Genome evolution in seadragons
પાંદડાવાળા સીડ્રાગોન્સ તેમના આશ્ચર્યજનક રીતે મેળવેલા પાત્રો માટે વ્યાપકપણે ઓળખાય છે, જેમાં પાંદડા જેવા ઉપાંગો, કરોડરજ્જુની આત્યંતિક વળાંક, વિસ્તરેલ ક્રેનિયોફેશિયલ હાડકાં અને શરીરના મોટા કદનો સમાવેશ થાય છે. આ તેમને ટેલોસ્ટ ફિશ ક્લેડ (કુટુંબ સિગ્નાથિડે) માં ફેનોટાઇપિક આઉટલાયર્સ બનાવે છે. તાજેતરમાં સુધી, પાંદડાવાળા સીડ્રાગોન્સનો જીનોમ અજ્ઞાત હતો; પરંતુ 2022 માં, તેમના જીનોમને નીંદણવાળા સીડ્રાગોન્સ સાથે સંપૂર્ણ રીતે વર્ણવવામાં આવ્યો હતો. પાંદડાવાળા સીડ્રાગોન અને નીંદણવાળા સીડ્રાગોન જીનોમમાં કેટલીક નોંધપાત્ર લાક્ષણિકતાઓ મળી આવી છે, જેમાં ઇન્ટીગ્યુમેંટરી વૃદ્ધિ માટે જવાબદાર વિકાસલક્ષી જનીનની નજીકના અલગ બિનકોડિંગ પ્રદેશો; ઉચ્ચ જીનોમ વિશાળ પુનરાવર્તિત ડીએનએ ઘનતા; અને તાજેતરના ટ્રાન્સપોઝેબલ તત્વ વિસ્તરણનો સમાવેશ થાય છે. પાંદડાવાળા સીડ્રાગોન અને નીંદણવાળા સીડ્રાગોનમાં આનુવંશિક વિવિધતા પ્રમાણમાં ઓછી છે કારણ કે તેઓ ઓછા ફેલાયેલા જીવનનો ઇતિહાસ ધરાવે છે. તાજેતરમાં, સીડ્રાગોનની અન્ય એક પ્રજાતિ શોધવામાં આવી હતી અને આનુવંશિક રીતે અનુક્રમિત કરવામાં આવી હતીઃ રુબી સીડ્રાગોન, જે આનુવંશિક રીતે અને અન્ય બે સીડ્રાગોન પ્રજાતિઓથી અલગ પડે છે. પાંદડાવાળા અને નિસ્તેજ સીડ્રાગોન જીવન ઇતિહાસની સરખામણી સીડ્રાગોન તેમના નોંધપાત્ર વ્યુત્પન્ન લક્ષણો માટે જાણીતા છે, જેમાં પાંદડા જેવા ઉપાંગો; અત્યંત કરોડરજ્જુની વળાંક (કાઇફોસિસ અને લોર્ડોસિસ); વિસ્તરેલ ક્રેનિયોફેશિયલ હાડકાં; મોટા શરીરનું કદ અને અનન્ય શરીર યોજના; અને વિસ્તૃત ત્વચાનો રંગ, જે સંભવતઃ ક્રિપ્સિસ માટે અનુકૂળ છે. તેમની પાસે દાંત વિનાનું નળીઓવાળું મોં, શરીરને આવરી લેતા હાડકાના બખ્તર અને પેલ્વિક ફિન્સ અને ભીંગડાઓની ગેરહાજરી પણ હોય છે. સીડ્રાગોન્સ સિગ્નાથિડે પરિવાર સાથે સંબંધિત છે, જે પુરુષ સગર્ભાવસ્થા વિકસાવવા માટે જાણીતી ટેલિયોસ્ટ માછલીઓની વંશાવલિ છે. તમામ સિગ્નાથિડ માછલીઓએ જટિલ, પાઉચ જેવી રચનાઓ વિકસાવી છે જે ગર્ભાવસ્થા દરમિયાન હોમિયોસ્ટેસિસ જાળવી રાખે છે. સિગ્નાથિડે સમશીતોષ્ણ અને ઉષ્ણકટિબંધીય મહાસાગરોમાં જોવા મળે છે, અને તેમાં દરિયાઈ ઘોડા, પાઇપફિશ અને સીડ્રાગોનની 321 પ્રજાતિઓનો સમાવેશ થાય છે. ત્રણ જાણીતી પ્રજાતિઓમાં સીડ્રાગોન ક્લેડનો સમાવેશ થાય છે, જેમાં ફાયકોડ્યુરસ ઇક્વેસ (પાંદડાવાળા સીડ્રાગોન), ફીલોપ્ટેરિક્સ ટેનિઓલેટસ (નીંદણ, અથવા સામાન્ય સીડ્રાગોન) અને સૌથી તાજેતરમાં શોધાયેલ, ફીલોપ્ટેરિક્સ ડેવીસી (રૂબી સીડ્રાગોન) નો સમાવેશ થાય છે. દક્ષિણ ઓસ્ટ્રેલિયાનો દરિયાકિનારો લાસ્ટ ગ્લેશિયલ મેક્સિમમ (આશરે 20,000 વર્ષ પહેલાં) દરમિયાન નોંધપાત્ર રીતે બદલાયો હતો. દરિયાની સપાટીમાં 100 મીટરનો ઘટાડો થયો, જેના પરિણામે નવા ખંડીય છાજલીઓ અને અસરગ્રસ્ત વિસ્તારોમાં ઉપ-ભરતી જીવોનું વિસ્થાપન થયું. ઐતિહાસિક બાસિયન ઇસ્થમસ તરીકે ઓળખાતો જમીનનો પુલ ઓસ્ટ્રેલિયાની મુખ્ય ભૂમિને તાસ્માનિયા સાથે જોડતો હતો અને તેના કારણે વસવાટમાં વ્યાપક ફેરફારો થયા હતા. સીવે ફરી એકવાર સી. એ. ખોલવામાં આવી. 14, 000 વર્ષ પહેલાં, અને હવે તેને બાસ સ્ટ્રેટ કહેવામાં આવે છે. જો કે, ઐતિહાસિક અલગતાના પુરાવા હજુ પણ સીડ્રાગોનમાં હાજર છે. બાસિયન ઇસ્થમસની પશ્ચિમમાં નીંદણવાળા સીડ્રાગોનની વસ્તી વધુ વૈવિધ્યસભર છે, જ્યારે બાસિયન ઇસ્થમસની પૂર્વમાં વસતી ઓછી આનુવંશિક વિવિધતા ધરાવે છે. આંતર-હિમયુગના સમયગાળા દરમિયાન, હિમયુગના પછીના પૂરને પરિણામે દરિયાની સપાટીમાં વધારો થયો હતો, જેણે પાંદડાવાળા સીડ્રાગોનની વસાહતમાં પરિવર્તનશીલ તફાવતો પેદા કર્યા હતા. પશ્ચિમમાં, વસ્તી છીછરા આનુવંશિક માળખા, નબળા વિસ્તરણ સંકેતો અને આનુવંશિક વિવિધતામાં પશ્ચિમ તરફના ક્લાઇનનું પ્રદર્શન કરે છે, મોટે ભાગે કારણ કે છીછરા દરિયાકિનારા છેલ્લા હિમયુગના મહત્તમમાં ટકી શક્યા ન હતા. આ સૂચવે છે કે દરિયાની સપાટીમાં વધારો થયા પછી પાંદડાવાળા સીડ્રાગોન્સે પશ્ચિમી પ્રદેશોમાં પુનઃવસન કર્યું હતું. પૂર્વમાં, છેલ્લું હિમયુગ મહત્તમ દરમિયાન છીછરા દરિયાકિનારા ટકી રહ્યા હતા અને હિમયુગ પછીના પૂર પછી તેમાં વધારો થયો હતો. આના પરિણામે મજબૂત વસ્તી વિષયક વિસ્તરણ, ઊંડું આનુવંશિક માળખું અને ઉચ્ચ આનુવંશિક વિવિધતા જોવા મળી. વીડી સીડ્રાગોન પશ્ચિમ ઓસ્ટ્રેલિયાથી ન્યૂ સાઉથ વેલ્સ અને તાસ્માનિયા સુધી ઓસ્ટ્રેલિયાના સમગ્ર દક્ષિણ દરિયાકાંઠે ફેલાયેલા છે; જ્યારે પાંદડાવાળા સીડ્રાગોન પશ્ચિમ ઓસ્ટ્રેલિયાથી દક્ષિણ ઓસ્ટ્રેલિયા સુધી વધુ પ્રતિબંધિત પ્રદેશમાં ફેલાયેલા છે. પાંદડાવાળા સીડ્રાગોનમાં નીંદણવાળા સીડ્રાગોન કરતાં વધુ વિસ્તૃત ઉપાંગો હોય છે. બંને પ્રજાતિઓ ઓછી આનુવંશિક વિવિધતા દર્શાવે છે. વીડી સીડ્રાગોન્સ નબળા તરવૈયાઓ છે, તેથી યુવાન સીડ્રાગોન્સ ઘરની નજીક રહે છે, પોતાને કેલ્પ અને ક્રિપ્સિસ સાથે સીવીડમાં છુપાવે છે. મધ્ય ન્યૂ સાઉથ વેલ્સ, દક્ષિણ ન્યૂ સાઉથ વેલ્સ, વિક્ટોરિયા અને તાસ્માનિયામાં ચાર આનુવંશિક રીતે અલગ વસ્તીઓ નીંદણવાળા સીડ્રાગોનમાં ઓળખાય છે. તેવી જ રીતે, પાંદડાવાળા સીડ્રાગોનનું જીવન ઓછું ફેલાયેલું હોય છે. નર તેમની પૂંછડીના તળિયે ઇંડા પેદા કરે છે, જે વિખેરાયેલા ઇંડા અથવા લાર્વાના તબક્કાને પ્રતિબંધિત કરે છે. વધુમાં, પુખ્ત પાંદડાવાળા સીડ્રાગોન ધીમા તરવૈયા હોય છે; તેથી, તેઓ ઘરની નજીક રહેવાનું વલણ ધરાવે છે. તેઓ બે આનુવંશિક રીતે અલગ વસ્તીમાં જોવા મળે છે, એક તેમની શ્રેણીના પશ્ચિમ ભાગમાં અને બીજો તેમની શ્રેણીના દક્ષિણ ભાગમાં. પાંદડાવાળા અને નીંદણવાળા સીડ્રાગોન જીનોમની સરખામણીમાં નીંદણવાળા અને પાંદડાવાળા સીડ્રાગોન બંને જીનોમિક લક્ષણો દર્શાવે છે જે તેમના કદ માટે અત્યંત પુનરાવર્તિત ડીએનએ સિક્વન્સ સહિત તેમના અસામાન્ય ફેનોટાઇપિક લક્ષણોને સમજાવવામાં મદદ કરે છે. ટ્રાન્સપોઝેબલ તત્વો ઉત્ક્રાંતિના સમય દરમિયાન ન્યુક્લિયોટાઇડના વિકલ્પોને એકઠા કરે છે, અને આનુવંશિક પુનઃગોઠવણી માટે સંવેદનશીલ હોય છે. ઘણીવાર, ટ્રાન્સપોઝેબલ તત્વો તેમના યજમાનો પર નોંધપાત્ર પરિવર્તનશીલ અસરો ધરાવે છે, કેટલાક તો જીવતંત્રના ઉત્ક્રાંતિમાં પણ ફાળો આપે છે. ટ્રાન્સપોઝેબલ તત્વની ઘનતા વિસ્તૃત જનીન પરિવારોની નજીક સમૃદ્ધ છે, અને સંકુચિત જનીન પરિવારોની નજીક ઓછી છે. ઉદાહરણ તરીકે, બી. ઓ. વી. બી. અને ટી. સી. 1 ટ્રાન્સપોઝેબલ ઘટકો સી. ઓ. પી. બી. 2 ના કોપી નંબર વિસ્તરણની નજીક સમૃદ્ધ છે, જે એક કોટમેર જટિલ જનીન છે જે પ્રોટીન સંકુલનો એક ભાગ બનાવે છે જે ગોલ્ગી ઉપકરણમાંથી ઉભરતા પ્રતિગામી વેસિકલમાં સામેલ છે. તે કોલેજન જેવા મેક્રોમોલેક્યુલ કાર્ગોના સ્ત્રાવ માટે પણ મહત્વપૂર્ણ છે, જે અસ્થિ અને જોડાયેલી પેશીઓના વિકાસ માટે મહત્વપૂર્ણ છે. નીંદણ અને પાંદડાવાળા સીડ્રાગોન્સમાં વિસ્તૃત હાડકાના એક્સોસ્કેલેટન્સ, સખત શરીર, જોડાયેલી પેશીઓ, ગાઢ પાંદડાવાળા જેવા ઉપાંગો અને કિન્ક્ડ અક્ષીય હાડપિંજર છે, જે સંભવતઃ કો. પી. બી. 2 પ્રસારના પરિણામે છે. ટ્રાન્સપોઝેબલ એલિમેન્ટ્સથી પ્રભાવિત અન્ય જનીન પરિવાર એ એફ. જી. એફ. પરિવાર છે. એફ. જી. એફ. 3 અને એફ. જી. એફ. 4 નીંદણ અને પાંદડાવાળા સીડ્રાગોનમાં ખોવાઈ જાય છે, જે ફેરીન્જિયલ કમાનો, દાંત, મગજ, ક્રેનિયલ પ્લેકોડ્સ, એપિડર્મલ એપેન્ડેજ, અંગો અને સેગમેન્ટલ એક્સિસ ડેવલપમેન્ટમાં તેમના મહત્વને ધ્યાનમાં રાખીને આઘાતજનક છે. ખાસ કરીને નિસ્તેજ સીડ્રાગોનમાં, સ્ત્રાવી કેલ્શિયમ-બંધનકર્તા ફોસ્ફોપ્રોટીન 5 ખૂટે છે, જે મૌખિક અને ફેરીન્જિયલ દાંત માટે જરૂરી છે. આ જનીનોની વિકાસલક્ષી ખોટ તેમના વિચિત્ર ક્રેનિયોફેશિયલ લક્ષણો તરફ દોરી શકે છે. ખાસ કરીને નીંદણવાળા સીડ્રાગોનમાં, 433 જનીનો પાંદડા જેવા ઉપાંગોમાં ખૂબ જ વ્યક્ત થાય છે. તેમ છતાં તેઓ પાંખો જેવા દેખાય છે, તેમાં પાંખના કિરણોની અછત હોય છે અને મોટે ભાગે અસ્થિ મેટ્રિક્સ અને જોડાયેલી પેશીઓ હોય છે. આ જનીનોમાંથી, તેમાંના 20 જનીનોમાં રોગપ્રતિકારક પ્રતિભાવ (જેમ કે લેક્ટિન્સ, બી2-મેક્રોગ્લોબ્યુલિન અને એપોલીપોપ્રોટીન ઇ) સંબંધિત જનીનોમાં વધારા તરીકે સંભવતઃ તાકાત અને સ્થિતિસ્થાપકતા (જેમ કે કોલેજન, ઓસ્ટિઓકલસિન અને કેરાટિન) પ્રદાન કરતા જનીનો શામેલ છે. એવું માનવામાં આવે છે કે આ જનીનો તેમના અકસ્માત-સંભવિત પાંદડા જેવા ઉપાંગોને સુરક્ષિત કરવામાં મદદ કરવા માટે વિકસાવવામાં આવ્યા હતા. કેટલાક બળતરા અને ઈજાના સમારકામ જનીનો, જેમ કે ટી. એન. એફ. આર. એસ. એફ. એસ., કેમોકિન્સ, કેમોકિન રીસેપ્ટર્સ અને પ્રોટોકાડેરિન, એપેન્ડેજમાં ખૂબ જ વ્યક્ત થાય છે, જે સૂચવે છે કે આ જનીનો પાંદડા જેવા એપેન્ડેજને સાજા કરવામાં અને શિકારી હુમલા પછી પુનર્જીવિત કરવામાં મદદ કરી શકે છે. અન્ય જનીન વિસ્તરણ એમ. એચ. સી. I છે, જે પાંદડા જેવા ઉપાંગો, ચામડી અને ગિલ્સમાં ખૂબ જ વ્યક્ત થાય છે. એવું સૂચવવામાં આવે છે કે એમ. એચ. સી. I વધારાની રોગપ્રતિકારક શક્તિ પૂરી પાડી શકે છે. નીંદણ અને પાંદડાવાળા સીડ્રાગોન બંનેમાં, રોગપ્રતિકારક શક્તિ-સંકળાયેલ પ્રોટીન જનીનોનું જી. ટી. પી. એઝ એ અન્ય સંકુચિત જનીન પરિવાર છે. એવું માનવામાં આવે છે કે આ પરિવારનું સંકોચન ગર્ભમાં રોગપ્રતિકારક સહનશીલતાને પ્રોત્સાહન આપી શકે છે, તે પહેલાં તેઓ પોતાની અનુકૂલનશીલ રોગપ્રતિકારક શક્તિ વિકસાવે છે. રૂબી સીડ્રાગોન જીનોમ સૌથી તાજેતરમાં શોધાયેલી પ્રજાતિ રૂબી સીડ્રાગોન છે, જેની આકારશાસ્ત્રીય લાક્ષણિકતાઓ તેને અન્ય બે પ્રજાતિઓથી અલગ પાડે છે. તે લાલ રંગની હોય છે, જેમાં ગુલાબી ઊભી પટ્ટીઓ હોય છે જે તેના શરીરના અડધા ભાગને વિસ્તરે છે. આ એકસમાન રંગ નીંદણ અને પાંદડાવાળા સીડ્રાગોનથી અલગ છે, જે બહુરંગી અને ડાઘવાળા હોય છે. એવું માનવામાં આવે છે કે ઓછા પ્રકાશની ઊંડાણોમાં, ગુપ્ત લાલ રંગ એક કાર્યક્ષમ છદ્માવરણ વ્યૂહરચના છે. તેના શરીરનો આકાર નીંદણવાળા સીડ્રાગોનની યાદ અપાવે છે, પરંતુ પાંદડાવાળા સીડ્રાગોનની નહીં. તે એક મોટું પેક્ટોરલ વિસ્તાર ધરાવે છે, જે નીંદણવાળા સીડ્રાગોન કરતા પણ મોટું છે; અને પાંદડાવાળા સીડ્રાગોનમાં 17-18 ને બદલે 18 ટ્રંક કરોડરજ્જુ અને નીંદણવાળા સીડ્રાગોનમાં 17 ધરાવે છે. વધુમાં, નવી પ્રજાતિમાં પાંદડાવાળા અને નીંદણવાળા સીડ્રાગોનમાં પાછળની તરફની જોડીથી વિપરીત ડોર્સલ સ્પાઇન્સની આગળની તરફની જોડી હોય છે. રૂબી સીડ્રાગોન્સ વિસ્તૃત હાડકાની કરોડરજ્જુ ધરાવે છે જેની સાથે પાંદડાવાળા ઉપાંગો નીંદણ અને પાંદડાવાળા સીડ્રાગોન્સમાં જોડાય છે, પરંતુ ઉપાંગો પોતે ગેરહાજર હોય છે. એવું માનવામાં આવે છે કે એપેન્ડેજ ખૂબ જ ઓછો છદ્માવરણ હેતુ પૂરો પાડશે અને આખરે ખેંચાણ અથવા પ્રવાહી પ્રતિકારનું કારણ બનશે. રૂબી સીડ્રાગોનમાં પણ પ્રીહેન્સાઇલ પૂંછડીઓ હોય છે, જ્યારે પાંદડાવાળા સીડ્રાગોન અને નીંદણવાળા સીડ્રાગોનમાં આ પૂંછડીઓનો અભાવ હોય છે. એક સમજૂતી એ છે કે પાંદડાવાળા નીંદણવાળા સીડ્રાગોનમાં આ ગેરહાજરી દરેક પ્રજાતિમાં સ્વતંત્ર રીતે વિકસિત થઈ છે, અને રૂબી સીડ્રાગોનમાં પ્રીહેન્સાઇલ પૂંછડી સિગ્નાથિડેના સામાન્ય પૂર્વજમાંથી જાળવવામાં આવી હતી. અન્ય સમજૂતી એ હોઈ શકે છે કે તમામ સીડ્રાગોનના સામાન્ય પૂર્વજોએ તેમની પ્રીહેન્સાઇલ પૂંછડી ગુમાવી દીધી હતી અને રૂબી સીડ્રાગોનએ પ્રીહેન્સાઇલ પૂંછડી ફરીથી મેળવી હતી. આખરે, આ ફેનોટાઇપિક તફાવતો આ નવી શોધાયેલી પ્રજાતિઓ અને અન્ય બે પ્રજાતિઓ વચ્ચે મિટોકોન્ડ્રીયલ અને પરમાણુ અનુક્રમમાં આનુવંશિક વિચલનને કારણે હોઈ શકે છે. સંદર્ભો જીનોમિક્સ