Body size cascades from Neodiprion sawfly hosts to Perilampid parasitoids: An investigation of sequential divergence

प्राकृतिक दुनिया में, नई प्रजातियों के जन्म की कहानी अक्सर एक सरल चुनाव के साथ शुरू होती है: कहाँ रहना है। जब कीटों का एक समूह अपने पड़ोसियों की तुलना में एक अलग पौधे पर भोजन करना शुरू करता है, तो वे एक नए वातावरण में प्रवेश करते हैं जिसके अपने नियम होते हैं। समय के साथ, इस नए घर के दबाव—शायद पत्तियों का आकार या छाल की रासायनिक सुरक्षा—कीड़ों के शरीर और व्यवहार को आकार देते हैं। यदि ये परिवर्तन पर्याप्त मजबूत हो जाते हैं, तो कीट अपने मूल संबंधी जीवों के साथ प्रजनन करना बंद कर सकते हैं, जिससे अंततः दो अलग-अलग प्रजातियों में विभाजन हो जाता है। यह प्रक्रिया, जिसे पारिस्थितिक जातिवृद्व (इकोलॉजिकल स्पीसिएशन) कहा जाता है, कीटों में अच्छी तरह से समझी जाती है। लेकिन एक गहरा प्रश्न लंबे समय से विकासवादी जीवविज्ञानियों के मन में घूम रहा है: क्या यह विभाजन बाहर की ओर लहरों की तरह फैलता है? यदि मेजबान कीट बदलता है, तो क्या उस पर निर्भर रहने वाला परजीवी भी उसके साथ बदलता है, जिससे नए जीवन रूपों की एक श्रृंखला बन जाती है?

यह प्रश्न हमें उत्तरी अमेरिका के पाइन वनों में ले जाता है, जहाँ एक छोटी सॉफ्लाई (sawfly), एक परजीवी ततैया (wasp) और एक पाइन का पेड़ एक त्रिपक्षीय संबंध में बंधे हुए हैं। सॉफ्लाई, जो पाइन की सुइयों पर भोजन करने वाला एक कीट है, दो अलग-अलग समूहों में विभाजित हो गई है, जो इस आधार पर है कि वह किस पाइन के पेड़ को अपना घर बनाती है। एक समूह एक प्रकार के पाइन पर रहता है, दूसरा दूसरे प्रकार के। क्योंकि वे अलग-अलग पेड़ों पर रहते हैं, उन्होंने अलग-अलग शरीर के आकार विकसित किए हैं, जो अब उन्हें आपस में प्रजनन करने से रोकता है। ततैया, एक छोटा शिकारी जो सॉफ्लाई के कोकून के भीतर अंडे देती है, अपने अस्तित्व के लिए पूरी तरह से इन सॉफ्लाई पर निर्भर करती है। वर्षों तक, वैज्ञानिक सोचते रहे कि क्या ततैया ने केवल अपने मेजबानों के इस विभाजन का अनुसरण किया है, और सॉफ्लाई के साथ तालमेल बिठाते हुए अपनी अलग आबादी विकसित की है। ओहियो स्टेट यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं के एक नए अध्ययन ने अंततः इस संभावना को करीब से देखा है, जिसमें हजारों ततैयों को मापा गया ताकि यह देखा जा सके कि क्या सॉफ्लाई की कहानी ततैया के शरीर में भी लिखी जा रही है।

शोधकर्ताओं ने ततैयों का एक विशाल संग्रह एकत्र किया, विशेष रूप से पेरिलैम्पस नियोड्रिप्रियोनी (Perilampus neodiprioni) नामक एक प्रजाति, जिसे उन्होंने सॉफ्लाई कॉलोनियों का अध्ययन करते समय आकस्मिक 'बाय-कैच' के रूप में पाया। इन सॉफ्लाई को 2003 से 2024 तक, पूरे उत्तरी अमेरिका के एक विस्तृत क्षेत्र से दो दशकों में एकत्र किया गया था। टीम ने सॉफ्लाई के दो मुख्य समूहों पर ध्यान केंद्रित किया: एक जो एक प्रकार के पाइन पर रहता है और दूसरा जो दूसरे प्रकार के पाइन पर रहता है। ये दो सॉफ्लाई समूह आकार में भिन्न होने के लिए जाने जाते हैं, जिनमें पहले प्रकार के पाइन पर रहने वाली सॉफ्लाई आम तौर पर बड़ी होती है। वैज्ञानिक यह जानना चाहते थे कि क्या बड़ी सॉफ्लाई के अंदर विकसित होने वाली ततैयाँ छोटी सॉफ्लाई के अंदर विकसित होने वाली ततैयों की तुलना में बड़ी थीं। यह पता लगाने के लिए, उन्होंने 548 ततैयों की कुल शारीरिक लंबाई के साथ-साथ उनके कोकून के आकार को सावधानीपूर्वक मापा, और ततैया एवं सॉफ्लाई मेजबान के लिंग को भी दर्ज किया। उन्होंने प्रत्येक नमूने के पाए जाने वाले अक्षांश (लैटीट्यूड) को भी रिकॉर्ड किया ताकि यह देखा जा सके कि स्थान की कोई भूमिका है या नहीं।

परिणामों ने मेजबान और परजीवी के बीच एक स्पष्ट और सीधा संबंध दिखाया। बड़ी सॉफ्लाई के भीतर विकसित होने वाली ततैयाँ वास्तव में छोटी सॉफ्लाई के भीतर विकसित होने वाली ततैयों की तुलना में बड़ी थीं। यह पैटर्न दोनों नर और मादा ततैयों के लिए सत्य था, चाहे वे उत्तरी अमेरिका में कहीं भी पाई गई हों। ऐसा लग रहा था जैसे सॉफ्लाई के घर के आकार ने ततैया के शरीर के आकार को निर्धारित कर दिया हो। शोधकर्ताओं ने पाया कि यह अंतर केवल एक यादृच्छिक उतार-चढ़ाव नहीं था; यह एक सुसंगत प्रवृत्ति थी जहाँ ततैयों ने अपने मेजबानों के आकार के अंतर को प्रतिबिंबित किया। यह सुझाव देता है कि ततैयाँ केवल निष्क्रिय यात्री नहीं हैं बल्कि अपने निवास स्थान के विशिष्ट आकार के अनुकूल सक्रिय रूप से ढल रही हैं। अध्ययन से यह भी पता चला कि सॉफ्लाई के कोकून का आकार, जो विकसित हो रही ततैया के लिए उपलब्ध संसाधनों के माप के रूप में कार्य करता है, ततैया के अंतिम आकार को दृढ़ता से प्रभावित करता है। बड़े कोकूनों ने बड़ी ततैयों को जन्म दिया, और यह संबंध नर की तुलना में मादा ततैयों के लिए अधिक मजबूत था।

केवल कुल शारीरिक आकार के अलावा, शोधकर्ताओं ने ततैया के शरीर के विशिष्ट हिस्सों को देखा ताकि यह पता लगाया जा सके कि ये परिवर्तन कहाँ हो रहे हैं। उन्होंने सिर, वक्ष (मध्य भाग) और उदर (पिछले भाग) को मापा। उन्होंने पाया कि उदर ने ततैयों के दोनों समूहों के बीच सबसे स्पष्ट अंतर दिखाया। यह एक महत्वपूर्ण खोज है क्योंकि उदर में प्रजनन अंग होते हैं। कई कीटों में, संभोग करने के लिए इन अंगों का आकार और आकृति बिल्कुल मेल खानी चाहिए। यदि दो अलग-अलग सॉफ्लाई मेजबानों वाली ततैयों ने अलग-अलग आकार के उदर विकसित कर लिए हैं, तो इसका मतलब यह हो सकता है कि वे शारीरिक रूप से एक-दूसरे के साथ संभोग करने में असमर्थ हो रही हैं। यह दो अलग-अलग प्रजातियां बनने की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम हो सकता है। अध्ययन में ततैयों के चेहरों का भी परीक्षण किया गया, जिसमें आंख की ऊंचाई और आंख तथा मुंह के बीच की दूरी जैसे लक्षणों को मापा गया, जो अक्सर नर और मादा के बीच भिन्न होते हैं। उन्होंने पाया कि जबकि नर और मादा ततैयाँ आम तौर पर एक-दूसरे से अलग दिखती हैं, दोनों मुख्य मेजबान समूहों के बीच विशिष्ट अंतर सूक्ष्म थे और मुख्य रूप से तब दिखाई दिए जब उनकी तुलना तीसरे, अधिक दूर के सॉफ्लाई प्रजाति से की गई।

शोधकर्ताओं ने यह भी देखा कि परिदृश्य में उत्तर और दक्षिण की ओर बढ़ने पर ये पैटर्न कैसे बदलते हैं। उन्होंने पाया कि, सामान्यतः, जैसे-जैसे ततैयाँ उच्च अक्षांशों की ओर बढ़ती हैं, वे थोड़ी बड़ी होती जाती हैं। हालांकि, यह पैटर्न सॉफ्लाई के साथ पूरी तरह से मेल नहीं खाता था। जबकि एक प्रकार के पाइन पर रहने वाली सॉफ्लाई उत्तर की ओर जाने पर छोटी होती गई, ततैयों ने उस घटते रुझान का पालन नहीं किया। इसके बजाय, ततैयाँ दूसरी सॉफ्लाई प्रजाति के आकार के पैटर्न का पालन करती प्रतीत हुईं, या शायद दोनों के मिश्रण का। यह सुझाव देता है कि हालांकि ततैयाँ अपने मेजबानों से प्रभावित हैं, वे हर विवरण में उनकी नकल नहीं कर रही हैं। अध्ययन में यह भी नोट किया गया कि उस विशिष्ट क्षेत्र में जहाँ दोनों सॉफ्लाई प्रजातियाँ आपस में मिलती हैं और कभी-कभी संकरण (इंटरब्रीडिंग) करती हैं, वहाँ दोनों मेजबानों से आने वाली ततैयाँ एक-दूसरे के समान दिखती हैं। लेकिन जैसे ही आप उस मिश्रण क्षेत्र से दूर जाते हैं, दोनों अलग-अलग सॉफ्लाई मेजबानों से आने वाली ततैयाँ फिर से विशिष्ट दिखने लगती हैं, जो इस विचार को पुख्ता करती है कि यह अलगाव वास्तविक है और उन विभिन्न वातावरणों द्वारा संचालित है जो सॉफ्लाई प्रदान करते हैं।

यह कार्य इस बात का पहला मजबूत प्रमाण प्रदान करता है कि एक प्रक्रिया जिसे 'अनुक्रमिक विचलन' (सीक्वेंशियल डाइवर्जेंस) कहा जाता है, उन कीटों के तंत्र में हो रही है जो पौधों के बाहरी हिस्से पर भोजन करते हैं। लंबे समय तक, वैज्ञानिकों ने इस प्रकार का झरना जैसा परिवर्तन केवल उन कीटों में देखा है जो पौधों के भीतर रहते हैं, जैसे कि गॉलमेकर्स (gallmakers), जहाँ मेजबान और परजीवी एक-दूसरे से मजबूती से जुड़े होते हैं। यह अध्ययन दिखाता है कि भले ही वह प्रणाली ऐसी हो जहाँ मेजबान स्वतंत्र रूप से घूम सकता है और परजीवी एक शिकारी है, फिर भी मेजबान का विभाजन परजीवी के विभाजन को प्रेरित कर सकता है। शोधकर्ताओं का सुझाव है कि सॉफ्लाई का शरीर का आकार एक "जादु적인 गुण" (मैजिक ट्रेट) के रूप में कार्य करता है—एक ऐसा लक्षण जो सॉफ्लाई को उसके विशिष्ट पेड़ के अनुकूल बनाने में मदद करता है और साथ ही उसे दूसरों के साथ प्रजनन करने से भी रोकता है। अब, ऐसा प्रतीत होता है कि यही गुण ततैयों को अनुकूलित होने और संभावित रूप से अलग होने के लिए प्रेरित कर रहा है। अध्ययन यह दावा नहीं करता है कि ततैयाँ पहले से ही दो अलग-अलग प्रजातियां बन चुकी हैं, लेकिन यह दिखाता है कि इसकी स्थितियाँ मौजूद हैं। ततैयाँ विचलित हो रही हैं, उनके शरीर अपने मेजबानों के जवाब में बदल रहे हैं, और संभोग के लिए भौतिक बाधाएं बन रही हैं।

इस खोज के निहितार्थ केवल इन दो कीटों तक ही सीमित नहीं हैं। परजीवी ततैयाँ पृथ्वी पर जानवरों के सबसे विविध समूहों में से एक हैं, फिर भी हम बहुत कम जानते हैं कि वे इतनी संख्या में कैसे बढ़ती हैं। यदि एक मेजबान प्रजाति का विभाजन उसके परजीवियों के विभाजन को ट्रिगर कर सकता है, तो हर बार जब एक नई कीट प्रजाति विकसित होती है, तो वह संभावित रूप से ततैयों की एक पूरी नई वंशावली को जन्म दे सकती है। यह "लहर प्रभाव" (रिपल इफेक्ट) जैव विविधता का एक प्रमुख इंजन हो सकता है, जो प्रजातियों की एक विशाल, छिपी हुई दुनिया बना सकता है जिसे हमने अभी तक खोजना बाकी है। यह दिखाकर कि यह प्रक्रिया बाहरी रूप से भोजन करने वाले कीटों में भी हो सकती है, यह अध्ययन अन्य पारिस्थित प्रणालियों में इसी तरह के पैटर्न को खोजने का द्वार खोलता है। यह सुझाव देता है कि जीवन की कहानी केवल व्यक्तिगत प्रजातियों के अलग-थलग बदलने के बारे में नहीं है, बल्कि जीवन की पूरी श्रृंखलाओं के एक साथ बदलने के बारे में है, जहाँ एक का भाग्य दूसरे के भाग्य से अटूट रूप से जुड़ा हुआ है। छोटी ततैया, जिसे कभी एक साधारण अनुयायी माना जाता था, अब विकास के एक भव्य, निरंतर चलते क्रम में एक प्रतिभागी के रूप में देखी जा रही है, जहाँ मेजबान में आया बदलाव परजीवी के लिए लय निर्धारित करता है।