మనం చూసినట్లుగా, ప్రత్యుత్పత్తి ప్రక్రియలు సారూప్యంగా ఉండి, సూక్ష్మంగా భిన్నంగా ఉండే కొత్త వ్యక్తులను ఉత్పత్తి చేస్తాయి. అలైంగిక ప్రత్యుత్పత్తిలో కూడా కొంత మార్పు ఎలా ఉత్పత్తి అవుతుందో మనం చర్చించాము. మరియు లైంగిక ప్రత్యుత్పత్తి ప్రక్రియ ద్వారా విజయవంతమైన మార్పుల సంఖ్య గరిష్ఠంగా ఉంటుంది. మనం చెరకు పొలాన్ని గమనిస్తే, వ్యక్తిగత మొక్కల మధ్య చాలా తక్కువ మార్పులు కనిపిస్తాయి. కానీ మానవులతో సహా లైంగికంగా ప్రత్యుత్పత్తి చేసే అనేక జంతువులలో, వివిధ వ్యక్తుల మధ్య చాలా విభిన్నమైన మార్పులు కనిపిస్తాయి. ఈ అధ్యాయంలో, మార్పులు ఎలా సృష్టించబడతాయి మరియు వారసత్వంగా లభిస్తాయి అనే యాంత్రికతను మనం అధ్యయనం చేస్తాము.

8.1 ప్రత్యుత్పత్తి సమయంలో మార్పుల సంచయం

మునుపటి తరం నుండి వారసత్వం, తదుపరి తరానికి ఒక సాధారణ ప్రాథమిక శరీర నిర్మాణాన్ని మరియు దానిలోని సూక్ష్మ మార్పులను అందిస్తుంది. ఇప్పుడు ఈ కొత్త తరం, తన వంతుగా ప్రత్యుత్పత్తి చేసినప్పుడు ఏమి జరుగుతుందో ఆలోచించండి. రెండవ తరం, మొదటి తరం నుండి వారసత్వంగా పొందిన తేడాలతో పాటు, కొత్తగా సృష్టించబడిన తేడాలను కూడా కలిగి ఉంటుంది (Fig. 8.1).

Figure 8.1 వరుస తరాలలో వైవిధ్యం యొక్క సృష్టి. పైన ఉన్న అసలు జీవి, శరీర నిర్మాణంలో సారూప్యంగా ఉండి, కానీ సూక్ష్మ తేడాలతో కూడిన, ఉదాహరణకు, రెండు వ్యక్తులను ఇస్తుంది. వాటిలో ప్రతి ఒక్కటి, తన వంతుగా, తదుపరి తరంలో రెండు వ్యక్తులను ఇస్తుంది. క్రింది వరుసలో ఉన్న నలుగురు వ్యక్తులలో ప్రతి ఒక్కరు ఒకరికొకరు భిన్నంగా ఉంటారు. ఈ తేడాలలో కొన్ని ప్రత్యేకమైనవి అయితే, మిగిలినవి వారి తల్లిదండ్రుల నుండి వారసత్వంగా లభిస్తాయి, ఎందుకంటే ఆ తల్లిదండ్రులు ఒకరికొకరు భిన్నంగా ఉంటారు.

ఒకే ఒక వ్యక్తి ప్రత్యుత్పత్తి చేసినప్పుడు, అలైంగిక ప్రత్యుత్పత్తిలో జరిగినట్లుగా, Figure 8.1 ఆ పరిస్థితిని సూచిస్తుంది. ఒక బ్యాక్టీరియా విభజించబడి, ఆ తర్వాత ఫలితంగా వచ్చిన రెండు బ్యాక్టీరియాలు మళ్లీ విభజించబడితే, ఉత్పత్తి అయిన నాలుగు వ్యక్తిగత బ్యాక్టీరియాలు చాలా సారూప్యంగా ఉంటాయి. DNA నకలు చేయడంలో చిన్న తప్పుల వల్ల ఏర్పడే చాలా చిన్న తేడాలు మాత్రమే వాటి మధ్య ఉంటాయి. అయితే, లైంగిక ప్రత్యుత్పత్తి ఉంటే, మనం వారసత్వ నియమాలను చర్చించినప్పుడు చూస్తాము, మరింత ఎక్కువ వైవిధ్యం ఉత్పత్తి అవుతుంది.

ఒక జాతిలోని ఈ మార్పులన్నీ, వాటు కనుగొన్న పర్యావరణంలో జీవించే సమాన అవకాశాలను కలిగి ఉన్నాయా? స్పష్టంగా కాదు. మార్పుల స్వభావాన్ని బట్టి, వివిధ వ్యక్తులకు వివిధ రకాల ప్రయోజనాలు ఉంటాయి. వేడిని తట్టుకోగల బ్యాక్టీరియాలు, మనం ఇంతకు ముందు చర్చించినట్లుగా, వేడి గాలులలో బాగా జీవిస్తాయి. పర్యావరణ కారకాల ద్వారా వైవిధ్యాల ఎంపిక, మనం తరువాతి విభాగాలలో చర్చిస్తున్నట్లుగా, పరిణామ ప్రక్రియలకు ఆధారం ఏర్పరుస్తుంది.

8.2 వంశపారంపర్యత

ప్రత్యుత్పత్తి ప్రక్రియ యొక్క అత్యంత స్పష్టమైన ఫలితం ఇప్పటికీ సారూప్య నిర్మాణం కలిగిన వ్యక్తుల ఉత్పత్తి. లక్షణాలు మరియు విశేషణాలు నమ్మకంగా వారసత్వంగా లభించే ప్రక్రియను వంశపారంపర్యత నియమాలు నిర్ణయిస్తాయి. ఈ నియమాలను మరింత దగ్గరగా పరిశీలిద్దాం.

8.2.1 వారసత్వంగా లభించే లక్షణాలు

సారూప్యతలు మరియు తేడాలు అంటే మనం ఖచ్చితంగా ఏమిటి? ఒక పిల్లవాడు మానవుని యొక్క అన్ని ప్రాథమిక లక్షణాలను కలిగి ఉంటాడని మనకు తెలుసు. అయితే, అది దాని తల్లిదండ్రులను ఖచ్చితంగా పోలి ఉండదు, మరియు మానవ జనాభాలు చాలా వైవిధ్యాన్ని చూపిస్తాయి.

కృత్యం 8.1

• తరగతిలోని అన్ని విద్యార్థుల చెవులను గమనించండి. ఉచిత లేదా అటాచ్ చేయబడిన చెవిపొరలు ఉన్న విద్యార్థుల జాబితాను తయారు చేసి, ప్రతి రకం ఉన్న విద్యార్థుల శాతాన్ని లెక్కించండి (Fig. 8.2). తరగతిలోని ప్రతి విద్యార్థి తల్లిదండ్రుల చెవిపొరల గురించి తెలుసుకోండి. ప్రతి విద్యార్థి యొక్క చెవిపొర రకాన్ని వారి తల్లిదండ్రుల రకంతో సంబంధం కలపండి. ఈ ఆధారంపై, చెవిపొర రకాల వారసత్వానికి సాధ్యమైన నియమాన్ని సూచించండి.

(a)

(b)

Figure 8.2 (a) ఉచిత మరియు (b) అటాచ్ చేయబడిన చెవిపొరలు. చెవి యొక్క అత్యంత దిగువ భాగం, చెవిపొర అని పిలువబడేది, మనలో కొందరిలో తల పక్కకు దగ్గరగా అటాచ్ అయి ఉంటుంది, మరికొందరిలో అలా ఉండదు. ఉచిత మరియు అటాచ్ చేయబడిన చెవిపొరలు మానవ జనాభాలలో కనిపించే రెండు వైవిధ్యాలు.

8.2.2 లక్షణాల వారసత్వ నియమాలు మెండెల్ యొక్క కృషి

మానవులలో ఇటువంటి లక్షణాల వారసత్వ నియమాలు, తండ్రి మరియు తల్లి ఇద్దరూ పిల్లవాడికి ఆచరణలో సమాన మొత్తంలో జన్యు పదార్థాన్ని అందించడం అనే వాస్తవానికి సంబంధించినవి. దీని అర్థం ప్రతి లక్షణం తండ్రి మరియు తల్లి DNA రెండింటి ద్వారా ప్రభావితం కావచ్చు. అందువల్ల, ప్రతి పిల్లవాడిలో ప్రతి లక్షణానికి రెండు వెర్షన్లు ఉంటాయి. అప్పుడు, పిల్లవాడిలో కనిపించే లక్షణం ఏమిటి? మెండెల్ (బాక్స్ చూడండి) ఇటువంటి వారసత్వం యొక్క ప్రధాన నియమాలను కనుగొన్నాడు, మరియు ఒక శతాబ్దం కంటే ఎక్కువ కాలం క్రితం అతని కొన్ని ప్రయోగాలను చూడటం ఆసక్తికరంగా ఉంటుంది.

గ్రెగోర్ జోహాన్ మెండెల్ (1822-1884)

మెండెల్ ఒక మఠంలో విద్యాభ్యాసం పొంది, వియన్నా విశ్వవిద్యాలయంలో సైన్స్ మరియు గణితం అధ్యయనం చేయడానికి వెళ్లాడు. బోధనా సర్టిఫికేట్ పరీక్షలలో వైఫల్యం అతని శాస్త్రీయ అన్వేషణ యొక్క ఉత్సాహాన్ని అణచివేయలేదు. అతను తన మఠానికి తిరిగి వెళ్లి బఠాణీ మొక్కలు పెంచడం ప్రారంభించాడు. బఠాణీలు మరియు ఇతర జీవులలో లక్షణాల వారసత్వాన్ని అనేకమంది ఇంతకు ముందే అధ్యయనం చేసారు, కానీ మెండెల్ తన సైన్స్ మరియు గణిత జ్ఞానాన్ని కలిపి, ప్రతి తరంలో ఒక నిర్దిష్ట లక్షణాన్ని ప్రదర్శించే వ్యక్తులను లెక్కించడం మొదటిసారిగా చేసాడు. ఇది అతనికి వారసత్వ నియమాలను రాబట్టడంలో సహాయపడింది.

మెండెల్ తోట బఠాణీల యొక్క అనేక విరుద్ధమైన దృశ్యమాన అంశాలను ఉపయోగించాడు - గుండ్రని/ముడతలు పడిన విత్తనాలు, పొడవైన/చిన్న మొక్కలు, తెలుపు/ఊదా పువ్వులు మరియు మొదలైనవి. అతను విభిన్న లక్షణాలు కలిగిన బఠాణీ మొక్కలను తీసుకున్నాడు - ఒక పొడవైన మొక్క మరియు ఒక చిన్న మొక్క, వాటిని క్రాస్ చేయడం ద్వారా సంతతిని ఉత్పత్తి చేసి, పొడవైన లేదా చిన్న సంతతి శాతాలను లెక్కించాడు.

మొదటగా, ఈ మొదటి తరం, లేదా $F 1$ సంతతిలో - ‘మధ్యస్థ ఎత్తు’ మొక్కలు లేవు. అన్ని మొక్కలు పొడవుగా ఉండేవి. దీని అర్థం తల్లిదండ్రుల లక్షణాలలో ఒకటి మాత్రమే కనిపించింది, రెండింటి మిశ్రమం కాదు. కాబట్టి తదుపరి ప్రశ్న ఏమిటంటే, $\mathrm{F_1}$ తరంలోని పొడవైన మొక్కలు తల్లిదండ్రుల తరం యొక్క పొడవైన మొక్కలతో సరిగ్గా ఒకేలా ఉన్నాయా? మెండెలియన్ ప్రయోగాలు తల్లిదండ్రుల మొక్కలు మరియు ఈ $\mathrm{F_1}$ పొడవైన మొక్కలు రెండింటినీ స్వీయ-పరాగసంపర్కం ద్వారా ప్రత్యుత్పత్తి చేయించడం ద్వారా దీనిని పరీక్షిస్తాయి. తల్లిదండ్రుల మొక్కల సంతతి, వాస్తవానికి, అన్నీ పొడవుగా ఉంటాయి. అయితే, $\mathrm{F_1}$ పొడవైన మొక్కల యొక్క రెండవ తరం, లేదా $\mathrm{F_2}$, సంతతి అన్నీ పొడవుగా ఉండవు. బదులుగా, వాటిలో నాలుగో వంతు చిన్నవిగా ఉంటాయి. ఇది సూచించేది, పొడవు మరియు చిన్నతనం లక్షణాలు రెండూ $\mathrm{F_1}$ మొక్కలలో వారసత్వంగా లభించాయి, కానీ పొడవు లక్షణం మాత్రమే వ్యక్తమైంది. ఇది మెండెల్ను, లక్షణాలను నియంత్రించే కారకం (ఇప్పుడు జన్యువులు అని పిలుస్తారు) యొక్క రెండు కాపీలు లైంగికంగా ప్రత్యుత్పత్తి చేసే జీవిలో ఉన్నాయని ప్రతిపాదించడానికి దారితీసింది. ఈ రెండు ఒకేలా ఉండవచ్చు, లేదా తల్లిదండ్రులను బట్టి భిన్నంగా ఉండవచ్చు. ఈ ఊహతో, Fig. 8.3లో చూపినట్లుగా, వారసత్వం యొక్క ఒక నమూనాను రూపొందించవచ్చు.

Figure 8.3 రెండు తరాలపై లక్షణాల వారసత్వం

కృత్యం 8.2

• Fig. 8.3లో, $\mathrm{F_2}$ తరం నిజంగా $TT$, $Tt$ మరియు tt లక్షణ కలయికల 1:2:1 నిష్పత్తిని కలిగి ఉందని నిర్ధారించడానికి మనం ఏ ప్రయోగం చేస్తాము?

ఈ వివరణలో, $TT$ మరియు $Tt$ రెండూ పొడవైన మొక్కలు, అయితే tt మాత్రమే చిన్న మొక్క. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, ‘$T$’ యొక్క ఒకే కాపీ మొక్కను పొడవుగా చేయడానికి సరిపోతుంది, అయితే మొక్క చిన్నగా ఉండాలంటే రెండు కాపీలు ‘$t$’ గా ఉండాలి. ‘$T$’ వంటి లక్షణాలను ప్రబల లక్షణాలు అంటారు, అయితే ‘$t$’ వలె ప్రవర్తించే వాటిని అప్రబల లక్షణాలు అంటారు. Fig. 8.4లో ఏ లక్షణం ప్రబలంగా మరియు ఏది అప్రబలంగా పరిగణించబడుతుందో కనుగొనండి.

Figure 8.4

కేవలం ఒకటి కాకుండా, రెండు విభిన్న లక్షణాలను చూపించే బఠాణీ మొక్కలు ఒకదానితో ఒకటి సంకరణం చేయబడినప్పుడు ఏమి జరుగుతుంది? గుండ్రని విత్తనాలు ఉన్న పొడవైన మొక్క మరియు ముడతలు పడిన విత్తనాలు ఉన్న చిన్న మొక్క యొక్క సంతతి ఎలా ఉంటుంది? అవన్నీ పొడవుగా ఉంటాయి మరియు గుండ్రని విత్తనాలు కలిగి ఉంటాయి. అందువల్ల పొడవు మరియు గుండ్రని విత్తనాలు ప్రబల లక్షణాలు. కానీ ఈ $\mathrm{F_1}$ సంతతిని స్వీయ-పరాగసంపర్కం ద్వారా $\mathrm{F_2}$ సంతతిని ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగించినప్పుడు ఏమి జరుగుతుంది? ఒక మెండెలియన్ ప్రయోగం కొన్ని $\mathrm{F_2}$ సంతతి పొడవైన మొక్కలు గుండ్రని విత్తనాలతో మరియు కొన్ని చిన్న మొక్కలు ముడతలు పడిన విత్తనాలతో ఉన్నాయని కనుగొంటుంది. అయితే, కొన్ని $\mathrm{F_2}$ సంతతి కొత్త కలయికలను కూడా చూపుతాయి. వాటిలో కొన్ని పొడవుగా ఉండి, ముడతలు పడిన విత్తనాలు కలిగి ఉంటాయి, మరికొన్ని చిన్నవిగా ఉండి, గుండ్రని విత్తనాలు కలిగి ఉంటాయి. విత్తన ఆకారం మరియు విత్తన రంగు కోసం నియంత్రించే కారకాలు కలిసి $\mathrm{F_2}$ సంతతిని ఏర్పరచడానికి దారితీసే యుగ్మజాన్ని ఏర్పరచడానికి పునఃసంయోగం చెందినప్పుడు, $\mathrm{F_2}$ సంతతిలో లక్షణాల యొక్క కొత్త కలయికలు ఎలా ఏర్పడతాయో మీరు చూడవచ్చు (Fig. 8.5). అందువల్ల, పొడవు/చిన్నతనం లక్షణం మరియు గుండ్రని విత్తనం/ముడతలు పడిన విత్తనం లక్షణం స్వతంత్రంగా వారసత్వంగా లభిస్తాయి.

Figure 8.5 రెండు వేర్వేరు లక్షణాల స్వతంత్ర వారసత్వం, విత్తనాల ఆకారం మరియు రంగు

8.2.3 ఈ లక్షణాలు ఎలా వ్యక్తమవుతాయి?

వంశపారంపర్యత యాంత్రికత ఎలా పని చేస్తుంది? సెల్యులార్ DNA అనేది కణంలో ప్రోటీన్లను తయారు చేయడానికి సమాచార మూలం. ఒక ప్రోటీన్ కోసం సమాచారాన్ని అందించే DNA యొక్క ఒక విభాగాన్ని ఆ ప్రోటీన్ కోసం జన్యువు అంటారు. ప్రోటీన్లు మనం ఇక్కడ చర్చిస్తున్న లక్షణాలను ఎలా నియంత్రిస్తాయి? పొడవు ఒక లక్షణంగా తీసుకుందాం. మొక్కలు పెరుగుదలను ప్రేరేపించగల హార్మోన్లను కలిగి ఉంటాయని మనకు తెలుసు. అందువల్ల మొక్క ఎత్తు ఒక నిర్దిష్ట మొక్క హార్మోన్ మొత్తంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. తయారు చేయబడే మొక్క హార్మోన్ మొత్తం దానిని తయారు చేయడానికి ప్రక్రియ యొక్క సామర్థ్యంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఇప్పుడు ఈ ప్రక్రియకు ముఖ్యమైన ఒక ఎంజైమ్ను పరిగణించండి. ఈ ఎంజైమ్ సమర్థవంతంగా పని చేస్తే, చాలా హార్మోన్ తయారు అవుతుంది, మరియు మొక్క పొడవుగా ఉంటుంది. ఆ ఎంజైమ్ కోసం జన్యువు ఎంజైమ్ను తక్కువ సమర్థవంతంగా చేసే మార్పును కలిగి ఉంటే, హార్మోన్ మొత్తం తక్కువగా ఉంటుంది, మరియు మొక్క చిన్నదిగా ఉంటుంది. అందువల్ల, జన్యువులు లక్షణాలను నియంత్రిస్తాయి.

మనం చర్చిస్తున్న మెండెలియన్ ప్రయోగాల వివరణలు సరైనవి అయితే, లైంగిక ప్రత్యుత్పత్తి సమయంలో తల్లిదండ్రులు ఇద్దరూ సంతతి DNAకి సమానంగా దోహదపడతారు. మేము ఈ సమస్యను మునుపటి అధ్యాయంలో చర్చించాము. తల్లిదండ్రులు ఇద్దరూ సంతతిలో లక్షణాన్ని నిర్ణయించడంలో సహాయపడగలిగితే, తల్లిదండ్రులు ఇద్దరూ ఒకే జన్యువు యొక్క కాపీని అందించాలి. దీని అర్థం ప్రతి బఠాణీ మొక్కకు అన్ని జన్యువుల రెండు సెట్లు ఉండాలి, ఒకటి ప్రతి తల్లిదండ్రుల నుండి వారసత్వంగా లభించినది. ఈ యాంత్రికత పని చేయడానికి, ప్రతి జనన కణం ఒకే జన్యు సెట్ను మాత్రమే కలిగి ఉండాలి.

శరీరంలోని ఇతర కణాలందరికీ ఉన్న సాధారణ రెండు కాపీల నుండి జనన కణాలు ఒకే జన్యు సెట్ను ఎలా తయారు చేస్తాయి? సంతతి మొక్కలు ప్రతి తల్లిదండ్రుల నుండి ఒకే మొత్తం జన్యు సెట్ను వారసత్వంగా పొందినట్లయితే, Fig. 8.5లో వివరించిన ప్రయోగం పని చేయదు. ఎందుకంటే ‘$R$’ మరియు ‘$y$’ అనే రెండు లక్షణాలు అప్పుడు ఒకదానికొకటి లింక్ అయి ఉంటాయి మరియు స్వతంత్రంగా వారసత్వంగా లభించవు. ఇది ప్రతి జన్యు సెట్ DNA యొక్క ఒకే పొడవైన దారంగా కాకుండా, ప్రత్యేక స్వతంత్ర ముక్కలుగా, ప్రతి ఒక్కటి క్రోమోజోమ్ అని పిలువబడేదిగా ఉన్న వాస్తవం ద్వారా వివరించబడింది. అందువల్ల, ప్రతి కణం ప్రతి క్రోమోజోమ్ యొక్క రెండు కాపీలను కలిగి ఉంటుంది, ఒక్కొక్కటి మగ మరియు ఆడ తల్లిదండ్రుల నుండి వచ్చినవి. ప్రతి జనన కణం ప్రతి జత నుండి ఒక క్రోమోజోమ్ను తీసుకుంటుంది మరియు ఇవి తల్లి లేదా తండ్రి మూలానికి చెందినవి కావచ్చు. రెండు జనన కణాలు కలిసినప్పుడు, అవి జాతి DNA యొక్క స్థిరత్వాన్ని నిర్ధారిస్తూ, సంతతిలో క్రోమోజోమ్ల సాధారణ సంఖ్యను పునరుద్ధరిస్తాయి. వారసత్వం యొక్క ఇటువంటి యాంత్రికత మెండెల్ ప్రయోగాల ఫలితాలను వివరిస్తుంది, మరియు లైంగికంగా ప్రత్యుత్పత్తి చేసే అన్ని జీవులచే ఉపయోగించబడుతుంది. కానీ అలైంగికంగా ప్రత్యుత్పత్తి చేసే జీవులు కూడా వారసత్వం యొక్క ఇలాంటి నియమాలను అనుసరిస్తాయి. వారి వారసత్వం ఎలా పని చేస్తుందో మనం కనుగొనగలమా?

8.2.4 లింగ నిర్ధారణ

లైంగిక ప్రత్యుత్పత్తిలో పాల్గొనే రెండు లింగాలు అనేక కారణాల వల్ల ఒకదానికొకటి కొంత భిన్నంగా ఉండాలనే ఆలోచనను మనం చర్చించాము. కొత్తగా జన్మించిన వ్యక్తి యొక్క లింగం ఎలా నిర్ధారించబడుతుంది? వివిధ జాతులు దీని కోసం చాలా భిన్నమైన వ్యూహాలను ఉపయోగిస్తాయి. కొన్ని పూర్తిగా పర్యావరణ సూచనలపై ఆధారపడతాయి. అందువల్ల, కొన్ని సరీసృపాల వంటి క