अध्याय 07 विकास

इवोल्यूशनरी बायोलॉजी पृथ्वी पर जीवन रूपों के इतिहास का अध्ययन है। इवोल्यूशन वास्तव में क्या है? पृथ्वी पर लाखों वर्षों से हो रहे वनस्पति और जीव-जंतुओं में आए परिवर्तनों को समझने के लिए हमें जीवन की उत्पत्ति के संदर्भ, अर्थात् पृथ्वी के इवोल्यूशन, तारों के इवोल्यूशन और वास्तव में सम्पूर्ण ब्रह्मांड के इवोल्यूशन की समझ होनी चाहिए। जो कुछ आगे आता है वह सभी कल्पित और अनुमानित कहानियों में सबसे लंबी है। यह जीवन की उत्पत्ति और जीवन रूपों या जैव विविधता के इवोल्यूशन की कहानी है, पृथ्वी के इवोल्यूशन के संदर्भ में और स्वयं ब्रह्मांड के इवोल्यूशन की पृष्ठभूमि के खिलाफ।

7.1 जीवन की उत्पत्ति#

जब हम स्वच्छ आकाश में तारों को देखते हैं तो हम एक तरह से अतीत में झांक रहे होते हैं। तारों की दूरियां प्रकाश वर्षों में मापी जाती हैं। जो हम आज देखते हैं वह वस्तु प्रकाश को अपनी यात्रा लाखों वर्ष पहले शुरू करनी थी और खरबों किलोमीटर दूर से चलकर अब हमारी आंखों तक पहुंची है। जबकि जब हम अपने तत्काल आसपास की वस्तुओं को देखते हैं तो हम उन्हें तुरंत और इसलिए वर्तमान समय में देखते हैं। इसलिए जब हम तारे देखते हैं तो हम स्पष्ट रूप से अतीत में झांक रहे होते हैं।

ब्रह्मांड के इतिहास में जीवन की उत्पत्ति को एक अनोखी घटना माना जाता है। ब्रह्मांड विशाल है। अपेक्षाकृत कहें तो पृथ्वी स्वयं लगभग केवल एक बिंदु है। ब्रह्मांड बहुत पुराना है — लगभग 20 अरब वर्ष पुराना। विशाल गैलेक्सी समूह ब्रह्मांड का निर्माण करते हैं। गैलेक्सियों में तारे और गैस तथा धूल के बादल होते हैं। ब्रह्मांड के आकार को देखते हुए पृथ्वी वास्तव में एक बिंदु मात्र है। बिग बैंग सिद्धांत हमें ब्रह्मांड की उत्पत्ति समझाने का प्रयास करता है। यह एक अद्वितीय विशाल विस्फोट की बात करता है जिसकी कल्पना भौतिक पदों में असंभव है। ब्रह्मांड फैला और इसलिए तापमान घट गया। हाइड्रोजन और हीलियम कुछ समय बाद बने। गुरुत्वाकर्षण के अंतर्गत गैसें संघनित हुईं और आज के ब्रह्मांड की गैलेक्सियाँ बनीं। मिल्की वे गैलेक्सी के सौरमंडल में पृथ्वी का निर्माण लगभग 4.5 अरब वर्ष पहले माना जाता है। प्रारंभिक पृथ्वी पर कोई वायुमंडल नहीं था। जलवाष्प, मीथेन, कार्बन डाइऑक्साइड और अमोनिया गलित द्रव्य से निकलकर सतह को ढक गए। सूर्य से आने वाली पराबैंगनी किरणों ने जल को हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में तोड़ दिया और हल्का H2 पृथ्वी से बाहर चला गया। ऑक्सीजन ने अमोनिया और मीथेन से मिलकर जल, CO2 और अन्य पदार्थ बनाए। ओज़ोन परत बनी। जैसे-जैसे ठंडी हुई, जलवाष्प वर्षा के रूप में गिरी और सभी अवसादों को भरकर महासागर बन गए। पृथ्वी के निर्माण के लगभग 500 मिलियन वर्ष बाद, अर्थात् लगभग चार अरब वर्ष पहले, जीवन प्रकट हुआ।

क्या जीवन ब्रह्मांड से बाहर से आया? कुछ वैज्ञानिक मानते हैं कि यह बाहर से आया। प्रारंभिक ग्रीक चिंतकों ने सोचा कि जीवन की इकाइयों को स्पोर्स कहा जाता है जो विभिन्न ग्रहों पर स्थानांतरित हो गईं, जिनमें पृथ्वी भी शामिल है। ‘पैनस्पर्मिया’ कुछ खगोलशास्त्रियों के लिए अभी भी एक प्रिय विचार है। लंबे समय तक यह भी माना जाता था कि जीवन सड़ने और सड़ने वाली सामग्री जैसे सूखी घास, कीचड़ आदि से आता है। यह स्वतः उत्पत्ति का सिद्धांत था। लुई पास्चर ने सावधानीपूर्वक प्रयोग द्वारा प्रदर्शित किया कि जीवन केवल पूर्व-अस्तित्व वाले जीवन से आता है। उन्होंने दिखाया कि पूर्व-स्टेरलाइज़्ड फ्लास्कों में, मारे गए खमीर से जीवन नहीं आया जबकि दूसरे फ्लास्क में जो हवा के संपर्क में था, ‘मारे गए खमीर’ से नए जीवित जीव उत्पन्न हुए। स्वतः उत्पत्ति के सिद्धांत को एक बार और सभी के लिए खारिज कर दिया गया। हालांकि, इसने यह नहीं बताया कि पहला जीवन रूप पृथ्वी पर कैसे आया।

रूस के ओपारिन और इंग्लैंड के हाल्डेन ने प्रस्तावित किया कि जीवन का प्रथम रूप पूर्व-अस्तित्व में रहे अजीव कार्बनिक अणुओं (जैसे RNA, प्रोटीन आदि) से उत्पन्न हो सकता था और जीवन के निर्माण से पहले रासायनिक विकास, अर्थात् अकार्बनिक घटकों से विविध कार्बनिक अणुओं की उत्पत्ति, हो चुकी थी। पृथ्वी पर उस समय की परिस्थितियाँ थीं—उच्च तापमान, ज्वालामुखीय तूफ़ान, CH₄, NH₃ आदि युक्त अपचायक वातावरण। 1953 में अमेरिकी वैज्ञानिक S.L. मिलर ने प्रयोगशाला स्तर पर इसी तरह की परिस्थितियाँ बनाईं (चित्र 7.1)। उसने 800°C पर CH₄, H₂, NH₃ और जलवाष्प युक्त बंद फ्लास्क में विद्युत् प्रवाहित किया। उसने अमीनो अम्लों की उत्पत्ति देखी। इसी तरह के प्रयोगों में अन्य वैज्ञानिकों ने शर्करा, नाइट्रोजनस क्षारक, रंजक और वसाओं की उत्पत्ति देखी। उल्कापिण्डों के अंश-विश्लेषण से भी इसी प्रकार के यौगिक मिले, जिससे संकेत मिलता है कि अंतरिक्ष में भी ऐसी ही प्रक्रियाएँ घटित हो रही हैं। इस सीमित प्रमाण के आधार पर कल्पित कहानी का प्रथम भाग, अर्थात् रासायनिक विकास, को अधिक-कम स्वीकार कर लिया गया।

चित्र 7.1 मिलर के प्रयोग का आरेखीय चित्रण

हमें इस बारे में कोई जानकारी नहीं है कि जीवन की पहली आत्म-प्रतिकृतिकरण करने वाली चयापचयी कैप्सूल कैसे उत्पन्न हुई। जीवन के पहले गैर-कोशिकीय रूप 3 अरब वर्ष पहले उत्पन्न हो सकते थे। वे विशाल अणु (RNA, प्रोटीन, पॉलीसैकेराइड आदि) होते। शायद ये कैप्सूल अपने अणुओं की प्रतिकृति बनाते थे। जीवन का पहला कोशिकीय रूप संभवतः लगभग 2000 मिलियन वर्ष पहले तक उत्पन्न नहीं हुआ। ये सम्भवतः एकल-कोशिकीय थे। सभी जीवन रूप केवल जल वातावरण में ही थे। जीवन के उद्भव का यह संस्करण, अर्थात् पहला जीवन रूप अजीव अणुओं से क्रमिक विकासवादी बलों के माध्यम से उत्पन्न हुआ, बहुसंख्यक द्वारा स्वीकार किया जाता है। फिर भी, एक बार बन जाने पर, जीवन की पहली कोशिकीय रूप आज की जटिल जैव विविधता में कैसे विकसित हो सकती थी, यह रोचक कथा नीचे चर्चा की जाएगी।

7.2 जीवन रूपों का विकास - एक सिद्धांत#

पारंपरिक धार्मिक साहित्य हमें विशेष सृजन के सिद्धांत के बारे में बताता है। इस सिद्धांत की तीन व्याख्याएँ हैं। एक, कि सभी जीवित जीव (प्रजातियाँ या प्रकार) जो हम आज देखते हैं, ऐसे ही रचे गए थे। दो, कि विविधता सृजन के समय से हमेशा एक समान रही है और भविष्य में भी ऐसी ही रहेगी। तीन, कि पृथ्वी लगभग 4000 वर्ष पुरानी है। इन सभी विचारों को उन्नीसवीं सदी में कड़ी चुनौती दी गई। H.M.S. बीगल नामक एक पाल नौका में विश्व भर की समुद्री यात्रा के दौरान किए गए प्रेक्षणों के आधार पर, चार्ल्स डार्विन ने निष्कर्ष निकाला कि मौजूदा जीवित रूप न केवल एक-दूसरे से विभिन्न स्तरों पर समानताएँ साझा करते हैं, बल्कि उन जीवित रूपों से भी समानताएँ रखते हैं जो लाखों वर्ष पहले अस्तित्व में थे। ऐसे कई जीवित रूप अब अस्तित्व में नहीं हैं। विगत वर्षों में विभिन्न जीवित रूपों का विलोप होता रहा है, जैसे कि पृथ्वी के इतिहास के विभिन्न कालों में नए जीवन रूपों का उदय हुआ। जीवित रूपों का क्रमिक विकास हुआ है। किसी भी जनसंख्या में विशेषताओं में अंतर्निहित विविधता होती है। वे विशेषताएँ जो कुछ जीवों को प्राकृतिक परिस्थितियों (जलवायु, भोजन, भौतिक कारक आदि) में बेहतर जीवित रहने में सक्षम बनाती हैं, वे कम सक्षम जीवों की तुलना में अधिक संतान उत्पन्न करेंगे। एक अन्य शब्द प्रयोग किया जाता है—व्यक्ति या जनसंख्या की फिटनेस। डार्विन के अनुसार, फिटनेस अंततः और केवल प्रजनन फिटनेस को दर्शाती है। इसलिए, जो पर्यावरण में बेहतर ढंग से अनुकूल होते हैं, वे दूसरों की तुलना में अधिक संतान छोड़ते हैं। ये इस प्रकार अधिक जीवित रहते हैं और इसलिए प्रकृति द्वारा चयनित होते हैं। उन्होंने इसे प्राकृतिक चयन कहा और इसे विकास की एक प्रक्रिया के रूप में सुझाया। आइए यह भी याद रखें कि अल्फ्रेड वालेस, एक प्राकृतिक विज्ञानी जो मलय आर्किपेलागो में कार्यरत थे, ने भी लगभग उसी समय इसी प्रकार के निष्कर्ष निकाले थे। समय के साथ, स्पष्ट रूप से नए प्रकार के जीव पहचाने जाने लगते हैं। सभी मौजूदा जीवित रूप समानताएँ साझा करते हैं और साझा पूर्वजों से उत्पन्न हुए हैं। हालांकि, ये पूर्वज पृथ्वी के इतिहास (काल, अवधियाँ और युग) के विभिन्न कालों में मौजूद थे। पृथ्वी की भूगर्भीय इतिहास इसके जैविक इतिहास से घनिष्ठ रूप से संबंधित है। एक सामान्य स्वीकार्य निष्कर्ष यह है कि पृथ्वी बहुत पुरानी है, पहले जैसा सोचा गया था कि हजारों वर्ष पुरानी है, लेकिन वास्तव में यह अरबों वर्ष पुरानी है।

7.3 उद्धरण क्या हैं विकास के?#

साक्ष्य यह कि जीव-रूपों का विकास वास्तव में पृथ्वी पर हुआ है, अनेक स्रोतों से प्राप्त हुए हैं। जीवाश्म जीव-रूपों के कठोर भागों के अवशेष होते हैं जो चट्टानों में पाए जाते हैं। चट्टानें अवसाद बनाती हैं और पृथ्वी के पर्श्व का अनुप्रस्थ-काट अवसादों की एक के ऊपर एक व्यवस्था को दर्शाता है पृथ्वी के दीर्घ इतिहास के दौरान। विभिन्न आयु-वर्ग की चट्टानी अवसादों में विभिन्न जीव-रूपों के जीवाश्म होते हैं जो सम्भवतः उस विशेष अवसाद के निर्माण के दौरान मृत हुए थे। उनमें से कुछ आधुनिक जीवों से समान प्रतीत होते हैं (चित्र 7.2)। वे विलुप्त जीवों का प्रतिनिधित्व करते हैं (जैसे डायनासोर)। विभिन्न अवसादी परतों में जीवाश्मों के अध्ययन से यह संकेत मिलता है कि वे किस भूगर्भीय काल में विद्यमान थे। अध्ययन ने दिखाया कि समय के साथ जीव-रूप बदले और कुछ जीव-रूप निश्चित भूगर्भीय समय-सीमाओं तक सीमित हैं। इसलिए, पृथ्वी के इतिहास में विभिन्न समयों पर नए जीव-रूप उत्पन्न हुए हैं। यह सब पेलियन्टोलॉजिकल साक्ष्य कहलाता है। क्या आपको याद है जीवाश्मों की आयु कैसे परिकलित की जाती है? क्या आपको याद है रेडियोधर्मी-डेटिंग की विधि और प्रक्रिया के पीछे के सिद्धांत?

चित्र 7.2 डायनासोरों का वंश-वृक्ष और उनके आधुनिक समकालीन जीव जैसे मगरमच्छ और पक्षी

कायिक विकास के समर्थन में विकासवाद का प्रमाण अर्न्स्ट हेकेल ने भी प्रस्तुत किया, जो कि सभी कशेरुकियों में भ्रूणीय अवस्था के दौरान पाए जाने वाले कुछ ऐसे लक्षणों के आधार पर था जो वयस्क अवस्था में अनुपस्थित होते हैं। उदाहरणार्थ, सभी कशेरुकियों — मनुष्य सहित — के भ्रूण सिर के ठीक पीछे एक पंक्ति में अवशेषी गिल स्लिट्स (श्वसन छिद्र) विकसित करते हैं, परंतु यह मछली में ही कार्यात्मक अंग होता है और किसी अन्य वयस्क कशेरुकी में पाया नहीं जाता। यद्यपि, इस प्रस्ताव को कार्ल अर्न्स्ट वॉन बेयर द्वारा किए गए सावधानीपूर्ण अध्ययन के बाद अस्वीकार कर दिया गया। उन्होंने देखा कि भ्रूण कभी भी अन्य प्राणियों की वयस्क अवस्थाओं से गुजरते नहीं हैं।

तुलनात्मक शारीरिक रचना और आकृति विज्ञान आज के जीवों तथा वर्षों पहले विद्यमान जीवों के बीच समानताएं और भिन्नताएं दर्शाता है।

इस तरह की समानताओं की व्याख्या यह समझने के लिए की जा सकती है कि क्या सामान्य पूर्वज साझा किए गए थे या नहीं। उदाहरण के लिए व्हेल, चमगादड़, चीता और मनुष्य (सभी स्तनधारी) अपने अग्र-अंगों की हड्डियों की संरचना में समानता साझा करते हैं (चित्र 7.3b)। यद्यपि ये अग्र-अंग इन जानवरों में भिन्न कार्य करते हैं, उनकी शारीरिक संरचना समान है — इन सभी में ह्यूमरस, रेडियस, अल्ना, कार्पल्स, मेटाकार्पल्स और फैलेंजेस होते हैं। इसलिए, इन जानवरों में एक ही संरचना विभिन्न आवश्यकताओं के अनुकूलन के कारण विभिन्न दिशाओं में विकसित हुई। यह विचलनशील विकास (divergent evolution) है और ये संरचनाएं समजात (homologous) हैं। समजातता सामान्य वंशावली का संकेत देती है। अन्य उदाहरण कशेरुकी हृदय या मस्तिष्क हैं। पौधों में भी, बोगेनविलिया और कुकुर्बिटा के कांटे और कुंडल समजातता को दर्शाते हैं (चित्र 7.3a)। समजातता विचलनशील विकास पर आधारित होती है जबकि समानता (analogy) एकदम विपरीत स्थिति को संदर्भित करती है। तितली और पक्षियों के पंख एक जैसे दिखते हैं। ये शारीरिक रूप से समान संरचनाएं नहीं हैं, यद्यपि वे समान कार्य करते हैं। इसलिए, समान संरचनाएं अभिसारी विकास (convergent evolution) का परिणाम हैं — विभिन्न संरचनाएं एक ही कार्य के लिए विकसित होती हैं और इसलिए समानता रखती हैं। समानता के अन्य उदाहरण हैं ऑक्टोपस और स्तनधारियों की आंखें या पेंगुइन और डॉल्फिन के फ्लिपर्स। कोई यह कह सकता है कि यह समान आवास है जिसने विभिन्न जीव समूहों में समान अनुकूली लक्षणों के चयन का परिणाम दिया है, लेकिन एक ही कार्य की ओर: शकरकंद (मूल संशोधन) और आलू (तना संशोधन) समानता का एक और उदाहरण है।

इसी तर्क के अनुरूप, विभिन्न जीवों में किसी दिए गए कार्य को करने वाले प्रोटीन और जीनों में समानताएँ सामान्य वंशावली के संकेत देती हैं। ये जैव रासायनिक समानताएँ विभिन्न जीवों में संरचनात्मक समानताओं की तरह ही एक ही साझा वंशावली की ओर इशारा करती हैं।

मनुष्य ने कृषि, बागवानी, खेल या सुरक्षा के लिए चयनित पौधों और जानवरों का प्रजनन किया है। मनुष्य ने कई जंगली जानवरों और फसलों को पालतू बनाया है। इस गहन प्रजनन कार्यक्रम ने ऐसी नस्लें बनाई हैं जो अन्य नस्लों (जैसे कुत्तों) से भिन्न होती हैं लेकिन फिर भी एक ही समूह की होती हैं। यह तर्क दिया जाता है कि यदि सैकड़ों वर्षों के भीतर मनुष्य नई नस्लें बना सकता है, तो क्या प्रकृति ने लाखों वर्षों में ऐसा नहीं किया होगा?

आकृति 7.3 समजात अंगों के उदाहरण (क) पौधों में और (ख) जानवरों में

प्राकृतिक चयन द्वारा विकास का समर्थन करने वाला एक अन्य रोचक प्रेक्षण इंग्लैंड से आता है। 1850 के दशक में एकत्र की गई पतंगों की संग्रह में, अर्थात् उद्योगीकरण शुरू होने से पहले, यह देखा गया कि पेड़ों पर सफेद पंखों वाली पतंगियों की संख्या गहरे पंखों वाली या मेलेनाइज़्ड पतंगियों की तुलना में अधिक थी। हालांकि, उसी क्षेत्र से उद्योगीकरण के बाद, अर्थात् 1920 में किए गए संग्रह में, उसी क्षेत्र में गहरे पंखों वाली पतंगियों की संख्या अधिक थी, अर्थात् अनुपात उलट गया था।

आकृति 7.4 वृक्ष तने पर सफेद-पंख वाली और गहरे-पंख वाली (मिलेनाइज़्ड) मक्खी दिखाती हुई आकृति (a) अप्रदूषित क्षेत्र में (b) प्रदूषित क्षेत्र में

इस प्रेक्षण के लिए दी गई व्याख्या थी कि ‘शिकारी मक्खियों को विपरीत पृष्ठभूमि के खिलाफ आसानी से देख लेते हैं’। औद्योगीकरण के बाद के काल में वृक्ष तने उद्योगों के धुएँ और कालिख के कारण गहरे हो गए। इस स्थिति में सफेद-पंख वाली मक्खी शिकारियों के कारण जीवित नहीं रही, जबकि गहरे-पंख वाली या मिलेनाइज़्ड मक्खी जीवित रही। औद्योगीकरण से पहले लगभग सफेद रंग की लाइकेन की मोटी परत वृक्षों को ढक लेती थी—उस पृष्ठभूमि में सफेद-पंख वाली मक्खी जीवित रही पर गहरे रंग की मक्खियों को शिकारी पकड़ लेते थे। क्या आप जानते हैं कि लाइकेन औद्योगिक प्रदूषण के संकेतक के रूप में प्रयुक्त हो सकते हैं? वे प्रदूषित क्षेत्रों में नहीं उगते। इसलिए वे मक्खियाँ जो स्वयं को छिपा सकती थीं, अर्थात् पृष्ठभूमि में समा सकती थीं, वे जीवित रहीं (आकृति 7.4)। यह समझ इस तथ्य से समर्थित है कि जहाँ औद्योगीकरण नहीं हुआ, उदाहरणार्थ ग्रामीण क्षेत्रों में, मिलेनिक मक्खियों की संख्या कम थी। इसने दिखाया कि मिश्रित जनसंख्या में वे बेहतर ढंग से अनुकूलन कर सकते हैं, वे जीवित रहते हैं और उनकी जनसंख्या बढ़ती है। याद रखें कि कोई भी रूपांतर पूरी तरह समाप्त नहीं होता।

इसी प्रकार, हरबिसाइड, कीटनाशक आदि का अत्यधिक प्रयोग केवल कम समय सीमा में प्रतिरोधी किस्मों के चयन का कारण बना है। यह बात उन सूक्ष्मजीवों के लिए भी सत्य है जिनके विरुद्ध हम एंटीबायोटिक या यूकैरियोटिक जीवों/कोशिकाओं के विरुद्ध औषधियों का प्रयोग करते हैं। इसलिए, प्रतिरोधी जीव/कोशिकाएं सदियों नहीं बल्कि महीनों या वर्षों के समय सीमा में प्रकट हो रही हैं। ये मानवीय कार्य द्वारा उद्भूत विकास के उदाहरण हैं। यह हमें यह भी बताता है कि विकास निर्धारणवाद के अर्थ में कोई निर्देशित प्रक्रिया नहीं है। यह प्रकृति में घटित होने वाली संयोग की घटनाओं और जीवों में संयोगिक उत्परिवर्तन पर आधारित एक यादृच्छिक प्रक्रिया है।

7.4 अनुकूली विकिरण क्या है?#

चित्र 7.5 गैलापागोस द्वीप में डार्विन द्वारा पाए गए फिंच के चोंचों की विविधता

अपनी यात्रा के दौरान डार्विन गैलापागोस द्वीप समूह गया। वहाँ उसने जीवों की अद्भुत विविधता का अवलोकन किया। विशेष रूप से आकर्षित करने वाले, छोटे काले पक्षी—जिन्हें बाद में डार्विन के फिंच कहा गया—उसे चकित कर गए। उसने देखा कि एक ही द्वीप पर फिंचों की कई किस्में हैं। उसने अनुमान लगाया कि सभी किस्में स्वयं उसी द्वीप पर विकसित हुई हैं। मूल रूप से बीज खाने वाले लक्षणों से प्रारंभ होकर, चोंच में परिवर्तन वाले कई अन्य रूप उत्पन्न हुए, जिनसे वे कीटभक्षी और शाकाहारी फिंच बन सके (चित्र 7.5)। किसी भौगोलिक क्षेत्र में एक बिंदु से प्रारंभ होकर भिन्न-भिन्न प्रजातियों का क्रमिक विकास और सचमुच में अन्य भौगोलिक क्षेत्रों (आवासों) की ओर फैलना अनुकूली विकिरण कहलाता है। डार्विन के फिंच इस घटना के सर्वोत्तम उदाहरणों में से एक हैं। एक अन्य उदाहरण ऑस्ट्रेलियाई मार्सुपियल हैं। मार्सुपियलों की एक श्रृंखला, जो एक-दूसरे से भिन्न हैं (चित्र 7.6), एक पूर्वज स्टॉक से विकसित हुई, परंतु सभी ऑस्ट्रेलियाई द्वीप-महाद्वीप के भीतर।

चित्र 7.6 ऑस्ट्रेलिया के मार्सुपियलों का अनुकूली विकिरण

जब किसी एक अलग भौगोलिक क्षेत्र (विभिन्न आवासों का प्रतिनिधित्व करने वाले) में एक से अधिक अनुकूली विकिरण प्रतीत होते हैं, तो इसे अभिसारी विकास कहा जा सकता है। ऑस्ट्रेलिया में प्लेसेंटल स्तनधारी भी ऐसे प्लेसेंटल स्तनधारियों की विविधताओं में विकसित होकर अनुकूली विकिरण प्रदर्शित करते हैं, जिनमें से प्रत्येक किसी संगत मार्सुपियल के ‘समान’ प्रतीत होता है (उदाहरण के लिए, प्लेसेंटल भेड़िया और टस्मानियन भेड़िया-मार्सुपियल)। (चित्र 7.7)।

7.5 जैविक विकास#

प्राकृतिक चयन द्वारा विकास, सच्चे अर्थों में तब प्रारंभ हुआ होगा जब पृथ्वी पर चयापचय क्षमता में अंतर वाले कोशिकीय जीव रूप उत्पन्न हुए।

डार्विन के विकास सिद्धांत का सार प्राकृतिक चयन है। नए रूपों के प्रकट होने की दर जीवन चक्र या जीवन काल से जुड़ी होती है। तेजी से विभाजित होने वाले सूक्ष्मजीव घंटों के भीतर लाखों व्यक्तियों में बढ़ने की क्षमता रखते हैं। एक दिए गए माध्यम पर बढ़ रही बैक्टीरिया की एक कॉलोनी (मान लीजिए A) में फ़ीड घटक के उपयोग की क्षमता के संदर्भ में अंतर्निहित विभिन्नता होती है। माध्यम की संरचना में बदलाव उसी हिस्से को (मान लीजिए B) सामने लाएगा जो नई परिस्थितियों में जीवित रह सकता है। समय के साथ यह विभिन्न जनसंख्या अन्यों से आगे बढ़ जाती है और नई प्रजाति के रूप में प्रकट होती है। यह दिनों के भीतर होगा। मछली या पक्षी में यही बात होने में लाखों वर्ष लगेंगे क्योंकि इन जानवरों का जीवन काल वर्षों में होता है। यहाँ हम कहते हैं कि नई परिस्थितियों में B की फिटनेस A से बेहतर है। प्रकृति फिटनेस के लिए चयन करती है। यह याद रखना चाहिए कि तथाकथित फिटनेस उन विशेषताओं पर आधारित होती है जो वंशानुगत होती हैं। इसलिए चयनित होने और विकसित होने के लिए एक आनुवंशिक आधार होना चाहिए। इसी बात को दूसरे तरीके से यह कहा जा सकता है कि कुछ जीव अन्यथा शत्रुतापूर्ण वातावरण में जीवित रहने के लिए बेहतर ढंग से अनुकूलित होते हैं। अनुकूली क्षमता वंशानुगत होती है। इसका एक आनुवंशिक आधार होता है। फिटनेस अनुकूलित होने और प्रकृति द्वारा चयनित होने की क्षमता का अंतिम परिणाम है।

आकृति 7.7 ऑस्ट्रेलियाई मार्सुपियल और प्लेसेंटल स्तनधारियों के अभिसारी विकास को दर्शाती हुई तस्वीर

शाखीय वंश और प्राकृतिक चयन डार्विन के विकासवादी सिद्धांत की दो प्रमुख अवधारणाएँ हैं (आकृतियाँ 7.7 और 7.8)। डार्विन से पहले भी एक फ्रेंच प्राकृतिक विज्ञानी लैमार्क ने कहा था कि जीवन रूपों का विकास हुआ है, लेकिन यह अंगों के उपयोग और अनुपयोग से संचालित था। उसने जिराफों के उदाहरण दिए जिन्होंने ऊँचे पेड़ों की पत्तियाँ चरने के प्रयास में अपनी गर्दन को लंबा करने के लिए अनुकूलन किया। जैसे-जैसे उन्होंने यह अर्जित लक्षण—लंबी गर्दन—आगामी पीढ़ियों को सौंपा, जिराफ धीरे-धरे वर्षों में लंबी गर्दन वाले हो गए। अब कोई भी इस अनुमान पर विश्वास नहीं करता।

क्या विकास एक प्रक्रिया है या किसी प्रक्रिया का परिणाम? जो संसार हम देखते हैं, निर्जीव और जीवित, वह विकास की सफल कहानियाँ हैं। जब हम इस संसार की कहानी बताते हैं तो हम विकास को एक प्रक्रिया के रूप में वर्णित करते हैं। दूसरी ओर जब हम पृथ्वी पर जीवन की कहानी बताते हैं तो हम विकास को प्राकृतिक चयन नामक प्रक्रिया के परिणाम के रूप में मानते हैं। हम अब भी स्पष्ट नहीं हैं कि विकास और प्राकृतिक चयन को प्रक्रियाएँ मानें या अज्ञात प्रक्रियाओं के अंतिम परिणाम।

संभव है कि जनसंख्या पर थॉमस माल्थस के कार्यों ने डार्विन को प्रभावित किया हो। प्राकृतिक चयन कुछ ऐसे प्रेक्षणों पर आधारित है जो तथ्यात्मक हैं। उदाहरण के लिए, प्राकृतिक संसाधन सीमित हैं, जनसंख्या आकार में स्थिर रहती हैं सिवाय मौसमी उतार-चढ़ाव के, किसी जनसंख्या के सदस्य लक्षणों में भिन्न होते हैं (वास्तव में कोई दो व्यक्ति समान नहीं होते) यद्यपि वे सतह से समान प्रतीत होते हैं, अधिकांश विविधताएं वंशानुगत होती हैं आदि। तथ्य यह है कि सैद्धांतिक रूप से यदि हर कोई अधिकतम रूप से प्रजनन करे तो जनसंख्या आकार घातांकीय रूप से बढ़ेगा (यह तथ्य बढ़ती हुई जीवाणु जनसंख्या में देखा जा सकता है) और वास्तविकता में जनसंख्या आकार सीमित होते हैं, इसका अर्थ है कि संसाधनों के लिए प्रतिस्पर्धा हुई है। केवल कुछ ही जीवित रहे और अन्य की कीमत पर बढ़े जो फल-फूल नहीं सके। डार्विन की नवीन और प्रतिभाशाली अंतर्दृष्टि यह थी: उन्होंने दावा किया कि विविधताएं, जो वंशानुगत हैं और जो कुछ के लिए संसाधन उपयोग को बेहतर बनाती हैं (आवास के प्रति अनुकूलित), केवल उन्हीं को प्रजनन करने और अधिक संतान छोड़ने में सक्षम बनाएंगी। इसलिए एक समयावधि में, कई पीढ़ियों तक, जीवित रहने वाले अधिक संतान छोड़ेंगे और जनसंख्या लक्षण में परिवर्तन होगा और इस प्रकार नए रूप उत्पन्न होते प्रतीत होंगे।

7.6 उत्क्रमण की क्रियाविधि#

इस विविधता की उत्पत्ति क्या है और प्रजाति-निर्माण (speciation) कैसे होता है? यद्यपि मेंडेल ने वंशानुगत ‘कारकों’ का उल्लेख किया था जो लक्षण को प्रभावित करते हैं, डार्विन ने या तो इन अवलोकनों को अनदेखा किया या चुप्पी साधे रखी। बीसवीं सदी के पहले दशक में, ह्यूगो डि व्रीज़ ने संध्या प्राइमरोज़ पर अपने कार्य के आधार पर उत्परिवर्तनों (mutations) के विचार को प्रस्तुत किया — जनसंख्या में अचानक उत्पन्न होने वाले बड़े अंतर। उनका मानना था कि उत्परिवर्तन ही विकास का कारण हैं, न कि वे छोटी वंशानुगत विविधताएँ जिनका उल्लेख डार्विन ने किया था। उत्परिवर्तन यादृच्छिक और दिशाहीन होते हैं जबकि डार्विनीय विविधताएँ छोटी और दिशाबद्ध होती हैं। डार्विन के लिए विकास क्रमिक था जबकि डि व्रीज़ का मानना था कि उत्परिवर्तन प्रजाति-निर्माण का कारण बनता है और इसे उन्होंने सॉल्टेशन (saltation) कहा — एक बड़ा, एकल कदम वाला उत्परिवर्तन। बाद में जनसंख्या आनुवंशिकी के अध्ययनों ने कुछ स्पष्टता लाई।

7.7 हार्डी-वेनबर्ग सिद्धांत#

किसी दी गई जनसंख्या में हम किसी जीन या लोकस के एलील की आवृत्ति ज्ञात कर सकते हैं। यह आवृत्ति स्थिर रहने की मानी जाती है और यहां तक कि पीढ़ी दर पीढ़ी भी समान रहती है। हार्डी-वेनबर्ग सिद्धांत ने इसे बीजगणितीय समीकरणों का प्रयोग करते हुए कहा।

आकृति 7.8 विभिन्न लक्षणों पर प्राकृतिक चयन के संचालन की आरेखीय प्रस्तुति: (a) स्थिरीकरण (b) दिशात्मक और (c) विघटनकारी

यह सिद्धांत कहता है कि किसी जनसंख्या में एलील बारंबारता स्थिर रहती है और पीढ़ी दर पीढ़ी अचर बनी रहती है। जीन पूल (किसी जनसंख्या में कुल जीन और उनके एलील) अचर बना रहता है। इसे जेनेटिक साम्यावस्था कहा जाता है। सभी एलील बारंबारताओं का योग 1 होता है। व्यक्तिगत बारंबारताओं को, उदाहरण के लिए, p, q आदि नाम दिए जा सकते हैं। एक डिप्लॉइड में, p और q एलील A और एलील a की बारंबारता को दर्शाते हैं। किसी जनसंख्या में AA व्यक्तियों की बारंबारता सरलता से p² है। इसे दूसरे तरीकों से भी सरलता से कहा गया है, अर्थात् यह प्रायिकता कि एलील A जिसकी बारंबारता p है, किसी डिप्लॉइड व्यक्ति के दोनों गुणसूत्रों पर प्रकट हो, सरलता से प्रायिकताओं का गुणनफल है, अर्थात् p²। इसी प्रकार aa की बारंबारता q² है, Aa की 2pq। इसलिए, p²+2pq+q²=1। यह (p+q)² का द्विपद प्रसार है। जब मापी गई बारंबारता अपेक्षित मानों से भिन्न हो, तो अंतर (दिशा) विकासात्मक परिवर्तन की सीमा दर्शाता है। जेनेटिक साम्यावस्था, या हार्डी-वेनबर्ग साम्यावस्था में व्यवधान, अर्थात् किसी जनसंख्या में एलीलों की बारंबारता में परिवर्तन को तब विकास का परिणाम माना जाएगा।

हार्डी-वेनबर्ग साम्यावस्था को प्रभावित करने वाले पाँच कारक जाने जाते हैं। ये हैं जीन प्रवास या जीन प्रवाह, आनुवंशिक ड्रिफ्ट, उत्परिवर्तन, आनुवंशिक पुनर्संयोजन और प्राकृतिक चयन। जब किसी जनसंख्या का एक भाग किसी अन्य स्थान और जनसंख्या में प्रवास करता है, तो मूल और नई दोनों जनसंख्याओं में जीन आवृत्तियाँ बदल जाती हैं। नई जनसंख्या में नए जीन/एलील जुड़ जाते हैं और ये पुरानी जनसंख्या से लुप्त हो जाते हैं। यदि यह जीन प्रवास कई बार होता है, तो इसे जीन प्रवाह कहा जाता है। यदि यही परिवर्तन संयोगवश होता है, तो इसे आनुवंशिक ड्रिफ्ट कहा जाता है। कभी-कभी नई जनसंख्या के नमूने में एलील आवृत्ति इतनी भिन्न हो जाती है कि वे एक अलग प्रजाति बन जाते हैं। मूल ड्रिफ्टेड जनसंख्या संस्थापक बन जाती है और इस प्रभाव को संस्थापक प्रभाव कहा जाता है।

सूक्ष्मजीव प्रयोग दिखाते हैं कि पूर्व-मौजूद लाभकारी उत्परिवर्तनों का चयन होने पर नए फ़ीनोटाइप दिखाई देते हैं। कुछ पीढ़ियों में यह प्रजाति-निर्माण (Speciation) का कारण बनता है। प्राकृतिक चयन एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें जीवित रहने में बेहतर सक्षम वंशानुगत विभिन्नताओं वाले जीव प्रजनन करने और अधिक संतान छोड़ने में समर्थ होते हैं। एक गंभीर विश्लेषण हमें यह मानने को बाध्य करता है कि उत्परिवर्तन के कारण या युग्मकोत्पत्ति के दौरान पुनर्संयोजन, अथवा जीन प्रवाह या आनुवंशिक अपवाह के कारण उत्पन्न विभिन्नता आने वाली पीढ़ियों में जीनों और ऐलीलों की आवृत्ति बदल देती है। प्रजनन सफलता को बढ़ाने से जोड़कर प्राकृतिक चयन इसे भिन्न-भिन्न जनसंख्याओं-सा दिखाई देता है। प्राकृतिक चयन स्थिरीकरण (जिसमें अधिक व्यक्ति मध्य प्रवृत्ति मान प्राप्त करते हैं), दिशात्मक परिवर्तन (जिसमें अधिक व्यक्ति माध्य से भिन्न मान प्राप्त करते हैं) या विघटन (जिसमें अधिक व्यक्ति वितरण वक्र के दोनों सिरों पर स्थित अग्रस्थ प्रवृत्ति मान प्राप्त करते हैं) की ओर ले जा सकता है (आकृति 7.8)।

7.8 विकास का संक्षिप्त विवरण#

आकृति 7.9 भू-वैज्ञानिक कालों के दौरान पादप रूपों के विकास की एक रूपरेखा

लगभग 2000 मिलियन वर्ष पूर्व (mya) पृथ्वी पर जीवन के प्रथम कोशिकीय रूप प्रकट हुए। यह ज्ञात नहीं है कि विशाल मैक्रोअणुओं की गैर-कोशिकीय समष्टियाँ झिल्ली से घिरी कोशिकाओं में कैसे विकसित हुईं। इनमें से कुछ कोशिकाओं में O₂ मुक्त करने की क्षमता थी। यह अभिक्रिया प्रकाश-संश्लेषण की प्रकाश-अभिक्रिया के समान हो सकती है जहाँ जल को सौर ऊर्जा की सहायता से विघटित किया जाता है जिसे उपयुक्त प्रकाश-संचयी रंजक द्वारा संग्रहित और नियंत्रित किया जाता है। धीरे-धीरे एकल-कोशिकीय जीव बहु-कोशिकीय जीव-रूप बन गए। 500 mya के आसपास अकशेरूकी जीव बन गए और सक्रिय हो गए। बिना जबड़े की मछलियाँ सम्भवतः लगभग 350 mya पहले विकसित हुईं। समुद्री शैवाल और कुछ पौधे सम्भवतः लगभग 320 mya पहले अस्तित्व में थे। हमें बताया गया है कि भूमि पर आक्रमण करने वाले प्रथम जीव पौधे थे। वे भूमि पर व्यापक रूप से फैल चुके थे जब जानवरों ने भूमि पर आक्रमण किया। मजबूत और सशक्त पंखों वाली मछलियाँ भूमि पर चल सकती थीं और पुनः जल में लौट सकती थीं। यह लगभग 350 mya पहले की बात है। 1938 में दक्षिण अफ्रीका में पकड़ी गई एक मछली कोएलाकैंथ निकली जिसे विलुप्त माना जाता था। इन लोबफिन कहलाने वाले जानवरों ने प्रथम ऐसे उभयचरों में विकास किया जो भूमि और जल दोनों पर रहते थे।

आकृति 7.10 भू-वैज्ञानिक कालों के दौरान कशेरुकियों का प्रतिनिधि विकास इतिहास

हमारे पास इनके कोई नमूने नहीं बचे हैं। हालांकि, ये आधुनिक दिनों के मेंढकों और सैलामैंडरों के पूर्वज थे। उभयचर सरीसृपों में विकसित हुए। वे मोटे खोल वाले अंडे देते हैं जो उभयचरों के अंडों के विपरीत सूरज में सूखते नहीं हैं। फिर से हम केवल उनके आधुनिक वंशजों, कछुओं, कछुओं और मगरमच्छों को देखते हैं। अगले लगभग 200 मिलियन वर्षों में, विभिन्न आकृतियों और आकारों के सरीसृप पृथ्वी पर प्रभुत्व रखते थे। विशाल फर्न (प्टेरिडोफाइट्स) मौजूद थे लेकिन वे धीरे-धीरे कोयला जमा बनाने के लिए गिर गए। इनमें से कुछ भूमि सरीसृप पानी में वापस चले गए और मछली जैसे सरीसृपों में विकसित हुए, शायद 200 मिलियन वर्ष पहले (उदाहरण इक्थियोसॉरस)। भूमि सरीसृप, निश्चित रूप से, डायनासोर थे। उनमें से सबसे बड़ा, यानी टायरेनोसॉरस रेक्स लगभग 20 फीट ऊंचा था और इसके विशाल डरावने खंजर जैसे दांत थे। लगभग 65 मिलियन वर्ष पहले, डायनासोर अचानक पृथ्वी से गायब हो गए। हमें सही कारण नहीं पता है। कुछ कहते हैं कि जलवायु परिवर्तन ने उन्हें मार दिया। कुछ कहते हैं कि उनमें से अधिकांश पक्षियों में विकसित हो गए। सच्चाई बीच में हो सकती है। उस युग के छोटे आकार के सरीसृप आज भी मौजूद हैं।

पहले स्तनधारी छिपछिपियों जैसे थे। उनके जीवाश्म छोटे आकार के होते हैं। स्तनधारी जीवित बच्चे देते थे और अजन्मे बच्चों को माँ के शरीर के भीतर सुरक्षित रखते थे। स्तनधारी खतरे को समझने और बचने में कम से कम अधिक बुद्धिमान थे। जब सरीसृप नीचे आए, स्तनधारियों ने इस पृथ्वी को संभाल लिया। दक्षिण अमेरिका में घोड़े, दरियाई घोड़ा, भालू, खरगोश आदि जैसे स्तनधारी थे। महाद्वीपीय विस्थापन के कारण, जब दक्षिण अमेरिका उत्तर अमेरिका से जुड़ा, ये जानवर उत्तर अमेरिकी जीवजाति द्वारा दब गए। इसी महाद्वीपीय विस्थापन के कारण ऑस्ट्रेलिया के थैलेदार स्तनधारी किसी अन्य स्तनधारी से प्रतिस्पर्धा के अभाव के कारण बच गए।

कहीं हम भूल न जाएँ, कुछ स्तनधारी पूरी तरह पानी में रहते हैं। व्हेल, डॉल्फिन, सील और सी-काउ कुछ उदाहरण हैं। घोड़े, हाथी, कुत्ते आदि का विकास विकास की विशेष कहानियाँ हैं। आप इनके बारे में उच्च कक्षाओं में सीखेंगे। सबसे सफल कहानी भाषा की क्षमता और आत्म-चेतना के साथ मानव का विकास है।

जीवन रूपों के विकास का एक रूखा रेखाचित्र, उनके समय भूवैज्ञानिक पैमाने पर (चित्र 7.9 और 7.10) में दर्शाए गए हैं।

7.9 मानव की उत्पत्ति और विकास#

लगभग 15 मिलियन वर्ष पहले, ड्रायोपिथेकस और रामापिथेकस नामक प्राइमेट्स मौजूद थे। वे बालों से ढके हुए थे और गोरिल्लों तथा चिंपांजियों की तरह चलते थे। रामापिथेकस अधिक मानव-समान था जबकि ड्रायोपिथेकस अधिक वानर-समान था। इथियोपिया और तंजानिया में मानव-समान हड्डियों के कुछ जीवाश्म खोजे गए हैं (चित्र 7.11)। इन्होंने होमिनिड लक्षणों का पता लगाया जिससे यह विश्वास हुआ कि लगभग 3-4 मिलियन वर्ष पहले, मानव-समान प्राइमेट्स पूर्वी अफ्रीका में चलते थे। वे शायद 4 फुट से अधिक लंबे नहीं थे लेकिन सीधे चलते थे। दो मिलियन वर्ष पहले, ऑस्ट्रेलोपिथेसिन्स शायद पूर्वी अफ्रीका के घास के मैदानों में रहते थे। साक्ष्य बताते हैं कि वे पत्थर के हथियारों से शिकार करते थे लेकिन मुख्य रूप से फल खाते थे। खोजी गई हड्डियों में से कुछ हड्डियां अलग थीं। इस प्राणी को पहला मानव-समान होमिनिड कहा गया और इसे होमो हैबिलिस कहा गया। मस्तिष्क क्षमता 650-800cc के बीच थी। वे शायद मांस नहीं खाते थे। 1891 में जावा में खोजे गए जीवाश्मों ने अगले चरण का खुलासा किया, अर्थात् लगभग 1.5 मिलियन वर्ष पहले का होमो इरेक्टस। होमो इरेक्टस का मस्तिष्क लगभग 900cc था।

चित्र 7.11 एक आधुनिक वयस्क मानव, बच्चा चिंपांजी और वयस्क चिंपांजी की खोपड़ियों की तुलना। बच्चे चिंपांजी की खोपड़ी वयस्क चिंपांजी की खोपड़ी की तुलना में वयस्क मानव की खोपड़ी से अधिक मिलती-जुलती है

होमो इरेक्टस ने शायद मांस खाया था। नियंडरथल मानव, जिसकी मस्तिष्क की क्षमता 1400cc थी, 1,00,000-40,000 वर्ष पहले निकट पूर्व और मध्य एशिया में रहता था। वे अपने शरीर की रक्षा के लिए खालों का उपयोग करते थे और अपने मृतकों को दफनाते थे। होमो सेपियंस अफ्रीका में उत्पन्न हुआ और महाद्वीपों में फैल गया और विशिष्ट जातियों में विकसित हुआ। 75,000-10,000 वर्ष पहले हिम युग के दौरान आधुनिक होमो सेपियंस उत्पन्न हुआ। प्रागैतिहासिक गुफा कला लगभग 18,000 वर्ष पहले विकसित हुई। प्रागैतिहासिक मानवों द्वारा बनाई गई ऐसी ही एक गुफा चित्रकारी मध्य प्रदेश के रायसेन जिले में भimbetka शैल आश्रय में देखी जा सकती है। कृषि लगभग 10,000 वर्ष पहले आई और मानव बस्तियां शुरू हुईं। बाकी जो हुआ वह सभ्यताओं के विकास और पतन की मानव इतिहास का हिस्सा है।

सारांश#

पृथ्वी पर जीवन की उत्पत्ति को केवल ब्रह्मांड की उत्पत्ति विशेषतः पृथ्वी की पृष्ठभूमि के विरुद्ध ही समझा जा सकता है। अधिकांश वैज्ञानिकों का मानना है कि रासायनिक विकास, अर्थात् जैव अणुओं का निर्माण, जीवन के प्रथम कोशिकीय रूपों के प्रकट होने से पूर्व हुआ। प्रथम जीव के साथ आगे क्या हुआ, यह आगामी घटनाएँ डार्विनीय प्राकृतिक चयन के आधार पर कल्पित कथा हैं। पृथ्वी पर जीवन रूपों की विविधता लाखों वर्षों से परिवर्तित होती रही है। सामान्यतः यह माना जाता है कि जनसंख्या में विचरण फिटनेस में विविधता उत्पन्न करते हैं। आवास खंडन और आनुवंशिक ड्रिफ्त जैसी अन्य घटनाएँ इन विचरणों को बढ़ा कर नए प्रजातियों के प्रकट होने और अतः विकास का कारण बनती हैं। समरूपता शाखीय वंशानुक्रम के विचार से व्याख्यायित होती है। तुलनात्मक शारीरिक रचना, जीवाश्म और तुलनात्मक जैव रसायन का अध्ययन विकास के प्रमाण प्रदान करते हैं। व्यक्तिगत प्रजातियों के विकास की कथाओं में आधुनिक मानव के विकास की कथा सर्वाधिक रोचक है और यह मानव मस्तिष्क तथा भाषा के विकास के समानांतर प्रतीत होती है।

अभ्यास#

1. जीवाणुओं में प्रेक्षित प्रतिजैविक प्रतिरोध को डार्विनीय चयन सिद्धान्त के प्रकाश में स्पष्ट कीजिए।

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उत्तर

डार्विनीय चयन सिद्धान्त कहता है कि अनुकूली विविधताएँ रखने वाले व्यक्ति कम अनुकूली विविधता वाले व्यक्तियों की तुलना में बेहतर ढंग से अनुकूलित होते हैं। इसका अर्थ है कि प्रकृति उन व्यक्तियों का चयन करती है जिनमें उपयोगी विविधता होती है, क्योंकि ये व्यक्ति विद्यमान वातावरण में जीवित रहने के लिए बेहतर विकसित होते हैं। ऐसे चयन का एक उदाहरण जीवाणुओं में प्रतिजैविक प्रतिरोध है। जब जीवाणु जनसंख्या को पेनिसिलिन युक्त अगर प्लेट पर उगाया गया, तो पेनिसिलिन के प्रति संवेदनशील कालोनियाँ मर गईं, जबकि एक या कुछ जीवाणु कालोनियाँ जो पेनिसिलिन के प्रति प्रतिरोधी थीं, जीवित बचीं। ऐसा इसलिए है क्योंकि इन जीवाणुओं में यादृच्छिक उत्परिवर्तन हो गया था, जिससे एक ऐसा जीन विकसित हुआ जो उन्हें पेनिसिलिन दवा के प्रति प्रतिरोधी बनाता है। इसलिए, प्रतिरोधी जीवाणु गैर-प्रतिरोधी (संवेदनशील) जीवाणुओं की तुलना में तेजी से गुणित हुए, जिससे उनकी संख्या बढ़ गई। इस प्रकार, अन्य व्यक्तियों पर किसी व्यक्ति की बढ़त जीवन के लिए संघर्ष में सहायक होती है।

2. समाचार-पत्रों और लोकप्रिय विज्ञान लेखों से कोई भी नया जीवाश्व खोज या विकास पर विवाद ज्ञात कीजिए।

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उत्तर

डायनोसॉर के जीवाश्वों ने जुरासिक काल में सरीसृपों के विकास को उजागर किया है। इसके परिणामस्वरूप अन्य जंतुओं जैसे पक्षियों और स्तनधारियों के विकास का भी पता चला है। हालाँकि, चीन में हाल ही में खोदे गए दो असामान्य जीवाश्वों ने पक्षियों के विकास को लेकर विवाद को भड़का दिया है। कन्फ्यूशियसॉर्निस ऐसी ही एक प्राचीन पक्षियों की जाति है जो कौवे के आकार की थी और चीन में क्रेटेशस काल के दौरान रहती थी।

3. ‘प्रजाति’ शब्द का एक स्पष्ट परिभाषा देने का प्रयास करें।

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उत्तर

प्रजािति को उन जीवों के समूह के रूप में परिभाषित किया जा सकता है जो उर्वर संतान उत्पन्न करने के लिए परस्पर संकरण करने की क्षमता रखते हैं।

4. मानव विकास के विभिन्न घटकों का पता लगाने का प्रयास करें (संकेत: मस्तिष्क का आकार और कार्य, कंकाल संरचना, आहार पसंद आदि)

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उत्तर

मानव विकास के विभिन्न घटक इस प्रकार हैं।

(i) मस्तिष्क क्षमता

(ii) आसन

iii. भोजन / आहार पसंद और अन्य महत्वपूर्ण लक्षण

	नाम	मस्तिष्क क्षमता	मुद्रा	भोजन	विशेषताएँ
1.	ड्रायोपिथेकस अफ्रीकनस	—	नकल वॉकर, गोरिल्लों और चिंपांज़ियों की तरह चलता था (अधिक वानर-जैसा था)	नरम फल और पत्तियाँ	कैनाइन बड़े, भुजाएँ और टाँगें समान आकार की हैं
2.	रामापिथेकस	—	अर्ध-सीधा (अधिक मानव-जैसा)	बीज, नट्स	कैनाइन छोटे थे जबकि मोलर्स बड़े थे।
3.	ऑस्ट्रेलोपिथेकस अफ्रीकनस	$450 \mathrm{~cm}^{3}$	पूरी तरह सीधी मुद्रा, ऊँचाई $(1.05 \mathrm{~m})$	शाकाहारी (फल खाता था)	पत्थर के हथियारों से शिकार करता था, पेड़ों पर रहता था, कैनाइन और इनसाइज़र छोटे थे
4.	होमो हेबिलिस	650-800cc	पूरी तरह सीधी मुद्रा, ऊँचाई $(1.5 \mathrm{~m})$	मांसाहारी	कैनाइन छोटे थे। वे पहले उपकरण निर्माता थे।
5.	होमो इरेक्टस	900cc	पूरी तरह सीधी मुद्रा, ऊँचाई $(1.5-1.8 \mathrm{~m})$	सर्वाहारी	उन्होंने शिकार के लिए पत्थर और हड्डी के उपकरणों का उपयोग किया।
6.	होमो नियंडरथालेंसिस	1400cc	पूरी तरह सीधी मुद्रा, ऊँचाई $(1.5-1.66 \mathrm{~m})$	सर्वाहारी	गुफा निवासी थे, अपने शरीर की रक्षा के लिए खालों का उपयोग करते थे, और अपने मृतकों को दफनाते थे
7.	होमो सैपियंस फॉसिलिस	$1650 \mathrm{~cm}^{3}$	पूरी तरह सीधी मुद्रा के साथ ऊँचाई $(1.8 \mathrm{~m})$	सर्वाहारी	उनके पास मजबूत जबड़ा था जिसमें दाँगे एकदम पास-पास थे। वे गुफा निवासी थे, गुफाओं में चित्र और नक्काशियाँ बनाते थे। उन्होंने संस्कृति विकसित की और उन्हें पहले आधुनिक मानव कहा गया।
8.	होमो सैपियंस सैपियंस	$1200-1600 \mathrm{~cm}^{3}$	पूरी तरह सीधी मुद्रा, ऊँचाई $(1.5-1.8 \mathrm{~m})$	सर्वाहारी	वे जीवित आधुनिक मानव हैं, उच्च बुद्धिमत्ता वाले। उन्होंने कला, संस्कृति, भाषा, वाणी आदि विकसित की। उन्होंने फसलों की खेती की और पशुओं को पालतू बनाया।

5. इंटरनेट और लोकप्रिय विज्ञान लेखों के माध्यम से पता लगाएं कि क्या मनुष्य के अलावा अन्य जानवरों में आत्म-चेतना होती है।

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उत्तर

मनुष्यों के अलावा कई ऐसे जानवर हैं जिनमें आत्म-चेतना होती है। आत्म-चेतन होने वाले जानवर का एक उदाहरण डॉल्फिन है। वे अत्यधिक बुद्धिमान होते हैं। उनमें स्व-बोध होता है और वे अपने और दूसरों में से अन्य को भी पहचानते हैं। वे एक-दूसरे से सीटी बजाकर, पूंछ से थपकी देकर और शरीर की अन्य हरकतों के माध्यम से संवाद करते हैं। केवल डॉल्फिन ही नहीं, कुछ अन्य जानवर जैसे कौआ, तोता, चिंपांज़ी, गोरिल्ला, ओरंगुटान आदि भी आत्म-चेतना प्रदर्शित करते हैं।

6. 10 आधुनिक काल के जानवरों की सूची बनाएं और इंटरनेट संसाधनों का उपयोग कर उन्हें संगत प्राचीन जीवाशय से जोड़ें। दोनों के नाम दें।

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उत्तर

आधुनिक काल के जानवर और उनके प्राचीन जीवाशय निम्नलिखित सारणी में सूचीबद्ध हैं।

	जानवर
1.	मगरमच्छ	डाइनोसुकस
2.	घोड़ा	इओहिपस
3.	कुत्ता	लेप्टोसाइऑन
4.	ऊंट	प्रोटाइलोपस
5.	हाथी	मोएरिथर्स
6.	व्हेल	प्रोटोसीटस
7.	मछली	अरंडास्पिस
8.	टेट्रापॉड	इक्थियोस्टेगा
9.	चमगादड़	प्रचेओन्यक्टेरिस
10.	जिराफ	पैलियोट्रेगस

7. विभिन्न जानवरों और पौधों की चित्रकारी का अभ्यास करें।

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उत्तर

अपने शिक्षकों और माता-पिता से पौधों और जानवरों के नाम सुझाने को कहें और उन्हें चित्रित करने का अभ्यास करें। आप पौधों और जानवरों के नाम खोजने के लिए अपनी पुस्तक की भी मदद ले सकते हैं।

8. अनुकूली विकिरण का एक उदाहरण वर्णन कीजिए।

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उत्तर

अनुकूली विकिरण एक विकासवादी प्रक्रिया है जो एक एकल, तेजी से विविधता लेने वाली वंशावली से नई प्रजातियाँ उत्पन्न करती है। यह प्रक्रिया प्राकृतिक चयन के कारण होती है। अनुकूली विकिरण का एक उदाहरण डार्विन के फिंच हैं, जो गैलापागोस द्वीप में पाए जाते हैं। गैलापागोस द्वीप में फिंचों की एक बड़ी विविधता मौजूद है जो एक ही प्रजाति से उत्पन्न हुई है, जो गलती से इस भूमि पर पहुँची। परिणामस्वरूप, कई नई प्रजातियाँ विकसित हुई हैं, विचलित हुई हैं और नए आवासों को अधिग्रहित करने के लिए अनुकूलित हुई हैं। इन फिंचों ने विभिन्न खाने की आदतें और अपनी खाने की आदतों के अनुरूप विभिन्न प्रकार की चोंचें विकसित की हैं। कीटभक्षी, रक्तचूषक और विविध आहार आदतों वाली अन्य फिंच प्रजातियाँ एक ही बीज खाने वाली फिंच पूर्वज से विकसित हुई हैं।

9. क्या हम मानव विकास को अनुकूली विकिरण कह सकते हैं?

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उत्तर

नहीं, मानव विकास को अनुकूली विकिरण नहीं कहा जा सकता। ऐसा इसलिए है क्योंकि अनुकूली विकिरण एक विकासवादी प्रक्रिया है जो एक ही, तेजी से विविधता लेने वाली वंशावली से नई प्रजातियाँ उत्पन्न करती है, जो मानव विकास के साथ मामला नहीं है। मानव विकास एक क्रमिक प्रक्रिया है जो समय के साथ धीरे-धीरे हुई। यह अनाजेनेसिस का एक उदाहरण प्रस्तुत करता है।

१०. अपने स्कूल पुस्तकालय या इंटरनेट जैसे विभिन्न संसाधनों और अपने शिक्षक के साथ चर्चा का उपयोग करते हुए, किसी एक जानवर, मान लीजिए घोड़े, के विकासात्मक चरणों का अनुरेखण कीजिए।

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उत्तर

घोड़े का विकास ईओसीन काल में ईओहिप्पस से प्रारंभ हुआ। इसमें निम्नलिखित विकासात्मक चरण सम्मिलित थे।

(i) शरीर के आकार में क्रमिक वृद्धि

(ii) सिर और गर्दन क्षेत्र का लंबा होना

(iii) अंगों और पैरों की लंबाई में वृद्धि

(iv) पार्श्व अंगुलियों का क्रमिक रूप से कम होना

(v) तीसरी कार्यात्मक उंगली का बड़ा होना

(vi) पीठ का मजबूत होना

(vii) मस्तिष्क और संवेदी अंगों का विकास

(viii) घास खाने के लिए दांतों की जटिलता में वृद्धि

घोड़े का विकास इस प्रकार दर्शाया गया है

(i) ईओहिप्पस

इसका सिर और गर्दन छोटे थे। इसके प्रत्येक पिछले पैर में चार कार्यात्मक अंगुलियाँ और 1 तथा 5 की स्प्लिन्ट तथा प्रत्येक सामने के पैर में 1 और 3 की स्प्लिन्ट थीं। मोलार छोटे क्राउन वाले थे जो पौधों की आहार को पीसने के अनुकूल थे।

(ii) मेसोहिप्पस

यह ईओहिप्पस से थोड़ा लंबा था। इसके प्रत्येक पैर में तीन अंगुलियाँ थीं।

(iii) मेरिकिप्पस

इसका आकार लगभग $100 \mathrm{~cm}$ था। यद्यपि इसके प्रत्येक पैर में अभी भी तीन अंगुलियाँ थीं, लेकिन यह एक अंगुली पर दौड़ सकता था। पार्श्व अंगुली ज़मीन को छूती नहीं थी। दाढ़ें घास चबाने के लिए अनुकूलित थीं।

(iv) प्लायोहिप्पस

यह आधुनिक घोड़े के समान था और लगभग $108 \mathrm{~cm}$ ऊँचा था। इसमें प्रत्येक अंग में एक ही कार्यशील अंगुली थी तथा $2^{\text{और}}$ और $4^{\text{और}}$ की स्प्लिन्ट थी।

(v) इक्वस

प्लायोहिप्पस से इक्वस या आधुनिक घोड़ा उत्पन्न हुआ जिसके प्रत्येक पैर में एक अंगुली होती है। इनमें घास काटने के लिए कृंतक तथा भोजन पीसने के लिए दाढ़ें होती हैं।