Natural variation in male frequency fails to predict inbreeding responses in Caenorhabditis elegans

एक नन्हे कीड़े, जिसे Caenorhabditis elegans कहा जाता है, की कल्पना एक छोटी, आत्मनिर्भर फैक्ट्री के रूप में करें। अधिकांश समय, ये फैक्ट्रियां पूरी तरह से अपने दम पर चलती हैं, बिना किसी की मदद के अपनी प्रतियां बनाती हैं। इसे "स्व-निषेचन" (self-fertilization) कहा जाता है। हालाँकि, कभी-कभी ये फैक्ट्रियां एक विशेष प्रकार का कार्यकर्ता बनाती हैं जिसे "नर" (male) कहा जाता है।

लंबे समय से, वैज्ञानिक इस बात से हैरान हैं: यदि फैक्ट्री अकेले ही पूरी तरह से ठीक से चल सकती है, तो इन नरों को क्यों बनाए रखा जाए?

एक लोकप्रिय सिद्धांत यह था कि नर "इनब्रीडिंग डिप्रेशन" (inbreeding depression) नामक समस्या के खिलाफ एक "सेफ्टी वाल्व" के रूप में कार्य करते हैं। इनब्रीडिंग डिप्रेशन को ऐसे समझें जैसे एक फैक्ट्री लंबे समय तक केवल एक ही पुराने और घिसे-पिटे ब्लूप्रिंट (खाके) पर चल रही हो। अंततः, नए इनपुट की कमी के कारण उत्पादों में दोष आने लगते हैं। सिद्धांत ने सुझाव दिया कि जब फैक्ट्री बहुत अधिक दोहराव वाली हो जाती है, तो नर चीजों को बदलने (आउटक्रॉसिंग) के लिए आते हैं, नई चीजें लेकर आते हैं ताकि दोषों को सुधारा जा सके और फैक्ट्री को मजबूती से चलते रहने में मदद मिल सके।

प्रयोग: एक स्ट्रेस टेस्ट
इस विचार का परीक्षण करने के लिए, शोधकर्ताओं ने इन कीड़ों की नौ अलग-अलग नस्लों (परिवारों) के साथ एक नियंत्रित प्रयोग किया। वे जानते थे कि कुछ परिवार स्वाभाविक रूप से अन्य परिवारों की तुलना में अधिक नर पैदा करते हैं।

1. "नो-एग्जिट" चरण: उन्होंने नौ अलग-अलग वर्म परिवारों को सात पीढ़ियों तक सख्ती से अपने आप में प्रजनन करने के लिए मजबूर किया। कोई भी नर चीजों को मिलाने के लिए मौजूद नहीं था। यह एक फैक्ट्री को सात साल तक लगातार एक ही पुराने ब्लूप्रिंट का उपयोग करने के लिए मजबूर करने जैसा था ताकि देखा जा सके कि गुणवत्ता कितनी गिरती है।
2. "फ्रेश एयर" चरण: सात पीढ़ियों के बाद जब गुणवत्ता गिर गई, तो उन्होंने नियमों में ढील दी और चार पीढ़ियों के लिए नर को फिर से जीन मिलाने की अनुमति दी। यह फैक्ट्री के दरवाजे खोलने और ताज़ा ब्लूप्रिंट को अंदर आने देने जैसा था ताकि देखा जा सके कि क्या गुणवत्ता वापस सुधर सकती है।

पूर्वानुमान
वैज्ञानिकों ने अनुमान लगाया कि वे परिवार जो स्वाभाविक रूप से अधिक नर पैदा करते हैं (जिनके पास सबसे बड़ा "सेफ्टी वाल्व" है), वे रिकवर करने में सबसे अच्छे होंगे। उन्हें लगा कि ये परिवार पूरी तरह से स्वस्थ होने के लिए जल्दी उछल पड़ेंगे क्योंकि उन्हें चीजों को मिलाने की आदत है।

चौंकाने वाला परिणाम
परिणाम एक अप्रत्याशित मोड़ की तरह थे।

• नुकसान: सात पीढ़ियों के अलगाव के बाद लगभग सभी वर्म परिवारों की फिटनेस (उनकी "उत्पादकता") में महत्वपूर्ण गिरावट आई।
• रिकवरी: अधिकांश परिवारों ने स्वास्थ्य में सुधार किया, एक बार जब उन्हें फिर से मिश्रण करने की अनुमति मिली।
• गायब कड़ी: यहाँ मुख्य बात यह है—इस बात का कोई संबंध नहीं था कि किसी परिवार में आमतौर पर कितने नर होते हैं और वे कितनी अच्छी तरह रिकवर करते हैं।

कुछ परिवार जिनमें बहुत कम नर थे, वे उन परिवारों के समान ही अच्छी तरह से संभले जितने कि अधिक नर वाले परिवारों के। इसके विपरीत, अधिक संख्या में नर होना तेजी से या बेहतर रिकवरी की गारंटी नहीं देता था।

निष्कर्ष
सरल शब्दों में, एक वर्म परिवार में आमतौर पर कितने "नर कार्यकर्ता" होते हैं, इसकी गिनती करना यह अनुमान लगाने का एक बुरा तरीका है कि वह परिवार इनब्रीडिंग के तनाव को कितनी अच्छी तरह झेल पाएगा या वह कितनी जल्दी इसे ठीक कर पाएगा। नरों की संख्या हमें यह विश्वसनीय रूप से नहीं बताती कि प्रकृति में वास्तव में कितना "ताज़ा मिश्रण" होता है, और न ही यह भविष्यवाणी करती है कि चीजें कठिन होने पर कीड़े कितनी अच्छी तरह जीवित रहेंगे। कम से कम, इस विशिष्ट परीक्षण में, नर आवृत्ति (male frequency) द्वारा मापा गया "सेफ्टी वाल्व" का सिद्धांत खरा नहीं उतरता है।