कई वर्षों से, शोधकर्ता यह जानने के लिए परेशान थे कि कैसे प्लैटिपस और एचिडना—ऑस्ट्रेलिया के अनोखे अंडा देने वाले स्तनधारी—सेक्स का निर्धारण करते हैं। अधिकांश स्तनधारियों की तुलना में, ये जीव सेक्स निर्धारण के लिए पूरी तरह से अलग आनुवांशिक प्रणाली का उपयोग करते हैं। इनकी आनुवांशिक उपकरण सेट आमतौर पर पाए जाने वाले XX/XY क्रोमोसोम प्रणाली के अनुरूप नहीं है। यह पुरानी पहेली वैज्ञानिकों को उलझाए हुए थी, लेकिन हाल ही में जीनोम बायोलॉजी में प्रकाशित निष्कर्षों ने यह स्पष्ट किया है कि मोनोट्रीम, जिसमें प्लैटिपस और एचिडना शामिल हैं, इस पहेली को किस प्रकार हल करते हैं।

इस क्रांतिकारी शोध के अनुसार, इन प्राचीन जीवों में सेक्स निर्धारण की कुंजी एक ऐसे जीन में है जो मछलियों और उभयचरों में पाए जाने वाले जीनों के साथ अद्भुत रूप से समान है। यह खोज स्तनधारियों में सेक्स क्रोमोसोम के विकासात्मक इतिहास को समझने में एक महत्वपूर्ण कदम है।

मोनोट्रीम की सेक्स निर्धारण पहेली

मोनोट्रीम, जो आज भी मौजूद सबसे प्राचीन और रोचक स्तनधारियों के समूहों में से एक है, अंडे देने के अलावा कुछ ऐसे लक्षण भी रखते हैं जो सामान्यतः सरीसृपों से संबंधित होते हैं। इनकी सेक्स निर्धारण प्रणाली हमेशा से मानवों और कई अन्य स्तनधारियों में देखी जाने वाली XX/XY क्रोमोसोम प्रणाली से अलग रही है। इन प्रजातियों में, पुरुषों में एक X और एक Y क्रोमोसोम होता है, जबकि महिलाओं में दो X क्रोमोसोम होते हैं। जब एक पुरुष भ्रूण का निर्माण होता है, तो Y क्रोमोसोम पर स्थित SRY जीन आमतौर पर पुरुष लक्षणों के विकास को सक्रिय करता है। हालाँकि, शोधकर्ताओं को मोनोट्रीम में SRY जीन नहीं मिला, जिससे यह सवाल उठता है कि उनके सेक्स निर्धारण का नियंत्रण किसके द्वारा होता है।

दो दशकों पहले, वैज्ञानिकों ने यह खोज की थी कि मोनोट्रीम एक जटिल प्रणाली का उपयोग करते हैं जिसमें कई X और Y क्रोमोसोम शामिल होते हैं। मोनोट्रीम में Y क्रोमोसोम को सेक्स निर्धारण के लिए जिम्मेदार जीन होने का अनुमान लगाया गया था, लेकिन वास्तव में वह जीन क्या था, यह अभी तक स्पष्ट नहीं था। 2008 में, एक प्लैटिपस का पूर्ण जीनोम अनुक्रम कुछ उत्तर प्रदान करता है, हालाँकि यह केवल एक मादा प्लैटिपस से प्राप्त हुआ था और इसमें Y क्रोमोसोम के बारे में कोई जानकारी शामिल नहीं थी। 2021 में, प्लैटिपस और एचिडना दोनों के Y क्रोमोसोम शामिल करने वाले अधिक व्यापक जीनोम अनुक्रम उपलब्ध हुए, जिससे वैज्ञानिकों को इस पहेली को हल करने में सहायता मिली।

एक महत्वपूर्ण खोज: AMHY जीन

हालिया शोध ने मोनोट्रीम सेक्स निर्धारण के विकासात्मक इतिहास में एक रोचक मोड़ का खुलासा किया। अध्ययन के पीछे की टीम ने पाया कि AMHY, जो एंटी-मुल्लेरियन हार्मोन (AMH) से निकटता से संबंधित एक जीन है, प्लैटिपस और एचिडना में सेक्स निर्धारण में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। यह हार्मोन, जो कई जानवरों में यौन विकास में महत्वपूर्ण होता है, मोनोट्रीम में पुरुष यौन विकास को नियंत्रित करता है। AMHY जीन मोनोट्रीम के एक Y क्रोमोसोम पर स्थित है और लगभग 100 मिलियन वर्ष पहले एक प्रमुख विकासात्मक विभाजन के बाद उत्पन्न हुआ। यह मोनोट्रीम में सेक्स निर्धारण की आनुवांशिक प्रणालियों में एक नाटकीय परिवर्तन का प्रतीक है, जिसने उन्हें अन्य स्तनधारियों से अलग राह पर डाल दिया।

इस खोज का एक महत्वपूर्ण पहलू यह है कि AMHY जीन अन्य स्तनधारियों में सामान्य सेक्स-निर्धारण जीनों की तरह काम नहीं करता है। जबकि अन्य जीन जैसे SRY सीधे DNA के साथ इंटरैक्ट करते हैं, AMHY हार्मोन के रूप में कार्य करता है। यह कोशिकाओं के सतह पर काम करता है, विकास के विशिष्ट चरणों में अन्य जीनों की अभिव्यक्ति को प्रभावित करता है। यह AMHY को अद्वितीय बनाता है और यह पहला अवसर है जब एक हार्मोन, न कि एक DNA-बाउंड जीन, को स्तनधारियों में सेक्स निर्धारण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हुए पहचान किया गया है।

AMHY का कार्य: आनुवांशिक कोड के बजाय हार्मोन कार्य

मोनोट्रीम में AMHY जीन सेक्स निर्धारण के संचालन के तरीके में एक स्पष्ट परिवर्तन प्रस्तुत करता है। AMHY सीधे DNA के साथ इंटरैक्ट करने के बजाय हार्मोन के रूप में कार्य करता है, जो प्लैटिपस और एचिडना में सेक्स-विशिष्ट ऊतकों के विकास को प्रभावित करता है। यह हार्मोन कोशिकाओं की सतह पर काम करता है, विशिष्ट ऊतकों में जीनों को चालू या बंद करता है और पुरुषों में वृषण के विकास को ट्रिगर करता है। यह पुरुष यौन विभेदन में एक महत्वपूर्ण कदम है, और यह खोज कि AMHY इस प्रक्रिया को सक्रिय करता है, मोनोट्रीम के यौन लक्षणों के विकास के बारे में एक क्रांतिकारी दृष्टिकोण प्रदान करती है।

और भी गौर करने वाली बात यह है कि मोनोट्रीम में AMHY जीन सिर्फ AMH जीन का एक छोटा सा संस्करण नहीं है जो अन्य प्रजातियों में पाया जाता है—यह इस नये कार्य को निभाने के लिए इस तरह से विकसित हुआ है। हालाँकि AMHY ने संरचना के संदर्भ में मूल AMH जीन से भिन्नता प्राप्त की है, फिर भी यह कई आवश्यक विशेषताएँ बनाए रखता है। यह सुझाव देता है कि AMHY जीन सेक्स निर्धारण की समस्या का एक अद्वितीय विकासात्मक समाधान प्रस्तुत करता है, जो आधुनिक स्तनधारियों और प्लेसेंटल स्तनधारियों के विकास से बहुत पहले उत्पन्न हुआ था।

विकासात्मक निहितार्थ: कैसे AMHY जीन ने मोनोट्रीम विकास को बदल दिया

AMHY की खोज के निहितार्थ विशाल हैं, जो स्तनधारियों में सेक्स निर्धारण यांत्रिकों की गहरी विकासात्मक जड़ों पर प्रकाश डालते हैं। मोनोट्रीम में आनुवांशिक आधारित प्रणाली से हार्मोन-आधारित प्रणाली में परिवर्तन उनके विकासात्मक इतिहास में एक महत्वपूर्ण क्षण का प्रतीक है। 100 मिलियन वर्षों से अधिक पहले, AMHY ने पुरुष विकास को नियंत्रित करने में अपनी नई भूमिका ग्रहण करना शुरू कर दिया। इस परिवर्तन ने आज के प्लैटिपस और एचिडना के सामान्य पूर्वज में अद्वितीय सेक्स क्रोमोसोम प्रणाली को स्थापित करने में मदद की।

यह तथ्य कि मोनोट्रीम में सेक्स निर्धारण के लिए एक हार्मोनल प्रणाली मौजूद है, यह जानने के नए द्वार खोलता है कि कैसे सेक्स-निर्धारण यांत्रिकता ने पशु साम्राज्य में विकास किया है। मोनोट्रीम द्वारा उपयोग की जाने वाली हार्मोन-आधारित मॉडल अन्य जानवरों में, जैसे मछलियों और उभयचरों में, सेक्स-निर्धारण रणनीतियों की विविधता को समझने में मूल्यवान अंतर्दृष्टियाँ प्रदान कर सकता है। यह शोध यह समझने के लिए महत्वपूर्ण है कि लाखों वर्षों का विकासात्मक दबाव विभिन्न प्रजातियों में सेक्स निर्धारण के आनुवांशिकी और विकास को कैसे आकारित करता है।