सांप ने अपने पैर कैसे खो दिए?

इसलिए सांपों ने खो दिए अपने पैर, 90 लाख साल पुराने जीवाश्म से मिली अहम जानकारी (जून 2019).

Anonim

सांप बड़े पैमाने पर उपनगरीय सर्पटेस के मांसाहारी सरीसृप होते हैं। उनकी सबसे विशिष्ट विशेषता उनकी परिशिष्ट की कमी है। सांप लापरवाह होते हैं, इसलिए वे जमीन पर अपने शरीर खींचकर खींचते और आगे खींचकर आगे बढ़ते हैं।

अब, यदि एक पूंछ जानवर के शरीर की एक आवश्यक विशेषता है, तो हमें यह पूछना चाहिए कि सांप का शरीर कहां समाप्त होता है और इसकी पूंछ शुरू होती है? यदि आप मुझसे पूछें तो यह हास्यपूर्ण है, फिर भी एक बहुत ही गहन दार्शनिक समस्या है। लेकिन चलो इस पर आगे नहीं रहें।

इसके बजाए, एक और अधिक गंभीर नोट पर, हमें किस पर ध्यान देना चाहिए, यह सवाल है कि क्यों सांप अपने पैरों को पहली जगह खो देते थे?

(फोटो क्रेडिट: पिक्साबे)

सवाल अनिवार्य रूप से पूछता है, क्यों प्रकृति अन्य सरीसृपों की तरह अंगों की तुलना में जीवित रहने के लिए बेहतर प्रतिक्रिया देगी? निपुणता फोरलिंब की एक जोड़ी के बिना कहीं अधिक आसान हो जाएगी।

एक ग्राउंडब्रैकिंग पेपर का दावा है कि प्रागैतिहासिक सांपों में अंगों के पास बहुत पतले थे। कुछ ऊर्जा बाधाओं के कारण वे धीरे-धीरे उन्हें खो देते थे। बाद में, हम सीखेंगे कि कैसे इन बाधाओं ने इस प्रतिगमन को लगाया और जीन के स्तर पर विनिर्माण के चरण में अंगों के विकास को गिरफ्तार किया।

टखने की हड्डियों के साथ सांप

शोध से पता चलता है कि सांप छिपकलियों से विकसित होते हैं जो या तो समुद्र में जमीन या तैरने पर खुदाई करते हैं। हालांकि, जानवरों के समय के साथ विकसित होने के बावजूद पैर किसी भी मामले में अप्रचलित हो गए। ऐसा लगता है कि उन्होंने अपने अंग खो दिए क्योंकि अंगों की उपस्थिति ने जलीय लोकोमोशन को बाधित कर दिया। लेकिन खुदाई के बारे में क्या? Shoveling के साथ सहायता forelimbs नहीं होगा?

खैर, प्राणीविदों का दावा है कि सांप शायद ही कभी अपने छेद खोदते हैं। इसके बजाय, वे अतिक्रमण और छोटे जानवरों, संभवतः संभावित शिकार द्वारा खोले छेद में फंस गए। इस परिदृश्य में, forelimbs निश्चित रूप से उन्हें छेद से बड़ा बना दिया होगा और उन्हें अपने भोजन तक पहुंचने से रोका।

अंगों की उपस्थिति ऊर्जा के एक बड़े अपशिष्ट के लिए ज़िम्मेदार होगी। इन बाधाओं ने प्रतिगमन को कोई पैर नहीं दिया। जीव के जीवित रहने पर किसी भी प्रभाव के बिना भी रिग्रेशन हुआ। अध्ययन में बताया गया है कि अंगों के नुकसान को सांपों को अत्यधिक सुस्त दर पर बढ़ाना या उन्हें बहुत ही कम समय के लिए बढ़ाना है।

केवल अगर यह अंग था।

अध्ययन के लिए, पेरिस में प्राकृतिक इतिहास के राष्ट्रीय संग्रहालय से होससे और उनके सहयोगियों ने सख्ती से एक प्रागैतिहासिक जीवाश्म सांप की जांच की जिसे यूपोडोफिस descouensi कहा जाता है माना जाता है कि सबसे पुराने सांपों को 94-112 मिलियन वर्ष तक की तारीख माना जाता है। यह सांप सबसे पुराना नहीं था, लेकिन यह लगभग 9 0 मिलियन वर्ष पुराना होने का अनुमान लगाया गया था।

वैज्ञानिकों ने सिन्क्रोट्रॉन विकिरण कम्प्यूटटेड लैमिनोग्राफी (एसआरसीएल) नामक एक उपन्यास, अत्यधिक उन्नत इमेजिंग तकनीक का उपयोग किया। प्रक्रिया बड़ी मशीनों का उपयोग करती है जो हमें उत्कृष्ट विवरण में सूक्ष्म सुविधाओं को बढ़ाना और देखने की अनुमति देती हैं। सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि इससे इन अमूल्य नमूने को कोई नुकसान नहीं होता है।

मशीनें एक एक्सपी रे विकिरण के लिए एक नमूना का पर्दाफाश करती हैं जो हर क्रवइस के माध्यम से जीवाश्म को गहराई से घुमाती है क्योंकि यह एक सब्सट्रेट पर घूमती है। प्रक्रिया हजारों उच्च परिभाषा 2 डी छवियों को उत्पन्न करती है, जिन्हें जीवाश्म के एक परिष्कृत 3 डी मॉडल बनाने के लिए संकलित किया जाता है।

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जीवाश्म सांप के त्रि-आयामी मॉडल ने प्राचीन सांप के कूल्हों और 2 सेमी पैरों को पतला दिखाया! यह 2 छोटे, regressed हिंद अंग और सामने अंगों की अनुपस्थिति दिखाया। सुन्दर पैर घुटने पर झुक गया था और 4 एंकल हड्डियों के पास था, लेकिन इसमें पैर या पैर की अंगुली की हड्डियां नहीं थीं। यह रूपरेखा आधुनिक दिन के स्थलीय छिपकली के अंगों के समान दिखती है।

इसी तरह की उम्र का एक और सांप, नजेश रायनग्रीग्रीना, भी 2 infinitesimally पतली पीछे पैर होने की भविष्यवाणी की है। सांप ने एक सिक्रम प्रदर्शित किया, एक त्रिकोणीय बनी सुविधा जो श्रोणि का समर्थन करती है।

जानवरों के विकास के रूप में ये सुविधाएं शायद ही समाप्त हो सकती हैं।

एक आनुवांशिक चिमटा जिसने सांप को अपने अंग खोने का कारण बना दिया

एक बेहद सुरुचिपूर्ण अध्ययन से पता चला कि सांप जीनोम में अंग उत्पत्ति और विकास के लिए जीन होते हैं, लेकिन आर्किटेक्चर और विकास के लिए जीन के निकट स्थित जीएनए के पास स्थित डीएनए में छोटे उत्परिवर्तन जीन को पहले स्थान पर सक्रिय करने से रोकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप हमेशा उनकी उपस्थिति बदलती है।

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यह एक छिद्रपूर्ण तितली प्रभाव को दर्शाता है जहां एक छोटा बदलाव परिणामी मतभेदों में संचारित होता है। अध्ययन शानदार विचलन को दर्शाता है कि एक आनुवंशिक उत्परिवर्तन प्रेरित हो सकता है। प्राणीविदों का दावा है कि यह रिग्रेशन लगभग 150 मिलियन वर्ष पहले कार्रवाई में उभरा होगा।

1 999 में फ्लोरिडा विश्वविद्यालय में एक विकासवादी विकास जीवविज्ञानी मार्टिन कोह्न ने इन अनुवांशिक परिवर्तनों के बारे में पहला संकेत मांगा था। उन्होंने पाया कि एक सांप भ्रूण में कुछ जीन एक ही राज्य में अन्य सरीसृपों की तुलना में गतिविधि के एक अलग पैटर्न में भाग लेते थे। उन्होंने महसूस किया कि विकास कारक पेश करने से ये भ्रूण अंगों को विकसित करने में सक्षम हो सकते हैं। हालांकि, क्योंकि जीन-संपादन तकनीक केवल अपने प्राथमिक चरणों में थी, कोह्न में गहरे रंग के लिए उपयुक्त उपकरण की कमी थी।

चार साल बाद, हैंकन और उनके सहयोगियों ने पाया कि सोनिक हेजहोग (शाह) नामक जीन में गतिविधि ने छिपकली में अंग निर्माण और आकार में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई है, जिसमें यह सुझाव दिया गया है कि यह सांपों के लिए भी महत्वपूर्ण हो सकता है।

जैसे-जैसे जीन-एडिटिंग तकनीक पकड़ी गई, वैज्ञानिकों ने पाइथन की भ्रूण गतिविधि को ट्रैक किया ताकि यह जांच सके कि उनके पैर क्यों बढ़ते हैं, लेकिन पूरी तरह से विकसित नहीं होते हैं। निष्कर्षों में जेनेटिक स्विच में 3 विलोपन पाए गए जो एक ही ध्वनि हेजहोग (एसएचएच) जीन की गतिविधि को नियंत्रित करते हैं!

जीन का नाम लोकप्रिय कार्टून चरित्र सोनिक द हेजहोग के नाम पर रखा गया है। (फोटो क्रेडिट: फ़्लिकर)

स्विच को औपचारिक रूप से बढ़ाया जाता है बढ़ने वाला एक बर्थ लागू करता है जहां इस जीन की गतिविधि को नियंत्रित करने वाले सभी प्रोटीन वितरित किए जाते हैं। हटाने से प्रोटीन को डॉक करना मुश्किल हो जाता है, जिससे उन्हें अजगर के भ्रूण के विकास के दौरान जीन गतिविधि की एक संकीर्ण खिड़की प्रदान की जाती है जो कि किसी भी अंग विकास के लिए महत्वपूर्ण है।

कैलिफ़ोर्निया के बर्कले में लॉरेंस बर्कले नेशनल लेबोरेटरी के एक जीनोमिसिस्ट एलेक्स विस्ल ने कोबरा और पायथन जैसे नए विकसित सांपों के लिए प्राचीन सांपों जैसे पायथन और बोस के अनुवांशिक अनुक्रमों की तुलना की। उन्होंने पाया कि बाद वाले में कोई पैर अवशेष नहीं था जो पूर्व में मौजूद थे। उनके विस्तारक हटाना और प्रतिगमन उत्परिवर्तन के साथ भर गए थे।

इसके बाद शोधकर्ताओं ने अपने अंगों के विकास पर इसके प्रभावों को पूर्ववत करने के लिए माउस अंगों पर इस विस्तारक के प्रभाव का परीक्षण करने का प्रयास किया। एक अंतर्दृष्टि प्रयोग में, शोधकर्ताओं ने सीआरआईएसपीआर-कैस 9 जीन-संपादन तकनीक का उपयोग अन्य कृतियों के विस्तारकों और फिर सांप के विस्तारक के साथ एक कृंतक के अपने विस्तारक को प्रतिस्थापित करने के लिए किया।

जब अन्य प्रजातियों के विस्तारक के साथ परिपक्व हो, तो माउस पैर पारंपरिक रूप से बढ़े। हालांकि, जब सांप के विस्तारक के साथ प्रतिस्थापित किया गया, तो अंग विकास छोटे नब्बों तक सीमित था! इसके अलावा, जब शोधकर्ता ने डीएनए में आवश्यक जोड़ों को बनाया और संशोधित बढ़ने वाले को चूहों में वापस रखा, तो पैर की वृद्धि इसके सामान्य विकास के लिए फिर से शुरू हुई!

इस तरह, सांप डीएनए के रनग्स को बदलने में एक माइक्रोस्कोपिक ट्वीक ने किसी भी प्रकोप के लिए एक अपरिवर्तनीय कली को प्रतिबंधित किया, या सांप प्रजातियों के नए पुनरावृत्तियों के मामले में, किसी भी तरह की अपरिपक्वता के लिए एक प्रतिगमन का कारण बन गया।

(फोटो क्रेडिट: पिक्साबे)

हालांकि, वैज्ञानिक अभी भी अनिश्चित हैं कि क्या इस चिमटा को एकल, विशाल उत्परिवर्तन माना जा सकता है जिसने छिपकलियों में लापरवाही की प्रवृत्ति पेश की और सांपों में उनके विकास को सुविधाजनक बनाया। उनका मानना ​​है कि यह उत्परिवर्तन एकमात्र अपराधी नहीं हो सकता है, लेकिन यह निश्चित रूप से इस खुलासा नाटक में एक प्रमुख अभिनेता है।

अभी के लिए, सभी सांपों का आम पूर्वज अभी भी छाया, छिपी हुई और पहचानने के लिए अनिच्छुक है।