https://frosthead.com

यह "बेकार" अंग निर्धारित करता है कि बड़े सैनिकों में कौन सी चींटियां बढ़ती हैं

चींटी कॉलोनियों ने 150 मिलियन वर्षों में कुछ आश्चर्यजनक सामूहिक लक्षण विकसित किए हैं या इसलिए कि उन्होंने पृथ्वी को क्रॉल किया है। उदाहरण के लिए, भयावह रूप से प्रभावी राफ्ट बनाने के लिए अग्नि चींटियां एक साथ जुड़ती हैं, और कुछ सेना चींटियों को भोजन एकत्र करने के लिए सहज रूप से पूरी तरह से कुशल पुलों का निर्माण करने लगती हैं।

इन कीड़ों को अपनी आबादी को नियंत्रित करने की क्षमता भी प्रतीत होती है, जिससे सैनिकों के लिए श्रमिकों का एक निर्धारित अनुपात बना रहता है। इस तरह की चींटी जाति व्यवस्था कैसे हुई, यह एंटोमोलॉजिस्टों के लिए एक रहस्य है, लेकिन आज नेचर में प्रकाशित एक अध्ययन से पता चलता है कि क्या एक चींटी एक सैनिक में बढ़ती है या एक कार्यकर्ता को एक अंग के साथ करना पड़ता है जो लंबे समय से बेकार-विंग डिस्क था।

"ये जाति प्रणालियां फेनोटाइपिक विकास की प्रमुख अस्पष्टीकृत घटनाओं में से एक हैं, " स्कॉट पॉवेल कहते हैं, वाशिंगटन डीसी में जॉर्ज वाशिंगटन विश्वविद्यालय के एक जीवविज्ञानी "यह अध्ययन वास्तव में मुख्य अंतर्निहित नियंत्रण केंद्र की पहचान करता है जो इन जातियों का उत्पादन करता है।"

विंग डिस्क, कोशिकाओं के छोटे पाउच, एक रानी पर पंख बनने के लिए किस्मत में हैं, लेकिन वे लार्वा में बढ़ते हैं और फिर पंखहीनता के दौरान विंगलेस सैनिकों का उत्पादन करने के लिए मर जाते हैं। अध्ययन से पता चलता है कि ये अल्पविकसित विंग डिस्क सभी के बाद इतनी अल्पविकसित नहीं हैं, बल्कि एंटी लार्वा के विकास को प्रभावित करती हैं।

"इस काम के बारे में वास्तव में महत्वपूर्ण बिंदु यह है कि अल्पविकसित अंगों और अवशिष्ट संरचनाएं, जिनके बारे में माना जाता था कि लंबे समय तक कोई कार्य नहीं होता है, वास्तव में विकास के दौरान प्रमुख संकेत भूमिकाएं हो सकती हैं, " मैकमिल विश्वविद्यालय के विकासवादी जीवविज्ञानी इहाब अबोहिफ कहते हैं, के वरिष्ठ लेखक नया अध्ययन। (डिस्क्लेमर: मैंने प्रकाशन से पहले अबूहीफ के साथ उनके शोध के बारे में बात की और उन्होंने मुझे पेपर की स्वीकारोक्ति में शामिल किया है)

सिपाही लार्वा का विकास बड़े, अल्पविकसित विंग डिस्क का उत्पादन करते हैं, जबकि श्रमिकों के लार्वा नहीं करते हैं। पहले केवल कायापलट के दौरान मरने के लिए सोचा था, विंग डिस्क जाहिर तौर पर शरीर के अन्य अंगों के विकास पर कुछ प्रभाव डालती है।

1980 के दशक के बाद से चींटी जाति निर्धारण का अध्ययन करने वाले एरिजोना विश्वविद्यालय के एक जीवविज्ञानी डायना व्हीलर कहते हैं, "[विंग डिस्क] काफी बड़े-बड़े आश्चर्य की बात है।" “यह स्पष्ट रूप से कुछ ऐसा नहीं है जो विकास से छुटकारा पाने के लिए भूल गया। ऐसा लगता है कि यह किसी चीज़ के लिए इस्तेमाल किया जा रहा है। ”

चींटी के लार्वा के विंग डिस्क के स्पष्ट कार्य का कीट के विकासवादी इतिहास के लिए महत्वपूर्ण प्रभाव है। प्रारंभिक चींटियों ने एक पंख वाली रानी और एक पंखहीन कार्यकर्ता जाति के साथ कालोनियों का उत्पादन किया, और बाद में, कई स्वतंत्र वंशों में, कार्यकर्ता जाति को उप-वर्गों में विभेदित किया गया। फिडोल में, एक हाइपरडाइवर्स जीन जिसमें चींटियों की 1, 000 से अधिक प्रजातियां शामिल हैं, श्रमिक जाति को मामूली श्रमिकों और सैनिकों में विभाजित किया गया है। सैनिकों के पास असामयिक रूप से बड़े सिर होते हैं जो वे रक्षा और बीज प्रसंस्करण के लिए उपयोग करते हैं, जबकि नाबालिग श्रमिक कॉलोनी के 90 से 95 प्रतिशत तक बनाते हैं और ब्रूड रियरिंग और फोर्जिंग जैसे कार्य करते हैं।

A <i> Pheidole </ i> कैनबरा, ऑस्ट्रेलिया में चींटी की फोटो। कैनबरा, ऑस्ट्रेलिया में एक फ़ेडिओल चींटी की तस्वीर। (स्टीव शट्टक / विकिमीडिया कॉमन्स CC 3.0)

1980 के दशक के व्हीलर के अध्ययन से पता चला कि फीडोल चींटियां कॉलोनी में मामूली श्रमिकों और सैनिकों के अनुपात को विनियमित कर सकती हैं। एक तरह से यह विनियमन कार्य एक निरोधात्मक फेरोमोन के माध्यम से होता है - एक कटरिक हाइड्रोकार्बन - सैनिकों द्वारा बनाया जाता है जो लार्वा में सैनिक विकास को दबा देता है यदि सैनिक कॉलोनी की आबादी का लगभग पांच प्रतिशत से अधिक हो।

विंग डिस्क और सैनिक उप-जाति के बीच संबंधों की जांच करने के लिए, अबोहिफ और उनकी टीम ने वेस्टिअल नामक एक जीन को नीचे गिरा दिया, जिसके कारण विंग डिस्क कोशिकाएं विकास में बहुत जल्दी मर जाती हैं। सैनिक-नियोजित लार्वा में वेस्टेस्टियल को नीचे गिराकर जानवरों के सिर के आकार और शरीर के आकार को कम कर दिया, छोटे श्रमिकों का उत्पादन किया, जबकि मामूली श्रमिकों में वेस्टीज को नीचे गिराने से कोई प्रभाव नहीं हुआ।

तब टीम ने 100 प्रतिशत नाबालिग श्रमिकों या 100 प्रतिशत सैनिकों की वयस्क आबादी के साथ सैनिक-किस्मत वाले लार्वा को उठाया। कॉलोनी में 100 प्रतिशत छोटे श्रमिकों के साथ, लार्वा ने सैनिकों का उत्पादन किया। लेकिन 100 प्रतिशत सैनिकों के साथ, क्यूटिकल हाइड्रोकार्बन फेरोमोन को बंद करने से, लार्वा की अल्पविकसित पंख डिस्क आकार में काफी कमी आई और छोटे सिर और शरीर के साथ वयस्क चींटियों का उत्पादन किया गया।

बेशक, यह तथ्य कि अंग शरीर के भीतर अन्य अंगों के विकास को प्रभावित करते हैं, नया नहीं है। कीटों में पिछले प्रयोगों ने प्रदर्शित किया है कि विकासशील पंख पोषक तत्वों और विकास कारकों के लिए प्रतिस्पर्धा करते हैं, उदाहरण के लिए। एक विकासशील विंग को नुकसान संकेतों को पैदा कर सकता है जो पूरे शरीर में विकास में देरी करता है, जिससे डिस्क को ठीक होने में समय लगता है ताकि विकास ठीक से समन्वित तरीके से आगे बढ़ सके।

पहले लेखक राजेंद्रन राजकुमार के अनुसार, यहाँ क्या हड़ताली है, प्रतिस्पर्धा में रहने के बजाय, वास्तव में अल्पविकसित विंग, सैनिक उपजाति में सिर के विकास को बढ़ावा देता है। “यह इस तथ्य के आधार पर और भी आश्चर्यजनक है कि यह ऊतक वास्तव में वयस्कों में नहीं बनता है। यह अल्पविकसित है, इसलिए हमने वास्तव में उस तरह के परिणामों को प्राप्त करने की उम्मीद नहीं की थी जब हमने इसे किया था, "राजकुमार ने कहा, जो मैकगिल में अबोहिफ की प्रयोगशाला में काम करते थे और अब हार्वर्ड में शोधकर्ता हैं।

चींटियां मधुमक्खियों और ततैया जैसे अन्य सामाजिक कीड़ों के साथ विपरीत होती हैं, जो कि श्रमिक बहुरूपता विकसित नहीं हुई हैं। एबोहिफ़ बताते हैं, "रानी और कार्यकर्ता मधुमक्खियों के पंख होते हैं, और" अगर आप एक पंख बना रहे हैं जो उड़ना चाहिए, तो आप वास्तव में इसके विकास के साथ नहीं खेल सकते हैं, इसलिए उन डिस्क का विकास बहुत बाधित है। " यह समझा सकता है कि श्रमिक मधुमक्खियों, चींटियों के विपरीत, कभी भी उप-प्रजातियों में कभी भी विकास को अलग नहीं किया जाता है।

विकासवादी नवप्रवर्तन को संचालित करने वाले अल्पविकसित या विजातीय अंगों के कई ज्ञात उदाहरण नहीं हैं। विंग डिस्क के अलावा, एक और पेचीदा संभावना एक लार्वा हनीबी कार्यकर्ता का अंडाशय है, जो विकास के शुरुआती चरणों के दौरान रानी के रूप में बड़ी है। यह स्पष्ट नहीं है कि लार्वा हनीबी श्रमिकों को अंडाशय की आवश्यकता होती है, क्योंकि वे कभी भी प्रजनन नहीं करेंगे, मैरी जेन वेस्ट-एबरहार्ड, स्मिथसोनियन ट्रॉपिकल रिसर्च इंस्टीट्यूट के विकासवादी जीवविज्ञानी कहते हैं।

"तो सवाल यह होगा: क्या यह सामान्य कार्यकर्ता विकास के लिए महत्वपूर्ण है कि प्रारंभिक लार्वा में अंडाशय मौजूद है?" वह पूछती है। भविष्य की जांच ही बताएगी।

अबूहीफ कहते हैं, "मुझे उम्मीद है कि यह काम लोगों को उन विभिन्न अंगों के बारे में देखने के लिए प्रेरित करेगा जो वेस्ट्रियल अंगों के बारे में अलग-अलग तरीके से सोचते हैं और यह जांचने की कोशिश करते हैं कि वे वास्तव में क्या कर रहे हैं। "मुझे लगता है कि वास्तव में वे बहुत बड़ी भूमिका निभा रहे हैं, जैसा हमने पहले सोचा था।"

यह "बेकार" अंग निर्धारित करता है कि बड़े सैनिकों में कौन सी चींटियां बढ़ती हैं