Genome-wide evidence for differential selection between urban and non-urban habitats in a bird of prey
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि उच्च जीन प्रवाह और सीमित जीनोम-व्यापी विभेदन के बावजूद, कॉमन केस्ट्रेल शहरी और गैर-शहरी आवासों के बीच रोगजनक प्रतिक्रिया, न्यूरोनल कार्य और चयापचय से संबंधित विशिष्ट जीन पर चयन के माध्यम से अनुकूलन संबंधी विचलन प्रदर्शित करते हैं।
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कल्पना कीजिए कि प्राकृतिक दुनिया एक विशाल, हलचल भरी लाइब्रेरी है जहाँ हर जानवर अपने साथ एक अनूठा निर्देश मैनुअल लेकर चलता है, जो डीएनए (DNA) नामक एक कोड में लिखा गया है। यह मैनुअल उस जानवर को बताता है कि उसे कैसे बढ़ना है, क्या खाना है और कैसे जीवित रहना है। लंबे समय तक वैज्ञानिकों का मानना था कि यदि एक ही जानवर के दो समूह बहुत अलग स्थानों पर रहते हैं—एक जंगली जंगल में और दूसरा शोर-शराबे वाले शहर में—तो वे अंततः अपने मैनुअल को इतना अधिक फिर से लिख देंगे कि वे दो अलग प्रजातियां बन जाएंगे। लेकिन इसमें एक मोड़ है: कई जानवर, विशेष रूप से पक्षी, 'फ्रीक्वेंट फ्लायर्स' की तरह होते हैं। वे दूर-दूर तक यात्रा करते हैं और अन्य स्थानों के पड़ोसियों के साथ अपने जीन मिलाते हैं, जो आमतौर पर उनके मैनुअल को बहुत समान बनाए रखता है। इस मिश्रण को "जीन फ्लो" (gene flow) कहा जाता है, जो अलग-अलग किताबों के बीच पन्नों को लगातार बदलने जैसा है, जिससे किसी भी एक किताब के लिए एक अनूठी कहानी विकसित करना कठिन हो जाता है।
बड़ा सवाल जिसे वैज्ञानिक सुलझाने की कोशिश कर रहे हैं, वह यह है: क्या कोई प्रजाति अपने जंगली रिश्तेदारों से पूरी तरह अलग हुए बिना, एक बिल्कुल नए, मानव-निर्मित वातावरण जैसे कि शहर में ढल सकती है? क्या वे केवल अपना व्यवहार बदलते हैं (जैसे कि एक अलग पोशाक पहनना), या वे वास्तव में कंक्रीट के जंगल में फिट होने के लिए अपने डीएनए के निर्देश मैनुअल को फिर से लिखना शुरू कर देते हैं? यह एक गर्म विषय है क्योंकि शहर पहले से कहीं अधिक तेजी से बढ़ रहे हैं, और यह समझना कि जानवर कंक्रीट के जंगल में जीवित रहने के लिए खुद को कैसे विकसित करते हैं, हमें यह समझने में मदद करता है कि मनुष्यों के प्रभुत्व वाली दुनिया में प्रकृति कैसे डटी रहेगी।
अब, आइए एक विशिष्ट कहानी पर ध्यान केंद्रित करें जो 'कॉमन केस्ट्रेल' (common kestrel) नामक एक पक्षी के बारे में है, जो एक छोटा फाल्कन है जिसे शिकार करना पसंद है। शोधकर्ताओं की एक टीम ने एक जासूस की भूमिका निभाने का निर्णय लिया और इन पक्षियों के डीएनए की जांच की, जिसमें रोम के केंद्र (शहरी समूह) में रहने वाले पक्षियों की तुलना पास के शांत ग्रामीण इलाकों और प्राकृतिक जंगलों (गैर-शहरी समूह) में रहने वाले पक्षियों से की गई। उन्होंने केवल मैनुअल के कुछ पन्नों को नहीं देखा; उन्होंने पूरे जीनोम का अनुक्रम (sequence) निकाला, जो 23 अलग-अलग पक्षियों की निर्देश पुस्तिका के हर एक शब्द को पढ़ने जैसा है।
यहाँ उन्हें क्या मिला, और यह एक रोमांचक मोड़ है। सबसे पहले, उन्होंने बड़े स्तर पर यह देखने के लिए देखा कि क्या शहर के पक्षी और ग्रामीण पक्षी दो अलग टीमें बनते जा रहे हैं। उत्तर स्पष्ट रूप से "नहीं" था। पक्षी अभी भी अपने जीन को स्वतंत्र रूप से मिला रहे हैं, जैसे कि एक विशाल, आपस में जुड़ा हुआ उत्सव हो जहाँ हर कोई सभी के साथ नाच रहा हो। शहर के पक्षियों और ग्रामीण पक्षियों के बीच कोई स्पष्ट दीवार नहीं थी, और उनमें इनब्रीडिंग (inbreeding) या कम आनुवंशिक विविधता के लक्षण भी नहीं दिखे। मूल रूप से, यह आबादी अभी भी एक बड़ा, सुखी, मिश्रित परिवार है।
हालाँकि, भले ही सभी पक्षी आपस में मिल रहे हैं, शोधकर्ताओं ने डीएनए मैनुअल में कुछ छोटे, विशिष्ट स्थान खोजे जहाँ शहर के पक्षियों और ग्रामीण पक्षियों ने अलग-अलग नोट्स लिखना शुरू कर दिया था। यह ऐसा है जैसे पूरी लाइब्रेरी एक ही है, लेकिन शहर की शाखा में, कुछ विशिष्ट पन्नों को हाइलाइट किया गया है और फिर से लिखा गया है ताकि शहर के जीवन से निपटा जा सके, जबकि ग्रामीण शाखा ने ग्रामीण जीवन के लिए अलग पन्नों को फिर से लिखा है।
शहर के केस्ट्रेलों में, शोधकर्ताओं ने मैनुअल के एक विशिष्ट पन्ने (क्रोमोसोम 1) पर बदलाव का एक मजबूत संकेत पाया, जिसमें ANKRD50 नामक जीन शामिल है। यह जीन इस बात से जुड़ा है कि शरीर वायरस से कैसे लड़ता है। वैज्ञानिक सुझाव देते हैं कि ऐसा इसलिए हो सकता है क्योंकि शहर घने होते हैं, और वहां के पक्षी अधिक कीटाणुओं या वायरस (जैसे कि कबूतरों को प्रभावित करने वाले वायरस) के संपर्क में आ सकते हैं, इसलिए उनके इम्यून सिस्टम को अपनी रक्षा प्रणाली को अपग्रेड करने के लिए मजबूर किया जा रहा है। उन्होंने RELN नामक जीन में भी बदलाव पाया, जो मस्तिष्क के कार्य में मदद करता है। यह सुझाव देता है कि शहर के पक्षी शहर की पागलपन भरी, तेज़-तर्रार और भ्रमित करने वाली संवेदी दुनिया को संभालने के लिए अपने मस्तिष्क को ट्यून कर रहे होंगे, जो शायद उन्हें समस्याओं को हल करने या ट्रैफिक के बीच रास्ता खोजने में मदद करता है।
दूसरी ओर, ग्रामीण केस्ट्रेलों के पास अलग-अलग पन्ने हाइलाइट किए गए थे। उनके बदलाव शरीर द्वारा वसा और ऊर्जा जलाने (लिपिड मेटाबॉलिज्म), शरीर की मरम्मत करने और समय का ट्रैक रखने (सर्कैडियन रिदम) से संबंधित जीन पर केंद्रित थे। यह समझ में आता है क्योंकि जंगल में रहने का मतलब है अलग-अलग खाद्य स्रोतों, प्राकृतिक सूर्य के प्रकाश चक्रों और पर्यावरण से होने वाले नुकसान की मरम्मत करने के अलग तरीके के साथ तालमेल बिठाना। दिलचस्प बात यह है कि RELN जीन (मस्तिष्क वाला जीन) दोनों समूहों में दिखाई दिया, लेकिन शहर के पक्षियों में इसके लिए अधिक मजबूत संकेत मिला, जो यह संकेत देता है कि हालांकि दोनों समूहों को स्मार्ट दिमाग की आवश्यकता है, लेकिन शहर इस गुण को और अधिक मजबूती से बढ़ावा दे रहा है।
शोधकर्ता सावधान रहे और उन्होंने बताया कि उन्हें किसी "स्वीप" (sweep) के प्रमाण नहीं मिले, जहाँ एक जीन का नया संस्करण तुरंत पूरी आबादी पर कब्जा कर लेता है। इसके बजाय, उन्होंने इन सूक्ष्म, विशिष्ट परिवर्तनों को देखा जो पक्षियों के आपस में मिलते-जुलते रहने के दौरान भी हो रहे थे। उन्होंने यह भी उल्लेख किया कि हालांकि ये निष्कर्ष रोमांचक हैं, लेकिन उन्होंने केवल एक क्षेत्र का अध्ययन किया है, इसलिए वे 100% निश्चित नहीं हो सकते कि ये नियम दुनिया के हर केस्ट्रेल पर लागू होते हैं। लेकिन यह अध्ययन दृढ़ता से सुझाव देता है कि जब जानवर लगातार आपस में मिल रहे होते हैं, तब भी प्रकृति विशिष्ट हिस्सों को बदलने का तरीका ढूंढ लेती है ताकि वे कंक्रीट के जंगल बनाम हरे-भरे खेतों में जीवित रह सकें। यह एक याद दिलाता है कि विकास को हमेशा अंतर पैदा करने के लिए एक दीवार बनाने की आवश्यकता नहीं होती; कभी-कभी, इसे बस निर्देश मैनुअल में कुछ प्रमुख शब्दों को हाइलाइट करने की आवश्यकता होती है।
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