विज्ञान ने 21 वें दशक की बारी के बाद से आनुवंशिकी में भारी प्रगति और उपलब्धियों को पूरा किया है। वैज्ञानिकों ने मानव सहित 2800 से अधिक जीवों / प्रजातियों के पूरे जीनोम को अनुक्रमित और मैप किया है, और गणना जारी है। [१]

विकास सिद्धांत का स्थूलकरण हमें बताता है कि मनुष्य, साथ ही जीवन के अन्य बहुकोशिकीय रूप, आदिम एकल-कोशिका वाले जीवों से विकसित हुए हैं जो प्रोकैरियोट्स या अधिक आदिम के राज्य के अंतर्गत आते हैं। [२] प्रोकैरियोट एकल-कोशिका वाले जीव हैं जिनके पास कोई सच्चा नाभिक नहीं है क्योंकि उनके जीनोम एक झिल्ली के भीतर नहीं होते हैं और न ही बाकी सेल से अलग होते हैं। वे पृथ्वी पर पाए जाने वाले जीवन के सबसे प्रारंभिक और सबसे आदिम रूप हैं। [३] क्या इस विकास के लिए एक सरल, एकल कोशिका से ब्रह्मांड की उम्र के दौरान एक इंसान के लिए एक मौका है?

मानव जीनोम [4] में लगभग 3 बिलियन रासायनिक न्यूक्लियोटाइड बेस जोड़े (ए, सी, टी और जी) हैं। [5] मानव जीनोम के लगभग 34 मिलियन न्यूक्लियोटाइड आधार प्रोटीन के उत्पादन के लिए सांकेतिक शब्दों में बदलना है जो सभी जीवित प्रक्रियाओं के लिए महत्वपूर्ण हैं। इन 34 मिलियन न्यूक्लियोटाइड को जीन कहा जाता है। प्रोटीन अमीनो एसिड से बने होते हैं। प्रत्येक अमीनो एसिड एक कोडन द्वारा एन्कोड किया गया है, और प्रत्येक कोडन 3 न्यूक्लियोटाइड से बना है।

आप न्यूक्लियोटाइड्स को 4 अक्षरों के पूल के अक्षर के रूप में और कोडन को 3 अक्षरों की लंबाई के शब्दों के रूप में सोच सकते हैं।

जीन के भीतर इन न्यूक्लियोटाइड्स का क्रम जीवित जीव और इसकी प्रकृति की विशेषताओं और कार्यों को परिभाषित करता है; क्या यह एक जीवाणु, एक पौधा, एक मक्खी, एक मछली या एक मानव होगा। मानव जीनों, साथ ही अन्य जीवों में इस कोडिंग का क्रम इतना परिष्कृत, सटीक और सुव्यवस्थित है कि यह शेक्सपियर की कविता, एक उपन्यास, एक थीसिस, एक कंप्यूटर प्रोग्राम, या एक में वर्णमाला के अनुक्रम के बराबर है। 2 मिलियन शब्दों (या 2 वॉल्यूम) के विश्वकोश।

मैक्रोइवोल्यूशन के अनुसार, यह सटीक अनुक्रम, कोडिंग, यादृच्छिक म्यूटेशन [7] और प्राकृतिक चयन द्वारा अस्तित्व में आया है।

ब्रह्मांड की आयु के दौरान अधिकतम संभावित उत्परिवर्तन

हम यहां यह पता लगाने की कोशिश करेंगे कि ब्रह्मांड की उम्र के दौरान अधिकतम उत्परिवर्तन हो सकता है जो कि विकास के पक्ष में मान्यताओं के आधार पर हो सकता है।

मानव जीनोम की अधिकतम संख्या एक एकल कोशिका से मानव तक विकास के अपने पाठ्यक्रम के दौरान गुजर सकती है, प्रति पीढ़ी 3 बिलियन म्यूटेशन है, क्योंकि स्तनधारियों के जीनोम का आकार सबसे बड़ा है। यह विकासवाद के पक्ष में एक चरम धारणा है। वास्तव में, उत्परिवर्तन दर लगभग 0.003 और 350 उत्परिवर्तन प्रति जीनोम प्रति पीढ़ी के बीच होती है। [8]

अब तक की सबसे कम पीढ़ी का समय स्यूडोमोनस नैट्रीजेंस की पीढ़ी है, जो एक समुद्री जीवाणु है, जिसका पीढ़ी समय 9.8 मिनट है। [9] फिर भी, विकास के पक्ष में एक बार फिर से, हम यह मान सकते हैं कि हमें हर एक सेकंड में एक नई पीढ़ी मिल रही है। इस प्रकार, ब्रह्मांड की आयु के दौरान, [१०] जो कि लगभग १५ बिलियन वर्ष है, [११] इसके बाद आने वाली पीढ़ियों की अधिकतम संख्या:

वर्षों में ब्रह्मांड की आयु × प्रति वर्ष × दिन प्रति सेकंड

15 बिलियन × 365 × 86400 है

जो 1018 पीढ़ियों से कम है (1 इसके बाद 18 शून्य के बराबर)।

अधिकतम उत्परिवर्तन की अधिकतम संख्या की गणना के लिए आवश्यक जानकारी का अंतिम टुकड़ा इन एकल-कोशिका वाले जीवों की आबादी है। उसके लिए हम एक बहुत बड़ी संख्या मान लेंगे जो अधिक के लिए कोई जगह नहीं छोड़ता है; अवलोकनीय ब्रह्मांड में परमाणुओं की संख्या जो लगभग 1082 है। [12]

इस प्रकार, पिछले परिणामों और उदार मान्यताओं के आधार पर, पूरे ब्रह्मांड में और उसकी उम्र के दौरान होने वाले उत्परिवर्तन की अधिकतम संख्या है:

उत्परिवर्तन प्रति पीढ़ी × पीढ़ी के दौरान ब्रह्मांड की आयु × जनसंख्या

3 बिलियन × 1018 × 1082

जो 10110 से कम उत्परिवर्तन (1 के बाद 110 शून्य के साथ 1) के बराबर होती है।

मानव में विकास के लिए आवश्यक रैंडम म्यूटेशन की संख्या

मानव जीनोम के जीन में लगभग 34 मिलियन न्यूक्लियोटाइड होते हैं।

सरल, एकल-कोशिका वाले जीवों, प्रोकैरियोट्स में सबसे बड़ा जीनोम लगभग 13 मिलियन न्यूक्लियोटाइड है। [14]

इस प्रकार, प्रोकैरियोट जीवों और मनुष्यों के बीच कम से कम 21 मिलियन न्यूक्लियोटाइड का अंतर है। और एक एकल कोशिका के लिए एक मानव में विकसित होने के लिए, विकासवादी प्रक्रिया को अलग करने की आवश्यकता होती है, जिसमें सम्मिलन शामिल हो सकता है- सही न्यूक्लियोटाइड आधार के साथ कम से कम 21 मिलियन न्यूक्लियोटाइड और सही क्रम में।

जीनों में, प्रत्येक अमीनो एसिड-प्रोटीन का निर्माण ब्लॉक जो सभी जीवित प्रक्रियाओं के लिए महत्वपूर्ण हैं - को 3 न्यूक्लियोटाइड्स द्वारा कोडित किया जाता है, जिसे कोडन कहा जाता है। 21 मिलियन न्यूक्लियोटाइड का मतलब है 7 मिलियन कोडन।

यादृच्छिक उत्परिवर्तन तीन प्रभावों में से एक है: तटस्थ, हानिकारक (हानिकारक), या लाभकारी। केवल लाभकारी उत्परिवर्तन विकासवादी प्रक्रिया में योगदान कर सकते हैं।

जीवित जीवों में, 20 अलग-अलग अमीनो एसिड और एक स्टॉप कोड होता है, [15] इस प्रकार, कुल 21 है। [16] किसी भी उत्परिवर्तन से इन 20 अमीनो एसिड या स्टॉप कोड में से एक होगा। [17]

इसलिए, जीन के अंदर गिरने वाले प्रत्येक उत्परिवर्तन, जीनोम के कोडिंग क्षेत्र, [18] में लगभग 1/21 एमिनो एसिड (यानी एक ही एमिनो एसिड के लिए कोडिंग) में बदलाव नहीं करने का एक मौका होता है और इस तरह एक तटस्थ उत्परिवर्तन होता है, और अमीनो एसिड को बदलने का लगभग 20/21 का मौका। [१ ९] इन २०/२१ म्यूटेशनों में से ०% निपुण (हानिकारक) म्यूटेशन हैं। [२०] फिर भी, विकास के लिए, हम यह मानेंगे कि अमीनो एसिड को बदलने वाले सभी उत्परिवर्तन लाभदायक उत्परिवर्तन हैं। इस प्रकार, प्रत्येक उत्परिवर्तन में लाभकारी होने का लगभग 20/21 का मौका होता है। [२१]

इसलिए, 7 मिलियन कोडन के लिए लाभकारी उत्परिवर्तन के साथ यादृच्छिक रूप से उत्परिवर्तन की संभावना है:

कोडन की संख्या

20/21 की शक्ति के लिए 7 मिलियन की शक्ति के लिए लाभकारी होने के लिए उत्परिवर्तन की संभावना

जो 1 से 101,000 से अधिक के बराबर है (1 इसके बाद 100,000 शून्य के साथ)। [22]

क्या प्राकृतिक चयन से हमारे परिदृश्य में परिवर्तन की संभावना बढ़ सकती है? कभी नहीं, चूंकि मूल रूप से प्राकृतिक चयन क्या होता है जो लाभकारी या तटस्थ उत्परिवर्तन के साथ वंशावली को बनाए रखने और हानिकारक उत्परिवर्तन के साथ वंश को खत्म करने के लिए है। प्राकृतिक चयन लाभकारी उत्परिवर्तन को दोबारा उत्परिवर्तित होने से नहीं रोकता है। इसके अलावा, हमारे परिदृश्य में, हमने पहले ही मान लिया है कि सभी उत्परिवर्तन या तो तटस्थ हैं या लाभकारी हैं, और हानिकारक उत्परिवर्तन को खारिज कर दिया है। इस प्रकार, प्राकृतिक चयन इस परिदृश्य में कोई बेहतर नहीं कर सकता है।

निष्कर्ष

इसलिए, हमें 101,000 से अधिक की आवश्यकता है (1 इसके बाद 100,000 शून्य के साथ) यादृच्छिक उत्परिवर्तन होने के लिए ताकि एक साधारण, एकल-कोशिका वाले जीव एक मानव में विकसित हो सकें, जबकि हम केवल 10110 से कम (1 से 110 शून्य के साथ) प्राप्त कर सकते हैं इसके बाद) ब्रह्मांड की उम्र के दौरान उत्परिवर्तन, यहां तक ​​कि जब संपूर्ण ब्रह्मांड इस विकासवादी प्रक्रिया के लिए एक चरण है।

ये सभी गणना मानव जीन पर आधारित थीं-जो कि जीनोम के 2% से भी कम भाग पर आधारित हैं - बिना इस बात पर ध्यान दिए कि कबाड़ क्षेत्र में मानव जीनोम का लगभग 98% खपत होता है, जो अब कबाड़ नहीं हुआ। ENCODE प्रोजेक्ट कंसोर्टियम मानव जीनोम के 80% के लिए जैव रासायनिक कार्य प्रदान करने में सक्षम था और पाया गया कि इसका लगभग 20% जीन को नियंत्रित करता है। पांच वर्षीय ENCODE परियोजना के परिणाम 2012 में जर्नल नेचर, साइंस, जीनोम बायोलॉजी और जीनोम रिसर्च में प्रकाशित हुए थे। [२३] ENCODE के कंसोर्टियम के 442 शोधकर्ता, जो दुनिया भर के 32 संस्थानों में स्थित हैं, ने अपने परिणाम प्राप्त करने के लिए 300 वर्षों के कंप्यूटर समय और प्रयोगशाला में पांच वर्षों का उपयोग किया।

इस महत्वपूर्ण विषय पर कुछ प्रकाश डालने में इस अध्ययन की उम्मीद करना फायदेमंद था।