वैज्ञानिक आखिरकार चार्ल्स डार्विन के 'घृणित रहस्य' को हल करें

कई वर्षों के लिए, चार्ल्स डार्विन को फूलों से प्रेतवाधित किया गया था। 1859 में, प्रकृतिवादी ने अपना सबसे प्रसिद्ध काम प्रकाशित किया, प्रजातियों के उद्गम पर वह पुस्तक जिसे आमतौर पर विकासवादी जीवविज्ञान की नींव के रूप में माना जाता है। लेकिन 20 साल बाद, वह अभी भी एक बड़ी बात से परेशान था: सभी फूल कहां से आए थे? 1879 में वनस्पतिशास्त्री जोसेफ डाल्टन हुकर को लिखे एक पत्र में, डार्विन ने इस समस्या को एक "घिनौना रहस्य" कहा था, लेकिन यह मूर्खतापूर्ण लग सकता है, लेकिन डार्विन वास्तव में यह नहीं समझा सकते हैं कि फूलों के पौधों - जिन्हें एंजियोस्पर्म के रूप में जाना जाता है - इतनी जल्दी अधिक हावी हो गए थे। आदिम एंजियोस्पर्म - एक समूह जिसमें पाइंस और हथेलियां शामिल हैं।

जीवाश्म रिकॉर्ड से हमें पता चलता है कि लगभग 100 मिलियन साल पहले, क्रेटेशियस अवधि के दौरान, एंजियोस्पर्म की एक विशाल विविधता पृथ्वी पर आई और पृथ्वी पर प्रमुख प्रकार के पौधे के रूप में जिम्नोस्पर्म की जगह ले ली। पौधों की यह अचानक बहुतायत - आधुनिक लैवेंडर, गेहूं, गुलाब, मैगनोलियास, डेज़ी और इसके आगे के पूर्वजों - ने डार्विन के सिद्धांत का जवाब दिया कि नई प्रजातियां समय के साथ चयनात्मक मुद्राओं के परिणामस्वरूप बहुत धीरे-धीरे उत्पन्न होती हैं। वर्तमान परिकल्पनाओं का सुझाव है कि अधिकांश एंजियोस्पर्म कीटों या अन्य जानवरों के साथ विकसित होते हैं जो उन्हें परागण करते हैं, जिसके बिना पौधों के लिए बीज-असर वाले फल पैदा करना संभव नहीं है। लेकिन ये परिकल्पना प्राचीन कोणों में महाकाव्य उछाल की व्याख्या नहीं करते हैं।

जर्नल में गुरुवार को प्रकाशित एक पेपर में PLOS जीवविज्ञान, वैज्ञानिकों के एक जोड़े ने इस घृणित रहस्य का एक उत्तर प्रस्तावित किया कि एंजियोस्पर्म ने जिमनोस्पर्म को इतनी अचानक क्यों बदल दिया। सैन फ्रांसिस्को स्टेट यूनिवर्सिटी में पारिस्थितिकी और विकास के सहायक प्रोफेसर केविन सिमोनिन, और एडम रोड्डी ने सबूत पेश किया कि यह सभी कोशिकाओं की दक्षता के लिए नीचे आता है। एंजियोस्पर्म की सफलता का रहस्य, वे कहते हैं, लगभग 140 मिलियन साल पहले पौधों की कोशिकाओं का तेजी से डाउनसाइज़िंग है। इसने नाटकीय रूप से उनकी कार्यक्षमता में वृद्धि की। एक बार एंजियोस्पर्म इतना अधिक कुशल हो जाने के बाद, स्थलीय पारिस्थितिकी तंत्र का उनका वर्चस्व केवल कुछ समय के लिए था।

अनुसंधान टीम एंजियोस्पर्म और जिम्नोस्पर्म में जीनोम के सापेक्ष आकार की जांच करके इस निष्कर्ष पर पहुंची, फिर उन संख्याओं की तुलना पौधों की कार्बन डाइऑक्साइड कैप्चर क्षमता और तरल अंतरण दक्षता से की। विभिन्न कारकों के कारण सेल आकार बहुत भिन्न हो सकते हैं, लेकिन जीनोम आकार सेल आकार का एक मजबूत भविष्यवक्ता है। इसलिए, उन्होंने निष्कर्ष निकाला, एक छोटे जीनोम का मतलब एक छोटी कोशिका है - और इसलिए अधिक कोशिकाओं को एक ही मात्रा में प्लांट टिश्यू में पैक किया जा सकता है, जिससे एक प्लांट अधिक कार्बन डाइऑक्साइड और पानी में सक्षम हो सकता है, जिससे अधिक कार्बोहाइड्रेट का उत्पादन होता है जो ऊर्जा और ड्राइव विकास का उत्पादन करता है ।

प्रकाश संश्लेषण इस तस्वीर का एक बड़ा हिस्सा है, भी, जैसा कि हम सभी जानते हैं, पौधों को कार्बोहाइड्रेट में पानी और कार्बन डाइऑक्साइड को बदलने के लिए सूर्य के प्रकाश की आवश्यकता होती है। पिछले शोध ने स्थापित किया है कि एंजियोस्पर्म की उच्च प्रकाश संश्लेषक क्षमताओं ने उन्हें अपने जिमनोस्पर्म चचेरे भाई की तुलना में बहुत अधिक तेजी से बढ़ने में मदद की, लेकिन यह नया अध्ययन हमें दिखाता है किस तरह एंजियोस्पर्म ने इस उच्च स्तर की दक्षता हासिल की।

भले ही परागणकर्ताओं के साथ सह-संबंध ने एंजियोस्पर्म विकास के विशिष्ट तंत्रों में एक बड़ी भूमिका निभाई है, साइमन और रॉडी कहते हैं कि इन सभी पौधों के लिए कुछ सामान्य है, उनकी जैव-भौतिकी वास्तुकला के लिए कुछ मौलिक है, जिसने उन्हें दुनिया पर कब्जा करने में सक्षम बनाया। शायद यह शोध डार्विन के दिमाग को आसान बना देगा। लेकिन अधिक संभावना है, वह सिर्फ नए सवाल होगा।

सार: क्रेटेशियस के दौरान फूलों के पौधों की अचानक उत्पत्ति और तेजी से विविधीकरण को लंबे समय तक "घृणित रहस्य" माना जाता रहा है, जबकि उनकी उच्च विविधता का कारण बड़े पैमाने पर परागणकर्ताओं और शाकाहारी लोगों के साथ तालमेल के लिए जिम्मेदार ठहराया गया है, जो पहले से प्रचलित फर्न और आगे निकलने की उनकी क्षमता है। जिम्नोस्पर्म कई परिकल्पनाओं का विषय रहा है। इनमें से सामान्य यह है कि एंजियोस्पर्म अकेले छोटे, अधिक कई रंध्रों और अधिक उच्च शाखा वाले शिरापरक नेटवर्क के साथ पत्तियों को विकसित करते हैं जो वाष्पोत्सर्जन, प्रकाश संश्लेषण और विकास की उच्च दर को सक्षम करते हैं। फिर भी, एंजियोस्पर्म छोटे, अधिक प्रचुर मात्रा में रंध्र और अधिक नसों के साथ अपनी पत्तियों को कैसे पैक करते हैं यह अज्ञात है लेकिन जुड़ा हुआ है - हम दिखाते हैं - सेल आकार पर सरल बायोफिज़िकल बाधाओं के लिए। प्रारंभिक क्रिटेशस अवधि के दौरान केवल एंजियोस्पर्म वंशावली तेजी से जीनोम को कम करती है, जिसने कोशिका के आकार में कटौती को और अधिक नसों और स्टोमेटा को उनके पत्तों में पैक करने की सुविधा प्रदान की, जो वास्तविक रूप से वास्तविक प्राथमिक उत्पादकता को अधिकतम क्षमता के करीब लाती है। इस प्रकार, एंजियोस्पर्म की बढ़ी हुई प्रतिस्पर्धात्मक क्षमता जीनोम के आकार में कोई कमी नहीं होने के कारण होती है।