Investigating host associations of the European Red Mite Panonychus ulmi (Acari: Tetranychidae) through an integrative approach

बागों और अंगूर के बागों के शांत कोनों में, यूरोपीय रेड माइट (European red mite) नामक एक छोटा, आठ पैरों वाला जीव अक्सर तब तक ध्यान में नहीं आता जब तक कि वह महत्वपूर्ण नुकसान न पहुँचा दे। ये माइट 'पॉलीफैगस' (polyphagous) होते हैं, जिसका अर्थ है कि वे भोजन के किसी एक प्रकार तक सीमित नहीं रहते; इसके बजाय, वे 170 से अधिक विभिन्न पौधों की प्रजातियों के रस पर जीवित रहते हैं। दशकों से, किसानों और वैज्ञानिकों ने देखा है कि जब इस तरह का कोई कीट एक फसल से दूसरी फसल में जाता है—जैसे, एक सेब के पेड़ से अंगूर की बेल पर—तो वह कभी-कभी बदल जाता है। यह अपने नए घर के अनुकूल होने के लिए बेहतर तरीके से विकसित हो सकता है, या यह एक अलग समूह में भी विभाजित हो सकता है जो अपने मूल रिश्तेदारों के साथ प्रजनन नहीं कर सकता। 'होस्ट-एसोसिएटेड डिफरेंशिएशन' (host-associated differentiation) नामक यह प्रक्रिया, विकास का एक शक्तिशाली इंजन है, जो प्रकृति में नई प्रजातियों के निर्माण को प्रेरित करती है। यह समझना कि क्या किसी कीट ने वास्तव में अपनी पहचान बदल ली है या वह केवल एक नया पड़ोस बसाकर रह रहा है, कृषि के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है। यदि दो आबादी वास्तव में एक ही प्रजाति हैं, तो वे संभवतः जीन का आदान-प्रदान कर सकती हैं और कीटनाशकों के प्रति प्रतिरोध जैसे गुणों को साझा कर सकती हैं। यदि वे अलग हैं, तो उन्हें पूरी तरह से अलग प्रबंधन रणनीतियों की आवश्यकता हो सकती है।

ब्राजील, कनाडा, फ्रांस और संयुक्त राज्य अमेरिका के शोधकर्ताओं की एक टीम ने दक्षिणी ब्राजील में यूरोपीय रेड माइट से जुड़े एक विशिष्ट रहस्य को सुलझाने का बीड़ा उठाया। इस क्षेत्र में, सेब के बाग और अंगूर की बेलें अक्सर एक-दूसरे के बगल में उगाई जाती हैं, जो यह देखने के लिए एक आदर्श प्रयोगशाला बनाती हैं कि क्या फलों के पेड़ों पर रहने वाले माइट अंगूर की बेलों पर रहने वालों से भिन्न हैं। केंद्रीय प्रश्न सरल था: क्या अंगूर की बेलों पर रहने वाले माइट एक अलग समूह में विकसित हो गए हैं, या वे केवल वही सेब के पेड़ वाले माइट हैं जिन्होंने अंगूरों पर जीवित रहना सीख लिया है? इसका उत्तर देने के लिए, वैज्ञानिकों ने केवल एक पद्धति पर भरोसा नहीं किया। इसके बजाय, उन्होंने एक एकीकृत दृष्टिकोण का उपयोग किया, जिसमें तीन अलग-अलग साक्ष्यों को जोड़ा गया: माइट के शारीरिक आकार को देखना, यह परीक्षण करना कि क्या वे एक-दूसरे के साथ सफलतापूर्वक प्रजनन कर सकते हैं, और उनके आनुवंशिक कोड का विश्लेषण करना।

शोधकर्ताओं ने ब्राजील, चिली, जापान, दक्षिण अफ्रीका, संयुक्त राज्य अमेरिका और मोरक्को सहित छह देशों के बाईस अलग-अलग स्थानों से माइट एकत्र किए। उन्होंने सेब के पेड़ों, अंगूर की बेलों, नाशपाती के पेड़ों और यहाँ तक कि बादाम के पेड़ों से नमूने एकत्र किए। सबसे पहले, उन्होंने सूक्ष्मदर्शी के नीचे मादा माइट के शारीरिक शरीर का परीक्षण किया। उन्होंने उनकी पीठ के छोटे बालों और उनके प्रजनन ढाल (reproductive shields) के 'सेटा' (setae) को मापा, ताकि उन निरंतर अंतरों की तलाश की जा सके जो सेब के निवासी और अंगूर के निवासी को अलग कर सकें। हालांकि माइट की पीठ के बाल बिना किसी स्पष्ट पैटर्न के भिन्न थे जो मेजबान पौधे से जुड़े हों, शोधकर्ताओं को जननांग ढाल (genital shield) के बालों में एक सूक्ष्म अंतर मिला। सेब के पेड़ों वाले माइट के जननांग ढाल के बाल अंगूर की बेलों वाले माइट की तुलना में थोड़े लंबे थे। हालांकि, यह अंतर इतना मजबूत नहीं था कि यह सुझाव दे सके कि वे अलग प्रजातियां हैं, क्योंकि इसमें काफी समानता थी और यह मेजबान पौधे के बजाय स्थानीय पर्यावरणीय कारकों से अधिक प्रभावित प्रतीत होता था।

इसके बाद, टीम ने माइट के डीएनए की ओर रुख किया ताकि यह देखा जा सके कि क्या उनकी आनुवंशिक संरचना कोई अलग कहानी बताती है। उन्होंने दो प्रकार के आनुवंशिक मार्करों का विश्लेषण किया: माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए, जो केवल माता से प्राप्त होता है और अपेक्षाकृत तेज़ी से विकसित होता है, और न्यूक्लियर डीएनए, जो दोनों माता-पिता से विरासत में मिलता है और धीरे विकसित होता है। परिणाम बहुत ही वर्णनात्मक थे। माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए ने दिखाया कि सेब और अंगूर के अधिकांश माइट एक ही आनुवंशिक समूह से संबंधित थे, जिसे शोधकर्ताओं ने 'ग्रुप I' कहा। इस समूह में ब्राजील, जापान, संयुक्त राज्य अमेरिका और दक्षिण अफ्रीका के माइट शामिल थे, जो सेब या अंगूर से प्राप्त होने के बावजूद आपस में मिले हुए थे। हालांकि, विश्लेषण ने एक अलग आनुवंशिक वंशावली, 'ग्रुप II' का भी पता लगाया, जो चिली, कनाडा और रूस के माइट्स में पाया गया। यह समूह आनुवंशिक रूप से इतना अलग था कि यह सुझाव देता है कि यह पूरी तरह से एक अलग प्रजाति हो सकती है, या कम से कम एक ऐसी आबादी है जो लंबे समय से अलग रही है। महत्वपूर्ण रूप से, न्यूक्लियर डीएनए ने चिली के माइट्स के लिए एक अलग कहानी बताई; इसने उन्हें दुनिया के बाकी माइट्स से अलग नहीं किया, जिससे यह संकेत मिलता है कि इतिहास जटिल रहा है जहाँ मातृ वंश अलग हुआ जबकि शेष जीनोम समान रहा। ब्राजील के माइट्स के लिए, न्यूक्लियर और माइटोकॉन्ड्रियल दोनों डेटा ने पुष्टि की कि सेब और अंगूर की आबादी आनुवंशिक रूप से समान थी, जो अलग समूहों में विभाजित होने के किसी भी संकेत को खारिज करती है।

यह पुष्टि करने के लिए कि क्या ये आबादी वास्तव में मिल सकती है, शोधकर्ताओं ने प्रयोगशाला में सेब के पेड़ों और अंगूर की बेलों के माइट को एक साथ लाया ताकि वे देख सकें कि क्या वे प्रजनन कर सकते हैं। उन्होंने जोड़ों की एक श्रृंखला स्थापित की: सेब की मादाओं के साथ सेब के नर, अंगूर की मादाओं के साथ अंगूर के नर, और मिश्रित जोड़े जहाँ एक सेब की मादा का मिलन एक अंगूर के नर के साथ हुआ, और इसके विपरीत। उन्होंने अलग-थलग मादाओं का भी अवलोकन किया कि क्या वे अपने आप प्रजनन कर सकती हैं। परिणामों ने दिखाया कि सभी क्रॉस सफल रहे। सेब और अंगूर के माइट स्वतंत्र रूप से संभोग कर पाए और स्वस्थ संतान उत्पन्न की, जिसमें मादाएं भी शामिल थीं, जो जनसंख्या के बढ़ने के लिए आवश्यक है। उन्हें प्रजनन संबंधी असंगति का कोई संकेत नहीं मिला। उन्हें एकमात्र अंतर यह मिला कि अंडे देने की संख्या में अंतर था। सेब के पेड़ों पर पली-बढ़ी मादाओं ने अंगूर की बेलों पर पली-बढ़ी मादाओं की तुलना में लगातार अधिक अंडे दिए, चाहे उन्होंने किसी भी नर के साथ संभोग किया हो। यह सुझाव देता है कि हालांकि वे जैविक रूप से एक ही प्रजाति हैं, सेब का पेड़ उनके लिए केवल अधिक पौष्टिक या आरामदायक घर है, जिससे वे अधिक उत्साह के साथ प्रजनन कर पाते हैं।

अध्ययन निष्कर्ष निकालता है कि ब्राजील में अंगूर की बेलों को संक्रमित करने वाले यूरोपीय रेड माइट एक नई, विशिष्ट प्रजाति नहीं हैं जो अंगूरों पर रहने के लिए विकसित हुई है। इसके बजाय, वे वही वंशावली हैं जो मूल रूप से सेब के पेड़ों पर आक्रमण कर रही थी, जिसने बस अंगूर की बेलों तक अपना विस्तार किया है, बिना उस आनुवंशिक परिवर्तन के जो एक अलग प्रजाति बनने के लिए आवश्यक है। माइट एक ही, प्रजनन रूप से संगत आबादी बने हुए हैं जो फसलों के बीच आवाजाही करने और जीन साझा करने में सक्षम हैं। हालांकि, शोध ने चिली, कनाडा और रूस में पाई गई एक विशिष्ट आनुवंशिक वंशावली से जुड़ी संभावित वर्गीकरण संबंधी भ्रम (taxonomic confusion) को उजागर किया है। यह समूह, जो माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए में दिखाई देता है लेकिन न्यूक्लियर डीएनए में स्पष्ट रूप से नहीं, आगे की जांच की मांग करता है ताकि यह निर्धारित किया जा सके कि क्या यह एक 'क्रिप्टिक प्रजाति' (cryptic species) है जिसे गलत पहचाना गया है। किसानों और वैज्ञानिकों के लिए, सबक स्पष्ट है: बेलों पर मौजूद माइट सेब वाले माइट के समान ही हैं, जिसका अर्थ है कि एक के लिए प्रभावी प्रबंधन रणनीतियाँ दूसरे के लिए भी लागू होने की संभावना है, और अंगूर के बागों में एक छिपे हुए, विशिष्ट कीट के विकसित होने का खतरा वर्तमान में कम है।