Genome evolution in seadragons
पत्तेदार सीड्रागन को व्यापक रूप से उनके आश्चर्यजनक रूप से व्युत्पन्न पात्रों के लिए पहचाना जाता है, जिसमें पत्ती जैसे उपांग, अत्यधिक रीढ़ की हड्डी की वक्रता, लम्बी क्रेनियोफेशियल हड्डियां और बड़े शरीर के आकार शामिल हैं। ये उन्हें टेलियोस्ट फिश क्लेड (परिवार सिग्नाथिडे) में फेनोटाइपिक आउटलायर बनाते हैं। हाल तक, पत्तेदार सीड्रागन का जीनोम अज्ञात था; लेकिन 2022 में, उनके जीनोम को पूरी तरह से खरपतवार वाले सीड्रागन के साथ एनोटेट किया गया था। पत्तेदार सीड्रागन और खरपतवारदार सीड्रागन जीनोम में कई महत्वपूर्ण विशेषताएं पाई गई हैं, जिनमें पूर्णांक विकास के लिए जिम्मेदार एक विकासात्मक जीन के पास अलग-अलग गैर-कोडिंग क्षेत्र शामिल हैं; उच्च जीनोम व्यापक दोहराए जाने वाले डीएनए घनत्व; और हाल ही में पारगम्य तत्व विस्तार। पत्तेदार सीड्रागन और खरपतवार वाले सीड्रागन में आनुवंशिक विविधता अपेक्षाकृत कम है क्योंकि उनका जीवन इतिहास कम फैला हुआ है। हाल ही में, सीड्रागन की एक और प्रजाति की खोज की गई और आनुवंशिक रूप से अनुक्रमित किया गयाः रूबी सीड्रागन, जो आनुवंशिक रूप से और दो अन्य सीड्रागन प्रजातियों से अलग है। पत्तेदार और खरपतवारदार सीड्रागन जीवन इतिहास की तुलना करते हुए सीड्रागन अपने उल्लेखनीय व्युत्पन्न लक्षणों के लिए जाने जाते हैं, जिनमें पत्ती जैसे उपांग शामिल हैं; अत्यधिक रीढ़ की हड्डी की वक्रता (काइफोसिस और लॉर्डोसिस); लम्बी क्रेनियोफेशियल हड्डियाँ; शरीर का बड़ा आकार और अद्वितीय शरीर योजना; और त्वचा का विस्तृत रंग, जो संभवतः क्रिप्सिस के लिए अनुकूलित है। उनके पास एक दांत रहित ट्यूबलर मुंह, शरीर को ढंकने वाले हड्डी के कवच और श्रोणि पंख और तराजू की अनुपस्थिति भी होती है। सीड्रागन परिवार सिग्नाथिडे से संबंधित हैं, जो टेलियोस्ट मछलियों की एक वंशावली है जो पुरुष गर्भावस्था विकसित करने के लिए प्रसिद्ध है। सभी सिग्नैथिड मछलियों में जटिल, थैली जैसी संरचनाएँ विकसित हुई हैं जो गर्भावस्था के दौरान होमियोस्टेसिस को बनाए रखती हैं। सिग्नाथिडे समशीतोष्ण और उष्णकटिबंधीय महासागरों में पाए जाते हैं, और इसमें समुद्री घोड़े, पाइपफिश और सीड्रागन की 321 प्रजातियां शामिल हैं। तीन ज्ञात प्रजातियों में सीड्रागन क्लेड शामिल हैं, जिनमें फाइकोडुरस इक्वेस (पत्तेदार सीड्रागन), फाइलोप्टेरिक्स टेनिओलेटस (वीडी, या आम सीड्रागन), और सबसे हाल ही में खोजे गए, फाइलोप्टेरिक्स डेवीसी (रूबी सीड्रागन) शामिल हैं। दक्षिणी ऑस्ट्रेलियाई तटरेखा अंतिम हिमनदीय अधिकतम (लगभग 20,000 साल पहले) के दौरान काफी बदल गई। समुद्र का स्तर 100 मीटर नीचे चला गया, जिसके परिणामस्वरूप नए महाद्वीपीय अलमारियाँ और प्रभावित क्षेत्रों में उप-ज्वारीय जीवों का विस्थापन हुआ। एक भूमि पुल, जिसे ऐतिहासिक बासियन इस्थमस कहा जाता है, मुख्य भूमि ऑस्ट्रेलिया को तस्मानिया से जोड़ता है और इससे व्यापक आवास परिवर्तन हुए। सीवे एक बार फिर सी. ए. खुल गया। 14, 000 साल पहले, और अब इसे बास जलडमरूमध्य कहा जाता है। हालाँकि, ऐतिहासिक अलगाव के प्रमाण अभी भी सीड्रागन में मौजूद हैं। बासियन इस्थमस के पश्चिम में खरपतवारदार सीड्रागन की आबादी अधिक विविध है, जबकि बासियन इस्थमस के पूर्व में आबादी में कम आनुवंशिक विविधता है। इंटरग्लेसियल अवधि के दौरान, पोस्टग्लेसियल बाढ़ के परिणामस्वरूप समुद्र का स्तर बढ़ गया, जिसने पत्तेदार सीड्रागन आबादी के उपनिवेश में परिवर्तनशील अंतर पैदा किए। पश्चिम में, आबादी उथली आनुवंशिक संरचना, कमजोर विस्तार संकेत, और आनुवंशिक विविधता में पश्चिम की ओर एक क्लाइन प्रदर्शित करती है, सबसे अधिक संभावना है क्योंकि उथले समुद्र तल अंतिम हिमनदीय अधिकतम से बच नहीं पाए थे। यह इंगित करता है कि समुद्र के स्तर में वृद्धि के बाद पश्चिमी क्षेत्रों में पत्तेदार समुद्री पतवारों ने फिर से उपनिवेश स्थापित किया। पूर्व में, उथले समुद्री तल अंतिम हिमनदीय अधिकतम के दौरान बने रहे, और हिमनदीय बाढ़ के बाद बढ़ गए। इसके परिणामस्वरूप मजबूत जनसांख्यिकीय विस्तार, गहरी आनुवंशिक संरचना और उच्च आनुवंशिक विविधता हुई। पश्चिमी ऑस्ट्रेलिया से लेकर न्यू साउथ वेल्स और तस्मानिया तक ऑस्ट्रेलिया के पूरे दक्षिणी तट पर खरपतवारदार सीड्रागन फैले हुए हैं, जबकि पत्तेदार सीड्रागन पश्चिमी ऑस्ट्रेलिया से लेकर दक्षिण ऑस्ट्रेलिया तक अधिक प्रतिबंधित क्षेत्र में फैले हुए हैं। पत्तेदार सीड्रागन में खरपतवार वाले सीड्रागन की तुलना में अधिक विस्तृत उपांग होते हैं। दोनों प्रजातियाँ कम आनुवंशिक विविधता प्रदर्शित करती हैं। वीडी सीड्रागन कमजोर तैराक होते हैं, इसलिए युवा सीड्रागन घर के करीब रहते हैं, खुद को केल्प और क्रिप्सिस के साथ समुद्री शैवाल में छिपाते हैं। मध्य न्यू साउथ वेल्स, दक्षिणी न्यू साउथ वेल्स, विक्टोरिया और तस्मानिया में चार आनुवंशिक रूप से अलग आबादी को खरपतवार सीड्रागन में पहचाना जाता है। इसी तरह, पत्तेदार सीड्रागन का जीवन इतिहास कम फैलता है। नर अपनी पूंछ के नीचे अंडे पैदा करते हैं, जो एक फैलाव अंडे या लार्वा चरण को रोकता है। इसके अतिरिक्त, वयस्क पत्तेदार सीड्रागन धीमे तैराक होते हैं; इसलिए, वे घर के करीब रहने की प्रवृत्ति रखते हैं। वे दो आनुवंशिक रूप से अलग आबादी में पाए जाते हैं, एक अपनी सीमा के पश्चिमी भाग में और दूसरा अपनी सीमा के दक्षिणी भाग में। पत्तेदार और खरपतवारदार सीड्रागन जीनोम की तुलना करते हुए दोनों खरपतवारदार और पत्तेदार सीड्रागन जीनोमिक विशेषताओं को प्रदर्शित करते हैं जो उनके असामान्य फेनोटाइपिक लक्षणों को समझाने में मदद करते हैं, जिसमें उनके आकार के लिए अत्यधिक दोहराए जाने वाले डीएनए अनुक्रम शामिल हैं। पारगम्य तत्व विकासवादी समय के साथ न्यूक्लियोटाइड प्रतिस्थापन जमा करते हैं, और आनुवंशिक पुनर्व्यवस्था के लिए प्रवण होते हैं। अक्सर, परिवर्तनीय तत्वों का अपने मेजबानों पर महत्वपूर्ण उत्परिवर्तन प्रभाव पड़ता है, कुछ तो जीव विकास में भी योगदान करते हैं। पारगम्य तत्व घनत्व विस्तारित जीन परिवारों के पास समृद्ध होता है, और कम अनुबंधित जीन परिवारों के पास होता है। उदाहरण के लिए, बी. ओ. वी. बी. और टी. सी. 1 पारगम्य तत्वों को सी. ओ. पी. बी. 2 की एक प्रति संख्या विस्तार के पास समृद्ध किया जाता है, एक कोटामर जटिल जीन जो गोल्गी उपकरण से प्रतिगामी पुटिका उभरने में शामिल एक प्रोटीन परिसर का हिस्सा है। यह कोलेजन जैसे मैक्रोमोलेक्यूल कार्गो के स्राव के लिए भी महत्वपूर्ण है, जो हड्डी और संयोजी ऊतक के विकास के लिए महत्वपूर्ण है। खरपतवार और पत्तेदार सीड्रागन में विस्तृत हड्डी वाले एक्सोस्केलेटन, कठोर शरीर, संयोजी ऊतक घने पत्तेदार जैसे उपांग और किंक किए गए अक्षीय कंकाल हैं, जो संभवतः कॉपबी2 प्रसार के परिणामस्वरूप हैं। एफ. जी. एफ. परिवार एक अन्य जीन परिवार है जो परिवर्तनीय एलिमेंट्स से प्रभावित है। एफ. जी. एफ. 3 और एफ. जी. एफ. 4 खरपतवार और पत्तेदार सीड्रागन में खो जाते हैं, जो ग्रसनी मेहराब, दांत, मस्तिष्क, कपाल प्लेकोड, एपिडर्मल उपांग, अंग और खंडीय अक्ष विकास में उनके महत्व को देखते हुए चौंकाने वाला है। विशेष रूप से खरपतवार सीड्रागन में, स्रावी कैल्शियम-बाध्यकारी फॉस्फोप्रोटीन 5 गायब है, जो मौखिक और ग्रसनी दांतों के लिए आवश्यक है। इन जीनों के विकासवादी नुकसान से उनकी अजीब क्रेनियोफेशियल विशेषताएँ हो सकती थीं। विशेष रूप से खरपतवार सीड्रागन में, 433 जीन पत्ती जैसे उपांगों में अत्यधिक व्यक्त किए जाते हैं। हालाँकि वे पंखों की तरह दिखते हैं, लेकिन उनमें पंखों की किरणों की कमी होती है और वे ज्यादातर हड्डी मैट्रिक्स और संयोजी ऊतक होते हैं। इन जीनों में से, उनमें से 20 में ऐसे जीन शामिल हैं जो प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया (जैसे लेक्टिन, बी2-मैक्रोग्लोबुलिन और एपोलिपोप्रोटीन ई) से संबंधित जीनों के अतिरिक्त शक्ति और लोच (जैसे कोलेजन, ऑस्टियोकालसिन और केराटिन) प्रदान करते हैं। ऐसा माना जाता है कि इन जीनों को उनके दुर्घटना-प्रवण पत्ते जैसे उपांगों की रक्षा करने में मदद करने के लिए विकसित किया गया था। कई सूजन और चोट की मरम्मत करने वाले जीन, जैसे टी. एन. एफ. आर. एस. एफ. एस., केमोकिन्स, केमोकिन रिसेप्टर्स और प्रोटोकाडेरिन, उपांगों में अत्यधिक व्यक्त किए जाते हैं, यह सुझाव देते हुए कि ये जीन शिकारी हमलों के बाद पत्ती जैसे उपांगों को ठीक करने और पुनः उत्पन्न करने में मदद कर सकते हैं। एक अन्य जीन विस्तार एम. एच. सी. I है, जो पत्ती जैसे उपांगों, त्वचा और गिल्स में अत्यधिक व्यक्त होता है। यह सुझाव दिया जाता है कि एम. एच. सी. I अतिरिक्त प्रतिरक्षा सुरक्षा प्रदान कर सकता है। खरपतवार और पत्तेदार सीड्रागन दोनों में, प्रतिरक्षा से जुड़े प्रोटीन जीन का जी. टी. पीज़ एक और अनुबंधित जीन परिवार है। ऐसा माना जाता है कि इस परिवार का संकुचन भ्रूण में प्रतिरक्षात्मक सहिष्णुता को बढ़ावा दे सकता है, इससे पहले कि वे अपनी अनुकूली प्रतिरक्षा प्रणाली विकसित करें। रूबी सीड्रागन जीनोम सबसे हाल ही में खोजी गई प्रजाति रूबी सीड्रागन है, जिसकी आकृति विज्ञान संबंधी विशेषताएं इसे अन्य दो प्रजातियों से अलग करती हैं। यह लाल रंग का होता है, जिसमें गुलाबी ऊर्ध्वाधर पट्टियाँ होती हैं जो इसके शरीर के आधे हिस्से को फैलाती हैं। यह एक समान रंग खरपतवार और पत्तेदार सीड्रागन से अलग होता है, जो बहुरंगी और धब्बेदार होते हैं। ऐसा माना जाता है कि कम प्रकाश की गहराई में, गुप्त लाल रंग एक कुशल छलावरण रणनीति है। इसके शरीर का आकार खरपतवारदार सीड्रागन की याद दिलाता है, लेकिन पत्तेदार सीड्रागन की नहीं। इसका एक बड़ा पेक्टोरल क्षेत्र है, जो खरपतवार वाले सीड्रागन से भी बड़ा है; और पत्तेदार सीड्रागन में 17-18 के बजाय 18 ट्रंक कशेरुकाएं और खरपतवार वाले सीड्रागन में 17 हैं। इसके अतिरिक्त, नई प्रजाति में पृष्ठीय रीढ़ की एक आगे की ओर इशारा करने वाली जोड़ी होती है, जबकि पत्तेदार और खरपतवारदार सीड्रागन में पीछे की ओर सामना करने वाली जोड़ी होती है। रूबी सीड्रागन में बढ़ी हुई हड्डी की रीढ़ होती है जिससे पत्तेदार उपांग खरपतवार और पत्तेदार सीड्रागन में जुड़ जाते हैं, लेकिन उपांग स्वयं अनुपस्थित होते हैं। ऐसा माना जाता है कि उपांग बहुत कम छलावरण उद्देश्य की पूर्ति करेंगे और अंततः खिंचाव या द्रव प्रतिरोध का कारण बनेंगे। रूबी सीड्रागन में भी प्रीहेंसाइल पूंछ होती है, जबकि पत्तेदार सीड्रागन और खरपतवार वाले सीड्रागन में इन पूंछ का अभाव होता है। एक व्याख्या यह है कि पत्तेदार खरपतवार वाले सीड्रागन में यह अनुपस्थिति प्रत्येक प्रजाति में स्वतंत्र रूप से विकसित हुई, और रूबी सीड्रागन में प्रीहेंसाइल पूंछ को सिग्नाथिडे के एक सामान्य पूर्वज से बनाए रखा गया था। एक अन्य व्याख्या यह हो सकती है कि सभी सीड्रागन के सामान्य पूर्वजों ने अपनी प्रीहेंसाइल पूंछ खो दी, और रूबी सीड्रागन ने एक प्रीहेंसाइल पूंछ को फिर से प्राप्त किया। अंततः, ये फेनोटाइपिक अंतर इस नई खोजी गई प्रजाति और अन्य दो प्रजातियों के बीच माइटोकॉन्ड्रियल और परमाणु अनुक्रमों में आनुवंशिक विचलन के कारण हो सकते हैं। संदर्भ जीनोमिक्स