પક્ષી અને ડાયનાસોરની ચાંચના ઉત્ક્રાંતિ પાછળ છુપાયેલા ગાણિતિક નિયમનો ખુલાસો થયો

પક્ષીઓની ચાંચ વિવિધ આકાર અને કદ ધરાવે છે, હમીંગબર્ડની સ્ટ્રો જેવી ચાંચથી લઈને ગરુડની છરી જેવી ચાંચ સુધી. iScience જર્નલમાં પ્રકાશિત થયેલા તાજેતરના સંશોધનમાં એક ગાણિતિક નિયમ જાહેર કરવામાં આવ્યો છે જે લગભગ તમામ જીવંત પક્ષીઓ અને તેમના ડાયનાસોર પૂર્વજોમાં પણ ચાંચના વિકાસ અને આકારને નિયંત્રિત કરે છે.

"પાવર કેસ્કેડ" તરીકે ઓળખાતો આ નિયમ સમજાવે છે કે ચાંચ જેવી અણીદાર રચનાઓની પહોળાઈ ટોચથી પાયા સુધી કેવી રીતે વિસ્તરે છે. આ નિયમનો અભ્યાસ કરીને, સંશોધકોએ 200 મિલિયન વર્ષોમાં પક્ષીઓ અને ડાયનાસોરના ચહેરા કેવી રીતે વિકસિત થયા તે અંગે સમજ મેળવી છે. આ અભ્યાસ એવા કિસ્સાઓની પણ શોધ કરે છે જ્યાં આ નિયમોનું ઉલ્લંઘન થયું છે.

જીવવિજ્ઞાનમાં સાર્વત્રિક નિયમો શોધવા દુર્લભ છે, પરંતુ જ્યારે મળી આવે છે, ત્યારે તે કુદરતી પેટર્ન માટે શક્તિશાળી સમજૂતીઓ પૂરી પાડે છે. દાંત, શિંગડા, ખૂર, શેલ અને ચાંચ જેવા પોઇન્ટેડ માળખાના આકાર અને વૃદ્ધિને સમજાવવા માટે પાવર કેસ્કેડ નિયમ અગાઉ ઓળખવામાં આવ્યો હતો.

સંશોધકોને રસ હતો કે આ નિયમ પક્ષીઓ અને ડાયનાસોરની ચાંચના આકારને કેવી રીતે સમજાવી શકે છે. થેરોપોડ્સમાં, જે જૂથમાં ટાયરનોસોરસ રેક્સનો સમાવેશ થાય છે, ચાંચ ઓછામાં ઓછી છ વખત વિકસિત થઈ, દાંત ખોવાઈ ગયા અને નાક લાખો વર્ષોમાં ચાંચના આકારમાં ફેલાયેલી.

ઉત્ક્રાંતિ વિશ્લેષણ

પાવર કેસ્કેડ નિયમની તપાસ કરવા માટે, સંશોધકોએ થેરોપોડ્સની 127 પ્રજાતિઓનો અભ્યાસ કર્યો. તેમને જાણવા મળ્યું કે 95% થેરોપોડ ચાંચ અને નાક આ નિયમનું પાલન કરે છે. કમ્પ્યુટર મોડેલિંગ દ્વારા અદ્યતન ઉત્ક્રાંતિ વિશ્લેષણનો ઉપયોગ કરીને, એવું દર્શાવવામાં આવ્યું હતું કે પૂર્વજોના થેરોપોડ્સમાં પાવર કેસ્કેડ નિયમને અનુસરીને દાંતાવાળા નાક હતા.

આ સૂચવે છે કે પાવર કેસ્કેડ ફક્ત થેરોપોડ ચાંચ જ નહીં પરંતુ સસ્તન પ્રાણીઓ, સરિસૃપ અને માછલી સહિત તમામ કરોડઅસ્થિધારી પ્રાણીઓના નાકના વિકાસનું વર્ણન કરી શકે છે.

નિયમ પાળનારા અને તોડનારા

૬.૬ કરોડ વર્ષ પહેલાં સામૂહિક લુપ્ત થવાની ઘટનામાંથી બચી ગયા પછી, પક્ષીઓમાં નોંધપાત્ર ફેરફારો થયા. આજે, પક્ષીઓની ચાંચ વિશ્વભરમાં વિવિધ વાતાવરણમાં અનુકૂળ થઈ ગઈ છે. મોટાભાગના ચાંચ પાવર કેસ્કેડ વૃદ્ધિના નિયમનું પાલન કરે છે, ફળ ખાવા અથવા મધ પીવા જેવી વિવિધ ખોરાક શૈલીઓ પૂરી પાડે છે.

જોકે, કેટલાક પક્ષીઓ આ નિયમથી ભટકી જાય છે. યુરેશિયન સ્પૂનબિલ એક એવું જ ઉદાહરણ છે; તેની વિશિષ્ટ ચાંચ તેને કાદવમાંથી ચાળણી કરીને જળચર જીવોને પકડવામાં મદદ કરે છે. આ અનોખી ખોરાક શૈલીએ તેને સામાન્ય નિયમ તોડવાનું કારણ બન્યું હશે.

ભવિષ્યના સંશોધન દિશાઓ

મોટાભાગના પક્ષીઓ અને ડાયનાસોરની ચાંચ પાવર કેસ્કેડને અનુસરે છે તે શોધ પક્ષીની ચાંચ બચ્ચાથી પુખ્ત વયના લોકો સુધી કેવી રીતે વધે છે તે અંગે વધુ સંશોધનને પ્રોત્સાહન આપે છે. જો આ નિયમ પક્ષીની ચાંચના વિકાસમાં પાયાનો હોય, તો તે જીવનના વૃક્ષ પરના અન્ય સ્વરૂપોને પણ લાગુ પડી શકે છે.

English summary

Mathematical rule shaping beaks in birds and dinosaurs