জনসংখ্যা বংশাণুবিজ্ঞান

প্রাকৃতিক নির্বাচন,যৌন নির্বাচনও যার অন্তর্ভূক্ত। এটি সত্য যে, জীববিজ্ঞানের কিছু ট্রেইট কোন কোন প্রাণীর টিকে থাকাতে ও বংশবৃদ্ধিতে সরাসরি অবদান রাখে। জনসংখ্যা বংশাণুবিজ্ঞান প্রাকৃতিক নির্বাচনকে জীববিজ্ঞানের দিক দিয়ে স্বাস্থ্যের মাধ্যমে ব্যাখ্যা করে। এতদ্বারা, একটি নির্দিষ্ট পরিবেশে একটি জনস্ংখ্যার বংশবৃদ্ধির ক্ষমতাকে এই জনস্ংখ্যার টিকে থাকার চাবিকাঠি হিসেবে ব্যাখ্যা করা হয়। স্বাস্থ্যকে w=1-s প্রতীক দ্বারা প্রকাশ করা হয়, যেখানে s দিয়ে নির্বাচন সহগ বোঝানো হয়। প্রাকৃতিক নির্বাচন ফিনোটাইপের উপর প্রভাব ফেলে। তাই জনসংখ্যা বংশাণুবিজ্ঞান ফিনোটাইপ ও এলিল প্রবণতার তুলনামূলক সহজ ধারণার সম্পর্ক আলোচনা করে।

জনসংখ্যা বংশাণুবিজ্ঞানের বিকাশের পূর্বে জীববিজ্ঞানীরা ছোটখাটো স্বাস্থ্যগত পরিবর্তনের সাথে বৃহদাকারের বিবর্তনের আদৌ যথেষ্ট কি না তা নিয়ে সন্দেহ প্রকাশ করতেন।[6] জনসংখ্যা বংশাণুবিজ্ঞানবিদেরা এই বিষটিকে আমলে এনে বংশাণুর সঞ্চারণের সাথে প্রাকৃতিক নির্বাচনকে তুলনা করেছেন। নির্বাচন বংশাণুর সঞ্চারণকে উপেক্ষা করতে পারে যখন কার্যকরী জনস্ংখ্যার আকার দ্বারা s বংশাণুর সঞ্চারণকে ভাগ করলে এর মান ১ এর চেয়ে বড় হয়। এই মানদণ্ড পূরণ হলে, একটি সুবিধাজনক মিউট্যান্টের ফিক্সড হওয়ার হার 2s বেড়ে যায়।[7][8] আর এরকম করে একটি এলিলের ফিক্সেশনের সময় বংশাণুর সঞ্চারনের উপর খুব কমই নির্ভর করে।[9]

আধিপত্যতা বা ডমিনেন্স শব্দটি একটি লোকাসে একটি নির্দিষ্ট এলিলের অন্য এলিল অপেক্ষা স্বাস্থ্যগত অথবা প্রাদর্শিক ফলাফলের আধিপত্যাকে নির্দেশ করে। এটি নির্ভর করে, সেই লোকাসে কোন এলিল অবস্থান করছে এবং সেই এলিলের দ্বিতীয় নমুনার অবস্থানের উপর। ধরা যাক, একটি লোকাসে নিম্নোক্ত স্বাস্থ্যগত মান অনুসারে তিনটি বংশাণুোটাইপ নির্দেশ করে।[10]

s হচ্ছে নির্বাচন সহগ এবং h হচ্ছে আধিপত্য সহগ। তাহলে আধিপত্য সহগ, h -এর মান নিম্নোক্ত তথ্যগুলো তুলে ধরে:

এপিস্টাসিস দ্বারা একটি লোকাসে একটি এলিলের ফিনোটাইপিক বা বাহ্যিক এবং/অথবা স্বাস্থ্যগত প্রভাবকে নির্দেশ করে, যা নির্ভর করে অন্য লোসাইয়ে (লোকাসের বহুবচন) অবস্থিত এলিলের উপর। নির্বাচন একটি মাত্র লোকাসের উপর ঘটে না বরং একটি বাহ্যিক নমুনা বা ফিনোটাইপের উপর নির্ভর করে সংঘটিত হয়। এই বাহ্যিক নমুনা বা ফিনোটাইপ আবার একাধিক বংশাণুোটাইপের সাথে সম্পর্কিত।[11] যাই যাই হোক, অধিকন্তু যৌন মাধ্যমে বংশবিস্তারকারী প্রজাতির জনস্ংখ্যা বংশাণুত্ত্ত্বের নমুনা "একক লোকাস" নমুনা। এসব ক্ষেত্রে একক প্রানীর স্বাস্থ্য প্রতিটি লোসাই হতে প্রাপ্ত অবদান দ্বারা নির্ণয় করা হয় এবং কার্যকরী এপিস্ট্যাসিস বিবেচনায় ধরা হয় না।

স্বাস্থ্যগত বিবেচনায় বংশাণুোটাইপের প্রভাব প্রক্ক্রিতপক্ষে এতটআই জটিল একটি ব্যাপার যে, জনসংখ্যা বংশাণুবিজ্ঞানের হয় এ ব্যাপারে বিস্তারিত আলোচনা করতে হয় নতুবা একটি গড়পড়তা সহজ নিয়মে হিসেব করতে হয়। [12]

ড্রসোফিলা মাছি

বংশাণুগত বৈচিত্র্যতা আনয়নের ক্ষেত্রে পরিব্যক্তি বামিউটেশন সর্বাপেক্ষা বিশাল অবদান রাখে। মিউটেশন বায়াজ কার্যকরী করার মাধ্যমে বিবর্তনকে একটি নির্দিষ্ট দিকে ধাবিত করার শক্তি পরিব্যক্তি রাখে। উদাহরণস্বরূপ বলা যায়, নির্বাচনের বিপরীতমুখী পরিব্যক্তির কথা উল্লেখ করা যায়। এই ধরনের পরিব্যক্তি মিউটেশন-সিলেকশন ব্যালান্স বা পরিব্যক্তি-নির্বাচন সাম্যতা তৈরি করে।আণবিক পর্যায়ে, যদি G (গুয়ানিন) হতে A (এডিনোসিন) পরিব্যক্তি হওয়ার হার A (এডিনোসিন) থেকে G (গুয়ানিন) পরিব্যক্তি হওয়ার চেয়ে বেশি হয়, তাহলে এডিনোসিন সম্পর্কিত বংশাণুোটআইপ বিবর্তিত হওয়ার সুযোগ বেড়ে যায়।[13] ভিন্ন ভিন্ন সন্নিবেশ (insertion) বনাম অপনয় (deletion)পরিব্যক্তি বায়াজ বিভিন্ন ট্যাক্সায় বংশাণুোম আকার ভেদে বিবর্তনে অবদান রাখতে পারে।[14][15] বৃদ্ধিমূলক বা পরিব্যক্তির বায়াজ অঙ্গস্ংস্থানীয় বিবর্তনেও পরিলক্ষিত হয়েছে।[16][17] উদাহরণস্বরূপ, এক সময়ের ফিনোটাইপিক বিবর্তন বা বাহ্যিক প্রদর্শনকারী বিবর্তনের তত্ত্ব বংশাণুগত পরিপক্কতার কারণ হতে পারে। যা পূর্বে , পরিবেশগত কারণ বলে ধারণা করা হত।[18][19]

নির্বাচন যদি এক বা একাধিক মিউটেশনের স্বপক্ষে যায় কিন্তু দুইয়ের সম্মেলনে কোন বাড়তি সুবিধে না থাকে। তাহলে মিউটেশনের হার বেড়ে যায় এবং একই সাথে একটি জনস্ংখ্যায় তা স্থায়ী হওয়ার সম্ভাবনা বৃদ্ধি পায়।[20][21]

ড্রসোফিলা মাছির উপর করা এক গবেষণায় দেখা গেছে যে, পরিব্যক্তির দরুণ একটি বংশাণুর কারণে কোন প্রোটিনে পরিবর্তন আসলে অধিকাংশ ক্ষেত্রে তা ক্ষতিকারক হয়। অন্তত ৭০ শতাংশ সময়ে পরিব্যক্তির ফলাফল ঋণাত্মক হয়। কখনো কখনো এর ফলাফল নিরপেক্ষ কিংবা সূক্ষ্মভাবে ধণাত্মক বা সুবিধার হয়। [22]

এলোমেলোভাবে নমুনা সংগ্রহের ফলে এলিল প্রবণতার পরিবর্তনকে বংশাণু সঞ্চারণ বলে।[23] এক্ষেত্রে, পূর্বপুরুষ থেকে প্রাপ্ত এলিল নমুনা কোন ধরনের শর্ত মেনে বংশধরের মাঝে সঞ্চারিত হয় না। [24] বংশাণুর সঞ্চারণ বংশাণুর বৈচিত্র্য আনয়নে গুরুত্বপূর্ণ অবদান রাখে। প্রাকৃতিক নির্বাচনে বংশাণুর বৈচিত্র্যতা প্রজননের উপর নির্ভর করে এক পর্যায়ে সাধারণ হয়ে সতে পারে, যা বংশাণুর সঞ্চারণে ঘটে না।[25] বংশাণুর সঞ্চারণে ঘটিত পরিবর্তন পরিবেশ বা অভিযোজন দ্বারা মোটেও প্রভাবিত হয় না।

জনস্ংখ্যা বংশাণুবিজ্ঞানে বংশাণুর সঞ্চারণকে শাখা প্রক্রিয়াজাতকরন অথবা ডিফিউশন প্রসেস দ্বারা এলিল প্রবণতা ব্যাখ্যা করা যায়। [26] এই ধারণাগুলো সাধারনত জনসংখ্যা বংশাণুবিজ্ঞানের রাইট-ফিশার এবং মোরান মডেলে প্রয়োগ করা হয়। এক্ষেত্রে বংশাণুর সঞ্চারণ শুধুমাত্র বিবর্তনীয় শোক্তি হিসেবে এলিলের উপর কাজ করে বলে ধারণা করা হয়। এক্ষেত্রে t সংখ্যক জেনারেশন পর, p এবং q দ্বারা দুইটি জনসংখ্যার এলিল প্রবণতা বোঝালে, সেই জনসংখ্যাগুলোতে এলিল প্রবণোতার হারকে নিম্নোক্ত সূত্রে দেখান যায়।

${\displaystyle V_{t}\approx pq\left(1-\exp \left\{-{\frac {t}{2N_{e}}}\right\}\right).}$[27]

রোনাল্ড ফিশার বিবর্তনে বংশাণুর সঞ্চারণ খুব সূক্ষ্ম ভূমিকা রাখছে বলে মনে করতেন। তার এই ধারণা কয়েক দশক ধরে প্রচলিত ছিল। জনস্ংখ্যা বংশাণুবিজ্ঞানের কোন দৃষ্টিপটেই বংশাণুর সঞ্চারণকে কেন্দ্র চরিত্রে দাঁড় করায় নি বরং অন্যান্য অনিবার্চিত শক্তির কার্যকরী প্রভাবক হিসেবে ব্যাখায় করেছে। [28]

নমুনা ত্রুটি জনিত কারনে বিবর্তনে বংশাণুর সঞ্চারণকে সমালোচনা করেছেন জন এইচ গিলেস্পি[29] এবং উইল প্রভিন।[30] তাদের মতে গাণিতিক ও বাস্তব ক্ষেত্রের বংশাণুর সঞ্চারনে ভিন্ন্তা রয়েছে[31] কেননা, বংশপরম্পরায় এলিল প্রবণতার মাঝে নিজস্ব সম্পর্ক বিদ্যমান। [23]

বংশাণু প্রবাহ হচ্ছে স্থানান্তরজনিত কারণে একটি জনসংখ্যার মধ্যে এলিলের বদলি হওয়া। উদাহরণস্বরূপ, নীল জনসমষ্টির একটি পাখি লাল জনসমষ্টিতে স্থানান্তরিত হয়ে বংশাণু প্রবাহের সঞ্চার করছে।

চীনের মহাপ্রাচীর বেশ কিছু প্রজাতির মধ্যে বংশাণু প্রবাহে বাধা হয়ে দাঁড়িয়েছে।

স্থানান্তরিত হওয়ার বাধা প্রাপ্ত হলে প্রজাতির প্রাণীদের মধ্যে বংশাণুর প্রবাহে ব্যাঘাত ঘটে।[32] ভৌগলিক নির্দিষ্ট সীমার মধ্যে একটি সাধারণ জনসংখ্যার মধ্য থেকে এলোমেলোভাবে নির্বাচিত করা নির্দিষ্ট প্রানীর তুলনায় অন্তত বংশাণুগতভাবে কাছাকাছি প্রাণীদের মধ্যকার মিল লক্ষ্য করার মতো। এই সমগ্র ব্যাপারটি জনসংখ্যা বংশাণুবিজ্ঞানে বিস্তারিত বংশাণুর দ্বারা আলোচনা করা হয়েছে।[33] স্থানান্তরিত হওয়ার ফলে বংশাণুর গাঠনিক পরিবর্তন জলবায়ু পরিবর্ত্নের ঐতিহাসিক প্রেক্ষাপটের সাথে সম্পর্কযুক্ত। এমনকি মানবসৃষ্ট বাধা যেমনঃ চীনের মহাপ্রাচীর গাছের বংশাণু প্রবাহে ক্ষতি করেছে। [34]

বংশাণুর প্রবাহ হল জনসংখ্যার বা প্রজাতির মধ্যকার বংশাণুগত গঠন ভেঙে বংশাণুর বিনিময় করা। বংশাণু প্রবাহের উদাহরণ দিতে গেলে জীবের স্থানান্তর এবং এরপর বংশবৃদ্ধির বা পরাগায়ণের ঘটনা উল্লেখ করতে হয়। জনস্ংখ্যা বংশাণুবিজ্ঞানে ঐতিহাসিকভাবে কোন জনসমষ্টিতে বংশাণুর প্রবাহ বেশি বা কম তা সনাক্ত করে।.[35]

একটি জনসংখ্যায় বংশাণুর প্রবাহ কমে গেলে তা নিকট আত্মীয়তাসূত্রে আবদ্ধ প্রাণীদের মধ্যে সন্তান উৎপাদনজনিত বিষন্নতা বা ইনব্রিডীং ডিপ্রেশনের (inbreeding depression) কারণ হয়ে উঠতে পারে। [36] এরকম সমস্যায় প্রজাতির মধ্যে বংশাণুর বৈচিত্র্য আনয়নে বংশাণু প্রবাহ একটি বিবর্তনী প্রাণী সংরক্ষণ পদ্ধতি হিসেবে ব্যবহার করা যায়।[37]

আনুভূমিক ও লাম্বিকভাবে বংশাণুর প্রবাহ

আনুভূমিক বংশাণু বদলি হচ্ছে এক জীব থেকে অন্য জীবের মধ্যে বংশাণুর বদলি কিন্তু এক্ষেত্রে বংশাণু বদলি বংশানুকরমে ঘটে না। সাধারণত প্রাক-কেন্দ্রিক কোষী প্রাণির ক্ষেত্রে এ ধরনের বংশাণু বদলের ঘটনা ঘটে।[38] চিকিত্সাবিজ্ঞানে , ব্যাক্টেরিয়া এটিবায়োটিকের বিরুদ্ধে প্রতিরোধ গড়ে তোলার ক্ষেত্রে এভাবে বংশাণুর মাধ্যমে প্রতিরোধ গড়ে তোলে। [39]