चावल ने विकास की तुलना में तेजी से ठंड के अनुकूल होने की आश्चर्य की क्षमता का खुलासा किया

1800 के दशक की शुरुआत में, ‘अधिग्रहित वर्णों का सिद्धांत’ विकास का सबसे व्यापक रूप से स्वीकृत स्पष्टीकरण था। सीधे शब्दों में कहें, तो सिद्धांत ने कहा कि एक ऐसी विशेषताएं जो एक जीव अपने जीवनकाल के दौरान विकसित हुईं, उपयोग, अपमान या पर्यावरणीय प्रभाव के माध्यम से, इसकी संतानों द्वारा विरासत में मिली हो सकती है।

फ्रांसीसी प्रकृतिवादी जीन-बैप्टिस्ट लामर्क 1809 में दो कानूनों में इस विचार को औपचारिक रूप दिया, और यह आधी सदी बाद तक बेजोड़ रहा। 1859 में, चार्ल्स डार्विन ने प्राकृतिक चयन का प्रस्ताव दिया, जिसमें कहा गया कि माता -पिता से संतानों तक भिन्नताएं पारित की जाती हैं और यह परिवर्तन जो लाभ प्रदान करते हैं, वे हानिकारक होते हैं जबकि हानिकारक लोग नष्ट हो जाते हैं। दो विचारों ने एक संक्षिप्त के लिए सह-अस्तित्व में रखा, जबकि दो प्रमुख वैज्ञानिक विकासों ने लैमार्क के विचारों को चुनौती नहीं दी।

पहला जर्मन इवोल्यूशनरी बायोलॉजिस्ट अगस्त वीसमैन का प्रदर्शन था कि पांच पीढ़ियों से लगातार चूहों की पूंछ को काटने के बाद भी, संतानों में इस अधिग्रहित विशेषता की कोई विरासत नहीं थी। दूसरा ग्रेगोर-जोहान मेंडेल के काम का पुनर्वितरण था, जिसने दिखाया कि विरासत स्थिर, कण इकाइयों (अब जीन कहा जाता है) द्वारा शासित होती है, जो माता-पिता से संतानों तक अपरिवर्तित होती हैं।

डार्विन के विचारों के साथ मेंडेल के काम के एकीकरण ने आनुवंशिकता को समझने की नींव रखी। जब डीएनए को बाद में आनुवंशिक सामग्री के रूप में पहचाना गया, तो यह समझाया गया कि डीएनए अनुक्रम (जिसे म्यूटेशन कहा जाता है) में परिवर्तन माता -पिता से संतानों तक कैसे पारित किया जाता है। एक जीव के जीवित रहने और प्रजनन की संभावनाओं में सुधार करने वाले लक्षणों को पारित होने की संभावना अधिक होती है जबकि कम लाभप्रद लक्षण समय के साथ खो जाते हैं। यह कहा जाता था, संक्षेप में, योग्यता का अस्तित्व।

लंबे समय तक, लैमार्क के विचार भूल गए।

यदि आपके पास है, तो इसे व्यक्त करें

1956 में, कैनेडियन प्लांट जेनेटिकिस्ट रॉयल अलेक्जेंडर ब्रिंक ने मक्का में कुछ अजीब देखा। समृद्ध, बैंगनी रंग की गुठली के लिए जीन की दो प्रतियां होने के बावजूद, कुछ पौधों ने केवल कमजोर पिगमेंट का उत्पादन किया। इससे भी अधिक उत्सुक, उनकी संतानों ने भी समान जीन ले जाने के बावजूद कमजोर रंजकता दिखाया। इसने सुझाव दिया कि डीएनए के अलावा कुछ और विशेषता को प्रभावित कर रहा था और यह रहस्यमय प्रभाव था हेरिटेबल था।

वैज्ञानिकों ने जल्द ही महसूस किया कि एक जीन होना पर्याप्त नहीं है: इसे भी व्यक्त किया जाना चाहिए, जिसका अर्थ है कि इसकी जानकारी का उपयोग प्रोटीन बनाने के लिए किया जाना चाहिए। इस अभिव्यक्ति को विभिन्न तरीकों से विनियमित किया जाता है। एक महत्वपूर्ण विधि में डीएनए में जोड़े गए छोटे रासायनिक टैग शामिल होते हैं जो कोशिकाओं को यह तय करने में मदद करते हैं कि क्या एक जीन को चालू या बंद किया जाना चाहिए। डीएनए अनुक्रम को बदलने के बिना जीन विनियमन की इस प्रणाली को एपिजेनेटिक्स कहा जाता है।

1975 में, वैज्ञानिक आर्थर रिग्स ने प्रस्तावित किया कि ये रासायनिक टैग, या एपिजेनेटिक चिह्नविरासत में मिल सकता है। इसका मतलब था कि जीव संभावित रूप से अपने डीएनए अनुक्रम को बदले बिना जीन गतिविधि के बारे में निर्देशों पर पारित कर सकते हैं। चूंकि डीएनए को म्यूट करने की तुलना में इन निशानों को बदलना आसान है, इसलिए इसने एक पेचीदा संभावना बढ़ा दी: यदि एक पर्यावरणीय ट्रिगर ने एक हेरिटेबल एपिजेनेटिक परिवर्तन का कारण बना, तो लामार्क आंशिक रूप से सही हो सकता है।

विरासत, कम से कम कुछ मामलों में, पर्यावरणीय प्रभाव के कारण हो सकती है। डीएनए को स्वयं बदलने की जरूरत नहीं थी।

अगले 50 वर्षों में, छिटपुट रिपोर्ट में यह कहा गया है कि यह मामला हो सकता है – लेकिन कोई भी दृढ़ता से यह साबित करने के लिए पर्याप्त आश्वस्त नहीं था कि एक प्राकृतिक पर्यावरणीय क्यू एक हेरिटेबल एपिजेनेटिक परिवर्तन को प्रेरित कर सकता है।

लामार्क ने भुनाया

22 मई को, एक ऐतिहासिक अध्ययन में प्रकाशित हुआ कक्ष दिखाया, पहली बार, कि चावल के पौधे ठंड के तापमान के लिए सहिष्णुता प्राप्त कर सकते हैं एपिजेनेटिक निशान बदलना एक जीन पर कहा जाता है अधिनियम 1। आश्चर्यजनक रूप से, यह परिवर्तन सामान्य चावल के पौधों को कम तापमान पर उजागर करके प्रेरित किया गया था। इससे भी अधिक आश्चर्यजनक रूप से, यह परिवर्तन पांच पीढ़ियों से अधिक था – इस बात का सबूत है कि लामार्क ने दो शताब्दियों पहले जो सुझाव दिया था, वह वास्तव में हो सकता है, एक प्रयोगशाला में।

अध्ययन के लेखकों ने चावल के पौधे को अधीन करके उपलब्धि हासिल की ओरीज़ा सैटिवा कम तापमान और बीजों की संख्या और गुणवत्ता का उपयोग करने के लिए एक तरह से यह आकलन करने के लिए कि चावल कितनी अच्छी तरह से अनुकूलित है। उन्होंने देखा कि दूसरी पीढ़ी से, बीज की गुणवत्ता में सुधार हुआ और, महत्वपूर्ण रूप से, बाद की पीढ़ियों में सुधार कायम था।

तब उन्होंने ठंड-अनुकूलित चावल के कुल डीएनए का अनुक्रम किया और इसकी तुलना समान परिस्थितियों में विकसित किए गए एक नियंत्रण समूह के साथ की, लेकिन ठंडे जोखिम के बिना। यद्यपि उन्हें कई आनुवंशिक अंतर मिले, लेकिन कोई भी बढ़ी हुई ठंड सहिष्णुता के लिए जिम्मेदार नहीं था। उन्होंने अगली बार दो समूहों के बीच जीन अभिव्यक्ति में अंतर की जांच की और 12 जीनों की पहचान की, जिनकी गतिविधि विविध थी।

यह समझने के लिए कि इन 12 जीनों ने प्रोटीन के विभिन्न स्तरों का उत्पादन क्यों किया, शोधकर्ताओं ने एपिजेनेटिक चिह्नों की जांच की और दोनों समूहों के बीच 12,380 से अधिक अंतरों की खोज की। इनमें से एक परिवर्तन एक जीन के पास था जिसे उन्होंने कहा था अधिनियम 1। दिलचस्प है, अधिनियम 1 परिवर्तित अभिव्यक्ति के साथ 12 जीनों में से भी था।

क्या जीवन समाप्त हो गया है

टीम ने तब पता लगाया कि इस एपिजेनेटिक परिवर्तन को कैसे विनियमित किया गया अधिनियम 1। उन्होंने पाया कि एसीटी 1, पौधे के विकास और विकास में शामिल एक जीन, आमतौर पर चावल में उच्च स्तर पर व्यक्त किया जाता है। लेकिन जब ठंड के संपर्क में आता है, तो इसकी अभिव्यक्ति एक मिथाइल समूह के अतिरिक्त द्वारा बंद कर दी जाती है, एक एपिजेनेटिक टैग जो पौधे की कोशिकाओं को प्रोटीन का उत्पादन नहीं करने के लिए कहता है। के बिना अधिनियम 1सामान्य चावल के पौधे ठंड में जीवित रहने के लिए संघर्ष करते हैं।

हालांकि, ठंडे-अनुकूलित पौधों ने इस मिथाइल सिग्नल को नहीं जोड़ा। नतीजतन, वे उत्पादन करते रहे अधिनियम 1 प्रोटीन, जिसने ठंड तनाव के तहत उनके विकास का समर्थन किया। इन एपिजेनेटिक मार्क्स को तब उनकी संतानों को पारित कर दिया गया था, यह सुनिश्चित करने के लिए कि बाद की पीढ़ियों ने भी व्यक्त किया अधिनियम 1 और ठंड की स्थिति में बच गया।

इस सदी में या जब से उन्हें त्याग दिया गया था, विकास पर लामार्क के विचारों को कई बार उकसाया गया है – ज्यादातर आलोचना के लिए। यह शायद काव्यात्मक है कि प्रकृति को हमें यह दिखाने के लिए कदम बढ़ाना था कि वह पूरी तरह से गलत नहीं था और पर्यावरण वास्तव में आनुवंशिकता को प्रभावित कर सकता है। ठंडे-अनुकूलित चावल ने हमें दिखाया है कि कभी-कभी, बहुत कम ही, विरासत को जीवन के लिए कोड द्वारा निर्धारित नहीं किया जाता है, बल्कि उस जीवन को क्या सहन किया गया है।

अरुण पंचपेकसन एड्स रिसर्च एंड एजुकेशन, चेन्नई के लिए YR Gaitonde Center के सहायक प्रोफेसर हैं।

प्रकाशित – 18 जून, 2025 05:30 पूर्वाह्न IST