पीला, सिकुड़ा और अंधा, सोमालियाई गुफा मछली दुनिया के सबसे हल्के भूखे पानी में एक शांत जीवन व्यतीत करता है। अपने गज़ब के पैलोर और आँखों से बात न करने के कारण, ये पेस्टी मछली स्तनधारियों के साथ बहुत आम नहीं लगती हैं, लेकिन आंख को पूरा करने की तुलना में विनम्र गुफा के लिए कहीं अधिक है।
वैज्ञानिकों ने कल करंट बायोलॉजी नामक पत्रिका में बताया कि कैवफिश स्तनधारी विकास के एक रहस्यमय अध्याय पर कुछ बहुत जरूरी प्रकाश डाल सकती है: सौर ऊर्जा से संचालित डीएनए मरम्मत का नुकसान। अधिकांश जीवों के पास सूर्य के प्रकाश द्वारा सक्रिय अपने डीएनए अणुओं की मरम्मत करने के लिए तंत्र हैं, लेकिन स्तनधारियों ने रास्ते में कहीं खो दिया है - और सोमालियाई गुफा में।
जीवन के लिए निर्देश पुस्तिका के रूप में, डीएनए एक अनमोल वस्तु है। इस महत्वपूर्ण कोड को निरंतर क्षति उम्र बढ़ने और कैंसर के लिए संवेदनशीलता में वृद्धि दोनों में योगदान करती है। दुर्भाग्य से, डीएनए की प्रतिलिपि बनाने और पढ़ने की प्रक्रिया को त्रुटियों से भरा जा सकता है, और हमारे चारों ओर का वातावरण खतरनाक रसायनों से लेकर आनुवांशिक अनुक्रमों को बदलने में सक्षम पराबैंगनी प्रकाश की किरणों तक, खतरों से भरा होता है।
लेकिन समझौता किए गए डीएनए की मरम्मत करने में सक्षम सेलुलर मशीनों के एक सूट के लिए धन्यवाद, इन आनुवंशिक गड़बड़ियों में से अधिकांश परिणाम के बिना ठीक हो जाते हैं। इन महत्वपूर्ण मरम्मत क्षमताओं के बीच फोटोरिएक्टिवेशन सिस्टम है, जो यूवी विकिरण के संपर्क में आने से डीएनए में त्रुटियों को ठीक करने के लिए एक सौर ऊर्जा चालित एंजाइम का उपयोग करता है जिसे फोटोलिज़ेस कहा जाता है। इस चतुर रक्षा तंत्र का मतलब है कि वही खतरा जो डीएनए को नुकसान पहुंचाता है - सूर्य के प्रकाश - आनुवंशिक कोड के लिए एक मरम्मत प्रणाली को भी चलाता है।
स्तनधारी और गुफाकार बहुत अलग हैं, लेकिन दोनों ने अंधेरे में जीवन को अनुकूलित किया है। इस बिल्ली की तरह कई निशाचर स्तनधारियों की आंखों में ऊतक की एक परत होती है जो उनकी रात की दृष्टि में सुधार करती है और उनकी आँखें "चमकदार" लगती हैं। (थॉमस यूलर / फ़्लिकर) जबकि वृक्षारोपण जीवन के वृक्ष के चारों ओर व्यापक है, यह स्तनधारियों में पूरी तरह से अनुपस्थित है। और लंबे समय तक, हमने सोचा कि हम अकेले हैं। लेकिन वैज्ञानिकों ने मुट्ठी भर कवक और नेमाटोड प्रजातियों (और गुफा-बाउंड क्रस्टेशियंस की कुछ चुनिंदा आबादी) की खोज करना शुरू कर दिया, जिन्होंने अपने सौर-संचालित डीएनए मरम्मत क्षमताओं को भी खो दिया था। अंधेरे में रहने वाले समूह, सोमालियन गुफा में सबसे नया, विकासवादी इतिहास के समान कदम से गुजरने वाला पहला गैर-स्तनधारी कशेरुक हो सकता है।
जर्मनी में कार्लज़ूए इंस्टीट्यूट ऑफ़ टेक्नोलॉजी के एक जीवविज्ञानी निकोलस फोल्क्स कहते हैं, "एक फ़ोटोरिएक्टिवेशन] एक ऐसी प्रणाली है जो बैक्टीरिया से लेकर पौधों और कई जानवरों तक सभी के संरक्षण में है।" "जब आप फ़ंक्शन की हानि देखते हैं, तो यह गहरा है।"
तो कैसे एक गुफा में एक स्तनपायी सदृश हो सकता है? जवाब, यह पता चला है, हमें सचमुच अंधेरे में रखता है। यूनिवर्सिटी कॉलेज लंदन के विकासवादी जीवविज्ञानी रोयोरोर कहते हैं कि हमारे स्तनधारी पूर्वजों ने एक उच्च रात्रि जीवन शैली का आनंद लिया। सैकड़ों-लाखों साल पहले, हमारे गर्म-रक्त वाले जानवरों के अग्रदूतों को दिन के दौरान छिपाया जा सकता था, ताकि वे सूर्य-प्रेम करने वाले डायनासोरों द्वारा खाए जाने से बच सकें।
यह निशाचर प्रकृति हमारे विकास में एक "इसका उपयोग करें या इसे खो दें" सिद्धांत को सक्रिय कर सकती है। माओर कहते हैं कि सुन्नियर लक्षण (जैसे सौर ऊर्जा से संचालित फोटोरिएक्टेशन) को लगभग 100 मिलियन वर्षों के लिए अस्वीकार किया जा सकता था। ये आनुवंशिक नुकसान तब आधुनिक समय में बने रहे, जब स्तनधारियों ने दिन के उजाले में वापस उद्यम करना शुरू कर दिया।
नए अध्ययन Haiyu Zhao पर प्रमुख लेखक सहित फाउलकेस के अनुसंधान समूह ने फोटोरिएक्टिवेशन तंत्र के नुकसान के बारे में अधिक जानने के लिए अन्य निशाचर जानवरों में डीएनए की मरम्मत का अध्ययन करने के लिए निर्धारित किया है। सोमालियन केवफ़िश ( Phreatichthys andruzzii ), सूरज की रोशनी के साथ इसके फैलाव के साथ, एक संपूर्ण प्राणी था।
पहले, हालांकि, शोधकर्ताओं को तुलना के एक बिंदु की आवश्यकता थी। इसके लिए, उन्होंने पन्नी के रूप में एक और मीठे पानी की मछली को चुना: ज़ेब्राफिश, कई जैविक प्रयोगशालाओं में एक अच्छी तरह से अध्ययन किया गया प्रधान। अधिकांश अन्य जानवरों की तरह, ज़ेब्राफिश जीनोम सूर्य के प्रकाश-सक्षम फोटोरिएक्टेशन सिस्टम को एनकोड करते हैं, जिससे वे अच्छी तरह से रोशनी वाले वातावरण में यूवी विकिरण की उच्च खुराक के संपर्क में रहते हैं। लेकिन कुल मिलाकर अंधेरे में फंसे यूवी-ज़ेडब्राफिश डीएनए क्षति के नतीजों के प्रति अधिक संवेदनशील हैं।
दूसरी ओर, जब शोधकर्ताओं ने सोमालियन गुफा पर इन समान प्रयोगों का संचालन किया, तो मछली यूवी किरणों के प्रति संवेदनशील थीं। जंगली में, प्रजातियां सूर्य के प्रकाश से पूर्ण अलगाव में रहती हैं, और मछलियों को उन स्थितियों के लिए उजागर करती हैं जो कि सूर्य के प्रकाश की नकल करते हुए उन्हें यूवी विकिरण से बचने में मदद नहीं करते थे।
ये ब्लाइंड सोमालियन गुफाफ़िश वास्तव में आँखों पर बहुत आसान हैं ... भले ही उनके पास कोई भी न हो। (लुका स्कापोली / फेरारा विश्वविद्यालय) मछलियों के जीनोम में तब्दील होकर, शोधकर्ताओं ने पाया कि ज़ैब्रिफ़िश तीन रिस्टोरेटिव फोटोलिसिस का निर्माण करता है जो सूर्य के प्रकाश की उपस्थिति में बिजली देता है, जबकि सोमालियन गुफाफ़िश केवल एक टूटी हुई प्रणाली को एनकोड करता है। आगे की परीक्षा में, शोधकर्ताओं ने मतभेदों को निर्धारित करने में सक्षम किया कि ज़ेब्राफिश और कैवफ़िश ने फोटोलिज़ अभिव्यक्ति को कैसे नियंत्रित किया।
प्रकाश की उपस्थिति में, जेब्राफिश कोशिकाओं में एक आणविक "कुंजी" एक आनुवंशिक "लॉक" को निर्देशित किया जाता है, जो डीएनए मरम्मत तंत्र को सक्रिय करने के लिए जारी किया जाता है। गुफा का आकार, अजीब तरह से पर्याप्त, लग रहा था कि अखंड ताले हैं, फोटोलीज़ अभिव्यक्ति को दिलाने के लिए तैयार हैं - लेकिन चाबियाँ समय के लिए खो गई हैं। फाउलैक्स की टीम वर्तमान में गुफा के जीनोम में क्षतिग्रस्त या गुम चाबियों की तलाश कर रही है।
"यह पसंद है कि विकास अधिनियम में पकड़ा गया है, " फाउलकेस कहते हैं। "आप उस प्रक्रिया को देख सकते हैं जिसके द्वारा मरम्मत प्रणाली खो रही है।"
गुफा की 200 से अधिक प्रजातियां पृथ्वी को आबाद करती हैं, लेकिन यह सोमालियाई नमूना है जिसने फोटोरिएपेशन सिस्टम को खो दिया है। गुफा के बीच में भी, पी। Andruzzii एक चरमपंथी है, जिसने पिछले 3 मिलियन या इतने सालों को सूरज से बाहर बिताया है। पानी के नीचे की गुफाओं के अनन्त अंधेरे में, यह इस तैराक के सर्वोत्तम हित में है कि आगे की लंबी सड़क के लिए ऊर्जा का संरक्षण किया जाए - फुलकेस के अनुसार, ये मछली पचास साल तक जीवित रह सकती हैं - जिसका अर्थ है किसी भी अनावश्यक आनुवंशिक सामान से छुटकारा पाना।
जबकि स्तनधारी जीव गुफाओं की जीवन शैली को साझा नहीं करते हैं, इन आनुवांशिक नुकसानों से मुरी विकासवादी प्रक्षेपवक्र प्रकट हो सकते हैं जो कि भिन्न प्रजातियों को साझा करते हैं। पर्यावरणीय दबाव में एक उपयोगी विशेषता विकसित करने के बजाय, जीवों ने एक ऐसी प्रणाली को छोड़ दिया है जो अब उपयोगी नहीं थी, इटली में फेरारा विश्वविद्यालय के एक गुफा विशेषज्ञ विशेषज्ञ सिल्विया फुसेली कहते हैं।
"हो सकता है कि ये मछलियाँ लाखों साल पहले हमारे पूर्वजों में घटित हुई चीज़ों का पुनरुत्पादन कर रही हों, " फाउलकेस कहते हैं।
यह देखते हुए कि कुछ सूरज डूबने वाली प्रजातियां शायद अभी भी पृथ्वी की गुफाओं और गहरी-सी खाइयों में मानव खोज को सफलतापूर्वक समाप्त कर रही हैं, हमने शायद उन जीवों में से अंतिम नहीं पाया है जिन्होंने फोटोरिएक्टेशन बहाया है। अमेरिकी विश्वविद्यालय के एक जीवविज्ञानी डेविड कार्लिनी कहते हैं, "यह इन मछलियों में दिखाई दे रहा है, कवक में [क्रस्टेशियंस में] ... यह ऐसा कुछ होने जा रहा है, जिसे लोग लगातार खोजते हैं।"
और जहां तक हम जानते हैं, पी। Andruzzii अभी भी अपने प्रकाश-घृणित भाइयों के बीच बहुत अद्वितीय है। जब तक अंधेरे को पसंद करने वाली अधिक प्रजातियों का अध्ययन नहीं किया जा सकता है, तब तक सोमालियाई गुफाओं का प्रकाश इस रहस्य को सुलझाने के लिए मार्गदर्शक प्रकाश हो सकता है कि हम स्तनधारियों ने सूर्य में चंगा करने की हमारी क्षमता कैसे खो दी।
