Evolving initial conditions: An alternative developmental route to morphological diversity
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि लेक मलावी के सिच्लिड्स (cichlids) में फेनोटाइपिक विविधता संरक्षित सोमिटोजेनेसिस (somitogenesis) प्रक्रिया में परिवर्तन के बजाय प्री-सोमिटिक मेसोडर्म (pre-somitic mesoderm) के प्रारंभिक आकार में विकासवादी परिवर्तनों से उत्पन्न हो सकती है, जो प्रारंभिक स्थितियों को रूपात्मक विकास के एक महत्वपूर्ण लेकिन अनदेखे चालक के रूप में रेखांकित करता है।
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जीवन एक उल्लेखनीय विरोधाभास पर टिका है: शरीर बनाने के निर्देश अक्सर पशु जगत के विशाल विस्तारों में समान होते हैं, फिर भी अंतिम रूप अनंत रूप से विविध होते हैं। एक मछली, एक मानव और एक सांप, सभी अपनी रीढ़ के लिए एक समान ब्लूप्रिंट से शुरुआत करते हैं, जो खंडों की एक दोहराई जाने वाली श्रृंखला से निर्मित होती है जो प्रारंभिक विकास के दौरान एक लयबद्ध पैटर्न में बनती है। वैज्ञानिक लंबे समय से मानते आए हैं कि इन खंडों की संख्या बदलने के लिए—मान लीजिए, एक सांप को सैकड़ों कशेरुक (vertebrae) देने के लिए जबकि एक मानव के पास बहुत कम होते हैं—विकास को उन्हें बनाने वाली मशीनरी के साथ छेड़छाड़ करनी होगी। उन्होंने माना था कि उन खंडों को बनाने वाली घड़ी को तेज या धीमा होना होगा, या इस प्रक्रिया को चलाने वाले गियर को फिर से व्यवस्थित करना होगा। लेकिन एक नया अध्ययन बताता है कि प्रकृति कभी-कभी एक सरल, अधिक सूक्ष्म मार्ग अपनाती है। मशीन को बदलने के बजाय, विकास केवल उन कच्चे माल के आकार को बदल सकता है जो प्रसंस्करण के लिए प्रतीक्षा कर रहे हैं।
शोधकर्ता, लेक मलावी की दो निकट संबंधी सिच्लिड (cichlid) मछलियों पर काम करते हुए, यह समझने के लिए आगे बढ़े कि इन मछलियों ने इतने अलग-अलग प्रकार के कशेरुक कैसे विकसित किए। एक प्रजाति, जो पूर्वज रूप है, लगभग तैंतीस ऊतकों (tissue) के ब्लॉकों के साथ विकसित होती है जो कशेरुक बनेंगे। दूसरी, अधिक लंबी प्रजाति, लगभग उनतालीस ब्लॉकों के साथ विकसित होती है। इन छह ब्लॉकों का अंतर मछली के संपूर्ण शरीर के आकार को बदलने के लिए पर्याप्त महत्वपूर्ण है। कारण खोजने के लिए, टीम ने दोनों प्रजातियों के भ्रूणों को बढ़ते हुए देखा, पहले ब्लॉक के प्रकट होने के सटीक क्षण को ट्रैक किया और समय के साथ कितने ब्लॉक बने, उनकी गिनती की। उन्होंने उस गति को मापा जिस पर नए ब्लॉक जोड़े गए और उस ऊतक के आकार की जांच की जिससे वे बनाए जाते हैं।
उन्होंने जो पाया उसने मानक अपेक्षा को उलट दिया। निर्माण की गति दोनों मछलियों में समान थी। ब्लॉक एक ही दर से बने, लगभग एक हर घंटे में, और आंतरिक आनुवंशिक संकेत जो इस लय को समन्वित करते थे, वे भी अविभेद्य थे। मशीनता न तो टूटी हुई थी, और न ही वह लंबी मछली में अधिक तेजी से चल रही थी। इसके बजाय, अंतर 'स्टार्टिंग लाइन' में था। लंबी मछली ने कच्चे ऊतक की काफी बड़ी आपूर्ति के साथ प्रक्रिया शुरू की। उनका प्रिकर्सर ज़ोन (precursor zone), भ्रूण का वह क्षेत्र जहाँ ये ब्लॉक उत्पन्न होते हैं, आयतन में लगभग दोगुना बड़ा था और शुरुआत से ही इसमें बहुत अधिक कोशिकाएं थीं। क्योंकि फैक्ट्री के पास काम करने के लिए अधिक कच्चा माल था, और क्योंकि उत्पादन रेखा कुछ अतिरिक्त घंटों तक चली, इसलिए इसने केवल अधिक ब्लॉक उत्पन्न किए। प्रक्रिया स्वयं अपरिवर्तित रही; केवल प्रारंभिक स्थितियाँ भिन्न थीं।
यह खोज इस बात पर एक नया दृष्टिकोण प्रदान करती है कि विकास कैसे कार्य करता है, विशेष रूप से अल्प अवधि में। यह सुझाव देता है कि जब प्रकृति को किसी शारीरिक संरचना में बदलाव करने की आवश्यकता होती है, तो उसे हमेशा विकास को नियंत्रित करने वाले जटिल आनुवंशिक कोड को फिर से लिखने की आवश्यकता नहीं होती है। कभी-कभी, शुरुआती सामग्री के आकार को बदलना ही पर्याप्त होता है। इन सिच्लिड मछलियों के मामले में, यह समझना कि भ्रूण विभाजन प्रक्रिया शुरू होने से पहले कैसे विकसित हुआ, एक अलग वयस्क रूप में बदलने के लिए पर्याप्त था। यह अध्ययन बताता है कि किसी लक्षण का इतिहास केवल इस बारे में नहीं है कि उसे कैसे बनाया जाता है, बल्कि इस बारे में भी है कि निर्माण शुरू होने से पहले जीव की स्थिति क्या थी। इन शुरुआती, अक्सर अनदेखे क्षणों पर ध्यान केंद्रित करके, वैज्ञानिक देख सकते हैं कि कैसे शुरुआत में छोटे बदलाव आज प्राकृतिक दुनिया में दिखने वाले आकारों की विशाल विविधता का कारण बन सकते हैं।
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