Morphological and genetic variability of Vitellaria paradoxa C.F. Gaertn populations across a climate gradient in Benin (West Africa)

पश्चिम अफ्रीका के विशाल, धूप से सराबोर परिदृश्यों में, एक एकल वृक्ष प्रजाति भूमि और वहां रहने वाले लोगों, दोनों के लिए अत्यधिक महत्व रखती है। शीया का पेड़ (shea tree), जिसे वैज्ञानिक रूप से Vitellaria paradoxa के रूप में जाना जाता है, एक दीर्घजीवी विशालकाय वृक्ष है जो दो शताब्दियों से अधिक समय तक जीवित रह सकता है, और लाखों लोगों को भोजन, तेल और आय प्रदान करता है। संरक्षणवादियों और पारिस्थितिकीविदों के लिए, यह समझना कि ऐसी व्यापक रूप से फैली प्रजाति विभिन्न वातावरणों में कैसे जीवित रहती है, एक केंद्रीय पहेली है। वे विशेष रूप से इस बात में रुचि रखते हैं कि एक पेड़ का भौतिक स्वरूप—उसकी पत्तियों का आकार, उसकी ऊंचाई, उसकी लकड़ी का वजन—उसके आनुवंशिक बनावट से कैसे संबंधित है। यह संबंध महत्वपूर्ण है क्योंकि यह प्रकट करता है कि क्या एक पेड़ केवल अपने तत्काल परिवेश के प्रति प्रतिक्रिया कर रहा है या यदि उसने विशिष्ट गुणों को विरासत में प्राप्त किया है जो उसे एक विशेष जलवायु में फलने-फूलने में मदद करते हैं। जैसे-जैसे जलवायु बदल रही है और मानवीय गतिविधियाँ भूमि को परिवर्तित कर रही हैं, यह जानना कि क्या ये पेड़ अनुकूलित हो सकते हैं या क्या उनकी आनुवंशिक विविधता कम हो रही है, क्षेत्र के जंगलों और उन समुदायों के भविष्य के लिए एक अत्यंत महत्वपूर्ण मामला बन गया है जो उन पर निर्भर हैं।

बेनिन और स्विट्जरलैंड के शोधकर्ताओं की एक टीम हाल ही में बेनिन गणराज्य के भीतर इस प्रजाति के संपूर्ण विस्तार के लिए इस पहेली को सुलझाने के काम में जुट गई। वे उत्तर के शुष्क, शुष्क क्षेत्र से लेकर दक्षिण के आर्द्र, वन क्षेत्र तक यात्रा कर रहे थे, जिससे उन सभी जलवायु क्षेत्रों को कवर किया जा सके जहाँ यह पेड़ उगता है। उनका लक्ष्य 188 व्यक्तिगत पेड़ों का व्यापक अवलोकन करना था, उनके भौतिक लक्षणों को मापना और यह देखने के लिए उनके डीएनए का विश्लेषण करना कि वे आपस में कैसे जुड़े हुए हैं। विस्तृत क्षेत्रीय मापों को आधुनिक आनुवंशिक परीक्षण के साथ जोड़कर, उनका उद्देश्य यह समझना था कि क्या उत्तर के पेड़ मौलिक रूप से दक्षिण के पेड़ों से भिन्न हैं, या क्या वे सभी एक बड़े, परस्पर जुड़े परिवार का हिस्सा हैं जो केवल अपने निवास स्थान के कारण अलग दिखते हैं।

शोधकर्ताओं ने तीन विशिष्ट जलवायु क्षेत्रों से परिपक्व पेड़ों का चयन करके शुरुआत की: उत्तर में शुष्क सुडानियन क्षेत्र, मध्य में संक्रमणकालीन सुडानो-गिनी क्षेत्र, और दक्षिण में आर्द्र गिनी क्षेत्र। प्रत्येक पेड़ के लिए, उन्होंने अपनी ऊंचाई और तने की चौड़ाई दर्ज की, और उन्होंने पत्तियों की लंबाई, चौड़ाई और शाखा से उन्हें जोड़ने वाले डंठल की लंबाई मापने के लिए पत्तियों को सावधानीपूर्वक एकत्र किया। उन्होंने सूखी पत्तियों का वजन किया और पेड़ के ऊपर के हिस्सों के कुल वजन की गणना की, जिसे बायोमास (biomass) के रूप में जाना जाता है। कहानी के आनुवंशिक पक्ष को समझने के लिए, उन्होंने उन्हीं पेड़ों से पत्तियों के नमूने लिए और उन्हें केन्या की एक प्रयोगशाला में भेजा। वहां, वैज्ञानिकों ने DArTseq नामक एक उच्च-तकनीकी विधि का उपयोग करके हजारों सूक्ष्म विविधताओं, जिन्हें सिंगल-न्यूक्लियोटाइड पॉलीमोर्फिज्म (single-nucleotide polymorphisms) कहा जाता है, के लिए पेड़ों के डीएनए को स्कैन किया, जो अद्वितीय आनुवंशिक उंगलियों के निशान (fingerprints) की तरह कार्य करते हैं। इसने शोध के हर पेड़ के आनुवंशिक कोड की अविश्वसनीय सटीकता के साथ तुलना करने की अनुमति दी।

परिणामों ने एक ऐसी प्रजाति की तस्वीर पेश की जो शारीरिक रूप से लचीली लेकिन आनुवंशिक रूप से आश्चर्यजनक रूप से एकसमान है। शोधकर्ताओं ने पाया कि जैसे-जैसे पेड़ जलवायु ढाल (climate gradient) के माध्यम से आगे बढ़ते हैं, उनका स्वरूप बदल जाता है। आर्द्र दक्षिण के पेड़ों में शुष्क उत्तर के पेड़ों की तुलना में लंबी पत्तियां और लंबे पत्ती डंठल होने की प्रवृत्ति देखी गई। पत्तियों का वजन भी बदल गया, जो मध्य क्षेत्र में थोड़ा भारी था और दक्षिण में कम हो गया। हालांकि, एक पेड़ द्वारा उत्पादित लकड़ी की मात्रा ने एक अलग कहानी बताई। उत्तर के शुष्क क्षेत्र के पेड़ सबसे विशाल थे, जिनका औसत ऊपर का वजन 709.27 किलोग्राम प्रति पेड़ था, जबकि मध्य और दक्षिणी क्षेत्रों के पेड़ काफी हल्के थे, जिनका वजन क्रमशः 355.42 किलोग्राम और 253.99 किलोग्राम था। यह सुझाव देता है कि उत्तर की शुष्क स्थितियां वास्तव में पेड़ों को बड़ा होने के लिए प्रोत्साहित कर सकती हैं, शायद पानी जमा करने के लिए या खुले सवाना में प्रकाश के लिए प्रतिस्पर्धा करने के उद्देश्य से।

जब शोधकर्ताओं ने डीएनए को देखा, तो उन्होंने पाया कि इन भौतिक अंतरों के बावजूद, शीया पेड़ का आनुवंशिक परिदृश्य उल्लेखनीय रूप से सपाट है। उन्होंने देश भर में तीन विशिष्ट आनुवंशिक समूहों की पहचान की, लेकिन इन समूहों के बीच के अंतर बहुत कम थे। वास्तव में, 98 प्रतिशत से अधिक आनुवंशिक विविधता स्थानीय आबादी के भीतर मौजूद थी, न कि विभिन्न क्षेत्रों के बीच। इसका अर्थ है कि उत्तर का एक पेड़ दक्षिण के एक पेड़ के समान ही आनुवंशिक रूप से समान है। अध्ययन में आनुवंशिक मिश्रण की अधिकता भी पाई गई, जिसमें पेड़ों के बीच उतनी विविधता थी जितनी कि तब अपेक्षित होती यदि वे केवल अपने निकटतम पड़ोसियों के साथ प्रजनन कर रहे होते। यह इंगित करता है कि पराग और बीज लंबी दूरियां तय करते हैं, जो कीटों, जानवरों और मनुष्यों द्वारा ले जाए जाते हैं, जिससे पूरे देश में जीन पूल अच्छी तरह से मिश्रित रहता है।

सबसे चौंकाने वाली खोज वह विच्छेद था जो इस बात से हुआ कि पेड़ कैसे दिखते थे और उनके जीन क्या कहते थे। जबकि विभिन्न क्षेत्रों के पेड़ों के विशिष्ट भौतिक लक्षण थे, ये लक्षण उन तीन आनुवंशिक समूहों के साथ सटीक रूप से मेल नहीं खाते थे जिन्हें शोधकर्ताओं ने पाया था। "उत्तरी" समूह के आनुवंशिक बनावट वाला एक पेड़ दक्षिण में पाया जा सकता था, और इसके विपरीत भी। यह सुझाव देता है कि देखे गए भौतिक अंतर मुख्य रूप से फेनोटाइपिक प्लास्टिसिटी (phenotypic plasticity) के कारण हैं—जो एक ही आनुवंशिक ब्लूप्रिंट के आधार पर अलग-अलग भौतिक रूपों को उत्पन्न करने की क्षमता है। पेड़ प्रत्येक जलवायु के लिए अलग प्रजातियों में विकसित नहीं हो रहे हैं; बल्कि, वे स्थानीय गर्मी, वर्षा और मिट्टी की स्थितियों के अनुसार अपने विकास और आकार को अनुकूलित कर रहे हैं।

इन निष्कर्षों के शीया के पेड़ को कैसे संरक्षित किया जाना चाहिए, इसके संबंध में महत्वपूर्ण निहितार्थ हैं। चूंकि आनुवंशिक विविधता विशिष्ट पॉकेट्स में केंद्रित होने के बजाय पूरे परिदृश्य में फैली हुई है, इसलिए संरक्षण प्रयासों को केवल कुछ अलग-थलग बागों पर ध्यान केंद्रित नहीं करना चाहिए। इसके बजाय, शोधकर्ता सुझाव देते हैं कि प्रजाति की सुरक्षा के लिए परिदृश्य की निरंतरता (connectivity) को बनाए रखना आवश्यक है ताकि पराग और बीज स्वतंत्र रूप से यात्रा कर सकें। यह अध्ययन इस बात पर प्रकाश डालता है कि पेड़ों की भौतिक रूप बदलने की क्षमता उनके अस्तित्व की एक प्रमुख रणनीति है, लेकिन यह चेतावनी भी देता है कि इस लचीलेपन की सीमाएं हैं। जैसे-जैसे जलवायु परिवर्तन तेज हो रहा है और भूमि उपयोग बदल रहा है, इन पेड़ों के वर्तमान स्थानों में उनके प्राकृतिक पुनरुद्धार को संरक्षित करना आवश्यक है। अध्ययन का निष्कर्ष है कि शीया के भविष्य को सुरक्षित करने का सबसे अच्छा तरीका सभी जलवायु क्षेत्रों में विविध आबादी की रक्षा करना है, जिससे यह सुनिश्चित हो सके कि प्रजाति के पास बदलती दुनिया के अनुकूल होने की क्षमता बनी रहे।