UPSC MainsBOTANY-PAPER-I202510 Marks150 Words
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Q3.

निम्नलिखित प्रत्येक प्रश्न का उत्तर लगभग 150 शब्दों में दीजिए : (c) पादप वर्गिकी में संख्यात्मक अभिव्यक्त आँकड़े कैसे प्रयुक्त होते हैं, समझाइए ।

How to Approach

इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, संख्यात्मक वर्गिकी (Numerical Taxonomy) की परिभाषा से शुरुआत करनी होगी। फिर, पादप वर्गिकी में संख्यात्मक अभिव्यक्त आँकड़ों के उपयोग के विभिन्न पहलुओं को समझाना होगा। इसमें समानता गुणांक (similarity coefficient), क्लस्टर विश्लेषण (cluster analysis) और फेनोग्राम (phenograms) जैसे अवधारणाओं पर प्रकाश डालना चाहिए। अंत में, इसके महत्व और सीमाओं को संक्षेप में बताया जा सकता है।

Model Answer

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Introduction

पादप वर्गिकी पौधों के वर्गीकरण और पहचान का विज्ञान है। पारंपरिक वर्गिकी मुख्य रूप से आकृति विज्ञान (morphology) और प्रजनन विशेषताओं पर आधारित होती है, जिसमें व्यक्तिपरक निर्णय शामिल हो सकते हैं। संख्यात्मक वर्गिकी, जिसे फेनेटिक्स (Phenetics) भी कहा जाता है, एक आधुनिक दृष्टिकोण है जो पौधों के बीच समानता और असमानता को निर्धारित करने के लिए संख्यात्मक अभिव्यक्त आँकड़ों का उपयोग करता है। यह अवलोकन योग्य विशेषताओं को मात्रात्मक रूप से मापकर और उन्हें कंप्यूटर-आधारित एल्गोरिदम के माध्यम से विश्लेषण करके प्रजातियों के बीच अधिक निष्पक्ष और वस्तुनिष्ठ संबंधों को स्थापित करने का प्रयास करता है। यह पद्धति पारंपरिक वर्गिकी की व्यक्तिपरक व्याख्याओं को कम करती है और वैज्ञानिक विश्लेषण में अधिक सटीकता लाती है।

पादप वर्गिकी में संख्यात्मक अभिव्यक्त आँकड़ों का अनुप्रयोग

संख्यात्मक वर्गिकी में, पौधों की विशेषताओं (जैसे पत्तियों का आकार, फूलों की संख्या, रासायनिक घटक) को संख्यात्मक मानों में परिवर्तित किया जाता है। इन आँकड़ों का उपयोग विभिन्न पादप समूहों के बीच संबंधों को स्थापित करने के लिए किया जाता है।

1. डेटा संग्रह और कोडिंग

  • लक्षणों का चयन: एक ही पौधे के विभिन्न लक्षणों (आकृति विज्ञान, शारीरिक, रासायनिक, आणविक) का चयन किया जाता है। प्रत्येक लक्षण को एक विशेषता माना जाता है।
  • लक्षणों का मात्रात्मक निर्धारण: प्रत्येक लक्षण को संख्यात्मक मान दिया जाता है। उदाहरण के लिए, पत्ती की लंबाई मिलीमीटर में, फूलों की संख्या एक पूर्णांक के रूप में, या रासायनिक यौगिकों की उपस्थिति/अनुपस्थिति को बाइनरी कोड (0 या 1) में।

2. समानता या असमानता का मापन

  • समानता गुणांक (Similarity Coefficients): विभिन्न पौधों के नमूनों के बीच समानता या असमानता की डिग्री को मापने के लिए सांख्यिकीय सूत्र (जैसे जैकार्ड गुणांक, सोरेंसन गुणांक) का उपयोग किया जाता है। ये गुणांक 0 से 1 तक होते हैं, जहां 1 पूर्ण समानता को दर्शाता है।
  • दूरी मैट्रिक्स (Distance Matrix): लक्षणों के आधार पर प्रत्येक जोड़ी के पौधों के बीच "दूरी" की गणना की जाती है। यह दूरी जितनी कम होती है, पौधे उतने ही अधिक संबंधित माने जाते हैं।

3. क्लस्टर विश्लेषण और फेनोग्राम

  • क्लस्टर विश्लेषण (Cluster Analysis): समानता या दूरी मैट्रिक्स का उपयोग करके, पौधों के समूहों को एक साथ क्लस्टर किया जाता है। ये क्लस्टर उन पौधों का प्रतिनिधित्व करते हैं जो एक दूसरे के सबसे करीब हैं।
  • फेनोग्राम (Phenograms): क्लस्टर विश्लेषण के परिणामों को एक वृक्ष-नुमा आरेख (फेनोग्राम) में दर्शाया जाता है। यह आरेख विभिन्न पौधों के नमूनों और उनके समूहों के बीच संबंधों की दृश्य प्रस्तुति प्रदान करता है। लंबी शाखाएं कम समानता और छोटी शाखाएं अधिक समानता दर्शाती हैं।

4. अनुप्रयोग के क्षेत्र

  • प्रजातियों की पहचान और वर्गीकरण: अज्ञात प्रजातियों की पहचान करने और उन्हें मौजूदा वर्गीकरण प्रणालियों में सही ढंग से रखने में सहायक।
  • फाइलोजेनेटिक अध्ययन: हालांकि संख्यात्मक वर्गिकी सीधे फाइलोजेनी (विकासवादी इतिहास) का पता नहीं लगाती, यह फेनेटिक समानता के आधार पर विकासवादी संबंधों के बारे में परिकल्पनाएं उत्पन्न करने में मदद कर सकती है।
  • फसल सुधार: पौधों की किस्मों के बीच आनुवंशिक विविधता और संबंधों को समझने में सहायक, जो प्रजनन कार्यक्रमों के लिए महत्वपूर्ण है।

संख्यात्मक वर्गिकी के लाभ

लाभ विवरण
वस्तुनिष्ठता निर्णयों में व्यक्तिपरक पूर्वाग्रह को कम करता है क्योंकि यह मात्रात्मक डेटा पर आधारित होता है।
पुनरुत्पादकता समान डेटा और विधियों का उपयोग करके समान परिणाम प्राप्त किए जा सकते हैं।
विस्तृत विश्लेषण बड़ी संख्या में लक्षणों और नमूनों का एक साथ विश्लेषण करने की क्षमता।

Conclusion

संख्यात्मक वर्गिकी पादप वर्गिकी के क्षेत्र में एक शक्तिशाली उपकरण है जो पौधों के वर्गीकरण और उनके बीच संबंधों को समझने के लिए एक वस्तुनिष्ठ और मात्रात्मक दृष्टिकोण प्रदान करता है। संख्यात्मक अभिव्यक्त आँकड़ों का उपयोग करके, यह प्रजातियों की पहचान में सटीकता बढ़ाता है और वर्गीकरण प्रणालियों को और अधिक मजबूत बनाता है। हालांकि यह पूरी तरह से विकासवादी संबंधों को नहीं दर्शाता है, यह फेनेटिक समानता के आधार पर मूल्यवान अंतर्दृष्टि प्रदान करता है और पारंपरिक वर्गिकी विधियों का पूरक है। भविष्य में, यह पद्धति जीनोमिक और मेटाबॉलिक डेटा के एकीकरण के साथ और भी परिष्कृत होती जाएगी।

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

संख्यात्मक वर्गिकी (Numerical Taxonomy)
यह जीव विज्ञान में वर्गीकरण की एक प्रणाली है जो जीवों को उनके बीच की समग्र समानता के आधार पर वर्गीकृत करने के लिए संख्यात्मक एल्गोरिदम का उपयोग करती है, जिसमें प्रत्येक लक्षण को समान महत्व दिया जाता है।
फेनोग्राम (Phenogram)
यह एक वृक्ष-नुमा आरेख है जो संख्यात्मक वर्गिकी में जीवों के बीच फेनेटिक (प्रेक्षण योग्य) समानता की डिग्री को दर्शाता है। शाखाओं की लंबाई नमूनों के बीच की दूरी या असमानता को दर्शाती है।

Key Statistics

एक अध्ययन के अनुसार, लगभग 70% से अधिक टैक्सोनोमिस्ट अब अपने वर्गीकरण अध्ययनों में विभिन्न रूपों में संख्यात्मक विधियों का उपयोग करते हैं, खासकर आणविक डेटा के आगमन के बाद।

Source: Botanical Journal of the Linnean Society (2022)

वैश्विक स्तर पर, अनुमानित 3,91,000 ज्ञात संवहनी पादप प्रजातियों में से, अभी भी 20% से अधिक ऐसी हैं जिनके वर्गीकरण की पुष्टि या पुनरीक्षण की आवश्यकता है, जिसमें संख्यात्मक वर्गिकी महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकती है।

Source: Royal Botanic Gardens, Kew (2020)

Examples

गेहूं की किस्मों का वर्गीकरण

गेहूं (Triticum aestivum) की विभिन्न किस्मों के बीच आनुवंशिक विविधता और संबंधों का अध्ययन करने के लिए संख्यात्मक वर्गिकी का उपयोग किया जाता है। पत्तियों की आकृति, दाने का आकार, परिपक्वता का समय, और रोग प्रतिरोधक क्षमता जैसे लक्षणों को संख्यात्मक रूप से कोडित किया जाता है। फिर क्लस्टर विश्लेषण का उपयोग करके इन किस्मों को उनकी समानता के आधार पर समूहों में वर्गीकृत किया जाता है, जिससे प्रजनन कार्यक्रमों के लिए उपयुक्त पैरेंट लाइनों का चयन करने में मदद मिलती है।

ऑर्किड प्रजातियों की पहचान

ऑर्किड (Orchidaceae) परिवार में हजारों प्रजातियाँ हैं, जिनमें से कई आकृति विज्ञान में बहुत समान दिखती हैं। संख्यात्मक वर्गिकी, विशेष रूप से फूलों की संरचना (पंखुड़ियों का आकार, रंग पैटर्न), पत्तियों की व्यवस्था और डीएनए अनुक्रमण जैसे लक्षणों को संख्यात्मक रूप से विश्लेषण करके नई प्रजातियों की पहचान करने और मौजूदा प्रजातियों के बीच सूक्ष्म अंतर को स्पष्ट करने में मदद करती है।

Frequently Asked Questions

संख्यात्मक वर्गिकी पारंपरिक वर्गिकी से किस प्रकार भिन्न है?

संख्यात्मक वर्गिकी पारंपरिक वर्गिकी से भिन्न है क्योंकि यह सभी उपलब्ध लक्षणों को समान महत्व देती है और वर्गीकरण के लिए मात्रात्मक, सांख्यिकीय विधियों का उपयोग करती है, जिससे व्यक्तिपरक निर्णय कम होते हैं। पारंपरिक वर्गिकी, इसके विपरीत, कुछ लक्षणों (जैसे प्रजनन अंग) को अधिक महत्व देती है और वर्गीकरण में अक्सर टैक्सोनोमिस्ट के अनुभव और निर्णय पर अधिक निर्भर करती है।

क्या संख्यात्मक वर्गिकी विकासवादी संबंधों को दर्शाती है?

संख्यात्मक वर्गिकी सीधे तौर पर विकासवादी संबंधों (फाइलोजेनी) को नहीं दर्शाती है, क्योंकि यह केवल वर्तमान प्रेक्षण योग्य समानताओं (फेनेटिक्स) पर आधारित होती है। हालांकि, यह फेनेटिक समानता के आधार पर विकासवादी संबंधों के बारे में परिकल्पनाएं उत्पन्न करने में मदद कर सकती है, जिन्हें बाद में आणविक डेटा (जैसे डीएनए अनुक्रमण) या जीवाश्म रिकॉर्ड के साथ मिलाकर फाइलोजेनेटिक विश्लेषण द्वारा पुष्टि की जा सकती है।

Topics Covered

वनस्पति विज्ञानवर्गीकरणपादप वर्गिकीसंख्यात्मक वर्गीकरणडेटा विश्लेषणवर्गीकरण