किसी जनसंख्या की जीन एवं जीनप्ररूप (जीनोटाइप) आवृत्तियों को बदलने में सम्मिलित क्रमबद्ध प्रक्रिया को चित्रित कीजिए।

जनसंख्या की जीन एवं जीनोटाइप आवृत्तियों को बदलने वाली प्रक्रियाएं

किसी जनसंख्या की जीन (एलील) और जीनोटाइप आवृत्तियों में परिवर्तन को सूक्ष्म विकास (microevolution) कहा जाता है। ये परिवर्तन विभिन्न विकासवादी शक्तियों के माध्यम से होते हैं, जो निम्न प्रकार से हैं:

1. उत्परिवर्तन (Mutation)

• परिभाषा: उत्परिवर्तन डीएनए अनुक्रम में एक यादृच्छिक, स्थायी परिवर्तन है। यह विकास का मूल स्रोत है, क्योंकि यह नए एलील बनाता है।
• प्रभाव: उत्परिवर्तन सीधे जीन आवृत्तियों को बदलता है। यदि एक नया एलील बनता है, तो उसकी आवृत्ति बहुत कम होगी, लेकिन यदि यह लाभकारी होता है, तो प्राकृतिक चयन इसे बढ़ा सकता है। अधिकांश उत्परिवर्तन तटस्थ या हानिकारक होते हैं।
• उदाहरण: सिकल सेल एनीमिया के लिए जिम्मेदार एलील एक एकल बिंदु उत्परिवर्तन के कारण उत्पन्न हुआ, जो मलेरिया से कुछ सुरक्षा प्रदान करता है।

2. प्राकृतिक चयन (Natural Selection)

• परिभाषा: प्राकृतिक चयन वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा पर्यावरण के लिए बेहतर अनुकूलित जीव जीवित रहने और प्रजनन करने की अधिक संभावना रखते हैं, जिससे अगली पीढ़ी में उनके अनुकूल एलील की आवृत्ति बढ़ जाती है।
• प्रकार:
  • दिशात्मक चयन (Directional Selection): एक चरम फेनोटाइप के पक्ष में होता है। उदाहरण: औद्योगिक क्रांति के बाद पेपर्ड मॉथ का रंग गहरा होना।
  • स्थिरीकरण चयन (Stabilizing Selection): मध्यवर्ती फेनोटाइप के पक्ष में होता है। उदाहरण: मानव शिशुओं का औसत जन्म वजन।
  • विघटनकारी चयन (Disruptive Selection): दो चरम फेनोटाइप के पक्ष में होता है। उदाहरण: कुछ पक्षी प्रजातियों में चोंच का आकार, जो विभिन्न प्रकार के बीजों को खाने के लिए अनुकूलित होता है।
• प्रभाव: प्राकृतिक चयन विशिष्ट एलील और जीनोटाइप आवृत्तियों को बढ़ाता या घटाता है, जिससे जनसंख्या समय के साथ अपने पर्यावरण के लिए बेहतर अनुकूलित होती जाती है।

3. जीन प्रवाह (Gene Flow)

• परिभाषा: जीन प्रवाह एक जनसंख्या से दूसरी जनसंख्या में एलीलों का स्थानांतरण है, जो प्रवासन या विखंडन के माध्यम से होता है।
• प्रभाव:
  • यह जनसंख्या के बीच आनुवंशिक भिन्नता को कम कर सकता है, जिससे वे अधिक समान हो जाते हैं।
  • यह एक जनसंख्या में नए एलील पेश कर सकता है, जिससे उसकी आनुवंशिक विविधता बढ़ जाती है।
  • यह एक जनसंख्या से हानिकारक एलीलों को हटा भी सकता है।
• उदाहरण: पराग का हवा या कीड़ों द्वारा एक पौधे की जनसंख्या से दूसरी जनसंख्या में स्थानांतरित होना, या विभिन्न आबादी के जानवरों का आपस में प्रजनन करना।

4. आनुवंशिक बहाव (Genetic Drift)

• परिभाषा: आनुवंशिक बहाव एक छोटी जनसंख्या में संयोग के कारण एलील आवृत्तियों में यादृच्छिक परिवर्तन है। यह विशेष रूप से छोटी आबादी में महत्वपूर्ण होता है, जहां कुछ व्यक्तियों के प्रजनन में विफलता या मृत्यु का आनुवंशिक श्रृंगार पर बड़ा प्रभाव पड़ सकता है।
• प्रकार:
  • संस्थापक प्रभाव (Founder Effect): जब एक नई जनसंख्या कुछ व्यक्तियों द्वारा स्थापित की जाती है जो एक बड़ी जनसंख्या से अलग हो जाते हैं, तो नई जनसंख्या में मूल जनसंख्या की तुलना में एलील आवृत्तियों का एक अलग अनुपात हो सकता है।
  • जनसंख्या अड़चन (Bottleneck Effect): जब किसी प्राकृतिक आपदा या अन्य घटना के कारण एक बड़ी जनसंख्या का आकार नाटकीय रूप से कम हो जाता है, तो जीवित बचे हुए व्यक्तियों में मूल जनसंख्या की तुलना में एलील आवृत्तियों का एक अलग अनुपात हो सकता है।
• प्रभाव: आनुवंशिक बहाव से एलील का नुकसान हो सकता है (आवृत्ति 0% तक गिर जाती है) या उनका निर्धारण हो सकता है (आवृत्ति 100% तक पहुंच जाती है)। यह प्राकृतिक चयन के विपरीत, यादृच्छिक होता है और अनुकूलन की ओर नहीं ले जाता।

5. गैर-यादृच्छिक संगम (Non-random Mating)

• परिभाषा: गैर-यादृच्छिक संगम तब होता है जब जीव अपने साथियों को संयोग से नहीं चुनते हैं, बल्कि कुछ विशिष्ट गुणों के आधार पर चुनते हैं।
• प्रकार:
  • सजातीय संगम (Assortative Mating): समान फेनोटाइप वाले व्यक्तियों का आपस में प्रजनन करना। इससे होमोजायगोट्स की आवृत्ति बढ़ती है और हेटेरोजायगोट्स की आवृत्ति घटती है।
  • अंतर्प्रजनन (Inbreeding): संबंधित व्यक्तियों का आपस में प्रजनन करना। यह सजातीय संगम का एक विशेष रूप है और होमोजायगोट्स की आवृत्ति को नाटकीय रूप से बढ़ाता है, जिससे हानिकारक अप्रभावी एलीलों के व्यक्त होने की संभावना बढ़ जाती है।
• प्रभाव: गैर-यादृच्छिक संगम स्वयं जीन आवृत्तियों को सीधे नहीं बदलता है, लेकिन यह जीनोटाइप आवृत्तियों को बदलता है और प्राकृतिक चयन के लिए उपलब्ध आनुवंशिक भिन्नता को प्रभावित कर सकता है।

जनसंख्या आनुवंशिकी में संतुलन का सिद्धांत: हार्डी-वेनबर्ग सिद्धांत

हार्डी-वेनबर्ग सिद्धांत एक आदर्श जनसंख्या का वर्णन करता है जहां एलील और जीनोटाइप आवृत्तियां पीढ़ी-दर-पीढ़ी स्थिर रहती हैं। यह तभी होता है जब कोई विकासवादी शक्तियां काम न कर रही हों। सिद्धांत की मान्यताएं हैं:

• कोई उत्परिवर्तन नहीं
• कोई प्राकृतिक चयन नहीं
• कोई जीन प्रवाह नहीं
• कोई आनुवंशिक बहाव नहीं (बहुत बड़ी जनसंख्या)
• यादृच्छिक संगम

वास्तविक दुनिया में, ये सभी शर्तें शायद ही कभी पूरी होती हैं, जिसका अर्थ है कि विकास हमेशा हो रहा है और जीन एवं जीनोटाइप आवृत्तियां लगातार बदल रही हैं।