UPSC MainsANI-HUSB-VETER-SCIENCE-PAPER-I202510 Marks
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Q25.

आनुवंशिक भिन्नता घटकों के आधार पर विभिन्न प्रकार की आनुवंशिकता (वंशागतित्व) का वर्णन कीजिए।

How to Approach

इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, आनुवंशिकता (हेरिटेबिलिटी) की परिभाषा से शुरुआत करें और आनुवंशिक भिन्नता घटकों के महत्व पर प्रकाश डालें। मुख्य भाग में, विभिन्न प्रकार की आनुवंशिकता (व्यापक अर्थ में आनुवंशिकता, संकीर्ण अर्थ में आनुवंशिकता और वास्तविक आनुवंशिकता) का विस्तृत वर्णन करें। प्रत्येक प्रकार को उदाहरणों और आनुवंशिक भिन्नता घटकों (योगात्मक, प्रभावी, अंतःक्रियात्मक) के साथ समझाएं। अंत में, एक संतुलित निष्कर्ष दें जो आनुवंशिकता के अध्ययन के महत्व को उजागर करे।

Model Answer

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Introduction

आनुवंशिकता (वंशागतित्व) जीव विज्ञान की वह शाखा है जो इस बात का अध्ययन करती है कि आनुवंशिक लक्षण माता-पिता से संतानों में कैसे हस्तांतरित होते हैं और इन लक्षणों में विविधताएं कैसे उत्पन्न होती हैं। यह केवल समानताएं नहीं, बल्कि पीढ़ियों के बीच दिखने वाले अंतरों को भी समझने का प्रयास करती है। आनुवंशिक भिन्नता, जो डीएनए अनुक्रमों में अंतर को संदर्भित करती है, आनुवंशिकता का मूल आधार है। इन भिन्नताओं के घटकों के आधार पर, वंशागति को विभिन्न प्रकारों में वर्गीकृत किया जाता है, जो हमें किसी विशेष लक्षण के फेनोटाइपिक भिन्नता में जीन और पर्यावरण के सापेक्ष योगदान को समझने में मदद करते हैं। ग्रेगर जॉन मेंडल के मौलिक कार्यों ने आनुवंशिकता के नियमों की नींव रखी, और आज जनसंख्या आनुवंशिकी तथा मात्रात्मक आनुवंशिकी हमें इन जटिलताओं को और गहराई से समझने में सहायक हैं।

आनुवंशिकता (हेरिटेबिलिटी) किसी जनसंख्या में किसी लक्षण की फेनोटाइपिक भिन्नता का वह अनुपात है जो आनुवंशिक भिन्नता के कारण होता है। यह हमें यह समझने में मदद करता है कि किसी विशेष लक्षण में देखी गई भिन्नता का कितना हिस्सा आनुवंशिक कारकों के कारण है और कितना पर्यावरणीय कारकों के कारण है। आनुवंशिक भिन्नता के विभिन्न घटक इस वंशागति को वर्गीकृत करने का आधार प्रदान करते हैं।

आनुवंशिक भिन्नता के घटक (Components of Genetic Variation)

आनुवंशिक भिन्नता (VG) को मुख्य रूप से तीन घटकों में विभाजित किया जा सकता है:

  • योगात्मक आनुवंशिक भिन्नता (Additive Genetic Variance - VA): यह जीन के योगात्मक प्रभावों के कारण होने वाली भिन्नता है। यह वह हिस्सा है जो सीधे माता-पिता से संतानों में हस्तांतरित होता है और चयन (Selection) के लिए सबसे महत्वपूर्ण होता है। उदाहरण के लिए, यदि एक लंबा व्यक्ति अपने लंबेपन के लिए जिम्मेदार कई 'लंबाई बढ़ाने वाले' जीनों का वाहक है, तो इन जीनों का योग उसके लंबेपन में योगदान करता है।
  • प्रभावी आनुवंशिक भिन्नता (Dominance Genetic Variance - VD): यह जीन के प्रभावी और अप्रभावी संबंधों के कारण होने वाली भिन्नता है। यह तब उत्पन्न होती है जब एक जीन का एलील दूसरे एलील पर प्रभावी होता है, जिससे प्रभावी एलील का प्रभाव अप्रभावी एलील के प्रभाव को छिपा देता है। यह सीधे माता-पिता से संतानों में हस्तांतरित नहीं होता है।
  • अंतःक्रियात्मक आनुवंशिक भिन्नता (Epistatic or Interaction Genetic Variance - VI): यह विभिन्न जीनों के बीच अंतःक्रियाओं (एपिसटैसिस) के कारण होने वाली भिन्नता है। इसका अर्थ है कि एक जीन का प्रभाव दूसरे जीन की उपस्थिति से प्रभावित होता है। यह भी सीधे माता-पिता से संतानों में हस्तांतरित नहीं होता।

आनुवंशिकता (वंशागतित्व) के विभिन्न प्रकार

आनुवंशिक भिन्नता के घटकों के आधार पर आनुवंशिकता को मुख्य रूप से दो प्रकारों में बांटा जाता है, और एक तीसरा प्रकार प्रयोगात्मक रूप से प्राप्त किया जाता है:

1. व्यापक अर्थ में आनुवंशिकता (Broad-Sense Heritability - H2 या HB2)

  • परिभाषा: यह किसी लक्षण की कुल फेनोटाइपिक भिन्नता का वह अनुपात है जो कुल आनुवंशिक भिन्नता (VG) के कारण होता है। यह सभी प्रकार की आनुवंशिक भिन्नताओं (योगात्मक, प्रभावी, अंतःक्रियात्मक) को शामिल करता है।
  • सूत्र: H2 = VG / VP = (VA + VD + VI) / VP
  • महत्व: यह किसी लक्षण में आनुवंशिक कारकों के समग्र महत्व का अनुमान प्रदान करता है। हालांकि, यह सीधे यह नहीं बताता कि चयन से लक्षण में कितना सुधार होगा, क्योंकि प्रभावी और अंतःक्रियात्मक भिन्नता सीधे वंशानुगत नहीं होती।
  • उदाहरण: जुड़वां अध्ययनों में इसका उपयोग किया जाता है, जहां एक समान जुड़वां (मोनोजाइगोटिक) और द्वि-समान जुड़वां (डाइजाइगोटिक) के बीच तुलना करके आनुवंशिकता का अनुमान लगाया जाता है।

2. संकीर्ण अर्थ में आनुवंशिकता (Narrow-Sense Heritability - h2 या hN2)

  • परिभाषा: यह किसी लक्षण की कुल फेनोटाइपिक भिन्नता का वह अनुपात है जो केवल योगात्मक आनुवंशिक भिन्नता (VA) के कारण होता है। यह सबसे महत्वपूर्ण प्रकार की आनुवंशिकता है क्योंकि यह सीधे बताती है कि माता-पिता से संतानों में आनुवंशिक लक्षण कितने प्रभावी ढंग से हस्तांतरित होंगे।
  • सूत्र: h2 = VA / VP
  • महत्व: प्रजनन कार्यक्रमों (plant and animal breeding) में इसका अत्यधिक महत्व है क्योंकि यह भविष्यवाणी करने में मदद करता है कि चयन के माध्यम से किसी लक्षण में कितनी प्रगति की जा सकती है। यदि संकीर्ण अर्थ में आनुवंशिकता अधिक है, तो चयन के माध्यम से लक्षण को आसानी से सुधारा जा सकता है।
  • उदाहरण: कृषि में फसलों की उपज, पशुओं के दूध उत्पादन, या रोग प्रतिरोधक क्षमता जैसे लक्षणों के सुधार के लिए इसका उपयोग किया जाता है।

3. वास्तविक आनुवंशिकता (Realized Heritability)

  • परिभाषा: यह चयन प्रयोगों के माध्यम से प्राप्त की गई आनुवंशिकता का एक अनुमान है। इसे चयन के प्रति प्रतिक्रिया (Response to selection) और चयन अंतर (Selection differential) के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है।
  • सूत्र: h2 = R / S (जहां R = चयन के प्रति प्रतिक्रिया, S = चयन अंतर)
  • महत्व: यह आनुवंशिकता का एक प्रत्यक्ष माप है जो बताता है कि एक पीढ़ी में किए गए चयन से अगली पीढ़ी में कितना वास्तविक आनुवंशिक लाभ प्राप्त हुआ है।
  • उदाहरण: यदि किसी पशुधन नस्ल में बड़े आकार के लिए चयन किया जाता है, तो अगली पीढ़ी के औसत आकार में वृद्धि को वास्तविक आनुवंशिकता के माध्यम से मापा जा सकता है।

आनुवंशिकता और पर्यावरण की अंतःक्रिया

यह समझना महत्वपूर्ण है कि आनुवंशिकता केवल जीन के योगदान को मापती है, न कि किसी लक्षण के लिए जीन की पूर्ण भूमिका को। सभी लक्षण आनुवंशिक और पर्यावरणीय दोनों कारकों से प्रभावित होते हैं, जो अपने प्रभाव उत्पन्न करने के लिए आपस में बातचीत करते हैं। एक खराब पर्यावरण अच्छी आनुवंशिकता को दबा सकता है, जबकि एक अच्छा वातावरण आनुवंशिक क्षमता को बेहतर ढंग से विकसित करने में मदद कर सकता है।

विभिन्न प्रकार की आनुवंशिकता के बीच संबंध को निम्नलिखित तालिका से समझा जा सकता है:

आनुवंशिकता का प्रकार घटक महत्व उपयोग
व्यापक अर्थ में आनुवंशिकता (H2) कुल आनुवंशिक भिन्नता (VA + VD + VI) / VP किसी लक्षण में आनुवंशिक कारकों का समग्र महत्व जुड़वां अध्ययन, मानव लक्षणों का सामान्य मूल्यांकन
संकीर्ण अर्थ में आनुवंशिकता (h2) योगात्मक आनुवंशिक भिन्नता (VA) / VP चयन के माध्यम से सुधार की भविष्यवाणी पशु और पादप प्रजनन कार्यक्रम
वास्तविक आनुवंशिकता (h2 = R/S) चयन के प्रति वास्तविक प्रतिक्रिया चयन प्रयोगों से प्राप्त प्रत्यक्ष माप प्रजनन कार्यक्रमों में चयन की प्रभावशीलता का मूल्यांकन

Conclusion

संक्षेप में, आनुवंशिक भिन्नता घटकों के आधार पर आनुवंशिकता के विभिन्न प्रकार हमें किसी लक्षण के विकास में जीन और पर्यावरण की भूमिका को समझने के लिए महत्वपूर्ण उपकरण प्रदान करते हैं। व्यापक अर्थ में आनुवंशिकता आनुवंशिक कारकों के कुल योगदान को दर्शाती है, जबकि संकीर्ण अर्थ में आनुवंशिकता विशेष रूप से योगात्मक जीन प्रभावों पर केंद्रित होती है, जो प्रजनन कार्यक्रमों में सुधार की क्षमता की भविष्यवाणी के लिए अत्यंत मूल्यवान है। वास्तविक आनुवंशिकता इन भविष्यवाणियों की प्रायोगिक पुष्टि प्रदान करती है। आनुवंशिकता का अध्ययन न केवल जीव विज्ञान की हमारी समझ को गहरा करता है, बल्कि कृषि, पशुपालन और मानव स्वास्थ्य जैसे क्षेत्रों में व्यावहारिक अनुप्रयोगों के लिए भी महत्वपूर्ण है।

Answer Length

This is a comprehensive model answer for learning purposes and may exceed the word limit. In the exam, always adhere to the prescribed word count.

Additional Resources

Key Definitions

आनुवंशिकता (Heritability)
किसी जनसंख्या में किसी लक्षण की कुल फेनोटाइपिक भिन्नता का वह अनुपात जो आनुवंशिक भिन्नता के कारण होता है। यह जीन और पर्यावरण के सापेक्ष योगदान को समझने में मदद करता है।
आनुवंशिक भिन्नता (Genetic Variation)
किसी जनसंख्या के व्यक्तियों के बीच डीएनए अनुक्रमों में अंतर को आनुवंशिक भिन्नता कहते हैं। ये अंतर एकल न्यूक्लियोटाइड पोलीमॉर्फिज़्म (SNPs) या बड़े संरचनात्मक परिवर्तनों के रूप में हो सकते हैं।

Key Statistics

मानव ऊंचाई की संकीर्ण अर्थ में आनुवंशिकता लगभग 0.80 है, जिसका अर्थ है कि ऊंचाई में 80% भिन्नता आनुवंशिक कारकों के योगात्मक प्रभावों के कारण होती है।

Source: विभिन्न आनुवंशिकी अध्ययनों के अनुसार

भारत में, दुधारू पशुओं में दूध उत्पादन के लिए संकीर्ण अर्थ में आनुवंशिकता अक्सर 0.25 से 0.40 के बीच पाई जाती है, जो प्रजनन कार्यक्रमों के माध्यम से आनुवंशिक सुधार की मध्यम क्षमता को दर्शाता है।

Source: भारतीय कृषि अनुसंधान परिषद (ICAR) के पशु आनुवंशिकी अध्ययन

Examples

मटर के पौधे में लक्षण

ग्रेगर मेंडल ने अपने प्रयोगों में मटर के पौधे के विभिन्न लक्षणों (जैसे पौधे की लंबाई, बीज का रंग, फली का आकार) की वंशागति का अध्ययन किया। उन्होंने दिखाया कि ये लक्षण कैसे पीढ़ी-दर-पीढ़ी हस्तांतरित होते हैं, जिससे आनुवंशिकता की प्रारंभिक समझ बनी।

मानव रोगों की वंशागति

कुछ आनुवंशिक रोग जैसे सिकल सेल एनीमिया या हीमोफिलिया, मेंडेलियन वंशागति पैटर्न का पालन करते हैं, जहां एकल जीन में भिन्नता रोग का कारण बनती है। इनकी वंशागति को प्रभावी और अप्रभावी आनुवंशिक भिन्नता के संदर्भ में समझा जा सकता है।

Frequently Asked Questions

आनुवंशिकता गुणांक का अधिकतम मान कितना हो सकता है?

आनुवंशिकता गुणांक (हेरिटेबिलिटी) का अधिकतम मान 1.0 (या 100%) हो सकता है, जिसका अर्थ है कि लक्षण की पूरी भिन्नता केवल आनुवंशिक कारकों के कारण है। हालांकि, प्रकृति में ऐसा शायद ही कभी होता है, क्योंकि अधिकांश लक्षण आनुवंशिक और पर्यावरणीय दोनों कारकों से प्रभावित होते हैं।

क्या आनुवंशिकता का अर्थ यह है कि कोई लक्षण पूरी तरह से जीन द्वारा निर्धारित होता है?

नहीं, आनुवंशिकता का अर्थ यह नहीं है कि कोई लक्षण पूरी तरह से जीन द्वारा निर्धारित होता है। यह केवल यह मापता है कि जनसंख्या में उस लक्षण की भिन्नता का कितना प्रतिशत आनुवंशिक अंतरों के कारण है। पर्यावरणीय कारक भी लक्षणों की अभिव्यक्ति में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

Topics Covered

जीव विज्ञानआनुवंशिकीआनुवंशिकतावंशागतित्वआनुवंशिक भिन्नता