Fitness effects of copper selection in a wild-derived population of Drosophila melanogaster

जीवन खनिजों के एक नाजुक संतुलन पर निर्भर करता है। कुछ खनिज आवश्यक निर्माण खंड हैं जिनके बिना कोशिकाएं कार्य नहीं कर सकतीं, फिर भी वही पदार्थ जहरीले हो जाते हैं यदि वे बहुत अधिक मात्रा में जमा हो जाएं। तांबा इसका एक प्रमुख उदाहरण है। यह लगभग सभी जीवित चीजों के लिए एक महत्वपूर्ण सूक्ष्म पोषक तत्व है, जो एंजाइमों को अपना कार्य करने में मदद करता है, लेकिन बड़ी मात्रा में, यह विषाक्त हो जाता है। जब जीव किसी विष के निम्न स्तरों के बार-बार संपर्क में आते हैं, तो वे अक्सर कई पीढ़ियों में अनुकूलन करते हैं, और जीवित रहने के तरीके विकसित करते हैं। हालांकि, यह अनुकूलन की प्रक्रिया शायद ही कभी मुफ्त होती है। वैज्ञानिकों को लंबे समय से संदेह रहा है कि इन उत्तरजीविता तंत्रों को बनाने और बनाए रखने के लिए आवश्यक ऊर्जा अन्य महत्वपूर्ण कार्यों, जैसे कि बढ़ने, प्रजनन करने या लंबा जीवन जीने से संसाधनों को कम कर सकती है। 'ट्रेड-ऑफ' (समझौता) के रूप में जानी जाने वाली यह धारणा बताती है कि एक जीव हर चीज़ में पूर्ण नहीं हो सकता; यदि वह एक जहर से लड़ने के लिए अतिरिक्त ऊर्जा खर्च करता है, तो उसके पास अन्य कार्यों के लिए कम ऊर्जा बच सकती है।

शोधकर्ताओं की एक टीम ने इस विचार का परीक्षण करने का निर्णय लिया कि उन्होंने फल मक्खियों (फ्रूट फ्लाइज) का उपयोग करके इस विचार का परीक्षण करने का निर्णय लिया, जो दबाव के तहत जीवन का अध्ययन करने के लिए एक सामान्य विषय है। उन्होंने मक्खियों की एक विशिष्ट आबादी के साथ काम किया जिन्हें प्रयोगशाला में तांबे के प्रति प्रतिरोधी बनने के लिए पाला गया था। पिछले कार्य ने पहले ही यह दिखा दिया था कि ये तांबा-प्रतिरोधी मक्खियां अपने गैर-प्रतिरोधी रिश्तेदारों की तुलना में अधिक समय तक जीवित रहती थीं, जो एक आश्चर्यजनक परिणाम था जिसने संकेत दिया कि सामान्य ट्रेड-ऑफ यहाँ लागू नहीं हो सकते हैं। इस पूरी तस्वीर को समझने के लिए, शोधकर्ताओं को यह जानने की आवश्यकता थी कि क्या इस अतिरिक्त दीर्घायु का उनकी प्रजनन क्षमता पर कोई प्रभाव पड़ा। उन्होंने तांबा-प्रतिरोधी मक्खियों की तुलना उन नियंत्रण समूह की मक्खियों से करने का लक्ष्य रखा जिन्हें चयन प्रक्रिया का कभी सामना नहीं करना पड़ा था, और उन्होंने बारीकी से देखा कि मादाएं कितने अंडे देती हैं, वे अंडे कितने स्वस्थ हैं, और क्या संतान जीवित रह सकती है।

शोधकर्ताओं ने दोनों समूहों की मादा मक्खियों के दैनिक जीवन का अवलोकन करना शुरू किया। उन्होंने प्रत्येक मादा द्वारा अपने पूरे जीवनकाल में उत्पादित अंडों की संख्या को ट्रैक किया, यह सुनिश्चित करते हुए कि वे प्रतिरोधी मक्खियों के अधिक समय तक जीवित रहने के तथ्य को ध्यान में रखें। यदि प्रतिरोधी मक्खियां केवल अधिक समय तक जीवित रह रही थीं लेकिन संवेदनशील मक्खियों की तरह ही अंडे देने की दर रख रही थीं, तो उनके कुल संतान की संख्या स्वाभाविक रूप से अधिक होती क्योंकि उनके पास प्रजनन के लिए अधिक समय होता। अध्ययन ने पुष्टि की कि प्रतिरोधी मादाएं वास्तव में अधिक समय तक जीवित रहीं। जब वैज्ञानिकों ने समान आयु पर दोनों समूहों के अंडे देने की दरों की तुलना की, तो उन्हें कोई अंतर नहीं मिला; प्रतिरोधी मादाओं ने संवेदनशील मक्खियों की तरह ही कुशलता से अंडे दिए। क्योंकि वे अपनी प्रजनन गति को खोए बिना अधिक समय तक जीवित रहीं, इसलिए प्रतिरोधी मादाएं अपने पूरे जीवनकाल में संवेदनशील मादाओं की तुलना में अधिक अंडे उत्पन्न करने में सफल रहीं।

जांच अंडे की गुणवत्ता की ओर मुड़ गई। शोधकर्ताओं ने तांबे के संपर्क में आकर यह देखा कि विष ने अंडों को कैसे प्रभावित किया। उन्होंने पाया कि तांबे का संपर्क आम तौर पर अंडों की गुणवत्ता को कम कर देता है, एक नकारात्मक प्रभाव जो दोनों समूहों में देखा गया। हालांकि, प्रतिरो morir मादाओं ने अगली पीढ़ी के मामले में एक विशिष्ट लाभ दिखाया। प्रतिरोधी मादाओं द्वारा दिए गए अंडे तांबे के तनाव में जीवित रहने में संवेदनशील मादाओं के अंडों की तुलना में काफी बेहतर थे। इसका अर्थ यह था कि न केवल प्रतिरोधी माताओं ने अधिक समय तक जीवित रहकर अधिक अंडे दिए, बल्कि उनकी संतान भी उसी विषाक्त वातावरण का सामना करने पर जीवित रहने की अधिक संभावना रखती थी।

ये निष्कर्ष इस सरल धारणा को चुनौती देते हैं कि जीवित रहने के लिए किसी विष के प्रति प्रतिरोध विकसित करने के लिए हमेशा एक छिपी हुई कीमत चुकानी पड़ती है। जबकि शोधकर्ताओं ने नोट किया कि प्रतिरोध बनाए रखने में अभी भी कुछ ऊर्जात्मक लागत हो सकती है, वे लागतें इस विशिष्ट आबादी में कम जीवन या कम बच्चों के रूप में सामने नहीं आईं। इसके बजाय, प्रतिरोधी मक्खियों ने वास्तविक फिटनेस लाभ प्राप्त किया, जीवनकाल और प्रजनन दोनों में फली-फूलीं। अध्ययन बताता है कि कुछ मामलों में, रासायनिक तनाव कारक के प्रति प्रतिरोध विकसित करने से जीव को प्रजनन करने या लंबा जीवन जीने की अपनी क्षमता का बलिदान करने की आवश्यकता नहीं होती है। एक संघर्ष के रूप में जहाँ एक लाभ के लिए दूसरे का नुकसान उठाना पड़ता है, इन मक्खियों ने अपनी प्रजनन सफलता से समझौता किए बिना अपने अस्तित्व को बेहतर बनाने में सफलता प्राप्त की, जो एक बदलती दुनिया के अनुकूल होने के तरीके का एक स्पष्ट दृश्य प्रस्तुत करती है।