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क्यों एक जहरीली मछली एक चमकदार आंख स्पाइक का विकास किया?

2003 में, लियो स्मिथ एक मखमली मछली विदारक था। कंसास विश्वविद्यालय के विकासवादी जीवविज्ञानी स्मिथ मेल-चीकड मछलियों के बीच संबंधों का पता लगाने की कोशिश कर रहे थे, एक ऐसा आदेश जिसमें मखमली मछलियां, साथ ही ततैया, पत्थर की मछलियां और कुख्यात शेरनी शामिल हैं। जैसा कि उन्होंने मखमली मछली के ऊपरी जबड़े में अपना काम किया, हालांकि, उन्हें कुछ अजीब सा एहसास हुआ- उन्हें लच्छेदार हड्डी को हटाने में परेशानी हो रही थी।

"एक सामान्य मछली पर, संयोजी ऊतक का एक छोटा सा हिस्सा होता है और आप ऊपरी जबड़े और इस हड्डी के बीच एक स्केलपेल ब्लेड का काम कर सकते हैं, " स्मिथ याद करते हैं, जिनके काम में मछली के विष और जैवविश्लेषण के विकास केंद्र हैं। “मैं इसे अलग करने की कोशिश कर रहा था बस एक भयानक समय चल रहा था। जब मैं आखिरकार अलग हो गया, तो मैंने देखा कि यह बात पूरी तरह से खराब और ऊबड़-खाबड़ थी ... यह तब था जब इसने मुझे मारा था कि इसे किसी तरह का लॉकिंग तंत्र होना चाहिए था। "

निष्पक्ष होने के लिए, अधिकांश मखमली मछलियाँ पहले से ही कांटेदार, मलबे से मिलती-जुलती हैं, इसलिए एक अतिरिक्त कटार वास्तव में असामान्य नहीं है। लेकिन यह देखते हुए कि स्मिथ ने मेल-चीक्ड फिश ( स्कॉरपेनिफॉर्म ) का अध्ययन करते हुए कई साल बिताए हैं - प्रत्येक गाल पर पाई जाने वाली हड्डी की प्लेटों से इसका सामान्य नाम मिलता है-आपको लगता है कि उसने पहले एक विशाल, लॉकिंग आई स्पाइक देखा होगा। वह नहीं था। वह और उनके सहयोगियों ने इस अजीब नई खोज को "लचर्रीमल कृपाण" कहा।

(FYI करें: Lachrymal लैटिन शब्द "आंसू" से आता है, जबकि मछली रो नहीं सकती, यह अभी भी आंख का सॉकेट बनाने वाली हड्डी का तकनीकी नाम है।)

स्मिथ और उनके सह-लेखक अमेरिकन सोसाइटी ऑफ इचथोलॉजिस्ट और हेरापेटोलॉजिस्ट ने पत्रिका कोपिया में पहली बार इस असंभावित नेत्र स्पाइक का वर्णन किया है- और यहां तक ​​कि एक पर रिपोर्ट भी है जो फ्लोरोसेंट ग्रीन, थोड़ा आंखों की रोशनी में चमकती है। लेखक अभी तक ठीक से नहीं कह सकते हैं कि उपांग क्या है। लेकिन वे दावा करते हैं कि यह Scorpaeniformes के विकासवादी पेड़ को गहराई से पुनर्व्यवस्थित करने की क्षमता रखता है, जिससे हम इन अत्यधिक विषैली मछलियों के बारे में जानते हैं।

खोज यह सवाल भी उठाती है: बिल्ली ने एक चमक, लॉकिंग तलवार जैसे उपांग को इतने लंबे समय तक कैसे अनदेखा किया?

Inimicus_2.jpg पत्थर की एक प्रजाति, चित्तीदार घोउल (इनिमिकस साइनेंसिस), जिसे बजरी में दफनाया गया था। (लियो स्मिथ)

एक पत्थरबाज़ को याद करना आसान है। उनके नाम के साथ सच है, वे बारीकी से चट्टानों से मिलते-जुलते हैं, जिसमें कोबल्ड-कवर वाले एक्सटीरियर हैं जो पानी के नीचे मलबे या मूंगे के टुकड़े को दर्पण करते हैं। लेकिन एक पर कदम है, और आप इसे कभी नहीं भूलेंगे।

समुद्र में सांपों की तुलना में समुद्र में अधिक जहरीली मछलियां हैं - या वास्तव में, सभी जहरीले कशेरुकी जंतुओं की तुलना में - लेकिन पत्थर की नोक ग्रह पर सबसे विषैले में से एक है। इन समुद्री राक्षसों में से एक के द्वारा चुभन महसूस करना, एक अशुभ शिकार के रूप में एक बार इसे लगा सकता है, जैसे "अपने पैर के अंगूठे को हथौड़े से मारना और फिर उस पर नाखून की फाइल से बार-बार रगड़ना।" जबकि यह असामान्य है, गोताखोरों की भी मृत्यु हो गई है। ऐसी मुठभेड़।

स्टोनफिश और उनके चचेरे भाई भी छलावरण में अद्भुत हैं। कुछ अपनी पीठ पर शैवाल और हाइड्रॉइड गार्डन उगाते हैं, अन्य लोग वसीयत में रंग बदल सकते हैं, और एक, काढ़ा बिच्छू, उसके पृष्ठीय पंख पर एक लालच होता है जो एक छोटी, तैरती मछली जैसा दिखता है। पूरे इंडो-पैसिफिक में मुख्य रूप से उष्णकटिबंधीय जल में पाए जाने वाले ये उल्लेखनीय जीव अपने भेष का उपयोग दोनों घातियों को करते हैं और स्वयं दोपहर का भोजन करने से बचते हैं।

लेकिन इन मछलियों का एक अनोखा पहलू लैक्रिम्बल कृपाण, किसी तरह अनदेखी हो गया था। और जबकि यह स्टार वार्स लाइटसैबर या लॉर्ड ऑफ द रिंग्स से ब्लेड नहीं है, यह कृपाण और भी प्रभावशाली हो सकता है। मछली की आंख के नीचे एक जटिल रीढ़ का चित्र जो एक शाफ़्ट और पावल की तरह काम करता है, बाद में दो तेज भुजाओं की तरह जगह पर लॉक हो जाता है। "वे वास्तव में कृपाण भी नहीं हिलाते हैं, " स्मिथ कहते हैं। "वे अंतर्निहित हड्डी को स्थानांतरित करते हैं जो इसे लॉकिंग तंत्र के माध्यम से जुड़ा हुआ है और फिर वह रोटेशन है जो इसे लॉक करता है।"

कम से कम एक प्रजाति में- सेंट्रोपोगोन ऑस्ट्रालिस, ततैया की एक नस्ल- कृपाण एक बायोफ्लोरेसेंट चूने के हरे रंग की चमक देती है, जबकि बाकी मछलियां निश्चित प्रकाश के तहत नारंगी-लाल चमकती हैं।

वाशिंगटन विश्वविद्यालय में एक बायोमैकेनिस्ट और मछली विशेषज्ञ एडम समरर्स वर्तमान में मछली की सभी 40, 000 प्रजातियों की सीटी स्कैन करने की कोशिश कर रहे हैं। समर्स, जो हाल के अध्ययन में शामिल नहीं थे, पहले ही 3052 प्रजातियों और 6, 077 नमूनों को स्कैन कर चुके हैं, जबकि कई मेल-चीक मछलियों का वर्षों से अध्ययन कर रहे हैं। और उन्होंने कृपाण पर कभी ध्यान नहीं दिया।

"मछलियों में स्तंभन दोष वास्तव में आम है, " सुमेर कहते हैं, जो पिक्सर के फाइंडिंग निमो और फाइंडिंग डोरी पर एक वैज्ञानिक सलाहकार भी थे। वह मछली के लिंग का उल्लेख नहीं कर रहा है, लेकिन शारीरिक सुरक्षा जो कुछ प्रजातियों पर जोर देने या धमकी देने पर पॉप अप करता है। "अगर आपने कभी मछली पकड़ी है और इसे हुक से खींचने की कोशिश की है, तो आप जानते हैं कि पृष्ठीय स्पर्स सीधा है और वे आप से बाहर रहने वाले बकवास को रोक सकते हैं, " झिझक कहते हैं, "लेकिन हमने एक को याद किया जो आंख के नीचे था एक आँख कृपाण की - सुंदर पागल है

यह निर्धारित करने के लिए कि ये मछली वास्तव में कृपाण से संबंधित हैं, नए अध्ययन में शोधकर्ताओं ने अपने निष्कर्षों की पुष्टि करने के लिए डीएनए अनुक्रमण का उपयोग किया। 5, 280 संरेखित न्यूक्लियोटाइड को देखते हुए और नियंत्रण के रूप में 12 प्रकोष्ठों का उपयोग करते हुए, उन्होंने एक phylogenetic या विकासवादी पेड़ का निर्माण किया। एक बार जब आपके पास पेड़ होता है, स्मिथ बताते हैं, पैतृक वर्ण स्थिति पुनर्निर्माण नामक विधियाँ हैं जो वर्णों के विकसित होने पर हमें ट्रेस करने की अनुमति देती हैं। और इससे जीवविज्ञानी मछलियों के एक समूह को एकजुट करने में मदद कर सकते हैं, जिन्हें पहले अलग परिवार माना जाता था।

"Scorpaeniformes का वर्गीकरण ऐतिहासिक रूप से गड़बड़ है, " स्मिथ बताते हैं। “बिच्छू और पत्थर के रिश्ते वास्तव में समस्याग्रस्त रहे हैं, और इस समूह से जुड़े कई परिवार-स्तर के नाम हैं जो नाटकीय रूप से साफ हो जाते हैं जब इन समूहों को 10 पारंपरिक परिवारों के बजाय दो मुख्य वंश के रूप में माना जाता है। यह अब बहुत साफ है और एक लैशरीमल कृपाण की मौजूदगी दोनों संशोधित परिवारों को पूरी तरह से अलग कर सकती है। ”

IMG_2775.jpg फील्ड म्यूज़ियम में मांस खाने वाले भृंगों द्वारा एक Ocellated Waspfish (Apistus carinatus) का कंकाल निकाला जा रहा है। (लियो स्मिथ)

जब वह पहले मखमली मछली को विच्छेदन कर रहा था, स्मिथ को समझ नहीं आया कि वह क्या देख रहा है। "मुझे लगता है कि वे स्पिनर या लुम्पियर थे।" “इन मछलियों के सिर पर बहुत सारे कांटे और चकत्ते होते हैं। इसलिए मैं ऐसा था, 'ओह, ये [लाछरीमल] अधिक दिलचस्प हैं।'

स्मिथ ने मछली के कंकालों और जीवित मछलियों की जांच करने में कई साल बिताए ताकि यह पता लगाया जा सके कि यह कृपाण कितनी व्यापक थी। सौभाग्य से, केन्सास विश्वविद्यालय में जैव विविधता संस्थान में एक क्यूरेटर के रूप में, उनके पास दुनिया में मछली के नमूनों की सबसे बड़ी पुस्तकालयों में से एक है।

इन उदाहरणों में से कई मछली "समाशोधन और धुंधला हो जाना" नामक एक विधि का उपयोग करके बनाई गई थी, जिसमें वैज्ञानिक तरल फॉर्मलाडिहाइड के मिश्रण का उपयोग करते हैं और एक पेट एंजाइम जिसे ट्रिप्सिन कहा जाता है, मांसपेशियों और अन्य नरम ऊतकों को भंग करने के लिए। परिणाम एक स्पष्ट कंकाल है जिसमें लाल रंग की हड्डियों और नीले रंग के कार्टिलेज होते हैं, जैसे सना हुआ ग्लास। यह तकनीक कशेरुक के कंकाल संरचनाओं का अध्ययन करना आसान बनाती है।

"जो लोग मछलियों का अध्ययन करते हैं, वे अक्सर मृत संरक्षित मछली के साथ काम करते हैं और इस तरह की वास्तव में शांत चीजें एक जानवर में काम नहीं करती हैं जो मोबाइल नहीं है, " ग्रीष्मकाल। फिर भी, "यह खोजने के लिए और फिर यह महसूस करने के लिए कि यह मछलियों के एक पूरे समूह के लिए एक एकजुट चरित्र है, बहुत अच्छा है।"

स्मिथ को यकीन नहीं है कि मछली ने इस विशेषता को क्यों विकसित किया। स्पष्ट धारणा यह रक्षात्मक है, इसे देखते हुए अनुमानित रीढ़ सिर की चौड़ाई का विस्तार करती है, जिससे मछली को निगलने में मुश्किल होती है और एक शिकारी होने के लिए पंचर होने की अधिक संभावना होती है। इसी तरह के रक्षात्मक उपाय मौजूद हैं: गहरे समुद्र में लालटेन, उदाहरण के लिए, इसकी पृष्ठीय रीढ़ पर "रोशनीबर्स" चमकती है, जो माना जाता है कि यह शिकारियों के खिलाफ बचाव करती है। लेकिन स्मिथ ने लचर्रीमल कृपाण को रक्षात्मक रूप से इस्तेमाल करते हुए नहीं देखा है, सिवाय मेल-चीकड मछलियों के खाए जाने की तस्वीरों में।

"मैं यह मानकर चला गया कि यह एक एंटी-प्रिडेटर, कॉम्प्लेक्स एनाटॉमिकल चीज़ थी जो इस तरह से बढ़ी और अब जैसे-जैसे हर दिन आगे बढ़ती है, मैं सवाल करना शुरू करता हूं कि अधिक से अधिक, " स्मिथ कहते हैं। "इसका एक हिस्सा यह है कि मैं इसे करने के लिए बेवकूफ चीजें कभी नहीं पा सकता हूं ... मेरा मतलब है कि आप सोचेंगे कि क्या यह सिर्फ विरोधी शिकारी था, अगर मैंने टैंक को टकरा दिया तो वे तुरंत उन्हें बाहर निकाल देंगे।" दूसरा विकल्प, वह कहता है, यह साथियों को आकर्षित करने के लिए हो सकता है, हालांकि वह बताते हैं कि दोनों लिंग साबर हैं।

दूसरे शब्दों में, अभी के लिए, आंख की कील अभी भी एक रहस्य है।

2006 में, वार्ड व्हीलर के साथ, स्मिथ ने पाया कि मछली की 1200 से अधिक प्रजातियां जहरीली हैं, 200 के पिछले अनुमानों की तुलना में। उन्होंने उस संख्या को एक दशक बाद 2386 से 2962 के बीच अद्यतन किया। उन्होंने विचित्र जीवविज्ञानी के साथ PLOS वन पेपर पर भी काम किया। मैट डेविस और जॉन स्पार्क्स यह दिखाने के लिए कि समुद्री मछली वंशावली में बायोलुमिनसिन्यू 27 अलग-अलग समय में विकसित हुए। यहां तक ​​कि उन्होंने तितली की टैक्सोनॉमी को भी संशोधित किया।

इस नई खोज के साथ, स्मिथ ने मछली के रिश्तों के बारे में सोचने के तरीके को फिर से बाधित किया हो सकता है, यह कहना है मिनेसोटा के सेंट क्लाउड स्टेट यूनिवर्सिटी में जीव विज्ञान की सहायक प्रोफेसर साराह गिब्सन का, जो ट्राइसिक मछली का अध्ययन करती हैं। "मुझे लगता है कि यह एक बहुत महत्वपूर्ण, बड़ा अध्ययन है, " वह कहती हैं। "एक समूह के विकासवादी संबंधों को जानना वास्तव में मछलियों के विकास के इतिहास की हमारी समझ को प्रभावित कर सकता है।" (गिब्सन ने स्मिथ के साथ काम किया था जब वह अपने शोध प्रबंध कर रही थी, लेकिन हाल के अध्ययन का हिस्सा नहीं थी।)

स्टोनफिश के विकास को समझना उनके संरक्षण के लिए महत्वपूर्ण है, ग्रीष्मकाल जोड़ता है। वे कहते हैं, "जब तक आप यह नहीं जानते कि आप किसी को बचा नहीं सकते।" लाचरीमल कृपाण का रहस्य "एक दिलचस्प सवाल है जो संबोधित करने लायक है और मैं अभी भी उड़ा रहा हूं कि हम इसे याद कर रहे हैं।"

अंत में, यह खोज स्मिथ द्वारा बताए गए कुछ को भी रेखांकित करती है द न्यूयॉर्क टाइम्स : सदियों से शोध और अन्वेषण के बावजूद, "हम वास्तव में मछली के बारे में कुछ नहीं जानते हैं।"

क्यों एक जहरीली मछली एक चमकदार आंख स्पाइक का विकास किया?