आनुवंशिक (साइटोजेनेटिक) प्रजाति मानदंड, अन्य के साथ, एक प्रजाति की स्थिति का विश्लेषण करने के लिए, प्राथमिक व्यवस्थित समूहों को अलग करने के लिए उपयोग किया जाता है। इस लेख में, हम मानदंड की विशेषताओं के साथ-साथ उन कठिनाइयों पर विचार करेंगे जो एक शोधकर्ता को इसे लागू करते समय सामना करना पड़ सकता है।
एक दृश्य क्या है
जैविक विज्ञान की विभिन्न शाखाओं में प्रजातियों को अपने-अपने तरीके से परिभाषित किया जाता है। एक विकासवादी दृष्टिकोण से, हम कह सकते हैं कि एक प्रजाति ऐसे व्यक्तियों का एक संग्रह है जिनकी बाहरी संरचना और आंतरिक संगठन, शारीरिक और जैव रासायनिक प्रक्रियाओं में समानताएं हैं, जो असीमित अंतः प्रजनन में सक्षम हैं, उपजाऊ संतानों को छोड़कर और समान समूहों से आनुवंशिक रूप से अलग हैं।
एक प्रजाति का प्रतिनिधित्व एक या कई आबादी द्वारा किया जा सकता है और, तदनुसार, एक संपूर्ण या विच्छेदित श्रेणी (निवास क्षेत्र/जल क्षेत्र)
प्रजातियों का नामकरण
हर प्रजाति का अपना नाम होता है। बाइनरी नामकरण के नियमों के अनुसार, इसमें दो शब्द होते हैं: एक संज्ञा और एक विशेषण।संज्ञा सामान्य नाम है, और विशेषण विशिष्ट नाम है। उदाहरण के लिए, "Dandelion officinalis" नाम में, "officinalis" प्रजाति "Dandelion" जीनस के पौधों के प्रतिनिधियों में से एक है।
जीनस के भीतर संबंधित प्रजातियों के व्यक्तियों की उपस्थिति, शरीर विज्ञान और पारिस्थितिक प्राथमिकताओं में कुछ अंतर होते हैं। लेकिन अगर वे बहुत समान हैं, तो उनकी प्रजातियों की संबद्धता कैरियोटाइप के विश्लेषण के आधार पर प्रजातियों के आनुवंशिक मानदंड से निर्धारित होती है।
किसी प्रजाति को मानदंड की आवश्यकता क्यों होती है
कार्ल लिनिअस, जिन्होंने सबसे पहले आधुनिक नाम दिए और कई प्रकार के जीवों का वर्णन किया, उन्हें अपरिवर्तित और गैर-परिवर्तनीय माना। यही है, सभी व्यक्ति एक ही प्रजाति की छवि के अनुरूप हैं, और इससे कोई भी विचलन प्रजाति के विचार के अवतार में एक त्रुटि है।
19वीं शताब्दी के पूर्वार्द्ध से, चार्ल्स डार्विन और उनके अनुयायी प्रजातियों की एक पूरी तरह से अलग अवधारणा की पुष्टि कर रहे हैं। इसके अनुसार, प्रजाति परिवर्तनशील, विषम है और इसमें संक्रमणकालीन रूप शामिल हैं। प्रजातियों की स्थिरता सापेक्ष है, यह पर्यावरणीय परिस्थितियों की परिवर्तनशीलता पर निर्भर करती है। एक प्रजाति के अस्तित्व की प्राथमिक इकाई एक जनसंख्या है। यह प्रजनन रूप से अलग है और प्रजातियों के आनुवंशिक मानदंडों को पूरा करता है।
एक ही प्रजाति के व्यक्तियों की विविधता को देखते हुए, वैज्ञानिकों के लिए जीवों की प्रजातियों का निर्धारण करना या उन्हें व्यवस्थित समूहों के बीच वितरित करना मुश्किल हो सकता है।
प्रजातियों के रूपात्मक और आनुवंशिक मानदंड, जैव रासायनिक, शारीरिक, भौगोलिक, पारिस्थितिक, व्यवहारिक (नैतिक) - यह सबप्रजातियों के बीच मतभेदों का परिसर। वे व्यवस्थित समूहों के अलगाव, उनकी प्रजनन संबंधी विसंगति का निर्धारण करते हैं। और उनका उपयोग एक प्रजाति को दूसरी प्रजाति से अलग करने के लिए, जैविक प्रणाली में उनके संबंध और स्थिति की डिग्री स्थापित करने के लिए किया जा सकता है।
प्रजातियों के आनुवंशिक मानदंड की विशेषता
इस विशेषता का सार यह है कि एक ही प्रजाति के सभी व्यक्तियों का कैरियोटाइप एक जैसा होता है।
एक कैरियोटाइप एक जीव का एक प्रकार का क्रोमोसोमल "पासपोर्ट" है, यह शरीर की परिपक्व दैहिक कोशिकाओं में मौजूद गुणसूत्रों की संख्या, उनके आकार और संरचनात्मक विशेषताओं से निर्धारित होता है:
- गुणसूत्र भुजा की लंबाई का अनुपात;
- उनमें सेंट्रोमियर की स्थिति;
- द्वितीयक अवरोधों और उपग्रहों की उपस्थिति।
विभिन्न प्रजातियों के व्यक्ति आपस में प्रजनन नहीं कर पाएंगे। यहां तक कि अगर संतान प्राप्त करना संभव है, जैसे कि गधे और घोड़े, बाघ और शेर के साथ, तो अंतर-विशिष्ट संकर विपुल नहीं होंगे। ऐसा इसलिए है क्योंकि जीनोटाइप के आधे भाग समान नहीं हैं और गुणसूत्रों के बीच संयुग्मन नहीं हो सकता है, इसलिए युग्मक नहीं बनते हैं।
तस्वीर में: एक खच्चर - गधे और घोड़ी का बाँझ संकर।
अध्ययन की वस्तु - कार्योटाइप
मानव कैरियोटाइप को 46 गुणसूत्रों द्वारा दर्शाया जाता है। अध्ययन की गई अधिकांश प्रजातियों में, गुणसूत्र बनाने वाले नाभिक में अलग-अलग डीएनए अणुओं की संख्या 12-50 की सीमा के भीतर आती है, लेकिन कुछ अपवाद भी हैं। फल मक्खी ड्रोसोफिला में कोशिकाओं के नाभिक में 8 गुणसूत्र होते हैं, और लेपिडोप्टेरा परिवार लिसेंड्रा के एक छोटे से प्रतिनिधि में, द्विगुणित गुणसूत्र सेट होता है380.
संघनित गुणसूत्रों का इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ, जो उनके आकार और आकार का मूल्यांकन करने की अनुमति देता है, कैरियोटाइप को दर्शाता है। आनुवंशिक मानदंड के अध्ययन के भाग के रूप में कैरियोटाइप का विश्लेषण, साथ ही एक दूसरे के साथ कैरियोटाइप की तुलना, जीवों की प्रजातियों को निर्धारित करने में मदद करती है।
जब दो प्रजातियां एक हों
दृश्य मानदंड की सामान्य विशेषता यह है कि वे पूर्ण नहीं हैं। इसका मतलब यह है कि उनमें से केवल एक का उपयोग सटीक निर्धारण के लिए पर्याप्त नहीं हो सकता है। वे जीव जो बाह्य रूप से एक दूसरे से अप्रभेद्य हैं, विभिन्न प्रजातियों के प्रतिनिधि हो सकते हैं। यहाँ रूपात्मक मानदंड आनुवंशिक मानदंड की सहायता के लिए आता है। दोहरा उदाहरण:
- आज काले चूहों की दो प्रजातियां ज्ञात हैं, जिन्हें पहले उनकी बाहरी पहचान के कारण एक के रूप में पहचाना जाता था।
- मलेरिया के मच्छरों की कम से कम 15 प्रजातियां हैं जिन्हें केवल साइटोजेनेटिक विश्लेषण से ही पहचाना जा सकता है।
- 17 उत्तरी अमेरिका में पाए जाने वाले क्रिकेट की प्रजातियां जो आनुवंशिक रूप से भिन्न हैं लेकिन एक ही प्रजाति से फीनोटाइपिक रूप से संबंधित हैं।
- ऐसा माना जाता है कि पक्षियों की सभी प्रजातियों में 5% जुड़वां होते हैं, जिनकी पहचान के लिए आनुवंशिक मानदंड लागू करना आवश्यक है।
- कैरियोलॉजिकल विश्लेषण की बदौलत माउंटेन बोविड्स के सिस्टमैटिक्स में भ्रम को समाप्त कर दिया गया है। कैरियोटाइप की तीन किस्मों की पहचान की गई है (2n=54 मौफलों के लिए, 56 अर्गली और अर्गली के लिए, और 58 गुणसूत्र यूरियाल के लिए)।
काले चूहे की एक प्रजाति में 42 गुणसूत्र होते हैं, दूसरे के कैरियोटाइप को 38 डीएनए अणुओं द्वारा दर्शाया जाता है।
जब एक दृश्य दो के समान हो
श्रेणी के बड़े क्षेत्र और व्यक्तियों की संख्या वाले प्रजातियों के समूहों के लिए, जब भौगोलिक अलगाव उनके भीतर संचालित होता है या व्यक्तियों की व्यापक पारिस्थितिक वैधता होती है, तो विभिन्न कैरियोटाइप वाले व्यक्तियों की उपस्थिति विशेषता होती है। इस तरह की घटना प्रजातियों के आनुवंशिक मानदंड में अपवादों का एक और प्रकार है।
मछली में गुणसूत्र और जीनोमिक बहुरूपता के उदाहरण आम हैं:
- रेनबो ट्राउट में गुणसूत्रों की संख्या 58 से 64 के बीच होती है;
- व्हाइट सी हेरिंग में पाए गए 52 और 54 गुणसूत्रों के साथ दो कैरियोमॉर्फ;
- 50 गुणसूत्रों के द्विगुणित सेट के साथ, सिल्वर कार्प की विभिन्न आबादी के प्रतिनिधियों में 100 (टेट्राप्लोइड्स), 150 (हेक्साप्लोइड्स), 200 (ऑक्टाप्लोइड्स) गुणसूत्र होते हैं।
पॉलीप्लोइड रूप पौधों (बकरी विलो) और कीड़े (वीविल) दोनों में पाए जाते हैं। हाउस चूहों और जर्बिल्स में अलग-अलग संख्या में गुणसूत्र हो सकते हैं, न कि द्विगुणित सेट के गुणक।
कैरियोटाइप जुड़वां
विभिन्न वर्गों और प्रकारों के प्रतिनिधियों में समान संख्या में गुणसूत्रों के साथ कैरियोटाइप हो सकते हैं। एक ही परिवार और पीढ़ी के प्रतिनिधियों के बीच इस तरह के और भी कई संयोग हैं:
- गोरिल्ला, संतरे और चिंपैंजी में 48-गुणसूत्र कैरियोटाइप होते हैं। उपस्थिति में, अंतर निर्धारित नहीं होते हैं, यहां आपको न्यूक्लियोटाइड के क्रम की तुलना करने की आवश्यकता है।
- उत्तर अमेरिकी बाइसन और यूरोपीय बाइसन के कैरियोटाइप में थोड़ा अंतर। दोनों के द्विगुणित सेट में 60 गुणसूत्र होते हैं। केवल आनुवंशिक मानदंड द्वारा विश्लेषण किए जाने पर उन्हें उसी प्रजाति को सौंपा जाएगा।
- आनुवंशिक जुड़वाँ के उदाहरण पौधों में भी पाए जाते हैं, विशेषकर परिवारों में। विलो के बीचअंतर-विशिष्ट संकर प्राप्त करना भी संभव है।
ऐसी प्रजातियों में आनुवंशिक सामग्री में सूक्ष्म अंतर प्रकट करने के लिए, जीन के क्रम और उनके शामिल होने के क्रम को निर्धारित करना आवश्यक है।
मानदंड के विश्लेषण पर उत्परिवर्तन का प्रभाव
जीनोमिक म्यूटेशन के परिणामस्वरूप कैरियोटाइप क्रोमोसोम की संख्या को बदला जा सकता है - एयूप्लोइडी या यूप्लोइडी।
जब कैरियोटाइप में एयूप्लोइडी होती है, तो एक या अधिक अतिरिक्त गुणसूत्र दिखाई देते हैं, और गुणसूत्रों की संख्या भी एक पूर्ण व्यक्ति की तुलना में कम हो सकती है। इस उल्लंघन का कारण युग्मक गठन के चरण में गुणसूत्रों का गैर-वियोजन है।
तस्वीर मानव aeuploidy (डाउन सिंड्रोम) का एक उदाहरण दिखाती है।
गुणसूत्रों की कम संख्या वाले युग्मनज, एक नियम के रूप में, कुचलना शुरू नहीं करते हैं। और पॉलीसोमिक जीव ("अतिरिक्त" गुणसूत्रों के साथ) अच्छी तरह से व्यवहार्य हो सकते हैं। ट्राइसॉमी (2n+1) या पेंटासॉमी (2n+3) के मामले में, विषम संख्या में गुणसूत्र एक विसंगति का संकेत देंगे। टेट्रासॉमी (2n+2) आनुवंशिक मानदंड द्वारा प्रजातियों के निर्धारण में वास्तविक त्रुटि पैदा कर सकता है।
| म्यूटेशन | म्यूटेशन का सार | प्रजातियों के आनुवंशिक मानदंड पर प्रभाव |
| टेट्रासॉमी | कर्योटाइप में गुणसूत्रों की एक अतिरिक्त जोड़ी या दो गैर-समरूप अतिरिक्त गुणसूत्र मौजूद होते हैं। | जब अकेले इस मानदंड द्वारा विश्लेषण किया जाता है, तो एक जीव को एक और जोड़ी गुणसूत्रों के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। |
| टेट्राप्लोइडी | कार्योटाइप मेंप्रत्येक जोड़े में दो के बजाय चार गुणसूत्र होते हैं। | एक ही प्रजाति (पौधों में) के पॉलीप्लोइड कल्टीवेर के बजाय एक जीव को दूसरी प्रजाति को सौंपा जा सकता है। |
कैरियोटाइप गुणन - पॉलीप्लोइडी - भी शोधकर्ता को गुमराह कर सकता है जब उत्परिवर्ती कैरियोटाइप गुणसूत्रों के कई द्विगुणित सेटों का योग होता है।
मानदंड जटिलता: मायावी डीएनए
बिना मुड़ी हुई अवस्था में डीएनए स्ट्रैंड का व्यास 2 एनएम है। आनुवंशिक मानदंड कोशिका विभाजन से पहले की अवधि में कैरियोटाइप को निर्धारित करता है, जब पतले डीएनए अणु बार-बार सर्पिल (संघनित) होते हैं और घने रॉड-आकार की संरचनाओं का प्रतिनिधित्व करते हैं - गुणसूत्र। गुणसूत्र की औसत मोटाई 700 एनएम है।
स्कूल और विश्वविद्यालय की प्रयोगशालाएं आमतौर पर कम आवर्धन (8 से 100 तक) वाले सूक्ष्मदर्शी से सुसज्जित होती हैं, उनमें कैरियोटाइप का विवरण देखना संभव नहीं है। एक प्रकाश सूक्ष्मदर्शी की संकल्प शक्ति, इसके अलावा, किसी भी, यहां तक कि उच्चतम आवर्धन पर, वस्तुओं को सबसे छोटी प्रकाश तरंग की आधी लंबाई से कम नहीं देखने की अनुमति देती है। सबसे छोटी तरंगदैर्घ्य बैंगनी तरंगों (400 एनएम) के लिए है। इसका मतलब है कि प्रकाश सूक्ष्मदर्शी में दिखाई देने वाली सबसे छोटी वस्तु 200 एनएम से होगी।
यह पता चला है कि दागदार विघटित क्रोमैटिन बादल क्षेत्रों की तरह दिखेगा, और गुणसूत्र बिना विवरण के दिखाई देंगे। 0.5 एनएम के संकल्प के साथ एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप आपको विभिन्न कैरियोटाइप को स्पष्ट रूप से देखने और तुलना करने की अनुमति देता है। फिलामेंटस डीएनए (2 एनएम) की मोटाई को ध्यान में रखते हुए, यह इस तरह के एक उपकरण के तहत स्पष्ट रूप से अलग होगा।
स्कूल में साइटोजेनेटिक मानदंड
उपरोक्त कारणों से, प्रजातियों के आनुवंशिक मानदंड के अनुसार प्रयोगशाला कार्य में सूक्ष्म तैयारी का उपयोग अनुचित है। कार्यों में, आप एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के तहत प्राप्त गुणसूत्रों की तस्वीरों का उपयोग कर सकते हैं। फोटो में काम करने की सुविधा के लिए, अलग-अलग गुणसूत्रों को सजातीय जोड़े में जोड़ा जाता है और क्रम में व्यवस्थित किया जाता है। ऐसी योजना को करियोग्राम कहा जाता है।
उदाहरण लैब असाइनमेंट
असाइनमेंट। कैरियोटाइप के दिए गए तस्वीरों पर विचार करें, उनकी तुलना करें और एक या दो प्रजातियों के व्यक्तियों के संबंध के बारे में निष्कर्ष निकालें।
प्रयोगशाला तुलना के लिए कैरियोटाइप की तस्वीरें।
किसी काम पर काम करना। प्रत्येक कैरियोटाइप फोटो में गुणसूत्रों की कुल संख्या की गणना करें। यदि वे मेल खाते हैं, तो दिखने में उनकी तुलना करें। यदि एक करियोग्राम प्रस्तुत नहीं किया गया है, तो दोनों छवियों में मध्यम लंबाई के गुणसूत्रों में सबसे छोटा और सबसे लंबा खोजें, सेंट्रोमियर के आकार और स्थान के अनुसार उनकी तुलना करें। कैरियोटाइप के अंतर / समानता के बारे में निष्कर्ष निकालें।
कार्य के उत्तर:
- यदि गुणसूत्रों की संख्या, आकार और आकार मेल खाते हैं, तो जिन दो व्यक्तियों की आनुवंशिक सामग्री अध्ययन के लिए प्रस्तुत की जाती है, वे एक ही प्रजाति के होते हैं।
- यदि गुणसूत्रों की संख्या दो गुना भिन्न है, और दोनों तस्वीरों में समान आकार और आकार के गुणसूत्र हैं, तो सबसे अधिक संभावना है कि व्यक्ति एक ही प्रजाति के प्रतिनिधि हैं। ये द्विगुणित और टेट्राप्लोइड कैरियोटाइप होंगे।प्रपत्र.
- यदि गुणसूत्रों की संख्या समान नहीं है (यह एक या दो से भिन्न है), लेकिन सामान्य तौर पर दोनों कैरियोटाइप के गुणसूत्रों का आकार और आकार समान है, तो हम सामान्य और उत्परिवर्ती रूपों के बारे में बात कर रहे हैं एक ही प्रजाति (एयूप्लोइडी की घटना)।
- गुणसूत्रों की एक अलग संख्या के साथ-साथ आकार और आकार की विशेषताओं में बेमेल होने के कारण, मानदंड प्रस्तुत व्यक्तियों को दो अलग-अलग प्रजातियों के लिए जिम्मेदार ठहराएगा।
आउटपुट में, यह इंगित करना आवश्यक है कि क्या आनुवंशिक मानदंड (और केवल इसे) के आधार पर व्यक्तियों की प्रजातियों का निर्धारण करना संभव है।
उत्तर: यह असंभव है, क्योंकि आनुवंशिक सहित किसी भी प्रजाति के मानदंड में अपवाद हैं और यह निर्धारण का गलत परिणाम दे सकता है। फ़ॉर्म के मानदंड के एक सेट को लागू करके ही सटीकता की गारंटी दी जा सकती है।
