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यह सिमुलेशन 800,000 से अधिक वर्षों के उदय और पतन का नक्शा बनाता है

अमेज़न और दक्षिण अमेरिका में आसन्न ढलानों पौधों और जानवरों की आश्चर्यजनक समृद्धि की मेजबानी करते हैं। ये प्रजातियां मनुष्यों के आगमन के बाद से भोजन, आश्रय और चिकित्सा के स्रोत रही हैं और शुरुआती यूरोपीय प्रकृतिवादी खोजकर्ताओं के दिनों से वैज्ञानिक जिज्ञासा का लक्ष्य है।

क्या प्रक्रियाएं प्रजातियों की समृद्धि के ऐसे गर्म स्थानों का उत्पादन करती हैं, और जैव विविधता धीरे-धीरे उच्च अक्षांशों और ड्रेटर जलवायु की ओर क्यों गिरती है? वैज्ञानिकों ने कई प्रतिस्पर्धी स्पष्टीकरण प्रस्तावित किए हैं, लेकिन उनका परीक्षण करने का कोई आसान तरीका नहीं है। बायोग्राफर के रूप में, हम में से जो ग्रह पर जीवन के भूगोल का अध्ययन करते हैं, हमारे पास वास्तविक दुनिया के प्रयोगों को करने का विकल्प नहीं है। यह प्रजातियों के बड़े पैमाने पर परिचयात्मक या विनाशकारी कार्य करने के लिए अव्यावहारिक और अनैतिक दोनों होगा और फिर परिणाम के लिए सदियों या सहस्राब्दियों की प्रतीक्षा करेगा।

इसके बजाय, जैसा कि जर्नल साइंस में प्रकाशित हमारे हालिया अध्ययन में बताया गया है, हम एक आभासी दुनिया बनाने के लिए जीवविज्ञानियों और जलवायु मॉडलर की एक अंतःविषय टीम को साथ लाए - आभासी प्रयोगों को करने के लिए एक जगह। जिस दुनिया को हमने दोबारा बनाया वह दक्षिण अमेरिका महाद्वीप पर 800, 000 साल पहले से लेकर आज तक, पिछले आठ ग्लेशियल चक्रों के व्हाट्सएप जलवायु के माध्यम से जीवन का एक समय चूक सिमुलेशन था। यदि इस सिम्युलेटेड दुनिया में उत्पन्न जैव विविधता के पैटर्न ने विविधता के यथार्थवादी पैटर्न का उत्पादन किया, तो हम आश्वस्त हो सकते हैं कि सिमुलेशन में निर्मित पारिस्थितिक और विकासवादी प्रक्रियाएं सही थीं।

हमें जो मिला वह हमारी सबसे उम्‍मीदों से परे एक अचंभा था। हमारे सिमुलेशन से उभरे दक्षिण अमेरिकी प्रजातियों की विविधता के नक्शे जीवित पक्षियों, स्तनधारियों और पौधों के नक्शों के समान दिखते थे। क्या अधिक है, सिमुलेशन ने दक्षिणपूर्वी ब्राजील में एंडीज और अटलांटिक रेनफॉरेस्ट के बीच आंतरायिक प्रवास गलियारों की पुष्टि की। इन क्षेत्रों को वर्तमान में ड्रेटर क्लाइमेट द्वारा एक दूसरे से अलग किया जाता है, लेकिन वैज्ञानिकों को लंबे समय से संदेह है कि कनेक्शन मौजूद थे, दोनों क्षेत्रों में निकट संबंधी जीवित प्रजातियों की उपस्थिति के आधार पर।

एक आभासी दुनिया में आभासी जीवन

प्रत्येक सिमुलेशन एक एकल काल्पनिक प्रजातियों के साथ शुरू हुआ, जो दक्षिण अमेरिका के विस्तृत स्थलाकृतिक मानचित्र पर कहीं लिखा गया था। 500 वर्षों के समय के चरणों में, सभी में 1, 600 कदमों के साथ, जलवायु को हमारे सहयोगियों नील एडवर्ड्स और फिल होल्डन द्वारा यूके में द ओपन यूनिवर्सिटी में बनाए गए अत्याधुनिक पैलियो-क्लाइमेट मॉडल के साथ अद्यतन किया गया था।

सभी में हमने एक हजार से अधिक सिमुलेशन चलाए, जिनमें से प्रत्येक में सिर्फ चार चर के लिए सेटिंग्स का एक अलग संयोजन है:

  • नई प्रजाति बनने के लिए आबादी को कब तक अलग किया जाना चाहिए
  • जलवायु परिवर्तन की प्रतिक्रिया में जीवित रहने के लिए कितनी तेजी से प्रजातियां विकसित हो सकती हैं
  • अनुपयुक्त निवास के पार एक प्रजाति कितनी दूर जा सकती है
  • कितनी दृढ़ता से संबंधित प्रजातियां एक-दूसरे के साथ प्रतिस्पर्धा करती हैं।

प्रजाति समृद्धि के हमारे नकली नक्शों और पक्षियों, स्तनधारियों और पौधों के लिए वास्तविक दुनिया के नक्शे के बीच मजबूत पत्राचार इतना आश्चर्यजनक क्यों था? क्योंकि हमारे सिमुलेशन ने दक्षिण अमेरिका के लंबे इतिहास में केवल समय का एक छोटा टुकड़ा कवर किया। आठ सौ हजार साल गहरे समय की तरह लग सकते हैं, लेकिन दक्षिण अमेरिका 130 मिलियन साल पहले अफ्रीका से अलग हो गया, और एंडीज ने 25 मिलियन साल पहले अपना उदय शुरू किया। दक्षिण अमेरिकी पौधे और जानवरों के समूहों की बढ़ती सूची को अब लेट क्वाटरनरी पीरियड में विविधता प्राप्त करने के लिए जाना जाता है - लगभग 800, 000 साल पहले - लेकिन महाद्वीप पर अधिकांश प्रजातियां बहुत पुरानी हैं।

हमें यह भी आश्चर्य हुआ कि हमारे नकली नक्शों ने वास्तविक प्रजातियों की समृद्धि पैटर्न को इतनी बारीकी से देखा, क्योंकि हमारे नक्शे विविधता के किसी विशेष लक्ष्य पैटर्न द्वारा निर्देशित नहीं थे। उन्हें मौलिक प्रक्रियाओं पर सख्ती से बनाया गया था, जैसा कि पारिस्थितिकी और विकासवादी जीव विज्ञान में बुनियादी अनुसंधान से समझा जाता है। उदाहरण के लिए, हमने जनसंख्या आनुवंशिकी से सिद्धांतों और समीकरणों का उपयोग करते हुए जलवायु चरम सीमाओं के विकासवादी अनुकूलन को प्रतिरूपित किया।

पालने से लेकर कब्रगाह तक

आज जीवित प्रजातियां जीवित हैं। वे नीचे कई मृत शाखाओं के साथ विकासवादी पेड़ों की ऊपरी युक्तियां हैं, जो अतीत में विलुप्त होने का प्रतिनिधित्व करते हैं। विकासवादी जीवविज्ञानी अब कई मामलों में अनुमान लगाने में सक्षम हैं, जहां जीवित प्रजातियों के पूर्वज रह चुके होंगे। ऐसे क्षेत्र जहां अतीत में प्रचलित हुई प्रजातियों को सट्टेबाजी का "पालना" कहा जाता है। उदाहरण के लिए, रेडियन ढलानों को लंबे समय से अटकलों का एक गर्म स्थान माना जाता है।

चार्ल्स डार्विन का पहला चित्र चार्ल्स डार्विन ने एक विकासवादी पेड़ का पहला आरेख, अपनी पहली नोटबुक से ट्रांसमिटेशन ऑफ स्पीशीज़ (1837) पर। उनके नोट्स स्पष्ट करते हैं कि उन्होंने समझा कि विलुप्त होने के विकास का एक अनिवार्य तत्व है: 'इस प्रकार जेनेरा का संबंध प्राचीन प्रकारों के साथ कई विलुप्त होने वाले रूपों से होगा।' (पब्लिक डोमेन)

ऐसे क्षेत्र जहां प्रजातियां विशेष रूप से लंबे समय तक बनी रहती हैं, उन्हें "संग्रहालय" कहा जाता है। कोई भी क्षेत्र, जैसे कि अमेज़ॅन, जहां कई प्राचीन प्रजातियां बनी रहती हैं, को एक जीवनी संग्रहालय माना जा सकता है। इसके विपरीत, विकासवादी पेड़ में मृत शाखाओं को मानचित्र पर रखा जाना चाहिए, जहां - "कब्र" - जीवित बचे लोगों के भूगोल का अध्ययन करके लगभग असंभव है।

अपने सिमुलेशन के माध्यम से, हमने अंतरिक्ष में और समय में, पालने से लेकर कब्र तक, प्रत्येक आभासी प्रजातियों के पूरे "जीवनकाल प्रक्षेपवक्र" का अनुसरण किया।

जैसा कि एक सिमुलेशन में कदम से कदम के लिए जलवायु में परिवर्तन होता है, एक प्रजाति की भौगोलिक सीमा (मानचित्र पर इसका स्थान) अनुपयुक्त जलवायु द्वारा खंडित हो सकती है। यदि एक टुकड़ा अलगाव में लंबे समय तक रहता है, तो इसे एक नई प्रजाति घोषित किया जाता है। विखंडन का समय और अलगाव के इस अवधि के दौरान इस तरह के एक टुकड़े का स्थान अपने जीवनकाल प्रक्षेपवक्र के "पालना खंड" को परिभाषित करता है।

जब और यदि कोई आभासी प्रजाति विलुप्त हो जाती है, तो हम मानचित्र पर समय और प्लॉट को विलुप्त होने की दिशा में दर्ज करते हैं, जो प्रजातियों के जीवनकाल प्रक्षेपवक्र के "गंभीर खंड" का प्रतिनिधित्व करता है। समय और स्थान जो प्रत्येक प्रजाति पालने की अवस्था और गंभीर अवस्था के बीच बनी रहती है, वह अपने जीवनकाल प्रक्षेप पथ के "संग्रहालय खंड" को परिभाषित करती है।

हमारे सिमुलेशन ने पहली बार कब्रों, संग्रहालयों और कब्रों के नक्शे तैयार किए। मानचित्रों ने पुष्टि की कि एंडीज और पश्चिमी अमेज़ॅन के पूर्वी ढलान अटकलों के पालने हैं। विलुप्त होने की कब्रें कुछ क्षेत्रों में जैसे कि अमेज़ॅन के साथ मेल खाती थीं, और दूसरों में जैसे कि एंडीज़ से विस्थापित हो गए थे। उष्णकटिबंधीय एंडीज के पूर्वी ढलान न केवल एक पालना साबित हुआ, बल्कि जैव विविधता का एक समृद्ध संग्रहालय भी है।

हमने यह भी ध्यान रखा कि जब अटकलों और विलुप्त होने के चरम पर पहुंच गया और सिमुलेशन के पाठ्यक्रम पर गिरावट आई, और पाया कि ग्लेशियल चक्रों ने दोनों प्रक्रियाओं को निकाल दिया। विलुप्त होने की चोटियों ने ठंड के हिमनदों के अंत में तेजी से गर्म होने की अवधि में अटकलों की चोटियों का पालन किया।

जलवायु गतिकी और स्थलाकृति पैटर्न को चलाते हैं

हमारा अध्ययन हमें विश्वास दिलाता है कि जीवित प्रजातियों के लिए समृद्धि के पैटर्न, प्रजातियों की उम्र की परवाह किए बिना, एक ही अंतर्निहित प्रक्रियाओं में उनकी उत्पत्ति है जो हमने सिमुलेशन में मॉडलिंग की थी। पिछले 800, 000 वर्षों के अशांत जलवायु और दक्षिण अमेरिका के नाटकीय परिदृश्यों के बीच बातचीत ने पौधों और जानवरों के कुछ छोटे समूहों में अटकलों को दूर कर दिया, लेकिन दोनों युवा और प्राचीन प्रजातियों के स्थान को संगीत में अंधाधुंध रूप से बदल दिया।

मानवीय गतिविधियाँ एक अभूतपूर्व दर से वैश्विक जलवायु में परिवर्तन को मजबूर कर रही हैं, हमारे मॉडल में जलवायु गतिकी की तुलना में बहुत तेजी से। हम जानते हैं कि प्रजातियां पहले से ही चल रही हैं, उनकी सीमाएं मानव जीवन और आजीविका पर गहरा प्रभाव के साथ, जमीन और समुद्र में खतरनाक दरों पर स्थानांतरित हो रही हैं।

यद्यपि हमारे सिमुलेशन भविष्य की भविष्यवाणी करने के लिए डिज़ाइन नहीं किए गए थे, वे पृथ्वी पर जीवन को आकार देने के लिए जलवायु परिवर्तन की गतिशील शक्ति को स्पष्ट रूप से प्रकट करते हैं।


यह आलेख मूल रूप से वार्तालाप पर प्रकाशित हुआ था। बातचीत

रॉबर्ट के। कॉलवेल, विशिष्ट अनुसंधान प्रोफेसर, कनेक्टिकट विश्वविद्यालय

थियागो एफ। रंगेल, पारिस्थितिकी के प्रोफेसर, यूनिवर्सिडेड फेडरल डे गोयस

यह सिमुलेशन 800,000 से अधिक वर्षों के उदय और पतन का नक्शा बनाता है