ارتقاء کو کنٹرول کرنے کی نئی جستجو | کوانٹا میگزین

ارتقاء ایک پیچیدہ چیز ہے۔ جدید ارتقائی حیاتیات کا بیشتر حصہ اس عمل کے پیچھے موجود قوتوں کی بظاہر بے ترتیب پن کو - مثال کے طور پر - کس طرح اتپریورتنوں کا وقوع پذیر ہوتا ہے - ان بنیادی اصولوں کے ساتھ جو حیاتیاتی کرہ پر لاگو ہوتے ہیں۔ ماہرین حیاتیات کی نسلوں نے ارتقاء کی شاعری کو سمجھنے کی امید کی ہے اور یہ پیش گوئی کرنے کے قابل ہونے کی کافی وجہ ہے کہ یہ کیسے ہوتا ہے۔

لیکن جب کہ پیشن گوئی ایک قابل مقصد ہے، سائنسدان اب اس کے بہت زیادہ مہتواکانکشی کزن پر توجہ مرکوز کر رہے ہیں: یہ کیسے ہوتا ہے اس پر کنٹرول۔

یہ سائنس فکشن کی طرح لگ سکتا ہے، لیکن کوشش کی سب سے بڑی مثالیں ہمارے ماضی میں رہتی ہیں۔ مصنوعی انتخاب کے عمل پر غور کریں، ایک اصطلاح جو چارلس ڈارون نے وضع کی تھی: ہزاروں سال پہلے، انسانوں نے پودوں اور جانوروں کو ترجیحی خصلتوں کے ساتھ پہچاننا شروع کیا اور ان کی چن چن کر افزائش کی، جس نے ان خصلتوں کو اپنی اولاد میں بڑھا دیا۔ اس نقطہ نظر نے ہمیں زراعت دی، جو انسانی تاریخ میں سب سے زیادہ تبدیلی لانے والی ثقافتی ایجادات میں سے ایک ہے۔ بعد میں، مصنوعی انتخاب جانوروں میں اور پودوں نے جینیات کو سمجھنے میں ہماری مدد کی، اور آبادی میں جین کیسے تیار ہوتے ہیں۔ لیکن جتنا موثر رہا ہے، مصنوعی انتخاب ابھی بھی کافی حد تک محدود ہے۔

یہ قدرتی انتخاب سے مختلف ہے، وہ قوت جو زمین پر انکولی ارتقاء کو چلاتی ہے، جہاں انتخاب کرنے والا کوئی جان بوجھ کر اداکار نہیں ہوتا ہے۔ منتخب کرنے والا اداکار انسانی نسل کا نہیں ہے، بلکہ فطرت خود ہے، جو سب سے زیادہ "فٹنس" کے ساتھ متغیرات کا انتخاب کرتی ہے - جن کے زندہ رہنے اور صحت مند اولاد پیدا کرنے کے سب سے زیادہ امکانات ہوتے ہیں۔ اور جب فطرت انتخاب کرتی ہے، تو نتائج کا اندازہ لگانا مشکل ہو سکتا ہے۔

اب ماہرین حیاتیات یہ بتانے کی امید کرتے ہیں کہ سالماتی سطح پر ارتقاء کیسے ہوتا ہے، اور تولیدی عمل پر اتنا ہی براہ راست کنٹرول حاصل کرنا ہے جیسا کہ ہم فصلوں میں کرتے ہیں۔ کیا ہم ارتقاء کی آرکیسٹریٹ کر سکتے ہیں، اتپریورتن کے ذریعے تبدیلی، جو بھی نتیجہ ہم ترجیح دیتے ہیں اس کی طرف؟ 

قابل ذکر بات یہ ہے کہ ہم پہلے ہی وہاں سے الگ ہو چکے ہیں۔ دی 2018 کیمسٹری میں نوبل انعام ہدایت شدہ ارتقاء نامی ایک طریقہ پر کام کو تسلیم کیا گیا، جو سائنسدانوں کو نئے بائیو مالیکیولز کو انجینئر کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ فاتحین میں سے ایک، فرانسس آرنلڈ، نے لیبارٹری میں پروٹینوں کو تبدیل کرنے اور پھر ان کی فعالیت کی پیمائش کرنے کا ایک طریقہ پیش کیا - کہتے ہیں، ایک انزائم چینی کو کتنی اچھی طرح سے میٹابولائز کرتا ہے۔ اس کے بعد یہ ممکن ہے کہ دلچسپی کے حامل پروٹین امیدواروں کو الگ تھلگ کریں، ان کو تبدیل کریں، اور مزید منتخب کریں، جب تک کہ ہم بہتر کام کے ساتھ پروٹین تیار نہ کر لیں (اس صورت میں، ایک انزائم جو شوگر کو بہت مؤثر طریقے سے میٹابولائز کرتا ہے)۔ اس لحاظ سے، کیمسٹ کتے پالنے والوں کی طرح کام کر رہے ہیں، لیکن پروٹین کی اولاد پیدا کرنے کے لیے جنسی تولید پر انحصار کیے بغیر۔ بلکہ، وہ پروٹین کی متنوع آبادی پیدا کر رہے ہیں اور محض گھنٹوں میں ان کی خصوصیات کی پیمائش کر رہے ہیں۔ اور وہ جو چاہتے ہیں اسے منتخب کرکے، وہ کنٹرول کر رہے ہیں کہ ارتقاء کیسے ہوتا ہے۔

اس مثال سے، یہ واضح ہوتا جا رہا ہے کہ ارتقاء کو کنٹرول کرنے کے لیے - اسے کچھ نتائج کی طرف لے جانے کے لیے - اس بات کے علم کی ضرورت ہوتی ہے کہ ارتقاء کیسے ہو گا، ساتھ ہی مداخلت کرنے کی ٹیکنالوجی بھی۔ لہذا ہم ایک سادہ مساوات کی عینک کے ذریعے مسئلے کے بارے میں سوچ سکتے ہیں: کنٹرول = پیشن گوئی + انجینئرنگ۔

یہ کنٹرول آرنلڈ کے نقطہ نظر سے زیادہ لطیف ہوسکتا ہے۔ ایک 2015 مطالعہ اینٹی بائیوٹک مزاحم پیتھوجینز پیدا کرنے سے ارتقاء کو دور کرنے کے لیے ایک خاص ترتیب میں اینٹی بائیوٹکس کا استعمال کرنے کی تجویز پیش کی۔ اور کینسر کے علاج کے ساتھ بھی کچھ ایسا ہی ہو رہا ہے: ماہرینِ آنکولوجسٹ کینسر کے بارے میں ہماری مالیکیولر سمجھ سے فائدہ اٹھانے کی کوشش کر رہے ہیں۔ کینسر کے خلیات کو چلانا بعض منشیات کے لئے حساسیت کی طرف. یہ اس لیے ممکن ہے کیونکہ ہم جانتے ہیں کہ جب کینسر کا سیل ایک دوا کے خلاف مزاحمت پیدا کرتا ہے، تو یہ دوسروں کے لیے زیادہ حساس ہو سکتا ہے۔ "کولیٹرل حساسیت" کا یہ تصور حیاتیاتی نظاموں میں تجارت کے بنیادی اصولوں پر مبنی ہے: عام طور پر، ارتقاء میں کوئی "مفت لنچ" نہیں ہے، اور موافقت اکثر اخراجات کے ساتھ آتی ہے۔

مزید حالیہ کام میں، سائنسدانوں نے ان طریقوں کو عام کیا ہے۔ کوانٹم فزکس کے آئیڈیاز کا استعمال کرتے ہوئے، ایک کثیر الشعبہ ٹیم (بشمول معالجین، کمپیوٹر سائنس دان اور طبیعیات دان) ایک طریقہ استعمال کیا آبادی کو پہلے سے طے شدہ اہداف کی طرف منتقل کرنے کے لیے کاؤنٹر ڈائیبیٹک ڈرائیونگ کہا جاتا ہے۔ مثال کے طور پر، کے کچھ تناؤ سے انفیکشن ملیریا پرجیویوں دوسروں کے مقابلے میں علاج کرنا آسان ہے. محققین پرجیویوں کی آبادی کو زیادہ آسانی سے قابل علاج تناؤ کی طرف "چلانے" کی کوشش کر سکتے ہیں۔

اسی طرح کے خیالات دوسرے نظاموں پر بھی لاگو کیے جا رہے ہیں، جیسے کہ مائیکرو بایوم، جہاں ارتقائی حیاتیات کے ماہرین اب ہدایت شدہ ارتقاء کو کنٹرول کرنے کے لیے استعمال کر رہے ہیں۔ مائکروبیل کمیونٹی جیسے ہماری جلد پر اور ہماری آنت میں رہتے ہیں۔ ایسا کرنے کے لیے، وہ اس علم کا استعمال کر رہے ہیں کہ کس طرح بعض جرثومے ایک دوسرے کے ساتھ تعامل کرتے ہیں اس کے ساتھ ساتھ نئی مائکروبیل تکنیکیں جو ہمیں دوسرے جرثوموں کی آبادی میں جرثوموں کو متعارف کرانے کی اجازت دیتی ہیں۔ امید یہ ہے کہ ہم اس علم کو ایک دن مائکرو بایوم کی ساخت کو بہتر صحت کے نتائج سے منسلک کرنے کے لیے استعمال کر سکتے ہیں۔

یہ کامیابیاں ظاہر کرتی ہیں کہ کسی نہ کسی شکل میں، ارتقائی کنٹرول حال کی چیز ہے، مستقبل کی نہیں۔ لیکن سب سے زیادہ کامیاب مثالیں بہت کم سیٹنگز میں ہوئی ہیں: جرثومے، مائکروبیل کمیونٹیز اور پروٹین۔ اور اس سے بھی آگے، موجودہ کوششیں مختصر مدت پر کنٹرول پر توجہ مرکوز کرتی ہیں - کوئی معقول سائنس دان دہائیوں یا صدیوں پر عمل کرنے والے مالیکیولر ارتقاء کو کنٹرول کرنے کے قابل نہیں ہو سکتا ہے (مصنوعی انتخاب سے باہر جو ہزاروں سال میں ہوا ہے)۔ ارتقائی عمل پر حقیقی کنٹرول ہمارے موجودہ علم اور آلات کے ذریعہ سختی سے محدود ہے۔

اگرچہ ارتقائی کنٹرول کے تکنیکی چیلنج کافی حد تک برقرار ہیں، اخلاقی رکاوٹیں بھی قابل ذکر ہیں۔ مسائل جینیاتی طور پر تبدیل شدہ حیاتیات کے ارد گرد کے لوگوں کے ساتھ اوورلیپ ہوتے ہیں۔ جب ہم مکئی کے تناؤ میں ایک تغیر پیدا کرتے ہیں جو دباؤ والے ماحول میں بھی بڑھنے کی صلاحیت فراہم کرتا ہے، تو ہم مکئی کے اس تناؤ سے آنے والی نسلوں کو متاثر کرتے ہیں۔ مزید برآں، جنین کا انتخاب انسانوں میں مصنوعی انتخاب سے مشابہت رکھتا ہے، جو ہمیں مستقبل کی آبادیوں میں انسانی خصلتوں کی ظاہری شکل کو آگے بڑھانے کی صلاحیت فراہم کرتا ہے۔ عام طور پر، ان ٹکنالوجیوں کے زیادہ پرجوش استعمال کو ایک قسم کی جینیاتی عزم کے ذریعے چلایا جا سکتا ہے - یہ سادہ نظریہ کہ آبادی کے اندر موجود جانداروں کے درمیان بامعنی فرق کی وضاحت (زیادہ تر) ان کے جینیاتی میک اپ کے ذریعے کی جا سکتی ہے۔

کیا ہمیں کبھی بھی انسانوں اور دیگر جانداروں میں ارتقاء کو طویل مدت کے دوران آگے بڑھانے کی کوشش کرنی چاہیے، ہم ایک قسم کے ارتقائی عزم کا شکار ہو جائیں گے، جس کا خیال ہے کہ ہم مستقبل میں زندگی کے ارتقاء پر مکمل کنٹرول کر سکتے ہیں اور ہونا چاہیے۔ بالآخر، یہ عزائم غلط ہیں۔ وہ حیاتیاتی ارتقاء کی صلاحیت کو کم سمجھتے ہیں - ان تمام قوتوں پر غور کرنے کی مشکل جو زندگی کے کام کرنے اور پھلنے پھولنے کے طریقے کو تشکیل دیتی ہے۔ کچھ لوگ تصور کر سکتے ہیں کہ مصنوعی ذہانت ان غیر یقینی صورتحال کو حل کرنے میں مدد کر سکتی ہے۔ لیکن اے آئی لاعلمی کا علاج نہیں ہے۔ یہ سب سے زیادہ کارآمد ہوتا ہے جب ہم پہلے سے ہی اس نظام کی بے قاعدگیوں کو سمجھ لیتے ہیں جس کی ہم ماڈلنگ اور پیشین گوئی کرنے کی کوشش کر رہے ہیں۔ ارتقائی حیاتیات اس معیار پر پوری طرح سے پورا نہیں اترتی - کم از کم ابھی تک نہیں۔

ہم بیک وقت جدید حیاتیات کے عزائم کو آگے بڑھا سکتے ہیں اور اپنی حدود کو پہچاننے کے لیے ذہن کی موجودگی حاصل کر سکتے ہیں۔ مثال کے طور پر، the ایگنینکس تحریک نے تجویز پیش کی کہ نسل انسانی کو ایسے طریقوں سے بہتر بنایا جا سکتا ہے جس سے ہمیں پالتو جانور اور فصلیں ملتی ہیں۔ اب ہم سمجھتے ہیں کہ یہ متعصب اور بری حیاتیات پر مبنی تھا۔ اس طرح کی مثالیں احتیاطی کہانیاں ہیں، اور ان سے ہمیں یہ سکھانا چاہیے کہ ارتقاء جیسی طوفانی قوتوں پر قابو پانے کی لاپرواہ کوششیں ناکام ہونے والی ہیں۔

Quanta ہمارے سامعین کی بہتر خدمت کے لیے سروے کا ایک سلسلہ کر رہا ہے۔ ہماری لے لو حیاتیات ریڈر سروے اور آپ کو مفت جیتنے کے لیے داخل کیا جائے گا۔ Quanta پنی