Mollusk Eyes سے پتہ چلتا ہے کہ مستقبل کا ارتقاء ماضی پر کیسے منحصر ہے | کوانٹا میگزین

ماہرین حیاتیات اکثر سوچتے رہتے ہیں کہ کیا ہوگا اگر وہ زندگی کی تاریخ کے ٹیپ کو ریوائنڈ کر سکیں اور ارتقاء کو دوبارہ شروع ہونے دیں۔ اگر یہ موقع دیا جائے تو کیا حیاتیات کے نسب یکسر مختلف طریقوں سے تیار ہوں گے؟ یا کیا وہ اسی قسم کی آنکھوں، پروں اور دیگر موافقت پذیر خصلتوں کو تیار کرنے کا رجحان رکھتے ہیں کیونکہ ان کی سابقہ ​​ارتقائی تاریخ نے انہیں پہلے ہی کچھ ترقی کے راستے بھیجے تھے؟

A آج شائع ہونے والا نیا مقالہ in سائنس اس سوال کے لیے ایک نایاب اور اہم ٹیسٹ کیس کی وضاحت کرتا ہے، جو یہ سمجھنے کے لیے بنیادی ہے کہ ارتقاء اور ترقی کس طرح باہمی تعامل کرتے ہیں۔ یونیورسٹی آف کیلی فورنیا، سانتا باربرا کے محققین کی ایک ٹیم نے چٹون نامی مولسکس کے ایک غیر واضح گروپ میں بصارت کے ارتقاء کا مطالعہ کرتے ہوئے اس پر عمل کیا۔ جانوروں کے اس گروپ میں، محققین نے دریافت کیا کہ دو قسم کی آنکھیں - آئی سپوٹ اور شیل آئیز - ہر ایک دو بار آزادانہ طور پر تیار ہوا ہے۔ ایک دیا ہوا نسب ایک قسم کی آنکھ یا دوسری قسم کا ارتقاء کرسکتا ہے، لیکن دونوں کبھی نہیں۔

حیرت انگیز طور پر، ایک نسب کی آنکھ کی قسم کا تعین بظاہر غیر متعلقہ پرانی خصوصیت سے کیا گیا تھا: چیٹن کے خول کے بکتر میں سلٹ کی تعداد۔ یہ "راستہ پر منحصر ارتقاء" کی ایک حقیقی دنیا کی مثال کی نمائندگی کرتا ہے، جس میں نسب کی تاریخ اٹل طور پر اپنے مستقبل کے ارتقائی راستے کو تشکیل دیتی ہے۔ نسب میں نازک موڑ یک طرفہ دروازوں کی طرح کام کرتے ہیں، کچھ امکانات کو کھولتے ہیں جبکہ اچھے کے لیے دوسرے آپشنز کو بند کر دیتے ہیں۔

"یہ پہلی صورتوں میں سے ایک ہے [جہاں] ہم حقیقت میں راستے پر منحصر ارتقاء کو دیکھنے کے قابل ہوئے ہیں،" کہا ربیکا ورنیمیں ایک پوسٹ ڈاکٹرل ساتھی ٹوڈ اوکلے کی لیبارٹری UCSB میں اور نئے مقالے کے مرکزی مصنف۔ اگرچہ لیبز میں اگائے جانے والے کچھ بیکٹیریا میں راستے پر منحصر ارتقاء کا مشاہدہ کیا گیا ہے، "یہ ظاہر کرنا کہ قدرتی نظام میں ایسا کرنے کے قابل ہونا واقعی ایک دلچسپ چیز تھی۔"

"کسی خاص خصلت کے مستقبل پر ہمیشہ تاریخ کا اثر ہوتا ہے،" کہا لارین سمنر رونی، جو لیبنز انسٹی ٹیوٹ برائے ارتقاء اور حیاتیاتی تنوع سائنس میں غیر فقاری بصری نظاموں کا مطالعہ کرتے ہیں اور نئی تحقیق میں شامل نہیں تھے۔ "اس مثال کے بارے میں خاص طور پر دلچسپ اور دلچسپ بات یہ ہے کہ ایسا لگتا ہے کہ مصنفین نے وقت کے ساتھ اس لمحے کی نشاندہی کی ہے جہاں آپ کو یہ تقسیم مل جاتی ہے۔"

اس وجہ سے، chitons راستے پر منحصر ارتقاء کی مثال کے طور پر " ارتقاء پر مستقبل کی نصابی کتابوں میں داخل ہونے کا امکان ہے" ڈین ایرک نیلسن، سویڈن کی لنڈ یونیورسٹی میں ایک بصری ماحولیات کے ماہر جو تحقیق میں شامل نہیں تھے۔

Chitons، چھوٹے مولسکس جو درمیانی چٹانوں پر اور گہرے سمندر میں رہتے ہیں، چھوٹے ٹینکوں کی طرح ہیں جو آٹھ شیل پلیٹوں سے محفوظ ہیں - ایک جسمانی منصوبہ جو تقریباً 300 ملین سالوں سے نسبتاً مستحکم ہے۔ غیر فعال آرمر ہونے سے بہت دور، یہ شیل پلیٹیں حسی اعضاء سے بہت زیادہ سجی ہوئی ہیں جو chitons کو ممکنہ خطرات کا پتہ لگانے کے قابل بناتی ہیں۔

حسی اعضاء تین اقسام میں آتے ہیں۔ تمام chitons میں جمالیات ہیں، ایک جنگلی طور پر ہم آہنگی سے متعلق آل ان ون رسیپٹر جو انہیں روشنی کے ساتھ ساتھ ماحول میں کیمیائی اور مکینیکل اشارے کا احساس کرنے کے قابل بناتا ہے۔ کچھ chitons میں مناسب بصری نظام بھی ہوتے ہیں: یا تو ہزاروں روشنی کو محسوس کرنے والے آئی سپاٹ یا سیکڑوں زیادہ پیچیدہ خول والی آنکھیں، جن میں کھردری تصویریں کھینچنے کے لیے لینس اور ریٹنا ہوتا ہے۔ خول کی آنکھوں والے جانور بڑھتے ہوئے شکاریوں کا پتہ لگاسکتے ہیں، جس کے جواب میں وہ چٹان پر خود کو مضبوطی سے جکڑ لیتے ہیں۔

یہ سمجھنے کے لیے کہ چائٹن آنکھوں کی یہ قسم کیسے تیار ہوئی، ورنی کی سربراہی میں محققین کی ایک ٹیم نے دیکھا کہ سیکڑوں چائٹن پرجاتیوں کا کیا تعلق ہے۔ انہوں نے پرانے نمونوں سے ڈی این اے کے اسٹریٹجک حصوں کو ترتیب دینے کے لیے exome capture نامی تکنیک کا استعمال کیا۔ ڈوگ ایرنیس، کیلیفورنیا اسٹیٹ یونیورسٹی، فلرٹن میں ایک چائٹن ماہر۔ سب نے بتایا، انہوں نے 100 سے زیادہ پرجاتیوں میں سے ڈی این اے کو ترتیب دیا جو احتیاط سے چائٹن تنوع کی پوری وسعت کی نمائندگی کرنے کے لیے منتخب کیے گئے، جس میں چائٹون کے لیے اب تک کی سب سے زیادہ جامع فائیلوجنی (یا ارتقائی رشتوں کا درخت) کو جمع کیا گیا۔

پھر محققین نے آنکھوں کی مختلف اقسام کو فائیلوجنی پر نقش کیا۔ محققین نے مشاہدہ کیا کہ شیل کی آنکھوں یا آنکھوں کے دھبے تیار کرنے سے پہلے پہلا قدم خول پر جمالیات کی کثافت میں اضافہ تھا۔ اس کے بعد ہی زیادہ پیچیدہ آنکھیں ظاہر ہوسکتی ہیں۔ آنکھوں کے دھبے اور خول کی آنکھیں ہر ایک فائیلوجنی میں دو الگ الگ بار تیار ہوئیں - متضاد ارتقاء کی دو الگ الگ مثالوں کی نمائندگی کرتی ہیں۔

ورنی نے کہا، "آزادانہ طور پر، chitons نے آنکھیں تیار کیں - اور، ان کے ذریعے، جو ہم سمجھتے ہیں کہ ممکنہ طور پر مقامی وژن کی طرح کچھ ہے - چار بار، جو واقعی متاثر کن ہے،" ورنی نے کہا۔ "انہوں نے یہ بھی ناقابل یقین حد تک تیزی سے تیار کیا۔" محققین نے اندازہ لگایا کہ نیوٹروپک جینس میں chitonمثال کے طور پر، آنکھوں کے دھبے صرف 7 ملین سالوں میں تیار ہوئے - ارتقائی وقت میں ایک آنکھ جھپکنا۔

نتائج نے محققین کو حیران کر دیا۔ "میں سوچ رہا تھا کہ یہ پیچیدگی میں ایک مرحلہ وار ارتقاء ہے، جو جمالیات سے آئی اسپاٹ سسٹم سے شیل آئیز تک جا رہا ہے - ایک بہت ہی اطمینان بخش پیشرفت،" کہا۔ ڈین اسپیزر، یونیورسٹی آف ساؤتھ کیرولینا میں ایک بصری ماحولیات کے ماہر اور ایک مقالے کے شریک مصنف۔ "اس کے بجائے، وژن کی طرف متعدد راستے ہیں۔"

لیکن کچھ نسبوں نے آنکھوں کے دھبے کے بجائے شیل آنکھیں کیوں تیار کیں؟ فینکس میں ایک کانفرنس سے سانتا باربرا واپس جانے کے لیے چھ گھنٹے کی ڈرائیو کے دوران، ورنی اور اوکلے نے یہ مفروضہ تیار کرنا شروع کیا کہ چیٹن کے خول میں سلٹ کی تعداد چائٹن وژن کے ارتقا کی کلید ہو سکتی ہے۔

ورنی نے وضاحت کی کہ چیٹن کے خول پر روشنی کو محسوس کرنے والے تمام ڈھانچے اعصاب سے منسلک ہوتے ہیں، جو جسم کے مرکزی اعصاب سے جڑنے کے لیے خول کے دروں سے گزرتے ہیں۔ سلِٹس کیبل آرگنائزرز کے طور پر کام کرتے ہیں، حسی نیوران کو ایک ساتھ باندھتے ہیں۔ زیادہ سلٹ کا مطلب ہے زیادہ سوراخ جن کے ذریعے اعصاب چل سکتے ہیں۔

ایسا ہوتا ہے کہ سلٹ کی تعداد معیاری معلومات ہوتی ہے جو کسی بھی وقت ریکارڈ کی جاتی ہے جب کوئی نئی chiton کی نسل کو بیان کرتا ہے۔ ورنے نے کہا کہ "معلومات وہاں موجود تھیں، لیکن اسے واپس نقشہ بنانے کے لیے فائیلوجنی کے سیاق و سباق کے بغیر، اس کا کوئی مطلب نہیں تھا۔" "تو میں نے جا کر اسے دیکھا اور یہ نمونہ دیکھنے لگا۔"

ورنی نے دیکھا کہ دو بار، آزادانہ طور پر، سر کی پلیٹ میں 14 یا اس سے زیادہ سلٹ والے نسبوں نے آنکھوں کے دھبے تیار کیے ہیں۔ اور دو بار، آزادانہ طور پر، 10 یا اس سے کم سلِٹس والے نسبوں نے شیل کی آنکھوں کو تیار کیا۔ اس نے محسوس کیا کہ اس جگہ پر بند دراروں کی تعداد کس طرح کی آنکھ کی قسم تیار ہو سکتی ہے: ہزاروں آنکھوں کے دھبوں والے چائٹن کو زیادہ سلٹ کی ضرورت ہوتی ہے، جب کہ سیکڑوں خول والی آنکھوں والے چائٹن کو کم درکار ہوتے ہیں۔ مختصراً، شیل سلٹ کی تعداد مخلوقات کے بصری نظام کے ارتقاء کا تعین کرتی ہے۔

نتائج سوالات کے ایک نئے سیٹ کا باعث بنتے ہیں۔ ایک جس کے بارے میں محققین فعال طور پر تحقیق کر رہے ہیں وہ یہ ہے کہ سلٹ کی تعداد آنکھوں کی اس قسم کو کیوں روکتی ہے جو تیار ہو سکتی ہے۔ اس کا جواب دینے کے لیے آپٹک اعصاب کے سرکٹری کو واضح کرنے کے لیے کام کی ضرورت ہوگی اور یہ کہ وہ سینکڑوں یا ہزاروں آنکھوں سے سگنلز پر کیسے عمل کرتے ہیں۔

متبادل طور پر، آنکھوں کی قسم اور سلٹ کی تعداد کے درمیان تعلق بصارت کی ضروریات سے نہیں بلکہ پلیٹوں کے مختلف نسبوں میں نشوونما اور بڑھنے کے طریقے سے ہو سکتا ہے، سمنر رونی نے مشورہ دیا۔ شیل پلیٹیں مرکز سے باہر کی طرف بڑھنے کے ساتھ بڑھتی ہیں، اور کنارہ بڑھنے کے ساتھ ہی چیٹن کی پوری زندگی میں آنکھیں شامل ہوجاتی ہیں۔ سمنر رونی نے کہا کہ "سب سے پرانی آنکھیں وہ ہیں جو جانوروں کے بیچ میں ہوتی ہیں، اور حال ہی میں کناروں پر جوڑی جاتی ہیں۔" ایک چیٹن کے طور پر، "آپ 10 آنکھوں سے زندگی شروع کر سکتے ہیں اور 200 آنکھوں سے اپنی زندگی ختم کر سکتے ہیں۔"

نتیجے کے طور پر، شیل پلیٹ کے بڑھتے ہوئے کنارے کو نئی آنکھوں کے لیے سوراخ چھوڑنا پڑتا ہے - آنکھوں کے دھبوں کے لیے بہت سے چھوٹے سوراخ، یا شیل کی آنکھوں کے لیے کم بڑے سوراخ۔ بہت زیادہ یا بہت بڑے سوراخ کسی خول کو اس کے بریکنگ پوائنٹ تک کمزور کر سکتے ہیں، لہذا ساختی عوامل محدود کر سکتے ہیں کہ کون سی آنکھیں ممکن ہیں۔

نیلسن نے کہا کہ چٹون دنیا کو کس طرح دیکھتے ہیں اس کے بارے میں بہت کچھ دریافت کرنا باقی ہے، لیکن اس دوران، ان کی آنکھیں ماہرین حیاتیات کی راہ پر منحصر ارتقاء کی نئی پسندیدہ مثال بننے کے لیے تیار ہیں۔ "راستہ انحصار کی مثالیں جو واقعی اچھی طرح سے ظاہر کی جا سکتی ہیں، جیسا کہ یہ معاملہ [ہے]، نایاب ہیں - اگرچہ یہ رجحان نہ صرف عام ہے، بلکہ یہ چیزیں ہونے کا معیاری طریقہ ہے۔"