ફર્નની આનુવંશિક માહિતીને અનલૉક કરવાથી અમને અમારા દ્વારા સામનો કરવામાં આવતી બહુવિધ સમસ્યાઓના સંભવિત ઉકેલો મળી શકે છે ગ્રહ આજે.
In જિનોમ અનુક્રમ ડીએનએ દરેક ચોક્કસ ડીએનએ પરમાણુમાં ન્યુક્લિયોટાઇડ્સના ક્રમને નિર્ધારિત કરવા માટે સિક્વન્સિંગ કરવામાં આવે છે. ડીએનએમાં વહન કરવામાં આવતી આનુવંશિક માહિતીના પ્રકારને સમજવા માટે આ ચોક્કસ ક્રમ મૂલ્યવાન છે. જનીન પ્રોટીન માટે એન્કોડ કરે છે જે શરીરના મોટાભાગના કાર્યો માટે જવાબદાર છે, આ માહિતી શરીરમાં તેમના કાર્યની અસરને સમજવામાં મદદ કરી શકે છે. ક્રમ પૂર્ણ જિનોમ સજીવનું એટલે કે તેના તમામ ડીએનએ એ એક જટિલ અને પડકારજનક કાર્ય છે અને ડીએનએને નાના ટુકડાઓમાં તોડીને, તેમને ક્રમબદ્ધ કરીને અને પછી તે બધાને એકસાથે મૂકીને થોડું-થોડું કરવું પડે છે. ઉદાહરણ તરીકે, સંપૂર્ણ માનવ જિનોમ 2003 માં ક્રમબદ્ધ કરવામાં 13 વર્ષ લાગ્યા અને કુલ ખર્ચ USD 3 બિલિયન થયો. ટેકનોલોજીમાં પ્રગતિ સાથે જીનોમ સેંગર સિક્વન્સિંગ અને નેક્સ્ટ જનરેશન સિક્વન્સિંગ જેવી પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને પ્રમાણમાં ઝડપથી અને ઓછા ખર્ચે અનુક્રમ કરી શકાય છે. એકવાર જીનોમ ક્રમબદ્ધ અને ડીકોડ થઈ જાય પછી, જૈવિક સંશોધનના સંભવિત ક્ષેત્રોને ઓળખવા અને લક્ષિત એપ્લિકેશન વિકાસ તરફ પ્રગતિ કરવા માટે અમર્યાદિત શક્યતાઓ ખુલે છે.
કોર્નેલ યુનિવર્સિટી અને વિશ્વભરના 40 સંશોધકોની ટીમે સંપૂર્ણ ક્રમ તૈયાર કર્યો છે જિનોમ પાણીનો ફર્ન એઝોલા ફિલીક્યુલોઇડ્સ કહેવાય છે1,2. આ ફર્ન સામાન્ય રીતે વિશ્વના ગરમ તાપમાન અને ઉષ્ણકટિબંધીય પ્રદેશોમાં ઉગતા જોવા મળે છે. ફર્નના જીનોમિક રહસ્યોને ઉઘાડી પાડવાનો પ્રોજેક્ટ થોડા સમયથી પાઇપલાઇનમાં છે અને તેને Experiment.com નામની ક્રાઉડફંડિંગ સાઇટ દ્વારા 22,160 સમર્થકો પાસેથી USD 123 ના ભંડોળ દ્વારા સમર્થન મળ્યું હતું. સંશોધકોએ આખરે યુટ્રેચ યુનિવર્સિટીના સહયોગથી બેઇજિંગ જીનોમિક્સ ઇન્સ્ટિટ્યૂટમાંથી અનુક્રમ હાથ ધરવા માટે ભંડોળ મેળવ્યું. આ નાની ફ્લોટિંગ ફર્ન પ્રજાતિઓ જે આંગળીના નખ પર બંધબેસે છે તેનું જીનોમ કદ .75 ગીગાબેઝ (અથવા બિલિયન બેઝ પેર) છે. ફર્ન મોટા હોવાનું જાણીતું છે જીનોમ, સરેરાશ 12 ગીગાબેઝનું કદ છે, જો કે હજુ સુધી મોટા ફર્ન જીનોમમાંથી કોઈ પણ ડીકોડ કરવામાં આવ્યું નથી. આવા વિસ્તૃત પ્રોજેક્ટનો હેતુ આ ફર્નની સંભવિતતા શું હોઈ શકે તેના પર સંકેતો આપવાનો હતો.
ફર્ન એઝોલાના ઘણા રસપ્રદ પાસાઓ આના પર બહાર આવ્યા છે જિનોમ માં પ્રકાશિત અનુક્રમ અભ્યાસ પ્રકૃતિ છોડ અને સંભવિત ક્ષેત્રો કે જેમાં આ ફર્ન ફાયદાકારક બની શકે છે તેના પર ભવિષ્યના સંશોધન માટે દિશા પ્રદાન કરી છે. ફર્ન એઝોલા લગભગ 50 મિલિયન વર્ષો પહેલા આના પર વ્યાપક અને વધતી જતી હતી ગ્રહ આર્કટિક મહાસાગરની આસપાસ. તે સમય દરમિયાન પૃથ્વી પણ વર્તમાન પરિસ્થિતિઓની સરખામણીમાં વધુ ગરમ હતી અને આ ફર્નને જાળવવામાં મહત્વની ભૂમિકા ભજવવાનું માનવામાં આવતું હતું ગ્રહ 10 મિલિયન વર્ષો દરમિયાન વાતાવરણમાંથી લગભગ 1 ટ્રિલિયન ટન કાર્બન ડાયોક્સાઇડ કબજે કરીને ઠંડુ. અહીં આપણે આ ફર્નની લડાઈ અને રક્ષણમાં સંભવિત ભૂમિકા જોઈ શકીએ છીએ ગ્રહ આબોહવા પરિવર્તનના પરિણામે ગ્લોબલ વોર્મિંગથી.
ફર્નને નાઇટ્રોજન ફિક્સેશનમાં પણ મહત્વની ભૂમિકા ભજવવાનું માનવામાં આવે છે, એક પ્રક્રિયા જે વાતાવરણમાં મુક્ત નાઇટ્રોજન (N2) ને સંયોજિત કરે છે - એક નિષ્ક્રિય ગેસ જે હવામાં પુષ્કળ પ્રમાણમાં ઉપલબ્ધ છે - અન્ય રાસાયણિક તત્વો સાથે વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ નાઇટ્રોજન-આધારિત સંયોજનો બનાવવા માટે, જેમ કે એમોનિયા, નાઈટ્રેટ્સ વગેરેનો ઉપયોગ કૃષિ હેતુઓ માટે ખાતર જેવા વિવિધ કાર્યક્રમોમાં થઈ શકે છે. જીનોમ ડેટા અમને નોસ્ટોક એઝોલા નામના સાયનોબેક્ટેરિયા સાથે આ ફર્નના સહજીવન સંબંધ (પરસ્પર લાભ) વિશે જણાવે છે. ફર્ન લીફ આ સાયનોબેક્ટેરિયાને નાના છિદ્રોમાં હોસ્ટ કરે છે અને આ બેક્ટેરિયા નાઈટ્રોજનને ઠીક કરે છે જેથી તે ઉત્પન્ન થાય છે. પ્રાણવાયુ જેનો ફર્ન અને આસપાસના ઉગાડતા છોડ ઉપયોગ કરી શકે છે. બદલામાં, સાયનો બેક્ટેરિયા જ્યારે ફર્ન તેને બળતણ પૂરું પાડે છે ત્યારે છોડના પ્રકાશસંશ્લેષણ દ્વારા ઊર્જા એકત્રિત કરો. તેથી, આ ફર્નનો ઉપયોગ કુદરતી લીલા ખાતર તરીકે થઈ શકે છે અને સંભવતઃ વધુ ટકાઉ કૃષિ પ્રેક્ટિસનો પ્રચાર કરતા નાઈટ્રોજન ખાતરોના ઉપયોગને દૂર કરી શકે છે. લેખકો કહે છે કે બંને હોવા જીનોમ સાયનોબેક્ટેરિયા અને હવે ફર્ન, સંશોધન આવા ટકાઉ પ્રેક્ટિસ વિકસાવવા અને અપનાવવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરી શકાય છે. રસપ્રદ વાત એ છે કે, ફર્ન એઝોલા એશિયાના ખેડૂતો દ્વારા 1000 વર્ષથી વધુ સમયથી ચોખાના ડાંગરમાં લીલા ખાતર તરીકે ઉમેરવામાં આવી છે.
સંશોધકોએ ફર્નમાં એક મહત્વપૂર્ણ કુદરતી રીતે સંશોધિત (જંતુનાશક) જનીનને પણ ઓળખી કાઢ્યું છે જે જંતુ પ્રતિકાર પ્રદાન કરવાની ક્ષમતા ધરાવે છે. આ જનીન જ્યારે કપાસના છોડમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે ત્યારે જંતુઓથી મોટા પ્રમાણમાં રક્ષણ પૂરું પાડે છે. આ 'જંતુનાશક' જનીનને બેક્ટેરિયામાંથી ફર્ન પર સ્થાનાંતરિત અથવા 'ગિફ્ટ' કરવામાં આવે છે અને તે ફર્નના વંશના ખૂબ જ ચોક્કસ ઘટક તરીકે જોવામાં આવે છે એટલે કે તે પેઢી દર પેઢી સફળતાપૂર્વક પસાર થાય છે. જંતુઓથી સંભવિત રક્ષણની શોધની કૃષિ પ્રેક્ટિસ પર મજબૂત અસર પડશે.
આ અભ્યાસ દર્શાવે છે કે ફર્નમાંથી પ્રથમવાર જીનોમિક માહિતીને ઉઘાડી પાડવાનું 'શુદ્ધ વિજ્ઞાન' નિર્ણાયક વનસ્પતિ જનીનોને બહાર કાઢવા અને સમજવાની દિશામાં એક મોટું પગલું છે. તે ફર્નના ઉત્ક્રાંતિ ઇતિહાસને વધુ સારી રીતે સમજવામાં પણ મદદ કરે છે એટલે કે પેઢીઓથી તેમની વિશેષતાઓ કેવી રીતે વિકસિત થઈ છે. વનસ્પતિ અને પ્રાણીસૃષ્ટિ એકસાથે કેવી રીતે અસ્તિત્વ ધરાવે છે તે શોધવા અને સમજવા માટે છોડની સમજ ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. ગ્રહ અને આવા સંશોધનને એવી વસ્તુ તરીકે લેબલ કરવાને બદલે મહત્વ આપવું જોઈએ જે પૂરતું નોંધપાત્ર નથી. અઝોલા ફિલીક્યુલોઈડ્સ અને સાલ્વિનિયા કુક્યુલાટાના ક્રમ પછી, 10 થી વધુ ફર્ન પ્રજાતિઓ વધુ સંશોધન માટે પહેલેથી જ પાઈપલાઈનમાં છે.
***
{તમે ટાંકેલા સ્ત્રોત(ઓ)ની સૂચિમાં નીચે આપેલ DOI લિંક પર ક્લિક કરીને મૂળ સંશોધન પેપર વાંચી શકો છો}
સ્રોત (ઓ)
1. ફે-વેઇ એલ એટ અલ. 2018. ફર્ન જીનોમ જમીન છોડ ઉત્ક્રાંતિ અને સાયનોબેક્ટેરિયલ સિમ્બાયોસિસને સ્પષ્ટ કરો. પ્રકૃતિ છોડ. 4 (7). https://doi.org/10.1038/s41477-018-0188-8
2. ફર્નબેઝ https://www.fernbase.org/. [જુલાઈ 18 2018ના રોજ એક્સેસ કરેલ].
***
