Genome evolution in seadragons
পাতাযুক্ত সিড্রাগনগুলি তাদের আকর্ষণীয়ভাবে উদ্ভূত চরিত্রগুলির জন্য ব্যাপকভাবে স্বীকৃত, যার মধ্যে রয়েছে পাতার মতো অ্যাপেন্ডেজ, মেরুদণ্ডের চরম বক্রতা, লম্বা ক্র্যানিওফেশিয়াল হাড় এবং শরীরের বড় আকার। এগুলি এগুলিকে টেলিস্ট ফিশ ক্লেডের (সিনগনাথাইডি পরিবার) ফেনোটাইপিক আউটলায়ার করে তোলে। সম্প্রতি অবধি, পাতাযুক্ত সিড্রাগনের জিনোম অজানা ছিল; কিন্তু 2022 সালে, আগাছাযুক্ত সিড্রাগন সহ তাদের জিনোম সম্পূর্ণরূপে ব্যাখ্যা করা হয়েছিল। পাতাযুক্ত সিড্রাগন এবং আগাছাযুক্ত সিড্রাগন জিনোমে বেশ কয়েকটি উল্লেখযোগ্য বৈশিষ্ট্য পাওয়া গেছে, যার মধ্যে রয়েছে ইন্টিগুমেন্টারি বৃদ্ধির জন্য দায়ী একটি বিকাশমূলক জিনের কাছাকাছি বিচ্ছিন্ন ননকোডিং অঞ্চল; উচ্চ জিনোম প্রশস্ত পুনরাবৃত্তিমূলক ডিএনএ ঘনত্ব; এবং সাম্প্রতিক স্থানান্তরযোগ্য উপাদান সম্প্রসারণ। পাতাযুক্ত সিড্রাগন এবং আগাছাযুক্ত সিড্রাগনে জেনেটিক বৈচিত্র্য তুলনামূলকভাবে কম কারণ তাদের জীবনকাল কম ছড়িয়ে পড়ে। অতি সম্প্রতি, সিড্রাগনের আরেকটি প্রজাতি আবিষ্কৃত হয়েছে এবং জেনেটিক্যালি সিকোয়েন্স করা হয়েছেঃ রুবি সিড্রাগন, যা জেনেটিক্যালি এবং ফেনোটাইপিক্যালি অন্য দুটি সিড্রাগন প্রজাতির থেকে আলাদা। পাতাযুক্ত এবং আগাছাযুক্ত সিড্রাগন জীবনের ইতিহাসের তুলনা করে সিড্রাগনগুলি তাদের উল্লেখযোগ্য উদ্ভূত বৈশিষ্ট্যগুলির জন্য পরিচিত, যার মধ্যে রয়েছে পাতার মতো অ্যাপেন্ডেজ; চরম মেরুদণ্ডের বক্রতা (কাইফোসিস এবং লর্ডোসিস); লম্বা ক্র্যানিওফেশিয়াল হাড়; শরীরের বড় আকার এবং অনন্য দেহ পরিকল্পনা; এবং ত্বকের বিস্তৃত রঙ, সম্ভবত ক্রিপসিসের জন্য অভিযোজিত। এগুলির একটি দাঁতহীন নলাকার মুখ, হাড়ের বর্ম যা শরীরকে ঢেকে রাখে এবং শ্রোণী পাখনা ও আঁশের অভাব রয়েছে। সিড্রাগনগুলি সিনগনাথাইডি পরিবারের অন্তর্গত, যা পুরুষ গর্ভাবস্থার বিবর্তনের জন্য বিখ্যাত টেলিস্ট মাছের একটি বংশ। সমস্ত সিনগনাথাইড মাছের জটিল, থলি জাতীয় কাঠামো বিকশিত হয়েছে যা গর্ভাবস্থায় হোমিওস্ট্যাসিস বজায় রাখে। সিনগনাথাইডি নাতিশীতোষ্ণ এবং গ্রীষ্মমন্ডলীয় মহাসাগরে পাওয়া যায় এবং এর মধ্যে রয়েছে 321 প্রজাতির সামুদ্রিক ঘোড়া, পাইপফিশ এবং সিড্রাগন। তিনটি পরিচিত প্রজাতি সিড্রাগন ক্লেড নিয়ে গঠিত, যার মধ্যে রয়েছে ফাইকোডুরাস ইকুয়েস (পাতাযুক্ত সিড্রাগন), ফাইলোপটেরিক্স টেনিওলাটাস (আগাছা, বা সাধারণ সিড্রাগন), এবং সবচেয়ে সম্প্রতি আবিষ্কৃত, ফাইলোপটেরিক্স ডিউইসি (রুবি সিড্রাগন)। শেষ হিমবাহ সর্বোচ্চ সময়কালে (প্রায় 20,000 বছর আগে) দক্ষিণ অস্ট্রেলিয়ার উপকূলরেখা উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তিত হয়েছিল। সমুদ্রপৃষ্ঠের উচ্চতা 100 মিটার কমেছে, যার ফলে নতুন মহাদেশীয় তাক তৈরি হয়েছে এবং প্রভাবিত অঞ্চলে সাবটাইডাল জীবের স্থানচ্যুতি ঘটেছে। ঐতিহাসিক ব্যাসিয়ান ইস্তমাস নামে একটি স্থল সেতু অস্ট্রেলিয়ার মূল ভূখণ্ডকে তাসমানিয়ার সাথে সংযুক্ত করেছিল এবং এর ফলে আবাসস্থলের ব্যাপক পরিবর্তন ঘটে। সমুদ্রপথটি আবার খোলা হল সিএ। 14, 000 বছর আগে, এবং এখন এটিকে বাস প্রণালী বলা হয়। যাইহোক, ঐতিহাসিক বিচ্ছিন্নতার প্রমাণ এখনও সিড্রাগনে উপস্থিত রয়েছে। বাসিয়ান ইস্থমাসের পশ্চিমে আগাছা সীড্রাগনের জনসংখ্যা আরও বৈচিত্র্যময়, অন্যদিকে বাসিয়ান ইস্থমাসের পূর্বের জনসংখ্যার জিনগত বৈচিত্র্য কম। আন্তঃগ্লাশিয়াল সময়কালে, পোস্টগ্লাশিয়াল বন্যার ফলে সমুদ্রপৃষ্ঠের উচ্চতা বৃদ্ধি পায়, যা পাতাযুক্ত সিড্রাগন জনসংখ্যার উপনিবেশ স্থাপনে পরিবর্তনশীল পার্থক্য তৈরি করে। পশ্চিমে, জনসংখ্যা অগভীর জিনগত কাঠামো, দুর্বল সম্প্রসারণ সংকেত এবং জিনগত বৈচিত্র্যে একটি পশ্চিমমুখী ক্লাইন প্রদর্শন করে, সম্ভবত কারণ অগভীর সমুদ্রতলগুলি শেষ হিমবাহ সর্বাধিক থেকে বেঁচে ছিল না। এর থেকে বোঝা যায় যে, সমুদ্রপৃষ্ঠের উচ্চতা বৃদ্ধির পর পশ্চিম অঞ্চলে পাতাযুক্ত সামুদ্রিক ড্রাগন পুনরায় উপনিবেশ স্থাপন করেছিল। পূর্বে, অগভীর সমুদ্রতল শেষ হিমবাহ সর্বোচ্চ সময়কালে অব্যাহত ছিল এবং হিমবাহ পরবর্তী বন্যার পরে বৃদ্ধি পেয়েছিল। এর ফলে শক্তিশালী জনতাত্ত্বিক সম্প্রসারণ, গভীর জিনগত কাঠামো এবং উচ্চতর জিনগত বৈচিত্র্য দেখা দেয়। পশ্চিম অস্ট্রেলিয়া থেকে নিউ সাউথ ওয়েলস এবং তাসমানিয়া পর্যন্ত অস্ট্রেলিয়ার সমগ্র দক্ষিণ উপকূলে আগাছা সীড্রাগন বিস্তৃত; অন্যদিকে পাতাযুক্ত সীড্রাগন পশ্চিম অস্ট্রেলিয়া থেকে দক্ষিণ অস্ট্রেলিয়া পর্যন্ত আরও সীমাবদ্ধ অঞ্চলে বিস্তৃত। পাতাযুক্ত সিড্রাগনের আগাছাযুক্ত সিড্রাগনগুলির তুলনায় আরও বিস্তৃত পরিশিষ্ট রয়েছে। উভয় প্রজাতিই কম জিনগত বৈচিত্র্য প্রদর্শন করে। উইডি সিড্রাগনগুলি দুর্বল সাঁতারু, তাই তরুণ সিড্রাগনগুলি বাড়ির কাছাকাছি থাকে, ক্রিপসিসের সাথে কেল্প এবং সামুদ্রিক শৈবালের মধ্যে লুকিয়ে থাকে। মধ্য নিউ সাউথ ওয়েলস, দক্ষিণ নিউ সাউথ ওয়েলস, ভিক্টোরিয়া এবং তাসমানিয়ায় চারটি জিনগতভাবে স্বতন্ত্র জনগোষ্ঠী চিহ্নিত করা হয়েছে। একইভাবে, পাতাযুক্ত সীড্রাগনগুলির জীবনকাল কম ছড়িয়ে পড়ে। পুরুষরা তাদের লেজের নিচের অংশে ডিম জন্মায়, যা একটি বিচ্ছুরিত ডিম বা লার্ভা পর্যায়কে নিষিদ্ধ করে। উপরন্তু, প্রাপ্তবয়স্ক পাতাযুক্ত সীড্রাগনগুলি ধীরগতির সাঁতারু; তাই, তাদের বাড়ির কাছাকাছি থাকার প্রবণতা থাকে। এগুলি দুটি জিনগতভাবে স্বতন্ত্র জনসংখ্যায় দেখা যায়, একটি তাদের সীমার পশ্চিম অংশে এবং অন্যটি তাদের সীমার দক্ষিণ অংশে। পাতাযুক্ত এবং আগাছাযুক্ত সিড্রাগন জিনোমের তুলনা করা আগাছা এবং পাতাযুক্ত সিড্রাগন উভয়ই জিনোমিক বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে যা তাদের আকারের জন্য অত্যন্ত পুনরাবৃত্তিমূলক ডিএনএ সিকোয়েন্স সহ তাদের অস্বাভাবিক ফেনোটাইপিক বৈশিষ্ট্যগুলি ব্যাখ্যা করতে সহায়তা করে। স্থানান্তরযোগ্য উপাদানগুলি বিবর্তনীয় সময়ের সাথে সাথে নিউক্লিওটাইড প্রতিস্থাপন জমা করে এবং জেনেটিক পুনর্বিন্যাসের প্রবণ। প্রায়শই, স্থানান্তরযোগ্য উপাদানগুলি তাদের পোষকের উপর উল্লেখযোগ্য পরিবর্তনীয় প্রভাব ফেলে, কিছু এমনকি জৈব বিবর্তনে অবদান রাখে। ট্রান্সপোজেবল উপাদানের ঘনত্ব প্রসারিত জিন পরিবারের কাছাকাছি সমৃদ্ধ হয় এবং সংকুচিত জিন পরিবারের কাছাকাছি কম হয়। উদাহরণস্বরূপ, বিওভিবি এবং টিসি1 স্থানান্তরযোগ্য উপাদানগুলি কপিবি2-এর একটি অনুলিপি সংখ্যা সম্প্রসারণের কাছাকাছি সমৃদ্ধ হয়, একটি কোটামার জটিল জিন যা গলগি যন্ত্রপাতি থেকে প্রতিগামী ভেসিকলের উত্থানের সাথে জড়িত একটি প্রোটিন কমপ্লেক্সের অংশ গঠন করে। এটি কোলাজেনের মতো ম্যাক্রোমোলিকুল কার্গো নিঃসরণের জন্যও গুরুত্বপূর্ণ, যা হাড় এবং সংযোগকারী টিস্যু বিকাশের জন্য গুরুত্বপূর্ণ। আগাছা এবং পাতাযুক্ত সিড্রাগনগুলিতে হাড়ের এক্সোস্কেলেটন, শক্ত দেহ, সংযোগকারী টিস্যু ঘন পাতাযুক্ত অ্যাপেন্ডেজ এবং কিঙ্কড অক্ষীয় কঙ্কাল রয়েছে, সম্ভবত কপিবি 2 বিস্তারের ফলস্বরূপ। ট্রান্সপোজেবল এলিমেন্ট দ্বারা প্রভাবিত আরেকটি জিন পরিবার হল এফ. জি. এফ পরিবার। এফ. জি. এফ. 3 এবং এফ. জি. এফ. 4 আগাছা এবং পাতাযুক্ত সীড্রাগনে হারিয়ে যায়, যা ফ্যারিঞ্জিয়াল খিলান, দাঁত, মস্তিষ্ক, ক্রেনিয়াল প্ল্যাকোড, এপিডার্মাল অ্যাপেন্ডেজ, অঙ্গ এবং খণ্ডীয় অক্ষের বিকাশে তাদের গুরুত্ব বিবেচনা করে হতবাক করে দেয়। বিশেষত আগাছা সিড্রাগনগুলিতে, সিক্রেটরি ক্যালসিয়াম-বাইন্ডিং ফসফোপ্রোটিন 5 অনুপস্থিত, যা মৌখিক এবং ফ্যারঞ্জিয়াল দাঁতের জন্য প্রয়োজনীয়। এই জিনগুলির বিবর্তনীয় ক্ষতি তাদের অদ্ভুত ক্র্যানিওফেশিয়াল বৈশিষ্ট্যগুলির দিকে পরিচালিত করতে পারে। বিশেষত আগাছা সিড্রাগনগুলিতে, 433 টি জিন পাতার মতো উপাংগগুলিতে অত্যন্ত প্রকাশিত হয়। যদিও এগুলি দেখতে পাখনার মতো, তবে এগুলির পাখনার রশ্মির অভাব রয়েছে এবং এগুলি বেশিরভাগ হাড়ের ম্যাট্রিক্স এবং সংযোগকারী টিস্যু। এই জিনগুলির মধ্যে 20টির মধ্যে এমন জিন রয়েছে যা সম্ভবত শক্তি এবং স্থিতিস্থাপকতা প্রদান করে (যেমন কোলাজেন, অস্টিওকালসিন এবং কেরাটিন), ইমিউন প্রতিক্রিয়া সম্পর্কিত জিনের সংযোজন (যেমন লেকটিন, বি2-ম্যাক্রোগ্লোবুলিন এবং অ্যাপোলিপোপ্রোটিন ই)। মনে করা হয় যে এই জিনগুলি তাদের দুর্ঘটনা-প্রবণ পাতার মতো উপাংগগুলি রক্ষা করতে সহায়তা করার জন্য বিকশিত হয়েছিল। টি. এন. এফ. আর. এস. এফ. এস, কেমোকাইন, কেমোকাইন রিসেপ্টর এবং প্রোটোকাডেরিন-এর মতো বেশ কয়েকটি প্রদাহ এবং আঘাত মেরামতকারী জিন উপাংগগুলিতে অত্যন্ত প্রকাশিত হয়, যা পরামর্শ দেয় যে এই জিনগুলি পাতার মতো উপাংগগুলিকে নিরাময় করতে এবং শিকারী আক্রমণের পরে পুনরুত্পাদন করতে সহায়তা করতে পারে। আরেকটি জিন সম্প্রসারণ হল এম. এইচ. সি-1, যা পাতার মতো অ্যাপেন্ডেজ, ত্বক এবং গিলগুলিতে অত্যন্ত প্রকাশ পায়। পরামর্শ দেওয়া হয় যে, এম. এইচ. সি-1 অতিরিক্ত প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রদান করতে পারে। আগাছা এবং পাতাযুক্ত সিড্রাগন উভয় ক্ষেত্রেই, অনাক্রম্যতা-সম্পর্কিত প্রোটিন জিনের জিটিপেজ হল আরেকটি সংকুচিত জিন পরিবার। মনে করা হয় যে এই পরিবারের সংকোচন ভ্রূণগুলিতে তাদের নিজস্ব অভিযোজিত ইমিউন সিস্টেম বিকাশের আগে ইমিউনোলজিক সহনশীলতাকে উন্নীত করতে পারে। রুবি সিড্রাগন জিনোম সবচেয়ে সম্প্রতি আবিষ্কৃত প্রজাতি হল রুবি সিড্রাগন, যার অঙ্গসংস্থানগত বৈশিষ্ট্য এটিকে অন্য দুটি প্রজাতি থেকে আলাদা করে। এটি লাল রঙের, গোলাপী উল্লম্ব বার সহ যা এর দেহের অর্ধেক প্রসারিত করে। এই অভিন্ন রঙ আগাছা এবং পাতাযুক্ত সিড্রাগন থেকে আলাদা, যা বহু রঙের এবং দাগযুক্ত। মনে করা হয় যে কম আলোর গভীরতায়, গুপ্ত লাল রঙ একটি দক্ষ ছদ্মবেশ কৌশল। এর দেহের আকৃতি আগাছা সিড্রাগনের স্মরণ করিয়ে দেয়, তবে পাতাযুক্ত সিড্রাগনের নয়। এর একটি বড় পাকস্থল এলাকা রয়েছে, যা আগাছা সীড্রাগনের চেয়েও বড়; এবং পাতাযুক্ত সীড্রাগনে 17-18 এর পরিবর্তে ট্রাঙ্ক ভার্টিব্রা 18টি এবং আগাছা সীড্রাগনে 17টি রয়েছে। উপরন্তু, নতুন প্রজাতির পাতাযুক্ত এবং আগাছাযুক্ত সিড্রাগনের পশ্চাৎমুখী জুটির বিপরীতে পৃষ্ঠীয় মেরুদণ্ডের একটি সামনের দিকে নির্দেশকারী জোড়া রয়েছে। রুবি সিড্রাগনগুলির বর্ধিত হাড়ের মেরুদণ্ড থাকে যার সাথে পাতাযুক্ত অ্যাপেন্ডেজগুলি আগাছা এবং পাতাযুক্ত সিড্রাগনে সংযুক্ত থাকে, তবে অ্যাপেন্ডেজগুলি নিজেই অনুপস্থিত। মনে করা হয় যে অ্যাপেন্ডেজগুলি খুব কম ছদ্মবেশের উদ্দেশ্যে কাজ করবে এবং শেষ পর্যন্ত টান বা তরল প্রতিরোধের কারণ হবে। রুবি সিড্রাগনেরও প্রিহেনসিল লেজ রয়েছে, অন্যদিকে পাতাযুক্ত সিড্রাগন এবং আগাছা সিড্রাগনের এই লেজের অভাব রয়েছে। একটি ব্যাখ্যা হল যে পাতাযুক্ত আগাছা সীড্রাগনের এই অনুপস্থিতি প্রতিটি প্রজাতির মধ্যে স্বাধীনভাবে বিকশিত হয়েছিল এবং রুবি সীড্রাগনের প্রিহেনসিল লেজটি সিনগনাথাইডের একটি সাধারণ পূর্বপুরুষ থেকে বজায় রাখা হয়েছিল। আরেকটি ব্যাখ্যা হতে পারে যে সমস্ত সিড্রাগনের সাধারণ পূর্বপুরুষ তাদের প্রিহেনসিল লেজ হারিয়েছিল এবং রুবি সিড্রাগন একটি প্রিহেনসিল লেজ পুনরায় অর্জন করেছিল। শেষ পর্যন্ত, এই নতুন আবিষ্কৃত প্রজাতি এবং অন্যান্য দুটি প্রজাতির মধ্যে মাইটোকন্ড্রিয়াল এবং পারমাণবিক অনুক্রমের জেনেটিক বিচ্যুতির কারণে এই ফেনোটাইপিক পার্থক্য হতে পারে। তথ্যসূত্র জিনোমিক্স