Evolution of sex-determining mechanisms
જાતિ-નિર્ધારણ પદ્ધતિઓની ઉત્ક્રાંતિ, જે આનુવંશિક લિંગ નિર્ધારણ અથવા વિપરીત પદ્ધતિથી તાપમાન-આધારિત લિંગ નિર્ધારણમાં ઉત્ક્રાંતિ સંક્રમણ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, તે સંક્રમણકાલીન સાતત્યમાં બહુવિધ વર્ગોમાં વારંવાર અને સહેલાઈથી આવી છે. લિંગ-નિર્ધારણ પદ્ધતિઓમાં આનુવંશિક લિંગ નિર્ધારણનો સમાવેશ થાય છે, જ્યાં લિંગ લિંગ રંગસૂત્રો પરના જનીનો દ્વારા નક્કી થાય છે, અને પર્યાવરણીય લિંગ નિર્ધારણ/તાપમાન-આધારિત લિંગ નિર્ધારણ, જ્યાં ગર્ભાધાન પછી પર્યાવરણીય સંકેતો દ્વારા લિંગ કાયમી ધોરણે નક્કી થાય છે. આ મિકેનિઝમ્સ વચ્ચેના ઉત્ક્રાંતિ પરિવર્તન વારંવાર સેક્સ રિવર્સલ દ્વારા સંચાલિત થાય છે, એક એવી ઘટના જ્યાં પર્યાવરણીય ઓવરરાઇડ વિસંગત જીનોટાઇપિક અને ફીનોટાઇપિક સેક્સ સાથે સજીવો ઉત્પન્ન કરે છે. તુલનાત્મક રંગસૂત્ર મેપિંગ અને મોલેક્યુલર સાયટોજેનેટિક્સમાં ટેકનોલોજીકલ પ્રગતિઓ લિંગ-નિર્ધારણ સ્થિતિઓ વચ્ચેના ઘણા સંક્રમણોની અદ્યતન સમજણ ધરાવે છે. પુરુષ અથવા સ્ત્રી-નિર્ધારિત પરિબળો માટે જનીન અભિવ્યક્તિમાં થ્રેશોલ્ડ ફેરફારો લિંગ નિર્ધારણની રીતોને બદલવા માટે પૂરતા છે, કારણ કે આ થ્રેશોલ્ડ વારસાગત છે, અને વધુ અસ્થિર લિંગ-નિર્ધારણ પદ્ધતિઓ અણધારી અથવા બદલાતા વાતાવરણમાં ફાયદાકારક હોઈ શકે છે. જ્યાં સુધી આનુવંશિક પ્રણાલીમાં (લિંગ રંગસૂત્રો પર) તાપમાન સંવેદનશીલતા હોય અને તે સંવેદનશીલતા સ્તરો પર પસંદગી થાય ત્યાં સુધી આનુવંશિક લિંગ નિર્ધારણથી તાપમાન-આધારિત લિંગ નિર્ધારણમાં ઉત્ક્રાંતિ પરિવર્તન શક્ય છે. લિંગ-નિર્ધારણ પદ્ધતિઓ વચ્ચેના સંક્રમણના આ તમામ પરિબળો સૂચિત નવીન સ્થાન બદલાતી તંદુરસ્તીને કારણે છે, જે પસંદગી પછી કાર્ય કરે છે. નવી પ્રણાલીની ઉત્ક્રાંતિને આગળ વધારવા માટે વર્તમાન લિંગ-નિર્ધારણ પ્રણાલીઓને અસ્થિર કરવી આવશ્યક છે. આનુવંશિક XX/XY અથવા ZZ/ZW પ્રણાલીમાંથી તાપમાન-આધારિત પ્રણાલીમાં વિકસિત થતી વખતે, તાપમાન-આધારિત લિંગ નિર્ધારણ કુદરતી રીતે બિનકાર્યક્ષમ YY અથવા WW જીનોટાઇપ્સને ટાળે છે. તાપમાન આધારિત લિંગ નિર્ધારણની ઉત્ક્રાંતિને મોટાભાગની પૂર્વધારણાઓમાં અનુકૂલનશીલ માનવામાં આવે છે, જેમાં કેટલીક તટસ્થ અથવા અર્ધ-તટસ્થ ઉત્ક્રાંતિ સૂચવે છે. મૂળરૂપે, એવું માનવામાં આવતું હતું કે આ સંક્રમણો માટે તંદુરસ્તીની ખીણને પાર કરવાની જરૂર છે (અનુકૂલન માટે એક અવરોધ કે જેમાંથી વસ્તીએ લાભદાયી તબક્કે પહોંચવા માટે પસાર થવું આવશ્યક છે), જ્યાં વર્તમાન લિંગ-નિર્ધારણ પ્રણાલી બિનઅસરકારક, અધોગતિગ્રસ્ત અથવા ઓછી સદ્ધરતા ધરાવતી હતી. જો કે, તાજેતરના અભ્યાસોમાં જાણવા મળ્યું છે કે આ સંક્રમણો તંદુરસ્તીની ખીણને પાર કર્યા વિના ઝડપથી અને સરળતાથી થઈ શકે છે, અને લિંગ-નિર્ધારણ પદ્ધતિઓમાં સ્થિર, મિશ્ર-મિકેનિઝમ અંતિમ બિંદુઓ જે આનુવંશિક અને તાપમાન નિર્ભરતા બંનેનો સમાવેશ કરે છે તે થઈ શકે છે. સંશોધનોએ લિંગ-નિર્ધારણ પ્રણાલીઓને દ્વિભાજનને બદલે સાતત્ય હોવાનું સૂચવ્યું છે, જેમાં પુરુષ-નિર્ધારિત થ્રેશોલ્ડના મૂલ્ય પર આધારિત તે સાતત્ય પર ચોક્કસ પ્રણાલી માટે પ્લેસમેન્ટ છે. ક્રોમોસોમલ વ્યુત્ક્રમ એ પદ્ધતિઓ વચ્ચે ઉત્ક્રાંતિનું બીજું સૂચવેલ ચાલક છે, કારણ કે વ્યુત્ક્રમો સંકર અસંગતતા સાથે સંકળાયેલા હોવાનું જાણીતું છે. પૂર્વજોના ફિલોજેનેટિક વિશ્લેષણોએ નક્કી કર્યું છે કે આનુવંશિક લિંગ નિર્ધારણ અને તાપમાન આધારિત લિંગ નિર્ધારણ બંને બહુવિધ સ્વતંત્ર મૂળ સાથે બહુવિધ વખત વિકસિત થયા છે, અને આ સંક્રમણો એકવાર વિચાર્યા મુજબ સંરક્ષિત અને રેખીય નથી. તાપમાન-આધારિત લિંગ નિર્ધારણ ઘણા લોકો દ્વારા પૂર્વજોની લિંગ નિર્ધારણ પદ્ધતિ હોવાનું માનવામાં આવે છે. કાચબામાં, એક અભ્યાસ સૂચવે છે કે આનુવંશિક લિંગ નિર્ધારણ ઓછામાં ઓછું છ વખત ઉદ્દભવ્યું છેઃ (1) ટ્રાયોનિકિડ્સ, (2) ચેલિડ્સ, (3) સ્ટોરોટિપિડ્સ, (4) એમીડિડ્સ, અને (5 અને 6) બેટાગુરિડ્સમાં બે વાર. તાપમાન આધારિત લિંગ નિર્ધારણ ગરોળીમાં ઓછામાં ઓછું પાંચ ગણું વિકસ્યું હોવાનું માનવામાં આવે છે. નવ-સ્પાઈન્ડ સ્ટિકલેબેક્સ (પુંજીટીયસ પુંજીટીયસ) એ પૂર્વજોની ઝેડડબલ્યુ પ્રણાલી દર્શાવી હતી, પરંતુ વર્ણસંકરની અસંગતતા અને સંકરને કારણે વ્યુત્ક્રમ તેમની વર્તમાન એક્સવાય પ્રણાલીની ઉત્ક્રાંતિ તરફ દોરી ગઈ. સરીસૃપમાં આનુવંશિક લિંગ નિર્ધારણ અને તાપમાન આધારિત લિંગ નિર્ધારણ બંનેનું અવ્યવસ્થિત વિતરણ વારંવાર સંક્રમણ સૂચવે છે જે હાંસલ કરવું સરળ છે. વિવિધ લિંગ નિર્ધારણ પદ્ધતિઓ વચ્ચેના આ વારંવારના સંક્રમણો માટેની ક્ષમતા સંક્રમણના તબક્કાઓની વધુ વિવિધતા દ્વારા સંચાલિત હોવાનું માનવામાં આવે છે. અન્ય કરોડઅસ્થિધારી પ્રાણીઓમાં, આનુવંશિક લિંગ નિર્ધારણ એ પૂર્વજોની સ્થિતિ હોવાનું જાણવા મળ્યું છે, અને માછલીઓમાં તાપમાન આધારિત લિંગ નિર્ધારણ મૂળના દસ્તાવેજો છે. તાપમાન-આધારિત લિંગ નિર્ધારણને ચોક્કસ જીવન ઇતિહાસમાં અનુકૂલન કરવાની દરખાસ્ત કરવામાં આવી છે, જે આસપાસના વાતાવરણ અનુસાર ગર્ભની લવચીકતાને મંજૂરી આપે છે. મોટાભાગના વર્તમાન પુરાવા પૂર્વજોના તાપમાન-આધારિત લિંગ નિર્ધારણ સૂચવે છે, જોકે સરીસૃપમાં પૂર્વજોના આનુવંશિક લિંગ નિર્ધારણ શક્ય છે. કેટલાક વૈજ્ઞાનિકો લિંગ-નિર્ધારણ પદ્ધતિઓનો ક્રમ આપવાની ભલામણ કરતા નથી, કારણ કે બંને પદ્ધતિઓના લાભ અને નુકસાન સમાન રીતે બુદ્ધિગમ્ય છે. નિર્ણાયક માહિતીની ગેરહાજરીમાં, પૂર્વજોના સ્વરૂપો નક્કી કરવા માટે પારસીમોની શ્રેષ્ઠ અભિગમ હોવાનું સૂચવવામાં આવે છે. સેક્સ રિવર્સલ, એક પર્યાવરણીય ઓવરરાઇડ જ્યાં ફેનોટાઇપિક સેક્સ જીનોટાઇપિક સેક્સ માટે વિસંગત છે, તે આ પદ્ધતિઓ વચ્ચેના સંક્રમણનું શક્તિશાળી અને ઝડપી ચાલક છે. સેક્સ રિવર્સલ વારસાગત અને પરિવર્તનશીલ છે, જે સૂચવે છે કે થ્રેશોલ્ડની ઉત્ક્રાંતિ થઈ શકે છે અને થાય છે. આ આત્યંતિક લિંગ ગુણોત્તર પૂર્વગ્રહને ઘટાડવાની પ્રતિક્રિયા હોવાનું માનવામાં આવે છે. ઝડપથી બદલાતા વાતાવરણ અસંતુલિત લિંગ ગુણોત્તર અને સંભવિત લુપ્તતા તરફ દોરી શકે છે જો થ્રેશોલ્ડને બહુવિધ પેઢીઓમાં વિકસિત થવાની મંજૂરી આપવામાં ન આવે. સરીસૃપ પ્રાણીઓએ આનુવંશિક લિંગ નિર્ધારણ અને તાપમાન-આધારિત લિંગ નિર્ધારણ વચ્ચે અસંખ્ય સંક્રમણોનો અનુભવ કર્યો છે, નજીકથી સંબંધિત પ્રજાતિઓમાં પણ, લિંગ પરિવર્તન એ તે સંક્રમણોનું મોટું ચાલક છે. ઝેડડબલ્યુ સેક્સ રંગસૂત્ર પ્રણાલી ધરાવતી પ્રજાતિઓમાં, જેમ કે કેન્દ્રીય દાઢીવાળા ડ્રેગન (પોગોના વિટિસેપ્સ), સેક્સ રિવર્સલ ઝેડઝેડએફ સ્ત્રીઓનું ઉત્પાદન કરે છે. તે વ્યક્તિઓમાં ડબલ્યુ રંગસૂત્રની તે અનુગામી ખોટ આખરે વસ્તીમાં ડબલ્યુ રંગસૂત્રની ખોટ તરફ દોરી જાય છે, જે પ્રજાતિને તાપમાન-આધારિત લિંગ નિર્ધારણ તરફ ખસેડે છે. જ્યારે યોગ્ય તાપમાનના સંપર્કમાં આવે છે, ત્યારે સ્ત્રીઓને હવે ડબલ્યુ રંગસૂત્રની જરૂર નથી, જે લિંગ નિર્ધારિત કરવાની પદ્ધતિઓમાં ચોક્કસ, કુદરતી અને જંગલી પરિવર્તનને મંજૂરી આપે છે. આ પ્રક્રિયા વિષમ લિંગ ગુણોત્તરમાં પરિણમી શકે છે, પરંતુ કેટલીક પ્રજાતિઓ અને વ્યક્તિઓ થ્રેશોલ્ડ તાપમાન પર હોવા છતાં સેક્સ રિવર્સલનો પ્રતિકાર કરે છે, દુર્લભ લિંગ માટે પસંદગી થાય છે. લિંગ પરિવર્તનની પ્રક્રિયાનો પ્રતિકાર ભવિષ્યની વસ્તીમાં થર્મલ થ્રેશોલ્ડમાં ઉત્ક્રાંતિ પરિવર્તન તરફ દોરી શકે છે. થ્રેશોલ્ડમાં આ ઉત્ક્રાંતિ, બંને વધે છે અને ઘટે છે, જે ઘણીવાર બંને લિંગ-નિર્ધારણ પ્રણાલીઓ વચ્ચેના સંક્રમણને પ્રોત્સાહન આપે છે. આ થ્રેશોલ્ડ શિફ્ટ આનુવંશિક પ્રવાહ, પ્લેયોટ્રોપિક લાભો, લિંગ ગુણોત્તરની પસંદગી, જાતીય દુશ્મનાવટ અથવા હાઈચકિકિંગ જનીનોને કારણે પણ થઈ શકે છે. જાતિ-પ્રતિકૂળ માદા દાઢીવાળા ડ્રેગન આનુવંશિક ઝેડડબલ્યુ સ્ત્રીઓ કરતાં દર વર્ષે બમણા ઇંડા પાડી શકે છે, જે લિંગ પરિવર્તન માટે તાત્કાલિક તંદુરસ્તીનો લાભ સૂચવે છે જે ઉત્ક્રાંતિ પરિવર્તનનો બીજો ચાલક હોઈ શકે છે. ઝેડઝેડ/ઝેડડબ્લ્યુથી તાપમાન-આધારિત લિંગ નિર્ધારણમાં ઉત્ક્રાંતિ પરિવર્તનમાં થર્મલ થ્રેશોલ્ડમાં વધારો થાય છે, જે આનુવંશિક પુરુષોના લિંગ પરિવર્તનમાં પરિણમે છે અને આખરે ડબલ્યુ એલીલની ખોટમાં પરિણમે છે, જે બિનકાર્યક્ષમ ડબ્લ્યુડબ્લ્યુ સંયોજનને બનતા અટકાવે છે. XX/XY થી તાપમાન-આધારિત લિંગ નિર્ધારણ તરફ સંક્રમણ માટે થ્રેશોલ્ડ ઘટાડવાની જરૂર છે. માત્ર XX ભ્રૂણ લિંગ-વિપરીત હોઈ શકે છે, જેના પરિણામે Y એલીલનું નુકસાન થાય છે અને બિનકાર્યક્ષમ YY સંયોજનને અટકાવે છે. પરિવર્તનો મધ્યવર્તી સ્થિતિઓમાંથી ઝડપથી આગળ વધે છે, અને સંશોધનોએ દર્શાવ્યું છે કે યોગ્ય પસંદગીના દબાણ અને વૈવિધ્યસભર તાપમાન હેઠળ આનુવંશિક લિંગ નિર્ધારણથી તાપમાન-આધારિત લિંગ નિર્ધારણમાં ઉત્ક્રાંતિ પરિવર્તન સરળ હોવું જોઈએ. જો કે, આનુવંશિક લિંગ નિર્ધારણથી તાપમાન-આધારિત લિંગ નિર્ધારણમાં મોટાભાગના સંક્રમણો મધ્યવર્તી સ્વરૂપો દ્વારા ઝડપથી થાય છે, તેના બદલે તે રાજ્યોમાં ચાલુ રહે છે, જેમાં અલગ અલગતા લિંગ નિર્ધારણ પદ્ધતિઓની સ્થિર સ્થિતિઓનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. સેક્સ રિવર્સલ, ખાસ કરીને, આ સાતત્ય સાથે એક સામાન્ય સંક્રમણકાલીન પગલું માનવામાં આવે છે. સંદર્ભો વિકિપીડિયા વિદ્યાર્થી કાર્યક્રમ લિંગ નિર્ધારણ પ્રણાલીઓ ઉત્ક્રાંતિ જીવવિજ્ઞાન