विज्ञान की महान पहेलियों में से एक है एकल-कोशिका वाले जीवों का विकास अविश्वसनीय रूप से विस्तृत वनस्पतियों और जीवों में होता है जो आज भी हैं। पृथ्वी ने चट्टान की एक बेजान गेंद से संक्रमण को एकल कोशिका वाले जीवों द्वारा अधिक जटिल जीवन के साथ दुनिया के लिए एक दुनिया बनाने के लिए कैसे बनाया?
जैसा कि वैज्ञानिक इसे समझते हैं, एकल-कोशिका वाले जीवों ने पहले 500 मिलियन से अधिक वर्षों में अधिक जटिल रूपों में विकसित करना शुरू किया, क्योंकि वे बहु-कोशिकीय समूहों का निर्माण करना शुरू कर दिया। जो समझ में नहीं आया, वह यह है कि यह प्रक्रिया कैसे हुई। लेकिन अब, जीवविज्ञानी इस पहेली का सफलतापूर्वक पता लगाने के लिए एक और क़रीब क़दम बढ़ा रहे हैं, इस महत्वपूर्ण क़दम की सफलतापूर्वक नकल करते हुए - ब्रेड और बीयर बनाने में एक घटक का उपयोग करते हुए - साधारण ब्रेवर का खमीर (Saccharomyces cerevisiae)। पृथ्वी पर यहाँ विकासवादी पहेलियों को हल करने में मदद करने के साथ-साथ यह अन्य ग्रहों या चंद्रमाओं पर जैविक विकास के सवाल पर भी असर डालता है।
पिछले सप्ताह के अंक में परिणाम प्रकाशित किए गए थे नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज की जर्नल प्रोसीडिंग्स (PNAS)।
खमीर कवक का एक सूक्ष्म रूप है; वे यूनी-सेलुलर हैं, लेकिन नए नए साँचे की तरह जुड़े हुए कोशिकाओं की एक स्ट्रिंग के गठन के माध्यम से बहु-सेलुलर बन सकते हैं। प्रयोग इस तथ्य पर आधारित थे, और आश्चर्यजनक रूप से सरल थे, वे सिर्फ मिन्ट यूनिवर्सिटी ऑफ मिनेसोटा (यूएमएन) के वैज्ञानिक और पेपर के सह-लेखक, विल रैटक्लिफ के अनुसार, पहले नहीं किए गए थे। उन्होंने कहा, "मुझे नहीं लगता कि किसी ने पहले कभी ऐसा करने की कोशिश की थी," उन्होंने कहा, "प्रायोगिक विकास करने वाले कई वैज्ञानिक नहीं हैं, और वे विकास के बारे में सवालों के जवाब देने की कोशिश कर रहे हैं, इसे फिर से बनाना नहीं।"
एनएसएफ के पर्यावरण जीवविज्ञान प्रभाग में कार्यक्रम निदेशक सैम शेहेनेर ने यह भी कहा: "यह समझने के लिए कि दुनिया पौधों और जानवरों से क्यों भरी हुई है, मनुष्यों सहित, हमें यह जानना होगा कि एक कोशिका वाले जीवों ने एक समूह के रूप में रहने का स्विच कैसे बनाया, बहु-कोशिका वाले जीव। यह अध्ययन सबसे पहले प्रयोगात्मक रूप से उस संक्रमण का निरीक्षण करता है, जो सैकड़ों लाखों साल पहले हुई एक घटना पर एक नज़र डालता है। ”
यह सोचा गया है कि बहु-सेलुलर जटिलता की ओर कदम एक मुश्किल था, एक विकासवादी बाधा है जिसे दूर करना बहुत कठिन होगा। हालांकि, नए शोध से यह पता चलता है कि यह सब मुश्किल नहीं है।
परिणामों का निर्माण करने के लिए केवल 60 दिनों में पहला प्रयोग हुआ। खमीर को पहले एक पोषक तत्व-समृद्ध संस्कृति में जोड़ा गया था, फिर कोशिकाओं को एक दिन के लिए बढ़ने की अनुमति दी गई थी। वे तब एक अपकेंद्रित्र का उपयोग करके वजन से स्तरीकृत थे। खमीर कोशिकाओं के क्लस्टर परीक्षण ट्यूबों के नीचे उतरा। फिर प्रक्रिया को दोहराया गया, कोशिका समूहों को ले जाकर उन्हें नए संस्कृतियों में फिर से जोड़ा गया। इस के साठ चक्रों के बाद, कोशिका समूहों को गोलाकार बर्फ के टुकड़े की तरह दिखना शुरू हो गया, जो सैकड़ों कोशिकाओं से बना था।
सबसे महत्वपूर्ण खोज यह थी कि कोशिकाएँ सिर्फ गुच्छी और बेतरतीब ढंग से एक साथ चिपकी नहीं थीं; समूह कोशिकाओं से बने होते थे जो आनुवंशिक रूप से एक दूसरे से संबंधित होते थे और कोशिका विभाजन के बाद संलग्न रहते थे। जब क्लस्टर "महत्वपूर्ण द्रव्यमान" तक पहुंच गया, तो कुछ कोशिकाओं की मृत्यु हो गई, एक प्रक्रिया जिसे एपोप्टोसिस के रूप में जाना जाता है, जो संतानों को अलग करने की अनुमति देता है।
इसके बाद, सरल शब्दों में, बहु-कोशिकीय जीवन की ओर प्रक्रिया है। रैटक्लिफ द्वारा वर्णित के रूप में, “अकेले एक क्लस्टर बहु-सेलुलर नहीं है। लेकिन जब एक क्लस्टर में कोशिकाएं सहयोग करती हैं, तो आम अच्छे के लिए बलिदान करें, और परिवर्तन के लिए अनुकूल हों, यह बहु-सेलुलरता के लिए एक विकासवादी संक्रमण है। "
तो अगली बार जब आप रोटी सेंक रहे हों या अपनी खुद की बीयर पी रहे हों, तो इस तथ्य पर विचार करें कि उन नीच छोटी खमीर कोशिकाएं आपकी रसोई में उपयोगी भूमिका की तुलना में बहुत अधिक महत्व रखती हैं - वे जीवन के कुछ सबसे बड़े रहस्यों को सुलझाने में भी मदद कर रहे हैं। शुरू, दोनों यहाँ और शायद कहीं और।
