एक कार्टिलाजीनस मछली के साथ एक छोटे से स्केट के रूप में जाना जाने वाला चूहा क्या है?
पहली नज़र में, आप ज्यादा नहीं सोच सकते हैं। एक के शराबी, बड़े कान और मूंछ के साथ; अन्य गलफड़ों के साथ सांस लेता है और महासागर के चारों ओर अपना रास्ता बनाता है। एक एक प्रयोगशाला जानवर या घरेलू कीट है; अन्य को जंगली, या एक मछलीघर में उथले पूल के नीचे देखा जाने की संभावना है। लेकिन यह पता चलता है कि इन दो कशेरुकियों में कुछ महत्वपूर्ण है: चलने की क्षमता। और इस कारण से हम जिस तरह से भूमि जानवरों में चलने के विकास के बारे में सोचते हैं, वह बदल सकता है - मानव सहित
न्यू यॉर्क विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों के एक नए आनुवंशिक अध्ययन से कुछ आश्चर्य की बात सामने आई है: चूहों की तरह, छोटे स्केट्स में आनुवंशिक खाका होता है जो हरकत के दाएं-बाएं वैकल्पिक पैटर्न के लिए अनुमति देता है जिसका उपयोग चार-पैर वाले जमीन के जानवर करते हैं। उन जीनों को एक आम पूर्वज से नीचे पारित किया गया था जो 420 मिलियन साल पहले रहते थे, जब तक कि पहले कशेरुक कभी समुद्र से किनारे तक रेंगते थे।
दूसरे शब्दों में, कुछ जानवरों के पास जमीन पर रहने से पहले भी चलने के लिए जरूरी तंत्रिका मार्ग हो सकते हैं।
जर्नल सेल में आज प्रकाशित, नए शोध ने एक मूल प्रश्न के साथ शुरू किया: समय के साथ विभिन्न प्रजातियों में अलग-अलग मोटर व्यवहार कैसे विकसित या परिवर्तित हुए? एनवाईयू न्यूरोसाइंस इंस्टीट्यूट में एक एसोसिएट प्रोफेसर, लेखक जेरेमी डेसेन ने पहले सांपों के आंदोलन पर काम किया था। नील शुबीन की किताब योर इनर फिश: ए जर्नी इनटू द 3.5 इन-बिलियन-इयर हिस्ट्री ऑफ ह्यूमन बॉडी को पढ़ने के बाद उन्हें स्केट्स देखने के लिए प्रेरित किया गया था, लेकिन वास्तव में यह नहीं पता था कि कहां से शुरू करें।
"मुझे नहीं पता था कि स्केट कैसा दिखता था, " दसेन कहते हैं। “मैंने पहले इसे एक रेस्तरां में खाया था। इसलिए मैंने हर किसी के लिए किया, मैं स्केट्स के वीडियो खोजने के लिए Google पर गया। ”पहली चीज़ जो उन्हें मिली वह एक क्लायंटोज़ स्केट की एक यूट्यूबर वीडियो थी जो चलने के व्यवहार में उलझी थी। "मैं ऐसा था, वाह, यह वास्तव में अच्छा है! वह ऐसा कैसे करता है? ”वह कहते हैं।
वुड्स होल, मरीन और अन्य पर समुद्री जैविक प्रयोगशाला द्वारा एकत्र किए गए स्केट्स का उपयोग करके यह पता लगाने का प्रयास किया गया। सबसे पहले, मूल बातें: छोटे स्केट्स नीचे-निवासी हैं जो अटलांटिक महासागर में पूर्वी तट के साथ रहते हैं। उनके पास वास्तव में पैर नहीं हैं, और उनका चलना मानव के लिए टहलने जैसा नहीं लगता है। वे जो उपयोग करते हैं वे पूर्वकाल के पैल्विक पंख होते हैं जिन्हें "क्रस" कहा जाता है, जो हीरे के आकार के बहुत बड़े पंखों के नीचे स्थित होता है, जो तैरने पर निकलता है।
जब वे भोजन कर रहे होते हैं, या अधिक धीरे-धीरे आगे बढ़ने की आवश्यकता होती है, तो वे समुद्र तल के साथ एक बाएं-दाएं बारी-बारी से चलने वाले आंदोलन में अपना क्रस संलग्न करते हैं। नीचे से, यह लगभग स्केट को आगे बढ़ाते हुए छोटे पैरों जैसा दिखता है।
लेकिन दसेन और उनकी टीम को बायोमैकेनिक्स में कोई दिलचस्पी नहीं थी; वे ऐसे जीन की पहचान करना चाहते थे जो स्केट वॉकिंग के लिए मोटर न्यूरल पाथवे को नियंत्रित करते थे।
जब एक कशेरुक के लेआउट को देखते हुए, आनुवंशिकीविद अक्सर हॉक्स जीन के साथ शुरू होते हैं, जो एक जीव के शरीर की योजना का निर्धारण करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। यदि जीन को खटखटाया जाता है या गलत तरीके से इस्तेमाल किया जाता है, तो यह जानवर के लिए आपदा का कारण बन सकता है (जैसा कि प्रयोग में एक मक्खी ने अपने सिर पर एंटीना के बजाय पैरों को बड़ा किया, वैज्ञानिकों द्वारा जानबूझकर कुछ हॉक्स जीन को खटखटाए जाने के बाद)।
डेसेन और उनके सहयोगियों ने टेट्रापोड्स में रीढ़ की हड्डी पर स्थित फॉक्सप 1 नामक एक आनुवंशिक प्रतिलेखन कारक को भी देखा। सरलीकृत स्पष्टीकरण यह है कि यह मोटर न्यूरॉन्स को ट्रिगर करके काम करता है जो चलने की गति के लिए अनुमति देता है।
"यदि आप चूहों की तरह मॉडल जीवों में [फॉक्सपी 1] दस्तक देते हैं, तो वे अपने अंग की मांसपेशियों के समन्वय की सभी क्षमता खो चुके हैं, " दसेन कहते हैं। "उनके पास एक गंभीर प्रकार की मोटर डिस्कोर्डिनेशन है जो उन्हें सामान्य रूप से चलने से रोकती है।" ऐसा नहीं है कि फॉक्सपी 1 के बिना चूहों के पास चलने के लिए आवश्यक अंग या मांसपेशियां नहीं हैं - ऐसा करने के लिए उनके सर्किटरी सही ढंग से वायर्ड नहीं है।
थोड़ा स्केट्स में जीनों का संयोजन जो उन्हें रात के खाने की तलाश में सीफ्लोअर के पार अपना रास्ता बनाने की अनुमति देता है, सभी रास्ते एक सामान्य पूर्वज के लिए वापस जाते हैं जो 420 मिलियन साल पहले रहते थे - शोधकर्ताओं के लिए एक आश्चर्य था, क्योंकि चलने की क्षमता सोचा गया था समुद्र से भूमि पर संक्रमण शुरू होने के बाद, पहले नहीं। तथ्य यह है कि इस तरह के आनुवंशिक लक्षण इतने लंबे समय के लिए चारों ओर अटक गए, और विभिन्न प्रजातियों में इस तरह के अनूठे तरीके से विकसित हुए, केवल डेसन के उत्साह में जुड़ गए।
"दैनेन कहते हैं, " अंगों के विकास पर बहुत साहित्य है, लेकिन यह वास्तव में चीजों के न्यूरोनल पक्ष पर विचार नहीं करता है क्योंकि यह बहुत कठिन है। “न्यूरॉन्स और नसों के लिए कोई जीवाश्म रिकॉर्ड नहीं है। बोनी संरचनाओं को देखकर विकास के अध्ययन के बेहतर तरीके हैं। ”
बहुत से शोधकर्ताओं ने जीवाश्म रिकॉर्ड के बारे में जानकारी के लिए सबसे पहले भूमि निवासियों के बारे में जानकारी दी है। एलीगानेरपेटन पैंचीनी, एक प्रारंभिक टेट्रापोड है जो लगभग 375 मिलियन साल पहले समुद्र के बाहर रहता था। और फिर वहाँ एक और प्राचीन कशेरुका है, जिसे वैज्ञानिकों ने हाल ही में इसके अंग विकास पैटर्न और यौन परिपक्वता के बारे में जानने के लिए विश्लेषण किया था।
इस बीच, अन्य जीवविज्ञानी आज भी जीवित कुछ अजीब मछलियों को देखकर सुराग प्राप्त कर चुके हैं, जिनमें से कई में प्राचीन वंशावली हैं। कुछ ने coelacanths और sarcopterygians, या लंगफिश को देखा है (बाद वाले अपने पैल्विक पंख का उपयोग गति की तरह चलने के लिए करते हैं)। दूसरों ने बिश्र आंदोलन की जांच की है। अफ्रीकी मछली की प्रजाति फेफड़ों के साथ-साथ गलफड़ों से भी लैस है, इसलिए यह पानी से बच सकती है - और जमीन पर रहने के लिए मजबूर होने के समान एक आंदोलन है, जैसा कि 2014 में ओटावा जीवविज्ञानी एमिली स्टैंडेन द्वारा किए गए प्रयोग में देखा गया था और अन्य शामिल हैं।
स्टैंडेन का कहना है कि वह बहुत कम स्केट्स पर नए शोध की प्रशंसा करती हैं। "मुझे उम्मीद है कि अलग-अलग जानवरों की आवाजाही के पीछे प्रणालियों में काफी समानता थी], लेकिन तथ्य यह है कि यह उतना ही करीब है जितना कि यह एक सुंदर आश्चर्य था, " वह कहती हैं। "यह बात करता है कि मैं काफी दृढ़ता से विश्वास करता हूं, कि तंत्रिका तंत्र और यह कैसे विकसित होता है और कार्य बहुत लचीला होता है।"
यह लचीलापन स्पष्ट रूप से विकासवादी इतिहास में महत्वपूर्ण रहा है। उस 420 मिलियन वर्षीय पूर्वज की बदौलत, अब हमारे पास मछली से लेकर तैरने वाले, सांपों तक सब कुछ है, चलने वाले चूहों के लिए, स्केट्स के लिए, जो कि आंदोलनों के संयोजन का उपयोग करने वाले स्केट्स के लिए- Foxp1 जीन के साथ व्यक्त या दबाए गए पर निर्भर करता है जानवरों की अनूठी शरीर योजना और हरकत।
और अब जब हम थोड़ा और जानते हैं कि स्केट्स में उस आंदोलन को नियंत्रित करना क्या है, तो यह संभव है कि ज्ञान का मनुष्यों में द्विपादवाद को समझने में भविष्य में उपयोग हो सकता है।
"बुनियादी प्रिंसिपल जिसके द्वारा मोटर न्यूरॉन्स विभिन्न सर्किटों से जुड़ते हैं, वास्तव में [जटिल जीवों में] काम नहीं किया जाता है, इसलिए स्केट एक अधिक सरलीकृत प्रणाली में इसे देखने का एक तरीका है, " दसेन कहते हैं। लेकिन वह भविष्य में क्या हो सकता है इसका अनुमान लगाने में खुद से बहुत आगे नहीं जाना चाहता। दसेन को उम्मीद है कि शोध को देखने के बाद, लोग बस सोचेंगे, “जी व्हिज़, यह वास्तव में साफ-सुथरा है। वे चल सकते हैं! ”
