జీవశాస్త్ర పరిణామం

పరిణామ జీవశాస్త్రం (Evolutionary biology) అనేది జీవశాస్త్రం (Biology) లో ఒక ముఖ్యమైన భాగం. భూమి మీద ఉన్న జీవం (Life) అనేక వేల ఏళ్లలో ఎలా మారుతూ వచ్చింది అనే విషయాన్ని ఇది వివరిస్తుంది. ఈ శాస్త్రం ప్రధానంగా పరిణామం (Evolution) జరగడానికి కారణమయ్యే నాలుగు ముఖ్యమైన మార్గాల గురించి చర్చిస్తుంది. అవి: సహజ వరణం (Natural selection), ఉత్పరివర్తనం (Mutation), జన్యు గతిశీలత (Genetic drift), ఇంకా జన్యు ప్రవాహం (Gene flow). భూమి మీద ఇన్ని రకాల జీవరాశులు ఎందుకు ఉన్నాయి, అవి ఎలా పుట్టాయి అనే విషయాన్ని అర్థం చేసుకోవడమే పరిణామ జీవశాస్త్రం ప్రధాన ఉద్దేశం.

పరిణామం గురించి మొట్టమొదట లోతుగా పరిశోధన చేసిన వ్యక్తి చార్లెస్ డార్విన్ (Charles Darwin). ఆయన పక్షుల ముక్కుల ఆకారాన్ని గమనించి, అవి కాలక్రమేణా ఎలా మారుతున్నాయో వివరించారు. ఆ తర్వాత జూలియన్ హక్స్లీ (Julian Huxley) అనే శాస్త్రవేత్త ఆధునిక పరిణామ సిద్ధాంతాన్ని (Modern synthesis) రూపొందించడంలో సహాయపడ్డారు. ఈ సిద్ధాంతం ద్వారా జన్యుశాస్త్రం (Genetics), పర్యావరణ శాస్త్రం (Ecology), ఇంకా శిలాజ శాస్త్రం (Paleontology) వంటి వివిధ విభాగాలను ఒకటిగా చేర్చి పరిణామం ఎలా జరుగుతుందో శాస్త్రవేత్తలకు సులభంగా అర్థమయ్యేలా చేశారు.

ప్రస్తుతం ఈ విభాగంలో పరిశోధనలు చాలా విస్తృతంగా జరుగుతున్నాయి. జంతువులు, మొక్కలు తమ చుట్టూ ఉన్న వాతావరణంలో ఎలా బతుకుతున్నాయి, అందులో జన్యువుల పాత్ర ఏమిటి అనే విషయాలను శాస్త్రవేత్తలు గమనిస్తున్నారు. అలాగే అణు పరిణామం (Molecular evolution), పిండం (Embryo) ఎలా పెరుగుతుంది అనే అంశాలపై కూడా దృష్టి సారిస్తున్నారు. ఈ కొత్త విభాగాన్ని 'పరిణామ అభివృద్ధి జీవశాస్త్రం' (Evolutionary developmental biology) లేదా క్లుప్తంగా "ఎవో-డెవో" (Evo-devo) అని పిలుస్తారు.

 అవలోకనం 
భూమి మీద ఇన్ని రకాల జాతులు (Species) ఎందుకు ఉన్నాయో పరిణామ జీవశాస్త్రం వివరిస్తుంది. ఒక సమూహంలోని జీవుల మధ్య తరతరాలుగా వస్తున్న చిన్న చిన్న మార్పులను గమనించడం ద్వారా ఇది సాధ్యమవుతుంది. DNA ఎలా మారుతుంది, ఈ మార్పులు తల్లిదండ్రుల నుండి పిల్లలకు ఎలా అందుతాయి అనే విషయాలను తెలుసుకోవడానికి శాస్త్రవేత్తలు ప్రయత్నిస్తారు. జీవులు బతకడానికి, పిల్లలను కనడానికి ఏ ఏ లక్షణాలు (Traits) ఉపయోగపడుతున్నాయో వారు గమనిస్తారు. ఒక లక్షణం జీవి మనుగడకు సహాయపడితే, ఆ లక్షణం తర్వాతి తరానికి వెళ్లే అవకాశం ఎక్కువగా ఉంటుంది. ఇలా కాలం గడిచేకొద్దీ ఆ సమూహంలో ఆ మంచి లక్షణం ఉన్న జీవులు పెరుగుతాయి.

పరిణామాన్ని అధ్యయనం చేయడానికి శాస్త్రవేత్తలు అనేక పద్ధతులను ఉపయోగిస్తారు. ప్రస్తుతం జీవిస్తున్న జంతువుల శరీర నిర్మాణాలను, అలాగే ఎప్పుడో చనిపోయిన జంతువుల శిలాజాలు (Fossils) గమనిస్తారు. సాంకేతికత (Technology) సాయంతో DNA ను చదవడం ద్వారా వేర్వేరు జాతుల మధ్య ఉన్న సంబంధాలను పోల్చి చూస్తారు.

 చరిత్ర 
చార్లెస్ డార్విన్ 1859లో తన ప్రసిద్ధ పుస్తకం జాతుల ఉత్పత్తి (On the Origin of Species) ప్రచురించారు. పరిణామం అనేది సహజ వరణం ద్వారా జరుగుతుందని ఆయన అందులో చెప్పారు. అయితే, 1930, 1940 దశకాల్లో 'ఆధునిక పరిణామ సిద్ధాంతం' వచ్చే వరకు పరిణామ జీవశాస్త్రం ఒక ప్రత్యేక పాఠ్యాంశంగా గుర్తింపు పొందలేదు. అంతకుముందు చాలా విశ్వవిద్యాలయాల్లో దీని గురించి ప్రత్యేక విభాగాలు ఉండేవి కావు.

1980వ దశకం నుండి చాలా పాఠశాలలు, కళాశాలలు ఈ విషయాన్ని బోధించడం మొదలుపెట్టాయి. నేడు సూక్ష్మజీవశాస్త్రం (Microbiology) లో కూడా పరిణామ ఆలోచనలను వాడుతున్నారు. బ్యాక్టీరియా (Bacteria), వైరస్ (Virus) వంటివి చాలా త్వరగా మారుతుంటాయి. ఎందుకంటే వాటి జీవితకాలం చాలా తక్కువ. దీనివల్ల పరిణామం నిజ సమయంలో ఎలా జరుగుతుందో శాస్త్రవేత్తలు సులభంగా పరీక్షించగలుగుతున్నారు.

ఈ శాస్త్ర అభివృద్ధికి చాలా మంది ప్రముఖులు కృషి చేశారు. థియోడోసియస్ డోబ్జాన్స్కీ, ఇ. బి. ఫోర్డ్ అనేక ప్రయోగాలు చేశారు. రోనాల్డ్ ఫిషర్, సీవాల్ రైట్, జె. బి. ఎస్. హాల్డేన్ వంటి వారు గణితాన్ని ఉపయోగించి పరిణామాన్ని వివరించారు. కొత్త జాతులు ఎలా ఏర్పడతాయో ఎర్నస్ట్ మేయర్ వివరించగా, శిలాజాల గురించి జార్జ్ గేలార్డ్ సింప్సన్ అధ్యయనం చేశారు. ఆ తర్వాత జేమ్స్ ఎఫ్. క్రో, రిచర్డ్ లెవోంటిన్ వంటి వారు చాలా మంది కొత్త శాస్త్రవేత్తలకు ఈ రంగంలో శిక్షణ ఇచ్చారు.

 ఉప విభాగాలు 
జీవశాస్త్రంలోని అన్ని అంశాలను కలిపి ఉంచే ఒకే ఒక పెద్ద ఆలోచన పరిణామం. ఇది చాలా పెద్ద విషయం కాబట్టి, దీనిని కొన్ని చిన్న భాగాలుగా విభజించారు.

 ప్రాథమిక విభాగాలు 
 జీవశాస్త్రాన్ని మూడు రకాలుగా చూడవచ్చు:
జీవ స్థాయిలు: ఇది చిన్న చిన్న అణువులు (Molecules), కణాల (Cells) నుండి పెద్ద జంతువుల సమూహాల వరకు ఉంటుంది.

జీవ సమూహాలు: ఇందులో జంతు శాస్త్రం (Zoology), వృక్ష శాస్త్రం (Botany), సూక్ష్మజీవశాస్త్రం వంటివి ఉంటాయి.

పద్ధతులు: కొందరు శాస్త్రవేత్తలు బయట తిరుగుతూ పరిశోధన చేస్తే, మరికొందరు కంప్యూటర్ల మీద లేదా శిలాజాల మీద పని చేస్తారు.

 అనువర్తిత విభాగాలు 
ఇటీవలి కాలంలో పరిణామ జీవశాస్త్రాన్ని ఇతర రంగాల్లో కూడా వాడుతున్నారు. దీనివల్ల కొత్త విభాగాలు పుట్టుకొచ్చాయి:

పరిణామ రోబోటిక్స్ (Evolutionary robotics): పరిణామ సూత్రాలను ఉపయోగించి మెరుగైన రోబోలను తయారు చేయడం.

పరిణామ ఇంజనీరింగ్ (Evolutionary engineering): కొత్త వస్తువులను డిజైన్ చేయడానికి ప్రకృతిలోని పద్ధతులను వాడటం.

పరిణామ ఆర్థిక శాస్త్రం (Evolutionary economics): డబ్బు, వ్యాపార మార్కెట్లు జీవులలాగే ఎలా మారుతాయో అధ్యయనం చేయడం.

కంప్యూటర్ సైన్స్: కష్టమైన సమస్యలను పరిష్కరించడానికి పరిణామ అల్గారిథమ్స్ (Evolutionary algorithms) వాడటం.

పరిణామ అభివృద్ధి జీవశాస్త్రంలో, ఒక గుడ్డు నుండి జంతువు ఎలా ఎదుగుతుందో పరిశీలిస్తారు. శరీరాన్ని నిర్మించడానికి అవసరమైన "సూచనలు" లక్షల ఏళ్లలో ఎలా మారాయో వారు తెలుసుకోవాలనుకుంటారు. పరిణామ వృక్షాన్ని గమనించడం ద్వారా రెక్కలు లేదా కాళ్లు వంటి భాగాలు ఎప్పుడు మొదట వచ్చాయో కనిపెట్టవచ్చు.Ozernyuk, N.D. (2019) "Evolutionary Developmental Biology: the Interaction of Developmental Biology, Evolutionary Biology, Paleontology, and Genomics". Paleontological Journal, Vol. 53, No. 11, pp. 1117–1133.

 పరిశోధనా అంశాలు (Research Topics) 
పరిణామ జీవశాస్త్రవేత్తలు అనేక ప్రశ్నలకు సమాధానాలు వెతుకుతుంటారు. వారు నిజాలను తెలుసుకోవడానికి గణితం, రసాయన శాస్త్రం వంటివి వాడుతారు.

 పెద్ద ప్రశ్నలు 
శాస్త్రవేత్తలు వీటి గురించి సమాధానాలు వెతుకుతున్నారు:

జాతుల ఏర్పాటు (Speciation): ఒకే రకమైన జీవి నుండి రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ రకాల జీవులు ఎలా పుడతాయి.

లైంగిక ప్రత్యుత్పత్తి: జంతువులు తమను తాము నకలు చేసుకోకుండా, ఇద్దరు తల్లిదండ్రుల ద్వారా సంతానాన్ని ఎందుకు పొందుతాయి.

సహకారం: కొన్ని జంతువులు ప్రాణాపాయం ఉన్నా సరే ఇతరులకు ఎందుకు సహాయం చేస్తాయి.

వృద్ధాప్యం (Ageing): జీవులకు ముసలితనం ఎందుకు వస్తుంది, చివరకు అవి ఎందుకు చనిపోతాయి.Avise, J.C. Perspective: The evolutionary biology of aging, sexual reproduction, and DNA repair. Evolution. 1993 Oct;47(5):1293–1301.

 చరిత్ర సమయం 
కొందరు శాస్త్రవేత్తలు "ఏమి జరిగింది? ఎప్పుడు జరిగింది?" అనే విషయాల మీద దృష్టి పెడతారు. వీరే శిలాజ శాస్త్రవేత్తలు (Paleontologists). వీరు లక్షల ఏళ్ల క్రితం ఉన్న క్షీరదాలు (Mammals), ఇతర జంతువుల చరిత్రను చదువుతారు. డైనోసార్ల కాలం, ఆ తర్వాత జరిగిన మార్పులను గమనిస్తారు.

 జన్యువులు DNA 
 ఆధునిక శాస్త్రవేత్తలు జన్యు పటాన్ని (Genome) పరిశీలిస్తారు. జంతువుల శరీరంలో మార్పులు రావడానికి ఏ జన్యువులు కారణమో తెలుసుకోవాలనుకుంటారు. వారు ప్రధానంగా వీటిని గమనిస్తారు:
ఉత్పరివర్తనం (Mutation): DNA లో జరిగే చిన్న పొరపాట్లు జీవి ఆకారాన్ని లేదా ప్రవర్తనను మారుస్తాయి.

జన్యు ద్విగుణీకరణ (Gene duplication): పొరపాటున ఒక జన్యువు రెండుసార్లు కాపీ అయినప్పుడు కొత్త లక్షణాలు రావడానికి అవకాశం ఉంటుంది.

అనువంశికత: ఒక లక్షణం జన్యువుల వల్ల వచ్చిందా లేదా వాతావరణం వల్ల వచ్చిందా అని తెలుసుకోవడానికి వారు తరచుగా కవలల అధ్యయనం (Twin studies) చేస్తారు.

 జర్నల్స్ 
శాస్త్రవేత్తలు తమ కొత్త ఆవిష్కరణలను శాస్త్రీయ జర్నల్స్ (Scientific journals) లో ప్రచురిస్తారు. కేవలం పరిణామం గురించి మాత్రమే చెప్పే పత్రికలు కొన్ని ఉన్నాయి:

Evolution

Journal of Evolutionary Biology

BMC Evolutionary Biology

ఇవి కాకుండా వేరే విషయాలతో పాటు పరిణామం గురించి చెప్పే పత్రికలు కూడా ఉన్నాయి. ఉదాహరణకు, Molecular Ecology పరిణామం, ప్రకృతి గురించి వివరిస్తుంది. Genetics పత్రిక DNA, లక్షణాలు ఎలా మారుతాయో చెబుతుంది. ఈ పత్రికల వల్ల ప్రపంచవ్యాప్తంగా ఉన్న శాస్త్రవేత్తలు ఒకరి దగ్గర నుండి ఒకరు విషయాలు నేర్చుకుంటారు.

 ఇవి కూడా చూడండి 
జీవ రసాయన శాస్త్రం

జీవ భూగోళశాస్త్రం

జీవ భౌతిక శాస్త్రం

నాడీ విజ్ఞానం

కణ జీవశాస్త్రం

క్రయోబయాలజీ

 మూలాలు 

 బయటి లింకులు 
 Evolution - ఎన్‌సైక్లోపీడియా బ్రిటానికా లో సమాచారం.