Facilitated variation
સુલભ વિવિધતાનો સિદ્ધાંત દર્શાવે છે કે અગાઉથી અસ્તિત્વમાં રહેલા વિકાસલક્ષી ઘટકોના વિભેદક પુનઃઉપયોગ દ્વારા મર્યાદિત સંખ્યામાં નિયમનકારી આનુવંશિક ફેરફારો દ્વારા દેખીતી રીતે જટિલ જૈવિક પ્રણાલીઓ કેવી રીતે ઊભી થઈ શકે છે. આ સિદ્ધાંત 2005માં માર્ક ડબ્લ્યુ. કિર્શનર (હાર્વર્ડ મેડિકલ સ્કૂલના સિસ્ટમ બાયોલોજી વિભાગના પ્રોફેસર અને અધ્યક્ષ) અને જ્હોન સી. ગેરહાર્ટ (ગ્રેજ્યુએટ સ્કૂલ, યુનિવર્સિટી ઓફ કેલિફોર્નિયા, બર્કલેના પ્રોફેસર) દ્વારા રજૂ કરવામાં આવ્યો હતો. સુલભ વિવિધતાનો સિદ્ધાંત ઉત્ક્રાંતિમાં ફેનોટાઇપિક વિવિધતાની પ્રકૃતિ અને કાર્યને સંબોધિત કરે છે. સેલ્યુલર અને ઉત્ક્રાંતિ વિકાસલક્ષી જીવવિજ્ઞાનમાં તાજેતરની પ્રગતિ નવીનતા પેદા કરવા માટે સંખ્યાબંધ પદ્ધતિઓ પર પ્રકાશ પાડે છે. કેમ્બ્રિયન સમયથી વિકસિત થયેલા મોટાભાગના શારીરિક અને શારીરિક લક્ષણો, કિર્શનર અને ગેરહાર્ટના જણાવ્યા અનુસાર, વિકાસ અને શરીરવિજ્ઞાનમાં કાર્ય કરતા વિવિધ સંરક્ષિત મુખ્ય ઘટકોના ઉપયોગમાં નિયમનકારી ફેરફારોનું પરિણામ છે. નવીન લક્ષણો મોડ્યુલર કોર ઘટકોના નવીન પેકેજો તરીકે ઉદભવે છે, જેમાં નિયમનકારી ઘટકોમાં સામાન્ય આનુવંશિક પરિવર્તનની જરૂર પડે છે. વિકાસલક્ષી પ્રણાલીઓની મોડ્યુલરિટી અને અનુકૂલનક્ષમતા અનુકૂલનશીલ ફેનોટાઇપિક વિવિધતા પેદા કરવા માટે જરૂરી નિયમનકારી ફેરફારોની સંખ્યાને ઘટાડે છે, આનુવંશિક પરિવર્તન વ્યવહારુ હોવાની સંભાવના વધારે છે, અને સજીવોને નવીન વાતાવરણમાં લવચીક રીતે પ્રતિસાદ આપવાની મંજૂરી આપે છે. આ રીતે, સંરક્ષિત મુખ્ય પ્રક્રિયાઓ અનુકૂલનશીલ ફેનોટાઇપિક વિવિધતાના નિર્માણને સરળ બનાવે છે, જે કુદરતી પસંદગી પછીથી ફેલાય છે. સિદ્ધાંતનું વર્ણન સુલભ વિવિધતાના સિદ્ધાંતમાં ઘણા ઘટકોનો સમાવેશ થાય છે. સજીવો "મુખ્ય પ્રક્રિયાઓ" તરીકે ઓળખાતા અત્યંત સંરક્ષિત મોડ્યુલોના સમૂહમાંથી બનાવવામાં આવે છે જે વિકાસ અને શરીરવિજ્ઞાનમાં કાર્ય કરે છે, અને લાખો (કેટલાક કિસ્સાઓમાં અબજો) વર્ષોથી મોટા ભાગે અપરિવર્તિત રહ્યા છે. આનુવંશિક પરિવર્તન મુખ્ય ઘટકોના પેકેજમાં નિયમનકારી ફેરફારો તરફ દોરી જાય છે (એટલે કે. તે ઘટકોના નવા સંયોજનો, પ્રમાણ અને કાર્યાત્મક સ્થિતિઓ) સજીવ દ્વારા પ્રદર્શિત થાય છે. છેવટે, સંરક્ષિત ઘટકોના બદલાયેલા સંયોજનો, માત્રાઓ અને સ્થિતિઓ એક નવા લક્ષણને વિકસાવવા અને સંચાલિત કરવા માટે કાર્ય કરે છે જેના પર કુદરતી પસંદગી કાર્ય કરે છે. તેમની મોડ્યુલર સંસ્થાને કારણે, અનુકૂલનક્ષમતા (દા. ત. સંશોધન પ્રક્રિયાઓ દ્વારા ઉદભવે છે) અને વિભાગીકરણ, વિકાસલક્ષી પ્રણાલીઓ સરળ (એટલે કે. આનુવંશિક પરિવર્તન અથવા નવીન પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓ દ્વારા પડકારવામાં આવે ત્યારે કાર્યાત્મક અને અનુકૂલનશીલ) ફેનોટાઇપિક વિવિધતા. સંરક્ષિત મુખ્ય ઘટકો પ્રાણીઓ ઘટકોની ટૂલ કીટમાંથી બનાવવામાં આવે છે (દા. ત. જેમ કે લેગો ઇંટો). મોટાભાગના મુખ્ય ઘટકો પ્રાણી સામ્રાજ્યના વિવિધ પ્રકારોમાં સંરક્ષિત છે. મુખ્ય ઘટકોના ઉદાહરણો છેઃ ડીએનએ પ્રતિકૃતિ, આરએનએમાં ડીએનએ ટ્રાન્સક્રિપ્શન, આરએનએનું પ્રોટીનમાં રૂપાંતર, માઇક્રોફિલામેન્ટ અને માઇક્રોટ્યુબ્યુલ સાયટોસ્કેલેટનની રચના, કોષ-કોષ સંકેત માર્ગો, કોષ સંલગ્નતા પ્રક્રિયાઓ, એન્ટેરોપોસ્ટીરિયર અક્ષની રચના વધારાની મુખ્ય પ્રક્રિયાઓ, જેમ કે અનુક્રમે આર્થ્રોપોડ્સ અને ટેટ્રાપોડ્સમાં એપેન્ડેજ અને અંગની રચના, નવી નિયમનકારી રૂપરેખાંકનોમાં જોડાયેલી વિવિધ સંરક્ષિત મુખ્ય પ્રક્રિયાઓના સંયોજનો છે, અને તેમની સંપૂર્ણતામાં સંરક્ષિત છે. નબળા નિયમનકારી જોડાણ વિવિધ મુખ્ય પ્રક્રિયાઓ વિભેદક નિયમન દ્વારા, વિવિધ સંયોજનોમાં જોડાય છે અને નવી શારીરિક અને શારીરિક લાક્ષણિકતાઓ પેદા કરવા માટે વિવિધ માત્રા, સ્થિતિ, સમય અને સ્થળોએ કાર્ય કરે છે. આ નિયમનકારી જોડાણો સરળતાથી બનાવી શકાય છે અને બદલી શકાય છે, જેને કિર્શનર અને ગેરહાર્ટ "નબળા નિયમનકારી જોડાણ" કહે છે. નિયમનકારી સંકેતો જટિલ પ્રતિક્રિયાઓ મેળવવા માટે મુખ્ય ઘટકોને ચાલુ અને બંધ કરી શકે છે. જો કે સંકેત પ્રતિસાદને નિયંત્રિત કરતો હોય તેવું લાગે છે, સામાન્ય રીતે પ્રતિસાદ આપતી મુખ્ય પ્રક્રિયા પોતે જ આઉટપુટ ઉત્પન્ન કરી શકે છે પરંતુ આમ કરવાથી પોતાને અટકાવે છે. આ તમામ સંકેત આ સ્વ-અવરોધમાં દખલ કરે છે. નિયમનકારી ફેરફાર સરળતાથી અસર પામે છે કારણ કે સંરક્ષિત મુખ્ય પ્રક્રિયાઓમાં સ્વીચ જેવી વર્તણૂક હોય છે અને તેમાં પહેલેથી જ વૈકલ્પિક આઉટપુટ હોય છે, જેનો અર્થ છે કે નિયમનને કાર્યાત્મક આઉટપુટ સાથે સહ-વિકસિત કરવાની જરૂર નથી. સંશોધન પ્રક્રિયાઓ કેટલીક સંરક્ષિત મુખ્ય પ્રક્રિયાઓ, જેને "સંશોધન પ્રક્રિયાઓ" કહેવામાં આવે છે, તેમાં ઘણાં વિવિધ ફેનોટાઇપિકલ પરિણામો અથવા સ્થિતિઓ પેદા કરવાની ક્ષમતા હોય છે. ઉદાહરણોમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છેઃ માઇક્રોટ્યુબ્યુલ માળખાઓની રચના, ચેતાતંત્રનો વિકાસ (એટલે કે. ચેતાક્ષ અને લક્ષ્ય અંગોને જોડવા), ચેતોપાગમ નાબૂદી, સ્નાયુઓની રચના, રક્ત વાહિનીઓનું ઉત્પાદન, કરોડઅસ્થિધારી રોગપ્રતિકારક શક્તિ, પ્રાણી શિક્ષણ સંશોધન પ્રક્રિયાઓ પહેલા ઘણી મોટી માત્રામાં શારીરિક વિવિધતા પેદા કરે છે, ઘણીવાર અવ્યવસ્થિત રીતે, અને પછી સૌથી ઉપયોગી પસંદ અથવા સ્થિર કરે છે, બાકીના અદૃશ્ય થઈ જાય છે અથવા પાછા મરી જાય છે. તેથી, સંશોધન પ્રક્રિયાઓ વિકાસ દરમિયાન કાર્યરત ડાર્વિનિયન પ્રક્રિયા જેવી લાગે છે. ઉદાહરણ તરીકે, જેમ જેમ રક્તવાહિની તંત્રનો વિકાસ થાય છે, તેમ તેમ રક્તવાહિનીઓ અપૂરતા ઓક્સિજન પુરવઠા ધરાવતા પ્રદેશોમાં વિસ્તરે છે. શરીરમાં રક્ત વાહિનીઓના વિતરણ માટે કોઈ પૂર્વનિર્ધારિત આનુવંશિક રીતે નિર્દિષ્ટ નકશો નથી, પરંતુ વેસ્ક્યુલર સિસ્ટમ હાયપોક્સિક પેશીઓના સંકેતોને પ્રતિસાદ આપે છે, જ્યારે સારી રીતે ઓક્સિજનયુક્ત પેશીઓમાં બિનજરૂરી વાહિનીઓ પાછા મૃત્યુ પામે છે. સંશોધન પ્રક્રિયાઓ શક્તિશાળી છે કારણ કે તે સજીવોને અનુકૂલન માટે જબરદસ્ત અવકાશ પ્રદાન કરે છે. વિભાગીકરણ પ્રાચીન નિયમનકારી પ્રક્રિયાઓ (પૂર્વ-કેમ્બ્રિયન પ્રાણીઓમાં વિકસિત) શરીરના કેટલાક પ્રદેશોમાં અથવા વિકાસના ચોક્કસ સમયે વિવિધ સંયોજનો, માત્રા અને સ્થિતિઓમાં મુખ્ય પ્રક્રિયાઓનો ફરીથી ઉપયોગ કરવાની મંજૂરી આપે છે, જ્યારે જીવતંત્રમાં અન્યત્ર વિક્ષેપકારક અથવા ખરાબ અનુકૂલનશીલ પ્લેયોટ્રોપિક અસરો પેદા કરવાની તેમની તકો ઘટાડે છે. ટ્રાન્સક્રિપ્શનલ રેગ્યુલેશન અને સેલ-સેલ સિગ્નલિંગનું અવકાશી વિભાજન તેના ઉદાહરણો છે. કરોડરજ્જુના ગર્ભને અવકાશી રીતે કદાચ 200 વિભાગોમાં ગોઠવવામાં આવે છે, દરેકને તેની એક અથવા થોડા મુખ્ય જનીનોની અભિવ્યક્તિ દ્વારા અનન્ય રીતે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે જે અનુલેખન પરિબળો અથવા સંકેત પરમાણુઓને એન્કોડિંગ કરે છે. વિભાજનનું એક ઉદાહરણ વિકાસશીલ કરોડરજ્જુમાં જોવા મળે છેઃ બધા કરોડરજ્જુમાં અસ્થિ બનાવતા કોષો હોય છે, પરંતુ છાતીમાં તે પાંસળી બનાવે છે, જ્યારે ગરદનમાં તે નથી, કારણ કે તે વિવિધ ખંડોમાં ઉદ્ભવે છે (વિવિધ હોક્સ જનીનો વ્યક્ત કરે છે). નિયમનકારી વિભાગીકરણના અન્ય સ્વરૂપોમાં વિવિધ કોષ પ્રકારો, વિકાસલક્ષી તબક્કાઓ અને જાતિઓનો સમાવેશ થાય છે. ઉદાહરણ તરીકેઃ ગેરહાર્ટ અને કિર્શનર પાંખની ઉત્ક્રાંતિ ટેટ્રાપોડના અગ્રાંગમાંથી પક્ષી અથવા ચામાચીડિયાની પાંખની ઉત્ક્રાંતિનું ઉદાહરણ આપે છે. તેઓ સમજાવે છે કે કેવી રીતે, જો આનુવંશિક પરિવર્તનના પરિણામે હાડકાં લંબાઈ અને જાડાઈમાં નિયમનકારી ફેરફારમાંથી પસાર થાય છે, તો સ્નાયુઓ, ચેતા અને વાસ્કુલેચર સ્વતંત્ર નિયમનકારી પરિવર્તનની જરૂર વગર તે ફેરફારોને સમાવી લેશે. અંગોના વિકાસના અભ્યાસો દર્શાવે છે કે સ્નાયુ, ચેતા અને વાહિની સ્થાપક કોષો ગર્ભના થડમાં ઉદ્દભવે છે અને વિકાસશીલ અંગની કળીમાં સ્થળાંતર કરે છે, જેમાં શરૂઆતમાં માત્ર અસ્થિ અને ત્વચાના અગ્રદૂત હોય છે. સ્નાયુ અગ્રદૂત અનુકૂલનશીલ હોય છે; તેઓ ડર્મિસ અને હાડકાના વિકાસથી સંકેતો મેળવે છે અને તેઓ જ્યાં પણ હોય ત્યાં તેમની સાથે સંબંધિત સ્થિતિ લે છે. પછી, અગાઉ નોંધ્યું છે તેમ, મોટી સંખ્યામાં ચેતા કોષ ચેતા કોર્ડમાંથી કળીમાં વિસ્તરે છે; કેટલાક સદભાગ્યે સ્નાયુ લક્ષ્યો સાથે સંપર્ક કરે છે અને સ્થિર થાય છે, અને બાકીના પાછા સંકોચાય છે. છેવટે, વેસ્ક્યુલર પૂર્વજો પ્રવેશ કરે છે. જ્યાં પણ અંગોના કોષો હાયપોક્સિક હોય છે, ત્યાં તેઓ સંકેતો સ્ત્રાવ કરે છે જે નજીકની રક્તવાહિનીઓને તેમની નજીકમાં વધવા માટે પ્રેરિત કરે છે. સંશોધન પ્રક્રિયાઓ દ્વારા પ્રદાન કરવામાં આવતી અનુકૂલનક્ષમતાને કારણે, હાડકાં, સ્નાયુઓ, ચેતા અને રક્તવાહિનીઓના સહ-વિકાસની જરૂર નથી. પસંદગીએ બહુવિધ સ્વતંત્ર રીતે જુદા જુદા ભાગોનું સંકલન કરવાની જરૂર નથી. આનો અર્થ એ નથી કે વ્યવહારુ ફીનોટાઇપ્સ સરળતાથી થોડા આનુવંશિક પરિવર્તન સાથે પેદા થઈ શકે છે, પણ તે પણ કે આનુવંશિક પરિવર્તન ઘાતક હોવાની શક્યતા ઓછી છે, કે મોટા ફીનોટાઇપિક ફેરફારો પસંદગી દ્વારા તરફેણ કરી શકાય છે, અને તે ફીનોટાઇપિક વિવિધતા કાર્યાત્મક અને અનુકૂલનશીલ છે (એટલે કે. 'સુવિધાયુક્ત'). કોમ્પ્યુટેશનલ વિશ્લેષણ સરળ વિવિધતાના સિદ્ધાંતને નિયમનકારી નેટવર્કના ઉત્ક્રાંતિના કોમ્પ્યુટેશનલ વિશ્લેષણ દ્વારા સમર્થન આપવામાં આવે છે. આ અભ્યાસો પુષ્ટિ કરે છે કે ફિનોટાઇપિક પરિવર્તનશીલતાને ઉચ્ચ તંદુરસ્તી સાથે ફિનોટાઇપ તરફ નિર્દેશિત કરી શકાય છે, ત્યારે પણ જ્યારે પરિવર્તન અવ્યવસ્થિત રીતે વહેંચવામાં આવે છે, અને ત્યારે પણ જ્યારે નવીન પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓ સાથે પડકારવામાં આવે છે. પાર્ટર એટ અલ. દર્શાવો કે કેવી રીતે સરળ વિવિધતા સિદ્ધાંતના મુખ્ય ઘટકો, જેમ કે નબળા નિયમનકારી જોડાણ, મોડ્યુલરિટી અને પરિવર્તનની ઓછી પ્લિયોટ્રોપી, વાસ્તવિક પરિસ્થિતિઓમાં સ્વયંભૂ વિકસિત થાય છે. સરળ વિવિધતા અને ઉત્ક્રાંતિ શાસ્ત્રીય ડાર્વિનિયન દ્રષ્ટિકોણમાં, પાંખો, અંગો અથવા મગજ જેવી નવીન રચનાઓનું ઉત્પાદન કરવા માટે મોટી સંખ્યામાં ક્રમિક પરિવર્તન, દરેકને જીવતંત્રના અસ્તિત્વ માટે તેની ઉપયોગીતા માટે પસંદ કરવામાં આવે છે. વૈકલ્પિક રીતે, સરળ વિવિધતા ભારપૂર્વક જણાવે છે કે નબળા જોડાણ અને સંશોધન પ્રક્રિયાઓ જેવી મુખ્ય પ્રક્રિયાઓ અને ગુણધર્મોની શારીરિક અનુકૂલનક્ષમતા પ્રોટીન, કોષો અને શરીરની રચનાઓને અસંખ્ય રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરવા માટે સક્ષમ બનાવે છે જે મર્યાદિત સંખ્યામાં જનીનો અને મર્યાદિત સંખ્યામાં પરિવર્તન સાથે નવીનતાની રચના તરફ દોરી શકે છે. તેથી, પરિવર્તનની ભૂમિકા ઘણીવાર ગર્ભ અને પુખ્ત વયના વિકાસ દરમિયાન જનીનો કેવી રીતે, ક્યાં અને ક્યારે વ્યક્ત થાય છે તે બદલવાની હોય છે. ઉત્ક્રાંતિમાં સર્જનાત્મકતાનો બોજ માત્ર પસંદગી પર જ પડતો નથી. તેની મુખ્ય પ્રક્રિયાઓના પ્રાચીન સંગ્રહ દ્વારા, પ્રાણીનો વર્તમાન ફીનોટાઇપ નિયમનકારી પરિવર્તનના જવાબમાં પ્રાણી પેદા કરી શકે તેવી ફીનોટાઇપિક વિવિધતાના પ્રકાર, માત્રા અને સદ્ધરતા નક્કી કરે છે. સજીવોની અનુકૂલનક્ષમતા અને પરિવર્તન અથવા પર્યાવરણીય પરિવર્તનની સ્થિતિમાં પણ કાર્યાત્મક ફેનોટાઇપ્સ ઉત્પન્ન કરવાની તેમની ક્ષમતા પર ભાર મૂકતા, કિર્શનર અને ગેરહાર્ટનો સિદ્ધાંત જેમ્સ બાલ્ડવિન (બાલ્ડવિન અસર), ઇવાન શમલહૌસેન, કોનરેડ વેડિંગ્ટન (આનુવંશિક એસિમિલેશન અને એકોમોડેશન), અને મેરી જેન વેસ્ટ-એબરહાર્ડ ('જનીનો અનુયાયીઓ છે, નેતાઓ નહીં') ના અગાઉના વિચારો પર આધારિત છે. તાજેતરમાં, વિસ્તૃત ઉત્ક્રાંતિ સંશ્લેષણના હિમાયતીઓ દ્વારા સુલભ વિવિધતાના સિદ્ધાંતને અપનાવવામાં આવ્યો છે, અને બિન-યાદૃચ્છિક ફેનોટાઇપિક વિવિધતા ('વિકાસલક્ષી પૂર્વગ્રહ') પેદા કરવામાં તેની ભૂમિકા પર ભાર મૂકવામાં આવ્યો છે. જો કે, કેટલાક ઉત્ક્રાંતિવાદી જીવવિજ્ઞાનીઓ એ અંગે શંકાસ્પદ રહે છે કે શું સુલભ વિવિધતા ઉત્ક્રાંતિવાદી સિદ્ધાંતમાં મોટો સોદો ઉમેરે છે કે કેમ. ઇન્ટેલિજન્ટ ડિઝાઇન સર્જનવાદીઓ અને ઇન્ટેલિજન્ટ ડિઝાઇનના હિમાયતીઓએ દલીલ કરી છે કે જટિલ લક્ષણો અગાઉથી અસ્તિત્વમાં રહેલી કાર્યાત્મક પ્રણાલીઓમાં ક્રમિક નાના ફેરફારો દ્વારા વિકસિત થઈ શકતા નથી. સુલભ વિવિધતાનો સિદ્ધાંત ઇરેડ્યુસિબલ જટિલતાના આ વિચારને પડકાર આપે છે કે કેવી રીતે રેન્ડમ પરિવર્તન પ્રજાતિઓમાં નોંધપાત્ર અને અનુકૂલનશીલ ફેરફારોનું કારણ બની શકે છે. તે સમજાવે છે કે કેવી રીતે વ્યક્તિગત જીવતંત્ર કુદરતી પસંદગીના નિષ્ક્રિય લક્ષ્યથી ઉત્ક્રાંતિના 3 અબજ વર્ષના ઇતિહાસમાં સક્રિય ખેલાડીમાં બદલાઈ શકે છે. કિર્શનર અને ગેરહાર્ટનો સિદ્ધાંત આમ ઉત્ક્રાંતિના આધુનિક વિવેચકોને વૈજ્ઞાનિક ખંડન પ્રદાન કરે છે જેઓ બુદ્ધિશાળી ડિઝાઇનને ટેકો આપે છે. આ પણ જુઓ ઉત્ક્રાંતિક્ષમતા રચનાત્મક વિકાસ (જીવવિજ્ઞાન) વિસ્તૃત ઉત્ક્રાંતિ સંશ્લેષણ સંદર્ભો ઉત્ક્રાંતિ જીવવિજ્ઞાન વિસ્તૃત ઉત્ક્રાંતિ સંશ્લેષણ