विकास के तंत्र

विकास पीढ़ियों के पार आबादी की आनुवंशिक विशेषताओं में परिवर्तन है, जो प्रक्रियाओं के एक छोटे समूह द्वारा संचालित होता है: प्राकृतिक चयन, आनुवंशिक बहाव, उत्परिवर्तन, जीन प्रवाह और पुनर्संयोजन।

Definition

विकास के तंत्र जनसंख्या-स्तर की प्रक्रियाएं हैं जो पीढ़ियों के बीच आबादी की आनुवंशिक संरचना को बदलती हैं। वे अनुकूली परिवर्तन (चयन द्वारा संचालित) और गैर-अनुकूली परिवर्तन (बहाव, उत्परिवर्तन दबाव और प्रवासन द्वारा संचालित) दोनों के लिए जिम्मेदार हैं।

Scope

यह क्षेत्र उन मुख्य शक्तियों को शामिल करता है जो समय के साथ आबादी में एलील और जीनोटाइप आवृत्तियों को बदलती हैं। यह प्राकृतिक चयन को एकमात्र ऐसी प्रक्रिया के रूप में मानता है जो व्यवस्थित रूप से अनुकूलन उत्पन्न करती है, साथ ही आनुवंशिक बहाव की स्टोकेस्टिक प्रक्रिया, उत्परिवर्तन के माध्यम से नई भिन्नता का इनपुट, जीन प्रवाह और पुनर्संयोजन का मिश्रण प्रभाव, और फिटनेस और अनुकूलन की अवधारणाएं जो उन्हें एक साथ जोड़ती हैं।

Sub-topics

• अनुकूलन और फिटनेस
• आनुवंशिक बहाव और जीन प्रवाह
• उत्परिवर्तन और विविधता
• प्राकृतिक वरण

Core questions

• कौन सी प्रक्रियाएं एक आबादी में एलील आवृत्तियों को बदलती हैं, और उनमें से कौन अनुकूलन उत्पन्न करती है?
• परिमित आबादी में नियतात्मक बल (चयन) और स्टोकेस्टिक बल (बहाव) कैसे परस्पर क्रिया करते हैं?
• उस आनुवंशिक भिन्नता का अंतिम स्रोत क्या है जिस पर विकास कार्य करता है?
• फिटनेस को कैसे परिभाषित और मापा जाता है, और यह जीनोटाइप को विकासवादी सफलता से कैसे जोड़ता है?

Key theories

प्राकृतिक चयन

आनुवंशिक प्रकार जो अस्तित्व और प्रजनन में सुधार करते हैं, उनकी आवृत्ति बढ़ती है, जिससे अनुकूलन होता है; यह एकमात्र तंत्र है जो लगातार पर्यावरण के लिए जीव के अनुकूलन का निर्माण करता है।

आनुवंशिक बहाव और लगभग तटस्थ सिद्धांत

परिमित आबादी में, एलील आवृत्तियाँ संयोग नमूने से बदलती हैं; कई प्रतिस्थापन चयनात्मक रूप से तटस्थ या लगभग ऐसे होते हैं, जिसमें प्रभावी जनसंख्या आकार यह नियंत्रित करता है कि किसी प्रकार के भाग्य पर बहाव या चयन हावी होता है।

Mechanisms

एलील आवृत्तियों को प्रत्येक पीढ़ी में चार शक्तियों द्वारा नया रूप दिया जाता है। प्राकृतिक चयन जीनोटाइप के बीच फिटनेस अंतर के अनुसार आवृत्तियों को नियतात्मक रूप से बदलता है। आनुवंशिक बहाव युग्मकों के यादृच्छिक नमूने के माध्यम से उन्हें स्टोकेस्टिक रूप से बदलता है, जिसमें भिन्नता प्रभावी जनसंख्या आकार के व्युत्क्रमानुपाती होती है। उत्परिवर्तन कम प्रति-स्थान दरों पर नए एलील पेश करता है और अंतिम कच्चा माल प्रदान करता है। जीन प्रवाह प्रवासियों का आदान-प्रदान करके आबादी को समरूप बनाता है। पुनर्संयोजन मौजूदा एलीलों को नए संयोजनों में पुनर्व्यवस्थित करता है। किसी दिए गए एलील पर चयन बनाम बहाव की सापेक्ष शक्ति चयन गुणांक और प्रभावी जनसंख्या आकार के गुणनफल पर निर्भर करती है।

Clinical relevance

इन तंत्रों को समझना एंटीबायोटिक और कीटनाशक प्रतिरोध प्रबंधन से लेकर संरक्षण आनुवंशिकी तक के अनुप्रयुक्त क्षेत्रों को रेखांकित करता है, जहाँ छोटे प्रभावी जनसंख्या आकार लुप्तप्राय प्रजातियों के अस्तित्व के लिए बहाव और अंतःप्रजनन को निर्णायक बनाते हैं।

History

डार्विन और वालेस ने 1858-1859 में प्राकृतिक चयन का प्रस्ताव रखा, लेकिन आनुवंशिकता का तंत्र अज्ञात रहा। 1930-1940 के दशक का आधुनिक संश्लेषण, जिसका नेतृत्व फिशर, राइट और हाल्डेन ने किया था, ने गणितीय जनसंख्या आनुवंशिकी के माध्यम से मेंडेलियन आनुवंशिकी को चयन के साथ समेटा। 1960 के दशक से, किमुरा और ओटा ने तर्क दिया कि अधिकांश आणविक विकास तटस्थ या लगभग तटस्थ उत्परिवर्तन पर कार्य करने वाले बहाव द्वारा नियंत्रित होता है, जिससे केवल चयन से परे की तस्वीर व्यापक हो जाती है।

Debates

आणविक विकास में चयन बनाम बहाव

तटस्थ और लगभग तटस्थ सिद्धांत यह मानते हैं कि अधिकांश आणविक भिन्नता और प्रतिस्थापन सकारात्मक चयन के बजाय बहाव द्वारा नियंत्रित होते हैं; अनुकूली आणविक विकास की सीमा पर जीनोमिक डेटा के साथ सक्रिय रूप से बहस और परीक्षण किया जाता है।

Key figures

• Charles Darwin
• Ronald A. Fisher
• Sewall Wright
• J. B. S. Haldane
• Motoo Kimura
• Tomoko Ohta

Seminal works

• futuyma2017
• ridley2004
• ohta1973

Frequently asked questions

क्या प्राकृतिक चयन विकास का एकमात्र तंत्र है?

नहीं। चयन एकमात्र ऐसी प्रक्रिया है जो लगातार अनुकूलन उत्पन्न करती है, लेकिन आनुवंशिक बहाव, उत्परिवर्तन, जीन प्रवाह और पुनर्संयोजन भी आबादी को बदलते हैं और अनुकूलन उत्पन्न किए बिना विकास को चला सकते हैं।

विकास के लिए कच्चा माल क्या है?

उत्परिवर्तन सभी नई आनुवंशिक भिन्नता का अंतिम स्रोत है; पुनर्संयोजन और जीन प्रवाह उस भिन्नता को पुनर्व्यवस्थित और पुनर्वितरित करते हैं लेकिन नए एलील नहीं बनाते हैं।