विकास के पारंपरिक विचारों को चुनौती देने वाली एक खोज में, वैज्ञानिकों ने पाया है कि विस्कॉन्सिन झील में बैक्टीरिया मौसम के साथ पूर्वानुमानित आनुवंशिक परिवर्तनों से गुजरते हैं, केवल चक्र को रीसेट करने और साल-दर-साल दोहराने के लिए। नेचर माइक्रोबायोलॉजी में प्रकाशित शोध से सैकड़ों जीवाणु प्रजातियों में दोहराव वाले विकास के एक अभूतपूर्व पैटर्न का पता चलता है।
ऑस्टिन में टेक्सास विश्वविद्यालय में शोध का नेतृत्व करने वाले रॉबिन रोवर ने कहा, “मुझे आश्चर्य हुआ कि जीवाणु समुदाय का इतना बड़ा हिस्सा इस प्रकार के बदलाव से गुजर रहा था।” “मैं बस कुछ अच्छे उदाहरण देखने की उम्मीद कर रहा था, लेकिन सचमुच सैकड़ों उदाहरण थे।”
यह अध्ययन विस्कॉन्सिन में लेक मेंडोटा से दो दशकों में एकत्र किए गए 471 पानी के नमूनों के असाधारण संग्रह से लिया गया है। उन्नत कंप्यूटिंग तकनीक का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं ने हजारों बैक्टीरिया पीढ़ियों से आनुवंशिक सामग्री का विश्लेषण किया, जिससे किसी प्राकृतिक प्रणाली से अब तक एकत्र की गई सबसे लंबी मेटागेनोम समय श्रृंखला तैयार हुई।
मेंडोटा झील हर मौसम में नाटकीय रूप से भिन्न वातावरण प्रस्तुत करती है – सर्दियों में बर्फ से ढकी हुई, गर्मियों में शैवाल से भरपूर। जैसे-जैसे परिस्थितियाँ बदलती हैं, प्रत्येक जीवाणु प्रजाति के भीतर अलग-अलग उपभेद प्रभुत्व में बढ़ जाते हैं, जिन्हें केवल तभी प्रतिस्थापित किया जाता है जब मौसम फिर से बदलता है। हज़ारों पीढ़ियों के विकासवादी दबाव का अनुभव करने के बावजूद, अधिकांश प्रजातियाँ हर साल लगभग समान आनुवंशिक अवस्था में लौट आती हैं।
अध्ययन के सह-लेखक ब्रेट बेकर ने निष्कर्षों को “समय के साथ माइक्रोबियल समुदाय कैसे बदलते हैं, इसकी हमारी समझ में एक संपूर्ण गेम चेंजर” के रूप में वर्णित किया है। अनुसंधान के लिए बड़े पैमाने पर कम्प्यूटेशनल शक्ति की आवश्यकता थी – जिस विश्लेषण में एक लैपटॉप पर 34 साल लग जाते, उसे टेक्सास एडवांस्ड कंप्यूटिंग सेंटर का उपयोग करके महीनों में पूरा किया गया।
अध्ययन से यह भी पता चला कि अत्यधिक मौसम इन चक्रों को कैसे बाधित कर सकता है। 2012 में, जब झील में बर्फ जल्दी पिघलने के साथ असामान्य रूप से गर्म और शुष्क गर्मी का अनुभव हुआ, तो पांच में से एक जीवाणु प्रजाति ने प्रमुख आनुवंशिक बदलाव दिखाए जो वर्षों तक बने रहे, खासकर नाइट्रोजन प्रसंस्करण से संबंधित जीन में।
ये निष्कर्ष महत्वपूर्ण हो जाते हैं क्योंकि जलवायु वैज्ञानिक मध्यपश्चिमी संयुक्त राज्य अमेरिका के लिए और अधिक चरम मौसम की घटनाओं की भविष्यवाणी करते हैं। रोवर ने कहा, “जलवायु परिवर्तन धीरे-धीरे मौसम और औसत तापमान को बदल रहा है, लेकिन इससे अधिक अचानक, चरम मौसम की घटनाएं भी हो रही हैं।” “हम ठीक से नहीं जानते कि सूक्ष्मजीव जलवायु परिवर्तन पर कैसे प्रतिक्रिया देंगे, लेकिन हमारे अध्ययन से पता चलता है कि वे इन क्रमिक और अचानक परिवर्तनों के जवाब में विकसित होंगे।”
कई संघीय एजेंसियों और फाउंडेशनों द्वारा समर्थित अनुसंधान, इस बारे में नई अंतर्दृष्टि प्रदान करता है कि सूक्ष्म जीवन पर्यावरणीय परिवर्तन के प्रति कैसे अनुकूल होता है। उसी झील के नमूनों में वायरल विकास की जांच करने वाला एक साथी अध्ययन एक साथ प्रकाशित किया गया था।
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