বিবর্তন গবেষণাগার
বিবর্তন গবেষণাগার
বিবর্তন কেবল বহু আগে ঘটে যাওয়া কিছু নয়। এটা এখনই ঘটছে: হাসপাতালে, বনে, আর জন্ম নেওয়া প্রতিটি শিশুর মধ্যে। ছয়টি পরীক্ষা নিজে করুন, তারপর দেখুন বিজ্ঞানীদের আসল পরীক্ষায় কী হয়েছিল।
1 · ব্যাকটেরিয়া বনাম অ্যান্টিবায়োটিক
ব্যাকটেরিয়া বনাম অ্যান্টিবায়োটিক
একটা প্লেটের দুই কিনারা থেকে ব্যাকটেরিয়া ভেতরের দিকে ছড়ায়। কেন্দ্রের দিকে প্রতিটি ফালিতে আগেরটার চেয়ে দশগুণ বেশি অ্যান্টিবায়োটিক। যে ফালির বিরুদ্ধে প্রতিরোধ নেই, সেখানে ব্যাকটেরিয়া বাড়তে পারে না। কিন্তু প্রতিবার বিভাজনে মিউটেশনের এক ছোট্ট সম্ভাবনা থাকে, আর কিছু মিউটেশন তার বংশধরদের একটু বেশি প্রতিরোধী করে।
- প্রজন্ম
- 0
- পৌঁছানো সবচেয়ে উঁচু ফালি
- ওষুধ নেই
- প্রতিরোধের স্তর
প্লে চাপুন। প্রতিটি রং প্রতিরোধের এক স্তর। দেখুন সম্মুখভাগ কোথায় আটকে যায়, আর কোথায় একটিমাত্র মিউট্যান্ট পথ ভেঙে এগোয়।
আসল পরীক্ষা
২০১৬ সালে হার্ভার্ডের একটি দল ১২০ বাই ৬০ সেন্টিমিটারের এক বিশাল প্লেট বানায়, যেখানে অ্যান্টিবায়োটিক ট্রাইমেথোপ্রিমের ফালিগুলো কেন্দ্রের দিকে দশগুণ করে বাড়ছিল, সাধারণত ই. কোলাই থামানো মাত্রার ১,০০০ গুণ পর্যন্ত। কিনারায় ছাড়া ব্যাকটেরিয়া দুই সপ্তাহেরও কম সময়ে বিবর্তিত হয়ে কেন্দ্রের ফালিতে পৌঁছে যায়, আর একটা ক্যামেরা প্রতিটি ধাপ ভিডিও করে। একটা চমক: সবচেয়ে প্রতিরোধী মিউট্যান্টরা সবসময় জেতেনি। কখনও কখনও তারা ধীরে বাড়া, কম প্রতিরোধী প্রতিবেশীদের পেছনে আটকে পড়ে।
কেন এটা জরুরি: অ্যান্টিবায়োটিকের অতিরিক্ত ব্যবহার এই পরীক্ষাটাই সারা পৃথিবী জুড়ে চালায়। প্রতিটি ব্যবহার সেই ব্যাকটেরিয়াকে সুবিধা দেয় যারা টিকে যেতে পারে।
দীর্ঘতম বিবর্তন-পরীক্ষা
১৯৮৮ সালের ২৪ ফেব্রুয়ারি রিচার্ড লেনস্কি ই. কোলাইয়ের ১২টি একরকম ফ্লাস্ক শুরু করেন। প্রতিদিন প্রতিটি কালচারের অল্প অংশ নতুন খাবারে সরানো হয়, যাতে দিনে প্রায় ৬.৬ প্রজন্ম হয়। ২০২৪ সালের আগস্টে জনগোষ্ঠীগুলো ৮০,০০০ প্রজন্ম ছাড়িয়ে যায়, আমাদের প্রজাতির এখন পর্যন্ত বাঁচা প্রজন্মের ছয় গুণেরও বেশি। প্রায় ৩১,০০০তম প্রজন্মে একটি জনগোষ্ঠীর মধ্যে নতুন কিছু বিবর্তিত হয়: সাইট্রেট খেয়ে বাঁচার ক্ষমতা, যা ই. কোলাই সাধারণত অক্সিজেনের উপস্থিতিতে ব্যবহার করতে পারে না।
এত দ্রুত কেন? ভালো পরিবেশে ই. কোলাই প্রায় প্রতি ২০ মিনিটে বিভাজিত হতে পারে।
গবেষণা:Baym et al. 2016, Science ↗Blount et al. 2008, PNAS ↗Good et al. 2017, Nature ↗E. coli long-term evolution experiment ↗অণুজীব-বিরোধী প্রতিরোধ্যতা ↗
2 · পাখি হয়ে যান
পাখি হয়ে যান
পেপারড মথ দিনের বেলা গাছের বাকলে বিশ্রাম নেয়। বেশিরভাগই হালকা রঙের, ছিটছিটে; অল্প কয়েকটার এমন মিউটেশন আছে যা তাদের কালো করে দেয়। আপনি এক ক্ষুধার্ত পাখি: যে মথগুলো চোখে পড়ে সেগুলোতে ক্লিক করুন। বেঁচে যাওয়ারা ডিম পাড়ে, আর তাদের বাচ্চারা বাবা-মায়ের মতো দেখতে হয়।
আসল পরীক্ষা
এটা সত্যিই ঘটেছিল। কালো পেপারড মথ প্রথম নথিভুক্ত হয় ১৮৪৮ সালে ম্যানচেস্টারে। কয়লার ঝুল গাছগুলো কালো করে দিতে থাকলে তারা দ্রুত ছড়িয়ে পড়ে, আর ১৮৯৫ সালের মধ্যে ম্যানচেস্টারের আশেপাশের প্রায় ৯৮% মথ ছিল কালো। ১৯৫০-এর দশকের পরিষ্কার-বায়ু আইনের পর বাকল আবার হালকা হয়, আর কালো মথ বিরল হয়ে যায়। ২০১৬ সালে জিনবিজ্ঞানীরা মিউটেশনটাই খুঁজে পান: “লাফানো ডিএনএ”-এর একটা টুকরো, যা cortex নামের এক জিনে ঢুকে বসেছিল, খুব সম্ভবত ১৮১৯ সালের আশেপাশে।
কিন্তু সত্যিই কি পাখিরাই?
প্রশ্নের মীমাংসা করতে জীববিজ্ঞানী মাইকেল মেজেরাস ছয় বছর ধরে ৪,৮৬৪টি মথ ছেড়ে দেখেন পাখিরা কোনগুলো খায়। আজকের পরিষ্কার বাকলে পাখিরা গাঢ় মথ বেশি ধরেছে, এতটাই যে কালো মথ কেন হারিয়ে যাচ্ছে তা ব্যাখ্যা হয়ে যায়।
গবেষণা:van't Hof et al. 2016, Nature ↗Cook et al. 2012, Biology Letters ↗Peppered moth evolution ↗প্রাকৃতিক নির্বাচন ↗
3 · জিন মিক্সার
জিন মিক্সার
প্রতিটি শিশু অর্ধেক জিন পায় মায়ের কাছ থেকে, অর্ধেক বাবার কাছ থেকে, কিন্তু কোন অর্ধেক, তা ঠিক করে দৈবক্রম। দুটি কাল্পনিক প্রাণীর সঙ্গে পরিচিত হোন, প্রত্যেকের পাঁচটি জিনের দুটি করে প্রতিলিপি। বড় হাতের অক্ষর প্রকট: বৈশিষ্ট্যটি দেখা দিতে একটি প্রতিলিপিই যথেষ্ট। বাবা-মায়ের জিন বদলাতে কোনো অক্ষরে ক্লিক করুন।
জনক A
জনক B
সন্তান
আপনি প্রায় ৭০ লক্ষ কোটি সম্ভাব্য মিশ্রণের একটি
আপনার বাবা-মা দুজনেরই ২৩ জোড়া ক্রোমোজোম ছিল, আর প্রতিটি জোড়া থেকে দৈবক্রমে বেছে একটি করে ক্রোমোজোম আপনাকে দিয়েছেন। এতে প্রত্যেক জনক থেকে 2²³ = ৮৩,৮৮,৬০৮টি সম্ভাব্য মিশ্রণ, আর এক দম্পতির জন্য প্রায় ৭০ লক্ষ কোটি, তাও ক্রোমোজোমগুলো নিজেদের মধ্যে টুকরো অদলবদল (ক্রসিং ওভার) করার আগেই, যা সংখ্যাটাকে আরও বহুগুণ বাড়ায়। তার উপর প্রতিটি শিশু প্রায় ৭০টি একেবারে নতুন মিউটেশন নিয়ে জন্মায়, যা বাবা-মা কারও ছিল না।
গ্রেগর মেন্ডেল ১৮৬০-এর দশকে এক মঠের বাগানে প্রায় ২৮,০০০ মটরগাছ চাষ ও সংকরায়ণ করে এই নিয়মগুলো আবিষ্কার করেন। ১৯০০ সাল পর্যন্ত, অর্থাৎ তাঁর মৃত্যুর ষোলো বছর পর পর্যন্ত, কেউ তাঁর কাজের গুরুত্ব বোঝেনি।
গবেষণা:Jónsson et al. 2017, Nature ↗মেন্ডেলীয় বংশগতি ↗Chromosomal crossover ↗গ্রেগর ইয়োহান মেন্ডেল ↗
4 · ডারউইনের ফিঞ্চ
ডারউইনের ফিঞ্চ: আবহাওয়া আপনার হাতে
গালাপাগোসের ছোট্ট দ্বীপ ড্যাফনি মেজরে পিটার আর রোজমেরি গ্রান্ট দশকের পর দশক প্রায় প্রতিটি ফিঞ্চ ধরেছেন, মেপেছেন আর নজরে রেখেছেন। এখানে প্রতি বছরের আবহাওয়া আপনি ঠিক করেন। আবহাওয়া ঠিক করে কোন বীজ টিকে থাকবে, আর বীজ ঠিক করে কোন ঠোঁট বাঁচবে।
সরলীকৃত মডেল: বাঁচা নির্ভর করে সে বছর টিকে থাকা বীজের সঙ্গে ঠোঁট কতটা মানানসই তার উপর, আর ঠোঁটের গভীরতা ০.৭৫ বংশগতিমাত্রায় উত্তরাধিকারসূত্রে আসে, যা গ্রান্টদের মাপা মানের কাছাকাছি। আবার চালানো মূল বছরগুলোর আসল ক্রম মেনে চলে, তবে সংখ্যাগুলো সিমুলেশন।
আসল পরীক্ষা
১৯৭৭ সালে ড্যাফনি মেজরে মাত্র প্রায় ২৪ মিলিমিটার বৃষ্টি হয়। ছোট, নরম বীজ ফুরিয়ে যায়, আর দ্বীপের বেশিরভাগ মিডিয়াম গ্রাউন্ড ফিঞ্চ মারা যায়। বেঁচে যাওয়ারা ছিল মূলত গভীর ঠোঁটের বড় পাখি, যারা গোক্ষুর গাছের বড়, শক্ত বীজ ভাঙতে পারত। তাদের বাচ্চাদের ঠোঁট খরার আগের জনগোষ্ঠীর চেয়ে প্রায় ৪% গভীর ছিল: একটিমাত্র প্রজন্মে, ক্যালিপার দিয়ে মাপা বিবর্তন।
তারপর বিবর্তন দিক বদলাল
১৯৮২–৮৩ সালের এল নিনোর বৃষ্টি দ্বীপটিকে ছোট বীজে ভরিয়ে দেয়, আর পরের বছরগুলোতে ছোট ঠোঁট ভালো করে। ১৯৮২ সালে কয়েকটা বড় গ্রাউন্ড ফিঞ্চ দ্বীপে বসতি গাড়ে। ২০০৪ সালের খরায় তারা বড় বীজ দখল করে নেয়, আর মিডিয়াম গ্রাউন্ড ফিঞ্চের ঠোঁট ছোট হয়ে যায়: ৩৩ বছরে গ্রান্টদের নথিভুক্ত সবচেয়ে জোরালো বিবর্তনগত পরিবর্তন। ২০১৬ সালে জিনবিজ্ঞানীরা এই পরিবর্তনকে HMGA2 নামের এক জিন-অঞ্চলের সঙ্গে যুক্ত করেন। ৩০ বছর পর গ্রান্টদের শিক্ষা: স্বল্পমেয়াদে বিবর্তন আন্দাজ করা যায়, দীর্ঘমেয়াদে যায় না, কারণ আবহাওয়া আন্দাজ করা যায় না।
গবেষণা:Boag & Grant 1981, Science ↗Grant & Grant 2002, Science ↗Grant & Grant 2006, Science ↗Lamichhaney et al. 2016, Science ↗Darwin's finches ↗
5 · শিয়াল পোষ মানান
একটা পোষা শিয়াল তৈরি করুন
১৯৫৯ সালে সোভিয়েত জিনবিজ্ঞানী দমিত্রি বেলিয়ায়েভ সাইবেরিয়ায় এক পরীক্ষা শুরু করেন। পশমের খামারের সিলভার শিয়ালদের মধ্যে কেবল সবচেয়ে শান্ত আর বন্ধুভাবাপন্নদেরই বাচ্চা দিতে দেওয়া হতো। এখন প্রজননকারী আপনি: প্রতিটি নতুন প্রজন্মের বাবা-মা বেছে নিন, আর দেখুন পথে আর কী কী বদলায়।
সরলীকৃত মডেল: পোষ মানা নির্ভর করে অনেক জিন আর দৈবের উপর। সাদা ছোপ, ঝোলা কান আর কোঁকড়া লেজ কদাচিৎ দেখা যায়, আর পোষা শিয়ালে একটু বেশি, যেমনটা পরীক্ষায় দেখা গিয়েছিল; কেন, তা নিয়ে এখনও বিতর্ক আছে।
আসল পরীক্ষা
আসল পরীক্ষায় প্রতি প্রজন্মের ১০%-এরও কম বাবা-মা হতো। চতুর্থ প্রজন্মে প্রথম ছানারা মানুষ দেখে লেজ নাড়ায়। “এলিট”, অর্থাৎ যে শিয়ালেরা কুকুরের মতো মানুষ খোঁজে, কুঁইকুঁই করে আর চাটে, প্রজন্ম ৬-এ ছিল ছানাদের ১.৮%, প্রজন্ম ১০-এ ১৮%, প্রজন্ম ২০-এ ৩৫% আর প্রজন্ম ৩০-এ ৪৯%। ২০০৫–২০০৬ সাল নাগাদ প্রায় পুরো জনগোষ্ঠী এলিট হয়ে যায়, আর তাদের মানসিক চাপের হরমোনের মাত্রা সাধারণ খামারের শিয়ালের এক-তৃতীয়াংশ বা তারও নিচে নেমে আসে।
যে ঝোলা কান কেউ বাছেনি
কেবল আচরণ বাছা হয়েছিল, তবু ৮–১০ প্রজন্ম পরে সাদা “তারা” ছোপ দেখা দিল, আর কিছু শিয়ালের কান ঝুলে গেল, লেজ কোঁকড়া হলো, যা বহু পোষা প্রাণীর বৈশিষ্ট্য। বেলিয়ায়েভ বিশ্বাস করতেন, কেবল পোষ মানার জন্য বাছাই বিকাশের সময় জিন চালু হওয়ার ধরন বদলে দেয়। এই ধারণা এখন বিতর্কিত: ২০২০ সালে গবেষকেরা তাঁর শিয়ালদের উৎস খুঁজে পান পূর্ব কানাডার পশম-খামারে, যেখানে তারা আগেই দশকের পর দশক পালিত হচ্ছিল, এবং যুক্তি দেন যে পরীক্ষার সিদ্ধান্তগুলো বাড়িয়ে বলা হয়েছে। ২০১৮ সালে শিয়ালের জিনোম পোষা ও আগ্রাসী আচরণের সঙ্গে যুক্ত অঞ্চল দেখিয়েছে।
গবেষণা:Trut et al. 2009, BioEssays ↗Kukekova et al. 2018, Nature Ecology & Evolution ↗Lord et al. 2020, Trends in Ecology & Evolution ↗Domesticated silver fox ↗
6 · আপনার নিজের জগৎ
নিজের জগৎ গড়ুন
এখানে ছোট ছোট কাল্পনিক প্রাণী থাকে। তারা খায়, পালায়, বুড়ো হয় আর বাচ্চা দেয়। প্রত্যেকের চারটি জিন, দেহের আকার, গতি, রং আর লোমের জন্য, আর সে এগুলো ছোট ছোট দৈব পরিবর্তনসহ সন্তানদের দেয়। কেউ এদের নকশা করে না। এদের জগৎ বদলান, আর দেখুন প্রাকৃতিক নির্বাচন কীভাবে এদের নতুন করে গড়ে।
এগুলো চেষ্টা করুন
- মাটি হালকা বালি করুন আর অনেক শিকারি যোগ করুন। কিছুক্ষণ অপেক্ষা করে কালো লাভায় বদলান। প্রাণীদের রঙের কী হয়?
- বরফযুগ শুরু করুন। কারা বাঁচে, ঘন লোমওয়ালা না পাতলা লোমওয়ালা? তারপর মরুভূমির গরমে বদলান।
- খাবার প্রচুর থেকে কমে নামান আর জনসংখ্যার লেখচিত্র দেখুন। এই জগৎ কতগুলো প্রাণীকে খাওয়াতে পারে?
- “আবার শুরু” চেপে শুধু দেখুন। প্রথম প্রাণীগুলো মাঝারি আকার আর মাঝারি গতির। এগুলো নিজে থেকে কোথায় স্থির হয়, আর কেন?
এটা একটা সিমুলেশন, আসল বাস্তুতন্ত্র নয়, তবে এটা জীবনের সেই তিন নিয়মই মানে: বৈচিত্র্য, বংশগতি, আর বেঁচে থাকা ও বংশবৃদ্ধিতে অসমতা।
প্রতিটি জিনের একটা দাম আছে
বড় দেহকে শিকারির পক্ষে কাবু করা কঠিন, কিন্তু তার বেশি খাবার লাগে। গতি পালাতে আর খাবার খুঁজতে সাহায্য করে, কিন্তু শক্তি পোড়ায়। লোম ঠান্ডা থেকে বাঁচায়, কিন্তু মরুভূমিতে বেশি গরম করে দেয়। ছদ্মবেশ কেবল ঠিক মাটিতেই কাজ করে। নির্বাচন কখনও নিখুঁত প্রাণী খুঁজে পায় না; সে খুঁজে পায় এমন এক আপস যা এই মুহূর্তের জগতের সঙ্গে খাপ খায়। জগৎ বদলালে আপসও বদলায়।
এখানে কিছুই বিবর্তিত হওয়ার জন্য প্রোগ্রাম করা নয়
কোডে “গাঢ় হও” বা “লোম গজাও” ধরনের কোনো নির্দেশ নেই। এটা শুধু বলে প্রাণীরা কীভাবে চলে, খায়, দেহের দাম মেটায়, ধরা পড়ে আর বংশবৃদ্ধি করে, ছোট ছোট প্রতিলিপি-ভুলসহ। লেখচিত্রের প্রতিটি প্রবণতা কেবল এ থেকেই জন্মায়, আর ঠিক এটাই ছিল ডারউইনের কথা।
আরও জানুন:প্রাকৃতিক নির্বাচন ↗কেমোফ্লেজ ↗