థితులు అస్తవ్యస్తంగా మారినప్పుడు, అది adaptability యొక్క నిల్వగా మారుతుంది.

Angiosperms ఎందుకు ముఖ్యమైనవి

పుష్పించే మొక్కలు చిన్న ఆసక్తి విషయం కావు. అవి భూభాగ ecosystem లకు మరియు మానవ agriculture కు పునాది. అవి గత planetary shocks ను ఎలా తట్టుకున్నాయో తెలుసుకోవడం prehistory ని పునర్నిర్మించడానికే కాదు, ఆధునిక పర్యావరణ మార్పుల ముందు resilience గురించి ఆలోచించడానికీ ముఖ్యమే.

ఈ పరిశోధన మొక్కలు ఏ disruption ను అయినా సులభంగా ఎదుర్కొంటాయని సూచించదు. కానీ ఆధునిక angiosperms లో కనిపించే కొంత flexibility, పదేపదే వచ్చిన విపత్తులతో జరిగిన encounters లో రూపుదిద్దుకుందని సూచిస్తుంది. నేటి abundance, లక్షలాది సంవత్సరాల క్రితం జరిగిన survival filters యొక్క ఫలితంగా ఉండొచ్చు.

ఇది ఒక దీర్ఘకాల evolutionary puzzle ను కూడా వివరిస్తుంది. Polyploidy తరచుగా ఖరీదైనదైతే, అది ఇంకా పుష్పించే మొక్కల్లో ఎందుకు అంత విస్తృతంగా ఉంది? అరుదైన కానీ తీవ్రమైన global crises మళ్లీ మళ్లీ దాని పక్షాన సమతుల్యతను మార్చివేసి ఉండొచ్చు.

Survival మరియు chance పై ఒక గుర్తు

ఈ అధ్యయన ఫలితాలు చారిత్రక మరియు గణాంకపరమైనవి, ప్రాచీన ecosystem ల యొక్క నేరుగా పునరావృతం కాదు. upheaval కాలాలతో ఉన్న correlation ప్రతి lineage కు exact biological pathway ఏదో నిరూపించదు. కొన్ని duplicated genomes అంతరించిపోయాయి, అనేక non-polyploid మొక్కలు కూడా బతికాయి. Evolution అరుదుగా ఒకే కారణంతో వివరణ ఇస్తుంది.

అయితే, ఆ pattern బలమైనది. పెద్ద పర్యావరణ disruptions కేవలం species లను తొలగించడమే కాకుండా, ముందు అప్రయోజనకరంగా కనిపించిన దాచిన flexibility రూపాలకు కూడా ఎంపిక చేయివుండవచ్చని సూచిస్తోంది. ఆ అర్థంలో, పుష్పించే మొక్కలు తమ ఆధునిక ఆధిపత్యంలో కొంత భాగాన్ని, గ్రహం ఒత్తిడిలో ఉన్నప్పుడు అనుకోకుండా ఉపయోగపడిన reproduction accidents కు ఋణపడి ఉండవచ్చు.

ఇది పరిచయమైన కథకు ఆకర్షణీయమైన సవరణ. Mass extinctions ను తరచుగా కేవలం నష్టంగా మాత్రమే చూస్తారు. ఈ పరిశోధన తరువాత వచ్చిన కొన్ని lineages కు survival ను సాధ్యంచేసిన లక్షణాలను చూపిస్తోంది. Angiosperms విషయంలో, అదనపు genomes మోసుకెళ్లడం, వరుస planetary crises ను దాటి చివరికి జీవ ప్రపంచాన్ని మళ్లీ రూపుదిద్దడానికి సహాయపడిన నిశ్శబ్ద ప్రయోజనాల్లో ఒకటిగా ఉండి ఉండొచ్చు.

ఈ వ్యాసం New Scientist నివేదిక ఆధారంగా రూపొందించబడింది. మూల వ్యాసాన్ని చదవండి.