जब 1848 में युवा प्रकृतिवादी अल्फ्रेड आर। वालेस ने नई दुनिया का पता लगाने के लिए इंग्लैंड छोड़ दिया, तो अमेज़ॅन क्षेत्र में उनकी प्रमुख टिप्पणियों में से एक यह था कि बड़ी नदियां जानवरों की कुछ प्रजातियों, विशेष रूप से प्राइमेट्स और पक्षियों के लिए नायाब बाधाएं थीं। इससे भी अधिक दिलचस्प बात यह है कि उन्होंने देखा कि नदी के विपरीत किनारों पर अक्सर संबंधित प्रजातियाँ वनों पर कब्जा कर लेती हैं, लेकिन वे कभी एक साथ नहीं पाए जाते।
वास्तव में, अमेजोनियन पक्षियों के बीच क्रॉस-नदी जोड़े के सैकड़ों उदाहरण हैं, एक घटना जो पृथ्वी पर कहीं और नहीं देखी गई है। लगभग 240 पक्षी प्रजातियों में से लगभग एक तिहाई जो सामान्य रूप से ब्राजील में निचले रियो नीग्रो के एक तरफ के जंगलों में निवास करती हैं, उन्हें दूसरी तरफ से संबंधित प्रजातियों द्वारा बदल दिया जाता है। उदाहरण के लिए, बाएं किनारे पर आपको लाल गले के साथ ब्लैक-स्पॉटेड बार्बेट्स ( कैपिटो नाइगर ) दिखाई देगा। दाहिने किनारे पर आपको केवल नारंगी गला के साथ निकट संबंधी गिल्ड बारबेट्स ( कैपिटो औरेटस) दिखाई देंगे।
ब्लैक-स्पॉटेड और गिल्डड बार्बेट्स अलग रहते हैं, जो ब्राजील के अमेज़ॅन में निचले नीग्रो और रियो ब्रैंको द्वारा अलग किए गए हैं। (आंद्रेज़ा सिल्वा) अमेजन की नदियों ने मुझे मोहित किया है क्योंकि मैंने पहली बार 1999 में इस क्षेत्र का दौरा किया था और एक उष्णकटिबंधीय जीवविज्ञानी के रूप में अपने शोध का मुख्य केंद्र बिंदु रहा हूं। मैं प्रतिस्थापन पैटर्न वालेस द्वारा कैद किया गया था, और एवियन वितरण नक्शे का अध्ययन करने में अनगिनत घंटे बिताए।
वर्षों के अध्ययन के बावजूद, हालांकि, विकासवादी जीवविज्ञानी अमेजोनिया में सट्टा प्रक्रिया में भूमिका निभाने वाली नदियों से अनिश्चित हैं। क्या नदियाँ नई प्रजातियाँ उत्पन्न करती हैं? या बस माध्यमिक बाधाओं के रूप में कार्य करते हैं, कहीं और गठित प्रजातियों के लिए प्राकृतिक सीमा प्रदान करते हैं? क्या इन सभी युग्मित वंशज एक ही समय में एक सामान्य अवरोध से विभाजित होते हैं? या क्या प्रत्येक प्रजाति अपने स्वयं के विकासवादी मार्ग का अनुसरण करती है?
पक्षी प्रजातियों पर ध्यान केंद्रित अध्ययन जिनके वितरण दो बायोग्राफिकल बाधाओं से बंधे हैं: रियो नीग्रो और रियो ब्रांको, उत्तरी अमोनिया में गुयाना शील्ड में स्थित है। (नाका एट अल) ये वे सवाल थे जिन्होंने मेरे सहकर्मियों और मुझे निर्देशित किया जब हम रियो नीग्रो का पता लगाने के लिए निकले, अभी भी अमोनिया के सबसे प्राचीन क्षेत्रों में से एक है। पहले के प्रकृतिवादियों द्वारा किए गए अभियानों की तरह, हमारे दूरदराज के स्थानों तक पहुंचने के लिए लंबी नाव यात्रा शामिल थी। लेकिन हम अपने नमूनों को बहुत कम तापमान पर रखने के लिए कंप्यूटर, डिजिटल इमेजरी, जीपीएस डिवाइस, डिजिटल ऑडियो रिकॉर्डर और लिक्विड नाइट्रोजन से लैस थे, जब तक कि हम लैब में जेनेटिक एनालिसिस नहीं कर पाते। हमारी योजना उनके विकासवादी इतिहास का आकलन करने के लिए नदी के विपरीत किनारों पर पक्षियों से ऊतक के नमूनों का उपयोग करना था।
एक प्रजाति से दो तक का विकास
विभिन्न बैंकों पर व्यक्तियों के बीच आनुवंशिक भेदभाव की मात्रा को देखकर, आधुनिक प्रकृतिवादी लगभग यह ट्रैक करने में सक्षम हैं कि इन आबादी ने अपने स्वतंत्र विकासवादी इतिहास को शुरू करने में कितना समय व्यतीत किया है। जीवविज्ञानी इस बात पर सहमत नहीं हो सकते हैं कि वर्तमान में विभाजित होने वाली प्रजातियों के विकासवादी इतिहास में इन नदियों की क्या भूमिका है।
एक स्पष्ट संभावना है कि पूर्वजों की प्रजातियों की सीमा एक नवगठित नदी द्वारा विच्छेदित थी, जो जंगलों के बड़े हिस्से को अलग करती है। कटऑफ आबादी धीरे-धीरे बदल जाएगी और एक दूसरे से अलग होगी। पर्याप्त समय को देखते हुए, उनके अंतर काफी अच्छे हो जाते हैं कि वे अब एक-दूसरे को संभावित साथी के रूप में पहचान नहीं पाएंगे, जिसके साथ जोड़ी बनाने और वंश बढ़ाने के लिए - वे अलग-अलग प्रजातियां बन जाएंगे। इस विचार को नदी की बाधा परिकल्पना के रूप में जाना गया। यह सबसे पुराना स्पष्टीकरण है कि अमोनिया में इतनी अधिक प्रजातियां क्यों हैं।
एक वैकल्पिक मॉडल से पता चलता है कि नदियाँ द्वितीयक अवरोध के रूप में कार्य करती हैं। इस विचार के अनुसार, हालांकि वे वर्तमान में प्रजातियों की भौगोलिक सीमाओं को परिभाषित करने के लिए महत्वपूर्ण हैं, नदियों का उस पुश्तैनी आबादी के शुरुआती अलगाव से कोई लेना-देना नहीं था।
हालांकि, यहां सबसे स्पष्ट प्रश्न पूछना मुश्किल नहीं है। पक्षी महाकाव्य लंबी दूरी के प्रवास में संलग्न होते हैं और ध्रुव से ध्रुव तक यात्रा करने में सक्षम होते हैं। कैसे दुनिया में एक अमेजन नदी, यहां तक कि एक बड़ी भी, एक बाधा का प्रतिनिधित्व कर सकती है? क्या पक्षी केवल नदी में नहीं उड़ सकते, अपने रिश्तेदारों के साथ फिर से मिल सकते हैं और दो अलग-अलग प्रजातियों के होने से बच सकते हैं?
संक्षिप्त उत्तर है, स्पष्ट रूप से नहीं। कई वन-निवास प्रजातियों के लिए, नदियों वास्तव में दुर्गम बाधाएं लगती हैं। प्रयोगों से पता चलता है कि कई पक्षी प्रजातियां खुले परिदृश्य पर भी सौ गज की दूरी तक उड़ान भरने में सक्षम नहीं हैं, अकेले एक शक्तिशाली अमेजन नदी के कई किलोमीटर पार करते हैं।
एवियन विकास में नदियों की भूमिका का परीक्षण करना
हमारा पहला कदम इन जोड़ी प्रतिस्थापनों के सटीक स्थान को मैप करना था। अध्ययन किए गए सभी जोड़े निचले रियो नीग्रो में कारोबार करने के लिए जाने जाते थे, जो कुछ स्थानों में 10 किलोमीटर तक विस्तृत है। हालांकि, नदी बहुत संकरी है और प्रतिस्थापन पैटर्न अधिक जटिल हो जाते हैं, जिसमें छोटी नदियाँ शामिल हैं।
जब आबादी के बीच का अंतर अपेक्षाकृत बड़ा होता है - जैसे आलूबुखारा पैटर्न, रंग या गीत - जोड़े को अक्सर विभिन्न प्रजातियां माना जाता है। जब अंतर सूक्ष्म होते हैं - जैसे आकार या पंख ह्यू या टोन - पक्षीविज्ञानी उन्हें अलग-अलग उप-प्रजातियों पर विचार करते हैं। चाहे प्रजातियों के जोड़े या उप-प्रजाति के जोड़े, जीवविज्ञानी उन्हें "कर के जोड़े" के रूप में संदर्भित करते हैं।
पहला कदम एवियन प्रतिस्थापन पैटर्न को मैप करना था। हालांकि सभी जोड़े वर्तमान में निचले रियो नीग्रो से बंधे हुए हैं, लेकिन रियो ब्रैंको सहित विभिन्न प्रतिस्थापन पैटर्न उखाड़ रहे हैं। (नाका एट अल) हमने टैक्स के 74 जोड़ों के बारे में विस्तार से जांच की, जिनकी रेंज रियो नीग्रो और इसकी सबसे बड़ी सहायक नदी, रियो ब्रैंको के विभिन्न संयोजनों द्वारा विभाजित की गई थी। ये दोनों नदियां दर्जनों एवियन प्रजातियों के लिए बायोग्राफिकल बैरियर हैं। एक दशक से अधिक फील्डवर्क के बाद, और प्रमुख ब्राजील और अमेरिका के संग्रहालयों और संग्रह के योगदान के साथ, हमारी टीम ने लगभग सभी पक्षी प्रजातियों और उप-प्रजातियों के लिए वितरण और आनुवंशिक डेटा प्राप्त किया था जो नदी के दोनों ओर अलग-अलग थे।
हमने तर्क दिया कि यदि एक नदी ने परिदृश्य को अलग कर दिया और एक ही समय में कई एवियन आबादी को अलग कर दिया, तो जोड़े को लगभग एक ही समय में विचलन के समान पेश करना चाहिए। यदि नदियों ने माध्यमिक बाधाओं के रूप में काम किया है, तो जोड़े संभवतः उम्र का एक पूरा सूट पेश करेंगे। इस मामले में, जोड़े उन नदियों से अधिक पुरानी हो सकती हैं जो वर्तमान में उनके वितरण को बाध्य करती हैं, क्योंकि इस मॉडल के अनुसार, दो में प्रजातियों का मूल विभाजन नदी के उद्भव पर निर्भर नहीं करता है।
शोधकर्ताओं ने यह निर्धारित करने के लिए आणविक डेटा का उपयोग किया कि कितने समय पहले प्रत्येक 74 पक्षी जोड़े निकले। क्षैतिज पट्टियाँ समय-समय पर अनिश्चितताओं को ध्यान में रखते हुए विश्वसनीय अंतराल को कवर करती हैं। अधिकांश जोड़े अपने वर्तमान रूपों में दो नदियों के अस्तित्व में आने से बहुत पहले अलग हो गए। (नाका एट अल) जब हमारे संबंधित 74 जोड़े पक्षियों में से प्रत्येक ने अपने अलग-अलग तरीके विकसित किए, तो हमने समय-समय पर आणविक डेटा का उपयोग किया। कुछ जीन पूर्वानुमेय, स्थिर दरों पर उत्परिवर्तित करते हैं, जिससे वैज्ञानिकों को उस समय का अनुमान लगाने की अनुमति मिलती है जो किसी भी दिए गए जीवों की जोड़ी से अलग हो जाते हैं। उनके जीनोम में जितने अधिक परिवर्तन हुए हैं, उतने लंबे समय के बाद से उन्होंने एक सामान्य पूर्वज साझा किया है। यह देखने की तरह है कि शोधकर्ता “आणविक घड़ी” को क्या कहते हैं।
गुआनन टॉकेनेट (सेलेनिडेरा पिपेरिवोरा), को इस क्षेत्र में टैनी-टफटेड टूकेनेट (एस। नटेरी) द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है। विश्लेषण में यह सबसे पुरानी जोड़ी है, जो लगभग 8 मिलियन साल पहले अलग हो गई थी। (लुसियानो निकोलस नाका) जब हमने अपने पक्षी के नमूनों की आणविक घड़ियों को देखा, तो हमने पाया कि विचलन की घटनाओं को एक विशेष समय सीमा के भीतर नहीं जोड़ा गया था। इसके बजाय वे 0.2 से 8 मिलियन साल पहले से थे। इसलिए यह संभावना नहीं है कि वर्तमान में सभी एवियन जोड़े एक सामान्य बाधा से विभाजित हैं, जैसे कि नीग्रो या ब्रांको, उन नदियों के उत्पत्ति द्वारा उत्पन्न किए गए थे।
इसके अलावा, भू-आकृति संबंधी आंकड़ों से पता चलता है कि इन नदियों ने अपने मौजूदा पदों को अपेक्षाकृत हाल ही में स्थापित किया है। रियो नीग्रो के लिए अनुमानित तिथियां लगभग एक मिलियन वर्ष हैं, जबकि रियो ब्रैंको लगभग 20, 000 वर्षों के दौरान स्पष्ट रूप से बहुत अधिक है। इसलिए, दोनों नदियाँ अधिकांश पक्षी जोड़े की तुलना में बहुत छोटी लगती हैं जिन्हें वे वर्तमान में विभाजित करते हैं, माध्यमिक संपर्क बाधा मॉडल का समर्थन करते हैं: नदियां आज एक सीमा बनाए रखती हैं, लेकिन समय का सुझाव है कि वे शुरू में ज्यादातर एवियन जोड़े को अलग करने के लिए जिम्मेदार नहीं हो सकते थे। हमने अध्यन किया।
दूसरी ओर, रियो नीग्रो को यहां एक लाख साल का इतिहास दिखाई देता है। हमारे मॉडल एवियन टैक्सा के 12 जोड़े के लिए उस उम्र में होने वाली एक सामान्य विविधीकरण घटना को अस्वीकार नहीं कर सकते हैं, जिनके डीएनए ने संकेत दिया था कि वे पिछले मिलियन वर्षों के भीतर विचलन करेंगे। इसलिए जबकि अध्ययन किए गए अधिकांश जोड़े की उत्पत्ति संभवतः नदियों की उत्पत्ति से संबंधित नहीं है, यह संभव है कि रियो नीग्रो, विशेष रूप से, कुछ प्रजातियों के लिए एक प्राथमिक बाधा का प्रतिनिधित्व करते थे।
साइंस एडवांस में प्रकाशित हमारा नया अध्ययन, इस बात के आकर्षक प्रमाण देता है कि अमेजन की नदियाँ एक दोहरी विकासवादी भूमिका निभा सकती हैं। वे कुछ बाधाओं के लिए प्राथमिक बाधाओं के रूप में कार्य कर सकते हैं, जैसा कि नदी के अवरोधक परिकल्पना द्वारा प्रस्तावित है। लेकिन अधिक बार, वे अधिकांश एवियन वंशावली के लिए माध्यमिक बाधाओं के रूप में कार्य करते हैं। ये परिणाम केवल एक से आते हैं, यद्यपि महत्वपूर्ण, अमेजोनियन क्षेत्र, और अन्य बेसिन से इसी तरह के अध्ययन हमारे परिणामों को एक व्यापक संदर्भ में रखेंगे।
यह आलेख मूल रूप से वार्तालाप पर प्रकाशित हुआ था।
लुसियानो निकोलस नाका, जूलॉजी के प्रोफेसर, यूनिवर्सिडेड फेडरल डे पेरनामबुको, ब्राजील और विजिटिंग स्कॉलर, हार्वर्ड यूनिवर्सिटी
