প্রাইমেটদের কালার ভিশনের বিবর্তন:


শীর্ষছবি: শিম্পান্জ্ঞিরাও মানুষের মত নানা ধরনের রঙ্গের পার্থক্য করতে পারে,যা অন্য অনেক স্তন্যপায়ীরা দেখতে পায়না। কান্দিনিস্কির এই পেইন্টিংটাতে কোন একজন দর্শক প্রথমত যা দেখেন সেটি এই ক্যানভাসে ব্যবহৃত নানা ধরনের পেইন্টের রঙ্গের বৈশিষ্ট,ছবিতে পড়া আলোর উজ্জ্বলতার প্রকৃতি এবং যিনি দেখছেন তার কালার ভিশন সিস্টেমের একটি প্রতিফলন:ছবি সুত্র: GEOFFREY CLEMENTS /BOB ELSDALE/LUCY READING-IKKANDA/Scientific American, April 2009)

We have seen that parts many times repeated are eminently liable to vary in number and structure; consequently it is quite probable that natural selection, during the long continued course of modification, should have seized on  a certain number of primordially similar elements, many  times repeated, and have adapted them to diverse purposes.  Charles Darwin (1859: On the Origin of Species)

মুল:  Gerald H. Jacobs   এবং Jeremy Nathans এর Evolution of primate color visions (Scientific American, April 2009) অবলম্বনে। ডঃ জেরাল্ড এইচ. জ্যাকবস  সান্টা বারবারার ইউনিভার্সিটি অব ক্যালিফোর্নিয়ার নিউরোসায়েন্স এবং সাইকোলজীর অধ্যাপক। দীর্ঘদিন ধরে তিনি আমাদের দৃষ্টি ক্ষমতা, ভিজুয়াল সিস্টেম এবং রঙ্গ এর অনুভুতি বোঝার প্রক্রিয়া নিয়ে গবেষনা করছেন। তিনিই প্রথম নিউ ওয়ার্ল্ড প্রাইমেটদের মধ্যে কেমন করে ট্রাইক্রোমাসি বা তিন রঙ্গ নির্ভর কালার ভিশনের  উদ্ভব হলো তার একটি জেনেটিক মেকানিজমটির ব্যাখ্যা করেন। ডঃ জেরেমি নাথানস, জন হপকিন্স বিশ্ববিদ্যালয়ের নিউরোসায়েন্স ও অপথ্যালমোলজী এবং মলিক্যুলার বায়োলজী ও জেনেটিকস এর অধ্যাপক, মুলত তিনি কাজ করেন মানুষের চোখের ভিজুয়াল পিগমেন্টের জিন, তার ডিএনএ ও এর কোড কৃত প্রোটিন এর সিকোয়েন্স নিয়ে। আমাদের ভিজুয়্যাল পিগমেন্টের জিনটি তিনিই প্রথম শনাক্ত করেছিলেন।

 শুরুর কিছু কথা: রঙহীন কোন পৃথিবী কল্পনা করাটা আমাদের জন্য প্রায় অসম্ভব কারন কিছু ব্যতিক্রম ছাড়া আমাদের প্রায় সবার চোখে এই পৃথিবী অগনিত রঙে সাজানো। কিন্তু এই পৃথিবীকে অসংখ্য রঙে সাজানো দেখতে পাবার ক্ষমতা আছে কেবল প্রাইমেট পরিবারে কয়টি সদস্যদের, যাদের মধ্যে আছি আমরাও। এই বিশেষ ক্ষমতাটি কালার ভিশন নামে পরিচিত।  আলোর ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক স্পেকট্রামের ছোট একটি অংশ আমাদের চোখ শনাক্ত করতে পারে ( প্রায় ৩০৯ ন্যানোমিটার থেকে প্রায় ৭৫০ ন্যানোমিটার তরঙ্গ দৈর্ঘ); যাকে বলা হয় ভিজুয়াল স্পেক্ট্রাম। ভিজুয়াল স্পেকট্রামের আলোর তরঙ্গ দৈর্ঘ অনুযায়ী রেটিনার ফটোরিসেপ্টর কোন (Cone) কোষগুলোর কোষঝিল্লিতে থাকা তিন ধরনের ভিজুয়াল পিগমেন্টকে সক্রিয় হয় এবং যা সূচনা করে বহুধাপ বিশিষ্ট একটি প্রক্রিয়া। যার ফলাফলে চোখের অপটিক নার্ভ এর মাধ্যমে প্রয়োজনীয় ভিজুয়াল সংকেত পৌছে যায় আমাদের ব্রেনে।এই তিন ফটোপিগমেন্টের আলো শোষন করার ক্ষমতা অনুযায়ী তিনটি মুল রঙ: নীল,সবুজ, লাল  এবং তাদের সীমাহীন কম্বিনেশন আমাদের ব্রেনে অগনিত রঙের অনুভুতির জন্ম দেয়। মানুষ ও বেশ কিছু প্রাইমেটদের এই কালার ভিশন, নন-প্রাইমেট স্তন্যপায়ীদের কালার ভিশন অপেক্ষা বেশ ভিন্ন। প্রাইমেটদের এই কালার ভিশনকে বলা হয় ট্রাইক্রোম্যাসি ( Trichromacy: Tri = তিন, chroma= রঙ); কারন রেটিনার কোন কোষে থাকা তিনটি ভিন্ন ধরনের ফটোপিগমেন্টের (যারা ভিজুয়াল স্পেক্ট্রামের নির্দিষ্ট রেন্জের তরঙ্গ দৈর্ঘ শোষন করতে পারে) উপর তা নির্ভর করে। বিজ্ঞানীরা কয়েক দশক ধরে এই পিগমেন্টগুলোকে এনকোডকারী জিনগুলো নিয়ে গবেষনা করে আসছেন, এবং তাদের গবেষনায় বেশ কিছু গুরুত্বপুর্ণ ধারনা পাওয়া গেছে, যেমন: কেমন করে নন-প্রাইমেট স্তন্যপায়ীদের দুইটি ফটোপিগমেন্ট নির্ভর কালার ভিশন (ডাইক্রোম্যাটিক) থেকে প্রাইমেটদের ট্রাইক্রোম্যাটিক ভিশন বিবর্তিত হয়েছে। জেরাল্ড এইচ. জ্যাকবস এবং  জেরেমি নাথানস তাদের এই প্রবন্ধটিতে কালার ভিশনের বিবর্তন, তাদের জেনেটিক উৎপত্তির ব্যাখা সংক্রান্ত তাদের নিজেদের এবং  সমকালীন নানা গবেষনার কথা তুলে ধরেছেন। এই প্রবন্ধটি তারা শেষ করেছেন তাদের একটি যৌথ গবেষনা দিয়ে, যেখানে একটি ল্যাবরেটরি ইদুরের জিনোমে মানুষের ফটো পিগমেন্ট জিন যুক্ত করে তারা দেখেছেন স্তন্যপায়ী প্রানীদের ব্রেন কত সহজে নতুন সেন্সরী সংকেত ব্যবহারে অপ্রত্যাশিত নমনীয়তা বা প্লাস্টিসিটি প্রদর্শন করতে পারে। মুল লেখাটির ভাষাগত বেশ কিছু পরিবর্তন করা হয়েছে, তারপরও এই লেখাটিতে অনেক শব্দই রুপান্তর করা হয়নি, যেমন কালার ভিশন, ফটোপিগমেন্ট ইত্যাদি। এ কারনে আশা করছি যারা আগ্রহী তারা মন্তব্যের ঘরে প্রশ্নগুলো রেখে যাবেন।

ভূমিকা: ট্রাইক্রোম্যাসি 

আমাদের চোখে, অসংখ্য রঙ্গের সমারোহে সাজানো মনে হয় এই পৃথিবীটাকে; গাদা ফুলের সুর্য হলুদ কমলা থেকে গাড়ীর চেসিসের ধাতব বা গানমটাল ধুসরতা, মধ্য শীতের আকাশের ‌উজ্জল নীল থেকে পা্ন্নার ঝলমল করা সবুজ; একারনেই সবচেয়ে অবাক করে যে বিষয়টি, তা হচ্ছে,  বেশীর ভাগ মানুষের ক্ষেত্রেই মাত্র তিনটি নির্দিষ্ট তরঙ্গ দৈর্ঘর আলোকে নির্দিষ্ট মাত্রায় মিশ্রন করার মাধ্যমে যে কোন রঙ্গের অনুভুতি সৃষ্টি করা সম্ভব। মানুষের দৃষ্টি ক্ষমতার এই বিস্ময়কর বৈশিষ্টটির নাম ট্রাইক্রোম্যাসি ( Trichomacy)।  ট্রাইক্রোম্যাসির কারন, এই রঙ্গীন দৃষ্টি অনুভুতির বা কালার ভিশনের জন্য আমাদের রেটিনা -চোখের ভেতরে স্নায়ুকোষের যে স্তরটি আলো শনাক্ত করে এবং প্রক্রিয়াগত কিছু পর্যায়ের মাধ্যমে দৃষ্টির তথ্য সংকেতগুলো চোখ থেকে ব্রেনে পৌছে দেয়-মাত্র তিন ধরনের আলো শোষনকারী  ফটোপিগমেন্ট ব্যবহার করে।এই ট্রাইকোমাসির একটি প্রধান ফলাফল বা ব্যবহারিক অ্যাপ্লিকেশন হলো কম্পিউটার ও টেলিভিশনের ডিসপ্লে, যারা  মাত্র তিনটি : লাল (R), সবুজ (G) ও নীল (B) রঙ্গের পিক্সেল মিশ্রনের মাধ্যমে, আমরা অনুভব করতে পারি এমন সব রঙ্গই সৃষ্টি করতে সক্ষম।


ছবি: কালার ভিশনের ব্যাবহারিক এবং নন্দনতাত্ত্বিক সুবিধা: উপরের ছবিটি হেমন্তের গাছের পাতার রঙ পরিবর্তনের একই ফটোগ্রাফর রঙসহ আর রঙহীন দুটি রুপ (রঙসহ আর রঙহীন); আমাদের কালার ভিশন প্রতিফলিত আলোর ক্রোমাটিক গঠন, যা আমাদের ব্রেনে রঙের অনুভুতি সৃষ্টি করে বিভিন্ন জিনিসের মধ্যে পার্থক্য করতে আমাদের সাহায্য করে। সুত্র : জেরেমি নাথানস (Neuron, Vol. 24, 299–312, October, 1999)

যদিও ট্রাইক্রোম্যাসি প্রাইমেটদের মধ্যে প্রায়শই দেখা যায়, কিন্তু প্রানী জগতে এ্ই বৈশিষ্টটি কিন্তু সর্বজনীন নয়। প্রায় সব  নন-প্রাইমেট স্তন্যপায়ী প্রানীরা হলো ডাইক্রোম্যাট, অর্থাৎ তাদের কালার ভিশন বা রঙ্গীন দৃষ্টি ক্ষমতা নির্ভর করে শুধুমাত্র দুই ধরনের ভিজুয়াল পিগমেন্টের উপর। কিছু কিছু নিশাচর স্তন্যপায়ীদের কেবল একটাই ফটো পিগমেন্ট আছে। আবার কিছু পাখি, মাছ আর সরীসৃপ আছে, যাদের চোখে থাকে  চার ধরনের ফটোপিগমেন্ট এবং এরা মানুষের চোখে অদৃশ্য আল্ট্রা ভায়োলেট বা অতিবেগুনী রশ্মি শনাক্ত করতে পারে। সেকারনেই বিজ্ঞানীদের ধারনা প্রাইমেটদের ট্রাইক্রোম্যাসি ব্যাপারটা খানিকটা অসাধারন একটা বৈশিষ্ট।


ছবি:  স্তন্যপায়ীদের দুই ধরনের কালার ভিশন:  বেশীর ভাগ স্তন্যপায়ী প্রানী ডাইক্রোম্যাট; অর্থাৎ তাদের কালার ভিশনের কারন শুধুমাত্র  দুই ধরনের ভিজুয়াল পিগমেন্ট (উপরের প্যানেল):একটি ফটোপিগমেন্ট ছোট তরঙ্গ দৈর্ঘ বিশিষ্ট আলো শোষন করে সবচেয়ে বেশী (গ্রাফের নীল কার্ভ)এবং আরেকটি যা বেশী সংবেদী অপেক্ষাকৃত দীর্ঘ তরঙ্গ দৈর্ঘ বিশিষ্ট আলো শোষন করার জন্য (গ্রাফের সবুজ কার্ভ); কিন্তু মানুষ এবং কিছু প্রাইমেট প্রজাতির কালার ভিশনটি ট্রাইক্রোম্যাটিক (নীচের প্যানেল); ট্রাইক্রোমাটিক কালার ভিশন যাদের আছে তারা আরো বেশী রঙ দেখতে পারে কারন তারা তিনটি ভিন্ন তরঙ্গ দৈর্ঘর আলো শোষন ক্ষমতা সম্পন্ন পিগমেন্ট ব্যবহার করে: ছোট দৈর্ঘর (গ্রাফের নীল কার্ভ),আর অপেক্ষাকৃত দীর্ঘ দৈর্ঘর আলো শোষন ক্ষমতা সম্পন্ন পিগমেন্ট (গ্রাফের সবুজ এবং লাল কার্ভ);সুত্র:  GAIL SHUMWAY/LUCY READING-IKKANDA Scientific American, April 2009)

তাহলে কেমন করে ট্রাইক্রোম্যাটিক কালার ভিশন বিবর্তত হলো? ট্রাইক্রোম্যাসি নিয়ে বহু বছরের গবেষনার উপর ভিত্তি করেই সাম্প্রতিক কালের প্রাইমেট কালার ভিশন সংক্রান্ত জেনেটিক্স, মলিক্যুলার বায়োলজী এবং  নিউরোফিজিওলজীর গবেষনায়  বিজ্ঞানীরা খুজে পেয়েছেন এই প্রশ্নের বিস্ময়কর ও  অপ্রত্যাশিত কিছু উত্তর, এছাড়া তাদের পর্যবেক্ষন প্রমান করেছে আমাদের প্রাইমেট ব্রেনের নমনীয়তা আর অভিযোজনের বিস্ময়কর ক্ষমতা।

ফটোপিগমেন্ট এবং ‍তাদের অতীত:

মানুষের রঙ্গীন দৃষ্টি ক্ষমতার সাথে জড়িত তিনটি ভিজ্যুয়াল পিগমেন্টের (ফটোপিগমেন্ট) স্পেক্ট্রাল সেনসিটিভিটি বা আলোক বর্ণালীর কোন রেন্জের তরঙ্গ দৈর্ঘের  আলো তারা শোষন করতে পারে তা প্রথম পরিমাপ করা হয়েছিল প্রায় ৫০ বছর আগেই এবং বর্তমানে আরো সুক্ষতার সাথে সেটি পরিমাপ করা সম্ভব হয়েছে। প্রত্যেকটি ফটোপিগমেন্ট বর্ণালীর একটি নির্দিষ্ট অংশের আলোকে শোষন করে, এবং ঠিক যে তরঙ্গ দৈর্ঘর আলো তারা সবচেয়ে বেশীমাত্রায় শোষন করে তা দিয়ে এদের বৈশিষ্টকে ব্যাখ্যা করা হয়ে থাকে। যারা শর্ট ওয়েভ লেন্থ পিগমেন্ট (S) বা স্বল্প তরঙ্গ দৈর্ঘর পিগমেন্টবি সবচেয়ে বেশী মাত্রায় শোষন করে ৪৩০ ন্যানোমিটার দৈর্ঘর আলোক তরঙ্গ ( এক ন্যানো মিটার হলো ১ মিটারের এ বিলিয়ন ভাগের একভাগ বা ১ X ১০-৯  মিটার), মিডিয়াম ওয়েভ লেন্থ পিগমেন্টরা (M) সবচেয়ে বেশী মাত্রায় শোষন করে ৫২০ ন্যানোমিটার তরঙ্গ দৈর্ঘর আলো এবং লঙ্গ ওয়েভ লেন্থ পিগমেন্টরা (L) সবচেয়ে বেশী মাত্রায় শোষন করে ৫৬০ ন্যানোমিটার তরঙ্গ দৈর্ঘর আলো ( প্রসংঙ্গ ক্রমে , ৪৭০, ৫২০ ও ৫৬০ ন্যানোমিটার তরঙ্গ দৈর্ঘর আলো, একজন স্বাভাবিক মানুষ যথাক্রমে নীল, সবুজ এবং হলুদ রং হিসাবে অনুভব করতে পারে)।


ছবি: ছবিতে রেটিনা, স্নায়ুকোষের যে পর্দাটা আমাদের চোখের ভিতরের স্তরটাকে আবরণ করে রাখে। অপটিক নার্ভের মাধ্যমে রেটিনার স্নায়ুকোষগুলো আমাদের ব্রেনে ভিজুয়াল সংকেত প্রেরণ করে। কালার ভিশন বা আমাদের রঙ দেখার ক্ষমতা নির্ভর করে কোন (Cone) কোষের উপর, কোনের মত দেখতে এই ফটোরিসেপ্টর কোষগুলোর মধ্যে আলোক সংবেদী ফটোপিগমেন্ট থাকে। অন্য যে ফটোরিসেপ্টরটি রেটিনায় থাকে তার নাম রড (Rod), এরা আমাদের স্বল্প আলোয় দেখতে সহায়তা করে, সাধারনতঃ কালার ভিশনে অংশ নেয় না। রড এবং কোন কোষগুলো যাদের ফটোরিসেপ্টর বলা হয়, থাকে রেটিনায় অবস্থিত অন্য সব সহযোগী কোষের পেছনে। ANDREW SWIFT (retina illustrations); Scientific American, April 2009)


ছবি: রেটিনার প্রস্থচ্ছেদ এর একটি স্কিমাটিক ডায়াগ্রাম। (http://mm.hightechhigh.org/bloodbank/rods_cones.gif)

এই পিগমেন্টগুলো প্রত্যেকটির মুল উপাদান হচ্ছে একটা প্রোটিন, যা যুক্ত থাকে আলোশোষন কারী একটি যৌগ বা ক্রোমাটেফোর, যার উৎপত্তি হয় ভিটামিন এ থেকে।  ফটোরিসেপ্টর কোন কোষের পর্দায় এই পিগমেন্টগুলো অবস্থান করে। ফটোরিসেপ্টর কোষগুলোর নাম এসেছে এদের আকৃতির জন্য, কোন কোষগুলো কোন আকৃতির আর রড কোষগুলো লম্বাটে রড আকৃতির। যখনই কোন ফটোপিগমেন্ট  অনু আলোর সংস্পর্শে আসে, একটি বহু ধাপ বিশিষ্ট একটি রাসায়নিক প্রক্রিয়ার সুচনা হয়, যা এর ধারনকারী কোন কোষকে উত্তেজিত ও সক্রিয় করে তোলে। এই উত্তেজনা এবং সক্রিয় হয়ে ওঠা কোন কোষ নিউরোট্রান্সমিটার নি:সরণের মাধ্যমে সংকেত পাঠায়  সংযুক্ত রেটিনার নিউরোনগুলোকে , যারা অবশেষে ভিজুয়াল সংকেত ব্রেনে পৌছে দেয় অপটিক নার্ভ এর সাহায্যে।


ছবি: কোন পিগমেন্টের একটি স্কিমাটিক ডায়াগ্রাম:কোন ফটোরিসেপ্টর দের কোষঝিল্লীর ডিস্কের মতো ভাজে ভাজে থাকে ফটোপিগমেন্টগুলো। পিগমেন্ট অনুগুলো তৈরী ট্রান্সমেমব্রেন অপসিন অনু যা একটি ক্রোমাটোফোর,11-cis-retinal ( Vitamin A এর অ্যালডিহাইড)  এর সাথে সংযুক্ত থাকে। অপসিন অংশটি প্রোটিন। সুত্র: Lindsay T. Sharpe, Andrew Stockman, Herbert Jägle, and Jeremy Nathans: Opsin genes, cone photopigments, color vision, and color blindness; in color vision; Karl R. Gegenfurtner & Lindsay T. Sharpe; Color Vision: From genes to perception Cambridge University Press,New York, 1999

যদিও কোন ফটোরিসেপ্টরগুলোর কোষঝিল্লীতে থাকা ফটোপিগমেন্টগুলোর আলো শোষণ স্পেক্ট্রা অনেকদিন থেকেই আমাদের জানা, কিন্ত আশির দশকে জেরেমি নাথানস প্রথম মানুষের রেটিনার ফটোপিগমেন্টগুলোর জিনগুলো শনাক্ত করেন। নানা প্রানীদের মধ্যে এইসব জিনগুলোর ডিএনএ অনুক্রম এবং এদের কোড করা  ‌পিগমেন্ট প্রোটিনগুলোর অ্যামাইনো অ্যাসিডগুলোর অনুক্রম নিয়ে তুলনামুলক গবেষনায় দেখা যায় এম(M) এবং এল (L) পিগমেন্ট প্রোটিনগুলো সামান্য কিছু পার্থক্য ছাড়া প্রায় হুবুহু এক রকম। এর পরবর্তী পরীক্ষাগুলোয় বিজ্ঞানীরা আরো বুঝতে পারেন এই দুটি প্রোটিনের বর্ণালী শোষনের প্যাটার্ণে যে পার্থক্যটি দেখা যায় তার কারন আসলে এদের মোট ৩৬৪ টি অ্যামাইনো অ্যাসিডের মধ্যে মাত্র ৩টি অ্যামাইনো অ্যাসিডের ভিন্নতা।

এছাড়া গবেষনাগুলোতে আরো যা জানা যায়, তা হলো, এম (M) এবং এল (L) পিগমেন্টগুলো X ক্রোমোজোমে পাশাপাশি অবস্থান করে। এই X ক্রোমোজোম আমাদের দুই ধরনের সেক্স ক্রোমোজোমের একটি  ( ছেলেদের একটি X  ক্রোমোজোম ও সাথে একটি Y ক্রোমোজোম থাকে আর মেয়েদের দুটি সেক্স ক্রোমোজোমই হলো X)। এই X ক্রোমোজোমে অবস্থানটি বিজ্ঞানীরা আগেই ধারনা করতে পেরেছিলেন, কারন সচরাচর যে কালার ব্লাইন্ডনেস এর যে সমস্যটা সচরাচর দেখা যায় (Red-Green বা লাল সবুজ কালার ব্লাইন্ডনেস), তা মেয়েদের তুলনায় ছেলেদের মধ্যেই বেশী দেখা যায়, আর সমস্যাটা যেভাবে উত্তরাধিকার সুত্রে ছেলেরা পায় সেটা দেখে অনেক আগেই বিজ্ঞানীরা ধারনা করেছিলেন এর  জন্য যে দায়ী জিনটির অবস্থান X  ক্রোমোজোমে হবার সম্ভাবনাই বেশী। অন্যদিকে এস(S) পিগমেন্টটির (ছোট তরঙ্গ দৈর্ঘর আলো শোষনকারী পিগমেন্ট) জিনটি থাকে ৭  নং ক্রোমোজোম এ এবং এর ডিএনএ সিকোয়েন্স এর সাথে এম এবং এল পিগমেন্টের তুলনা করলে দেখা যায় খুব সামান্যই তাদের সাদৃশ্য ।


ছবি: কালার ব্লাইন্ডনেস শনাক্ত করতে জাপানের বিখ্যাত চক্ষু বিশেষজ্ঞ ডঃ শিনোবু ইশিহারা’র(১৯০৫-১৯৬৩) কালার পারসেপশন টেস্ট প্লেটের একটি। যাদের কালার ভিশন ঠিক আছে তারা এখানে ইংরেজী  ’74’ সংখ্যাটি দেখতে পাবেন। যাদের ডাইক্রোম্যাসি আছে বা ট্রাইক্রোম্যাসির কোন সমস্যা আছে তারা হয়তো দেখতে পাবেন  ’21’; আবার যাদের অ্যাক্রোমাটোপ্লাসিয়া আছে তারা কোন সংখ্যাই দেখতে পারবেন না এখানে। (সুত্র: Wikipedia )

নব্বই দশকের মাঝামাঝি, এই তিনটি পিগমেন্ট জিনগুলোর সাথে অন্যান্য প্রাণীদের জিনগুলোর ডিএনএ সেগমেন্টের তুলনামুলক গবেষনাগুলো এই পিগমেন্ট জিনগুলোর উৎপত্তির ইতিহাস ও বিবর্তন সম্বন্ধে বেশ গুরুত্বপুর্ণ তথ্য যোগান দেয় বিজ্ঞানীদের।  প্রায় সব মেরুদন্ডী প্রানীদের  আমাদের এস (S) পিগমেন্টের জিনটির মত একটি জিন আছে, যাদের ডিএনএ অনুক্রমের সাদৃশ্য লক্ষনীয়; এই বিষয়টি প্রমান করে যে এস(S) পিগমেন্টের কোন একটি সংস্করণ কালার ভিশনের বিবর্তন প্রক্রিয়ায় একটি আদি উপাদান। ট্রাইক্রোম্যাটিক ভিশনের ব্যবহৃত বাকী দুটি দীর্ঘতর তরঙ্গ দৈর্ঘর পিগমেন্ট জিনের ( এম(M) আর এল (L)) সমগোত্রীয় জিনও মেরুদন্ডী প্রানীদের মধ্যে বেশ ব্যাপকহারেই বিদ্যমান, যা ইঙ্গিত করে এরাও বেশ প্রাচীন। কিন্ত শুধুমাত্র স্তন্যপায়ী প্রানীদের মধ্যে এম এবং এল, এই দুটি পিগমেন্টের জিন কেবল একসাথে উপস্থিত থাকে  শুধুমাত্র কিছু প্রাইমেট প্রজাতিদের মধ্যে –যা স্পষ্টতই ইঙ্গিত করে এই বৈশিষ্টটির উদ্ভব অপেক্ষাকৃত নিকট অতীতে কোন সময়ে।

বেশীর ভাগ নন-প্রাইমেট স্তন্যপায়ীদের  শুধুমাত্র একটি দীর্ঘতর তরঙ্গ দৈর্ঘর আলো শোষনকারী পিগমেন্ট থাকে; এই পিগমেন্টটি প্রাইমেটদের দীর্ঘ তরঙ্গ দৈর্ঘর আলো শোষনকারী পিগমেন্টগুলোর এর সাথে বেশ সাদৃশ্য আছে। এবং স্তন্যপায়ীদের ক্ষেত্রেও এই পিগমেন্ট জিনটির অবস্থান এর  X ক্রোমোজোমে। এই বৈশিষ্টগুলো গবেষকদের এদের সম্ভাব্য উৎপত্তি সম্বন্ধে যে ধারনাটা দেয়, তা হলো, প্রাইমেটদের ফটোপিগমেন্টের এই দুটি দীর্ঘতর তরঙ্গ দৈর্ঘর পিগমেন্ট জিনগুলোর প্রথম আবির্ভাব হয়েছে প্রাইমেটদের লিনিয়েজ এর শুরুর দিকে জিন ডুপ্লিকেশন (Gene duplication) প্রক্রিয়ায়: এই প্রক্রিয়ায় কোন একটি X ক্রোমোজোম রিকম্বিনেশন প্রক্রিয়ার সময় ক্রোমোজোমাল সেগমেন্ট সোয়াপিং (জিন সেগমেন্ট আদান প্রদান) এর সময় দীর্ঘতর তরঙ্গ দৈর্ঘর ম্যামালিয়ান এই জিনটির আরো একটি অনুরুপ কপি অর্জন করেছিল বা ডুপ্লিকেটেড হয়েছিল; এবং পরবর্তীতে একটি বা উভয় X ক্রোমোজোমে অবস্থিত এই কপি হওয়া আদি জিনগুলোয় মিউটেশনের ফলে দুটি প্রায় একই রকম ‍পিগমেন্ট জিন ও তাদের প্রোডাক্ট পিগমেন্টের আবির্ভাব ঘটে, যাদের গঠনগত বৈশিষ্ট প্রায় এক, তবে তারা বর্ণালী শোষন করার ক্ষমতায় ভিন্নতা পরিচয় দেয়। এই দুটি পিগমেন্ট হলো এম (M) এবং এল (L) পিগমেন্ট।

এধরনের জিন ডুপ্লিকেশনের পরিচিত মেকানিজমটা দেখা যায় ডিম্বানু এবং শুক্রানু তৈরীর সময়। যে কোষগুলো থেকে ডিম্বানু বা শুক্রানু তৈরী হবে, তারা যখন বিভাজিত হয় জোড় বাধা ক্রোমোজোমগুলো কখনো কখনো তাদের জেনেটিক ম্যাটেরিয়ালগুলোর অংশ পারস্পরিক আদান প্রদান করে নিতে পারে, যে প্রক্রিয়াকে বলে রিকম্বিনেশন এবং কোন কোন সময় অসম পরিমান জেনেটিক ম্যাটেরিয়াল এই আদান প্রদান পক্রিয়ায় ঘটে যায়, যার ফলে এক বা ‍ একাধিক জিনের অতিরিক্ত কপি কোন একটি ক্রোমোজোমে সৃষ্টি হতে পারে।  পরবর্তী সময়ে ‍ এই সব ডুপ্লিকেট জিনে প্রবেশ করা উপকারী মিউটেশনগুলো প্রাকৃতিক নির্বাচনের মাধ্যমে নির্বাচিত হয়ে সুরক্ষিত হতে পারে। অর্থাৎ বেচে থাকার জন্য সহায়তাকারী এই সব উপকারী মিউটেশণ পরবর্তী প্রজন্ম এবং জনসংখ্যার মধ্যে বিস্তৃতি লাভ করে।

এই ‘নতুন’ এম (M) এবং এল (L) পিগমেন্ট ( আগের এস (S) পিগমেন্ট সহ) নির্ভর প্রাইমেটদের এই কালার ভিশন বা ট্রাইক্রোমাসি, ধারনা করা হয় কিছু কিছু পরিবেশে ডাইক্রোমাটিক প্রানীদের চেয়ে একটি ‍ বেচে থাকার সংগ্রামে একটি বাড়তি নির্বাচনী সুবিধা বা সিলেক্টিভ অ্যাডভানটেজ দিয়েছিল। যেমন, পাকা ফলের রঙ্গ, যা প্রায়শই ‍তার আশে পাশের পাতার রঙ থেকে ভিন্ন, কিন্ত‍ু সেই পার্থক্য বুঝতে ট্রাইক্রোমাটদের তুলনায় ডাইক্রোমাটরা অপেক্ষাকৃত ছিল বেশ অদক্ষ কারন আলোক বর্ণালীর লাল, হলুদ আর সবুজ রঙ্গের (দীর্ঘ তরঙ্গ দৈর্ঘর আলো) পার্থক্য করার ক্ষেত্রে তাদের নিজস্ক দীর্ঘ তরঙ্গ দৈর্ঘর পিগমেন্টটির সংবেদনশীলতা অনেক কম। সহজে খাবার ‍ উপযোগী পুষ্টিকর ফল খুজে বের করার এই ক্ষমতা ট্রাইক্রোমাসির ‌ মিউটেশন সম্পন্ন প্রানীদের বেচে থাকতে বিশেষ সহায়তা করেছে বলেই ধারনা করা হয় এবং তাদের মাধ্যমে তাদের পরবর্তী প্রজন্মে  ও তাদের জনসংখ্যায় এই  ট্রাইক্রোমাসির পরিবর্তিত জীনটি ক্রমশ: বিস্তার লাভ করেছে।


ছবি: বিবর্তনীয় সুবিধা: পাকা ফলের রঙ প্রায়শই তার আশে পাশের পাতা আর ডালের থেকে ভ্ন্নি হয়। এবং ট্রাইক্রোমাটিক কালার ভিশন যাদের আছে তারা ডাইক্রোম্যাটদের তুলনায় এদের সহজেই পার্থক্য করতে পারে। প্রাইমেটদের সফলভাবে বেচে থাকার জন্য উপযোগী বৈশিষ্টগুলোর মধ্যে একটি ছিল, পাকা ফলকে আলাদা করে শনাক্ত করার এই উন্নত ক্ষমতা; সেকারনে প্রাকৃতিক নির্বাচন প্রক্রিয়া প্রাইমেটদের মধ্যে ট্রাইক্রোমাটিক কালার ভিশনের জিনগুলোর বিস্তৃতিতে সহায়তা করেছে। সুত্র: JUSTIN LIGHTLEY/ Getty Images (raspberries); Scientific American, April 2009)

বিজ্ঞানীরা প্রাইমেটদের কালার ভিশন বিবর্তনের ব্যাখার ক্ষেত্রে  এই প্রক্রিয়াটিকে:  প্রথমে জিন ডুপ্লিকেশন তারপর মিউটেশন যা ডিএনএর অনুক্রমকে বদলে দিয়ে দুটি স্বতন্ত কিন্ত সদৃশ জিন, এম(M)এবং এল(L) পিগমেন্ট জিনের উৎপত্তি করে;একটি যুক্তি সঙ্গত ব্যাখা বলেই মনে করেন। কারন এধরনের ধারাবাহিক ঘটনার অনুক্রম অন্যান্য জিন পরিবারের ক্ষেত্রেও ঘটতে দেখা গেছে। যেমন, হিমোগ্লোবিন জিনের ফ্যামিলি, এর কোড করা হিমোগ্লোবিন প্রোটিনটি আমাদের রক্তে লোহিত রক্ত কনিকার মধ্যে থাকে এবং এবং আমাদের রক্তে এটি অক্সিজেন বহন করে। ভ্রুনাবস্থায় ২ মাসের শুরুতে যে জিনটি ফিটাল হিমোগ্লোবিন তৈরী করে, ‍আর পরবর্তীতে যে জিনটি অ্যাডাল্ট হিমোগ্লোবিন তৈরী করে তাদের উৎপত্তির কারনও মনে করা হয় এদের আদি একটি জিনের ডুপ্লিকেশন; এই আদি জিন, যেটি ডুপ্লিকেটেড হয়েছে প্রথমে, পরে তারা মিউটেশনের মাধ্যমে আলাদা দুটি ভ্যারিয়ান্ট জিনে রুপান্তরিত হয়েছে, এবং তাদের কোড করা হিমোগ্লোবিনের অক্সিজেনের প্রতি আকর্ষনও ভিন্ন। এছাড়া যেমন ইমিউনোগ্লোবিউলিন, যে প্রোটিনগুলো আমাদের ইমিউন সিস্টেমের অ্যান্টিবডি রেসপন্সের জন্য দায়ী, তাদের মধ্যেও ব্যাপক বিচিত্রতা আছে এবং বহু ভ্যারিয়ান্ট বিদ্যমান, এবং এদের সবার উদ্ভব হয়েছে প্রথমে একটি আদি পুর্বপুরুষ জীনের ডুপ্লিকেশন এর ও পরবর্তীতে মিউটেশনের মাধ্যমে।


ছবি: সুপার কালার ভিশন? কোন কোন নারীর চোখের রেটিনায় তিনটির বদলে চার ধরনের ভিজুয়াল পিগমেন্ট থাকে। এই চতুর্থ পিগমেন্টটি তৈরী হয় কোন একটি X লিঙ্কড দীর্ঘ তরঙ্গ দৈর্ঘর আলো শোষনকারী পিগমেন্ট জিনের মিউটেশনের মাধ্যমে। এবং দেখা গেছে এটি রেটিনার বর্নালী শোষনের সংবেদনশীলতাতেও পরিবর্তন আনে। কিন্তু  এই পরিবর্তন আরো বেশী রেন্জের রঙ দেখার ক্ষমতা সৃষ্টি করে কিনা তা নিয়ে গবেষনা শেষ হয়নি। এখনও পর্যন্ত কালার ভিশনের কোন পরীক্ষায় টেট্রাক্রোমাটিক ভিশনের কোন প্রমান মেলেনি। আর যদি এ ধরনের কোন ভিশন আদৌ থেকে থাকে, যাদের আছে, তাদের সেই দৃষ্টি ক্ষমতার অস্বাভাবিকতা সম্বন্ধে কোন ধারনা না থাকার সম্ভাবনা‍ই বেশী।  সুত্র: GEORGE DIEBOLD Getty Images (eye); Scientific American, April 2009);

ট্রাইক্রোম্যাসি কালার ভিশন উদ্ভবের দুটি পথ:

পরবর্তী গবেষনাগুলোয় প্রাইমেট ট্রাইক্রোম্যাসির বিবর্তনের আসল কাহিনী দেখা গেল আরো বেশ কিছুটা জটিল এবং বিস্ময়কর। এই বিবর্তনের রহস্য সমাধানে খু্বই গুরুত্বপুর্ণ ক্লুটা আসে যখন বিজ্ঞানীরা বুঝতে পারেন যে, আসলে প্রাইমেটদের মধ্যে ট্রাইক্রোম্যাটিক কালার ভিশনের দুটি ভিন্ন প্রক্রিয়া কাজ করে: একটি ওল্ড ওয়ার্ল্ড প্রাইমেটস ( প্রাইমেটদের যে গ্রুপটা বিবর্তিত হয়েছিল সাব-সাহারান আফ্রিকা এবং এশিয়ায়, যেমন: গিবন, শিম্পান্জ্ঞি,গরিলা এবং মানুষ) এবং অন্যটি নিউ ওয়ার্ল্ড প্রাইমেটদের ( মধ্য ও দক্ষিন আমেরিকার প্রজাতিগুলো যেমন, মারমোসেট,টামারিন, স্কুইরেল মান্কি ইত্যাদি) মধ্যে।


ছবি: ওল্ড ওয়ার্ল্ড প্রাইমেট ( যেমন: মানদ্রিল) ; ওল্ড ওয়ার্ল্ড প্রাইমেট: ওল্ড ওয়ার্ল্ড প্রাইমেটরা অনেক মিলিয়ন বছর ধরে বিবর্তিত হয়েছে আফ্রিকা এবং এশিয়ায়। বর্তমানে এই গ্রুপে আছে গ্রেট এইপরা: মানুষ, ওয়াংউটান, গরিলা, বনোবোস, শিম্পান্জ্ঞি। এছাড়া্ও আছে গিবন,লেঙ্গুর,ম্যাকাক ও মান্ড্রিল। ওল্ড ওয়ার্ল্ড প্রাইমেটদের লিনিয়েজ নিউ ওয়ার্ল্ড প্রাইমেটদের ( মধ্য ও দক্ষিন অ্যামেরিকা) থেকে আলাদা হয়েছে  প্রায় ৪০ মিলিয়ন বছর আগে যখন আফ্রিকা আর দক্ষিন অ্যামেরিকা মহাদেশ ভৌগলিকভাবে সম্পুর্নভাবে পৃথক হয়েছে। ((সুত্র: MAPPING SPECIALISTS (globe); CYRIL RUOSO Minden Pictures (mandrill) Scientific American, April 2009)

ছবি: নিউ ওয়ার্ল্ড মান্কিদের বসবাস মধ্য ও দক্ষিন অ্যামেরিকায়, এরা আকারে তাদের ওল্ড ওয়ার্ল্ড মান্কিদের তুলনায় আকারে ছোট হয়। এদের মধ্যে আছে মারমোসেট, টামারিন,স্কুইরেল মান্কি, স্পাইডার মান্কি, হাওলার মান্কি ও কাপুচিনরা। ((সুত্র: MAPPING SPECIALISTS (globe); PETE OXFORD Minden Pictures (white-bellied spider monkey; Scientific American, April 2009)

মানুষ এবং অন্যান্য ওল্ড ওয়ার্ল্ড প্রাইমেটরা তাদের এম (M) এবং এল (L) পিগমেন্টের দুটো জিনই তারা ‍তাদের উভয় X  ক্রোমোজোমে বহন করে এবং যা তাদের ট্রাইক্রোমাটিক ভিশনের কারন। কিন্ত নিউ ওয়ার্ল্ড মান্কিদের ‍কালার ভিশন নিয়ে গত কয়েক দশকের গবেষনায়  ডঃ জ্যাকবস আবিষ্কার করলেন, নিউ ওয়ার্ল্ড মান্কিদের ট্রাইক্রোম্যাসি দেখা যায় শুধুমাত্র তাদের স্ত্রী সদস্যদের একটি গ্রুপের মধ্যে।  অর্থাৎ নিউ ওয়ার্ল্ড প্রাইমেটদের বাদবাকী সব পুরুষ, এবং প্রায় এক তৃতীয়াংশ স্ত্রী সদস্য যাদের পরীক্ষা করা হয়েছে দেখা গেছে মাঝারী আর দীর্ঘ তরঙ্গ দৈর্ঘের মাঝামাঝি স্পেক্ট্রামের কোন আলো (রঙ) তারা শনাক্ত করেতে পারে না, যা সাধারনতঃ ডাইক্রোম্যাটদের মধ্যেই দেখা যায়। তাহলে প্রাইমেটদের মধ্যেও তাহলে ট্রাইক্রোম্যাসি কালার ভিশন সর্বজনীন না।

এই অদ্ভুত ব্যাপারটা ব্যাখ্যা করার জন্য গবেষকদের বেশ কয়েকটি টীম নিউ ওয়ার্ল্ড ‍মান্কিদের মধ্যে কোন (Cone) পিগমেন্টের সংখ্যা এবং রেটিনায় তাদের বিন্যাস সজ্জা নিয়ে গবেষনা করেছেন। প্রায় সব প্রজাতির দেখা একটি যায় ছোট তরঙ্গ দৈর্ঘ সম্পন্ন বা এস (S) পিগমেন্ট আছে (তাদের অবস্থান সম্ভবত  নন-সেক্স ক্রোমোজোমে) এবং শুধু মাত্র একটি দীর্ঘ তরঙ্গ দৈর্ঘর পিগমেন্টের জিন পাওয়া গেছে, যার অবস্থান এদের  X  ক্রোমোজোমে (সেক্স ক্রোমোজোম); অন্যভাবে ব্যাপারটি ব্যাখা করলে, নিউ ওয়ার্ল্ড ‍মান্কিদের ফটোপিগমেন্টের জেনেটিক এই প্যাটার্নটা তুলনা করা যায় ডাইক্রোম্যাটিক স্তন্যপায়ীদের সাথে। তাহলে, এখন পশ্নটা হচ্ছে, কেমন করে এদের কেউ কেউ ট্রাইক্রোমাটিক কালার ভিশন অর্জন করলো?

এর উত্তর বিজ্ঞানীরা যেটি খুজে পেয়েছেন তা হলো, নিউ ওয়ার্ল্ড মান্কিদের জিন পুলে X  লিঙ্কড পিগমেন্ট জিনের বেশ কিছু ভ্যারিয়ান্ট আছে বা যাদের বলা হয় অ্যালিল (Alleles), অর্থাৎ তারা একে অপরের একটু সামান্য ভিন্ন সংস্করণ তাদের ডিএনএ অনুক্রমের সামান্য কিছু ভিন্নতার কারনে।  অনেক জীনের এধরনের অ্যালিলিক ভ্যারিয়েশন আছে। কিন্ত‍ু তাদের সামান্য ডিএনএ বেসের অনুক্রমের পারস্পরিক পার্থক্য খুব কম ক্ষেত্রেই তাদের কোডে করা প্রোটিনের কার্য্যাবলীতে প্রতিফলিত হয়। কিন্তু নিউ ওয়ার্ল্ড মান্কিদের এই সব X লিঙ্কড পিগমেন্ট জিনের অ্যালিলগুলো যে পিগমেন্ট প্রোটিনগুলোকে কোড করে, দেখা যায় তাদের বর্ণালী শোষন করার ক্ষমতায় পারস্পরিক ভিন্নতা আছে, অর্থাৎ তারা কিছুটা ভিন্ন ভিন্ন তরঙ্গ দৈর্ঘর আলোকে শোষন করতে পারে বা তাদের স্পেক্ট্রাম সংবেদনশীলতা ভিন্ন। যেমন খুব টিপিক্যাল নিউ ওয়ার্ল্ড মান্কিদের একটি প্রজাতি, স্কুইরেল মান্কি,  তাদের জিন পুলে  X  লিঙ্কড কোন (Cone) পিগমেন্ট জিনের তিনটি অ্যালিল আছে। যার একটি কোড করে মানুষের মত এম(M) পিগমেন্ট, দ্বিতীয়টি মানুষের এল (L)  পিগমেন্টের মত আর তৃতীয়টি যে পিগমেন্টটিকে কোড করে সেটির বর্ণালী শোষন করার ক্ষমতা ‌ প্রথম  দুটোর মাঝামাঝি।

সেক্ষেত্রে, দুটি X ক্রোমোজোম যাদের একসাথে থাকে, অর্থাৎ মেয়ে স্কুইরেল মান্কিরা  -এবং শুধুমাত্র মেয়েরাই – হয়তো এই দুটি অ্যালিল সহ  X ক্রোমোজোম ( প্রতি  X ক্রোমোজোমে একটি করে) উত্তরাধিকার হিসাবে পেতে পারে।  ফলে তাদের দুটি  X  ক্রোমোজোমে দুটি আলাদা আলাদা তরঙ্গ দৈর্ঘর আলো শোষন করার পিগমেন্ট জিন থাকতে পারে, এবং সেভাবে তারা ট্রাইক্রোম্যাটিক কালার ভিশন পেতে পারে। এদের প্রায় এক তৃতীয়াংশ মেয়ে সদস্যরা অবশ্য তাদের দুই X ক্রোমোজোমে একই পিগমেন্ট জিনের অ্যালিল উত্তরাধিকার হিসাবে পাবে, এবং সে কারনের তাদের প্রজাতির দুর্ভাগা পুরুষ সদস্যদের মত তারাও ডাইক্রোম্যাটিক কালার ভিশনই পাবে। নিউ ওয়ার্ল্ড প্রাইমেটদের ট্রাইক্রোম্যাসিকে বলা যেতে পারে  Poor man’s  বা আরো সঠিকভাবে বললে poor woman’s প্রাইমেট ট্রাইক্রোম্যাসির একটি সংস্করণ যা ওল্ড ওয়ার্ল্ড প্রাইমেটরা ভোগ করে স্ত্রী পুরুষ নির্বিশেষে।


ছবি: প্রাইমেট কালার ভিশনের দুটি ডিজাইনের জেনেটিক ব্যাখ্যা: নিউ ওয়ার্ল্ড এবং ওল্ড ওয়ার্ল্ড প্রাইমেটদের ট্রাইক্রোমাসি কালার ভিশনের জেনেটিক ভিত্তির কিছু পার্থক্য আছে। উভয় গ্রুপে একটি জিন যা, ছোট তরঙ্গ দৈর্ঘর আলো শোষনকারী পিগমেন্টের (নীল) জিনটি থাকে সেক্স ক্রোমোজোমের বাইরে অন্য একটি ক্রোমোজোমে (  মানুষের যেমন ক্রোমোজোম ৭); ওল্ড ওয়ার্ল্ড প্রাইমেটদের এটা ছাড়াও বাড়তি দুটি দীর্ঘ তরঙ্গ দৈর্ঘর আলো শোষনকারী পিগমেন্ট জিন ( লাল এবং সবুজ) থাকে দুটি X ক্রোমোজোমেই। সেকারনে ওল্ড ওয়ার্ল্ড প্রাইমেটদের পুরুষ (যাদের একটি X ক্রোমোজোম থাকে) এবং স্ত্রী সদস্য (যাদের দুটি X ক্রোমোজোম থাকে), উভয়ের ক্ষেত্রে তিনটি পিগমেন্ট জিন থাকে, অর্থাৎ ট্রাইক্রোম্যাট। নিউ ওয়ার্ল্ড প্রাইমেটদের X  লিঙ্কড দীর্ঘতর তরঙ্গ দৈর্ঘর আলোশোষনকারী পিগমেন্ট জিনটির তিনটি আলাদা বা ভ্যারিয়ান্ট (অ্যালিল) আছে তাদের জিন পুলে ( লাল,হলুদ, সবুজ), কিন্ত‍ু কোন একটি X ক্রোমোজোম এদের মধ্য থেকে কেবল একটি অ্যালিলকে বহন করে। এর ফলে শুধুমাত্র স্ত্রী সদস্যরা তার দুটি X ক্রোমোজোমে পৃথক পৃথক দুটি পিগমেন্ট অ্যালিল বহন করতে পারে, আর সেকারনে তারা ট্রাইক্রোমাটিক কালার ভিশনের ক্ষমতা অর্জন করে। সুত্র: ছবি: LUCY READING-IKKANDA (genes); Scientific American, April 2009)

ওল্ড এবং নিউ ওয়ার্ল্ড প্রাইমেটদের মধ্যে কালার ভিশনের এই পার্থক্য আসলে এই দুটি গ্রুপের কালার ভিশনের বিবর্তন কেমন করে হলো তার একটি পথ দেখিয়েছে বিজ্ঞানীদেন। এই দুই প্রাইমেটদের লিনিয়েজ আলাদা হবার প্রক্রিয়া শুরু হয়েছে প্রায় ১৫০ মিলিয়ণ বছর আগে আফ্রিকা এবং দক্ষিন আমেরিকা মহাদেশের ভৌগলিকভাবে ধীরে ধীরে পৃথক হবার সময়ে। তাদেরিএই জেনেটিক আইসোলেশন বা বিচ্ছিন্নতাটি সম্পুর্ন হয় প্রায় ৪০ মিলিয়ন বছর আগে। যে কারো মনে সন্দেহ হতে পারে, তবে কি এই দুটি আলাদা লিনিয়েজে ট্রাইক্রোম্যাসিও এসেছে স্বতন্ত্রভাবে, এই দুই লিনিয়েজ পৃথক হবার পরে ?  দুটো গ্রুপের কালার ভিশনের শুরু হয়তো ছিল ডাইক্রোমাটিক, স্তন্যপায়ীদের মধ্যে পাওয়া স্টান্ডার্ড ছোট তরঙ্গ দৈর্ঘর এবং একটি দীর্ঘ তরঙ্গ দৈর্ঘর পিগমেন্ট ছিল তাদের। ওল্ড ওয়ার্ল্ড প্রাইমেটদের মধ্যে দীর্ঘ তরঙ্গ দৈর্ঘর পিগমেন্টটি জিনটি থেকে আগে যেমন বলা হয়েছে প্রথমে ডুপ্লিকেশন পরে মিউটেশনের মাধ্যমে তাদের ডিএনএ র বেস অনুক্রমে পার্থক্য হয়ে পৃথক তরঙ্গ দৈর্ঘর আলো শোষন ক্ষমতা সম্পন্ন দুটি ভিন্ন পিগমেন্ট জিনের উদ্ভব হয়। অপরদিকে নিউওয়ার্ল্ড প্রাইমেটদের মধ্যে দীর্ঘ তরঙ্গ দৈর্ঘর পিগমেন্ট জিনটির সিকোয়েন্স বা অনুক্রমে  ডাইভারজেন্স বা পার্থক্য এর উদ্ভব হতে পারে একের পর এক মিউটেশনের মা্ধ্যমে, যা তৈরী করে বেশ কয়েক ধরনের ভিন্ন দীর্ঘ তরঙ্গ দৈর্ঘর পিগমেন্ট জিনের অ্যালিল, যা নিউওয়ার্ল্ড প্রাইমেট জনসংখ্যার জিন পুলের মধ্যে ছড়িয়ে পড়ে।

কিন্তু অ্যামাইনো অ্যাসিড সিকোয়েন্সের উপর  X লিঙ্কড পিগমেন্টগুলোর তুলনামুলক গঠন সংক্রান্ত গবেষনা বলছে অন্যকথা। ওল্ড এবং নিউ ওয়ার্ল্ড প্রাইমেটদের সবার এম(M) পিগমেন্টেরই তিনটি অ্যামাইনো এসিডের একটি সেট থাকে যা বর্ণালীর ৫৩০ ন্যানোমিটার তরঙ্গ দৈর্ঘর আলো সবচেয়ে বেশী শোষন করার জন্য পিগমেন্টটিকে সংবেদী করে:, এবং সব এল(L)  পিগমেন্টরই তিনটি অ্যামাইনো এসিডের দ্বিতীয় আরেকটি সেট ব্যবহার করে যা পিগমেন্টটিকে সবচেয়ে বেশী সংবেদী করে বর্ণালীর ৫৬০ ন্যানোমিটার তরঙ্গ দৈর্ঘর আলো শোষন করার ক্ষেত্রে। দীর্ঘ তরঙ্গ দৈর্ঘর এই পিগমেন্টগুলোর আলো শোষন করার স্প্রেক্টাল সংবেদনশীলতা নিয়ে গবেষনা করে গবেষকরা দেখেছেন, কিছু  কিছু অ্যামাইনো এসিডের অনুক্রম পরিবর্তন করার মাধ্যমে এই পরিবারের পিগমেন্টেদের সর্বোচ্চ সংবেদনশীলতা দীর্ঘ বা ছোট তরঙ্গ দৈর্ঘর দিকে পরিবর্তন করা সম্ভব। সেকারনেই, এই দুই প্রাইমেট গ্রুপ স্বতন্ত্রভাবে যে হুবুহু একই ধরনের অ্যামাইনো এসিডের সেট বিবর্তন করবে যারা এই পিগমেন্টের সংবেদনশীলতা দীর্ঘ তরঙ্গ দৈর্ঘর আলো শোষনের দিকে পরিবর্তন করার ক্ষমতা রাখে, এই ব্যাপারটা তাদের কালার ভিশনের স্বতন্ত্র বিবর্তনের প্রস্তা্বের ভিত্তিটাকে দুর্বল করে দেয়।

বরং এটা ভাবাই যুক্তিসঙ্গত যে আজকের নিউ ওয়ার্ল্ড মান্কিদের জিন পুলে যেমন অ্যালিলিক ভ্যারিয়েশন দেখা যায় এটাই হয়তো আদি অবস্থা ছিল উভয় গ্রুপের কমন আদি প্রানীদের মধ্যে এবং এদের উদ্ভবই উভয় গ্রপের মধ্যে দেখা ট্রাইক্রোম্যাসি কালার ভিশনের ক্ষমতা অর্জনের প্রথম ধাপ। এই সব ভিন্ন ভিন্ন পিগমেন্ট অ্যালিলগুলোর সম্ভবত উৎপত্তি হয়েছে বেশ কিছু পর্যায়ক্রমিক মিউটেশনের মাধ্যমে, ওল্ড এবং নিউ ওয়ার্ল্ড প্রাইমেটদের লিনিয়েজ আলাদা হবার আগে কোন একটা সময়ে। (বিজ্ঞানীদের বিশ্বাস যে, মধ্যবর্তী ওয়েভলেন্থের পিগমেন্ট উদ্ভবও আগেই হয়েছিল কারন এদের মধ্যে সেই তিনটি অ্যামাইনো অ্যাসিডের অনুক্রমের সাবসেটটি আছে, যা এম প্রোটিন থেকে এল প্রোটিনকে আলাদা করে এবং যেহেতু এর বর্ণালী শোষন স্পেক্ট্রাম এল ও এম এর মধ্যবর্তী) তারপর দুটি প্রাইমেট গ্রুপ আলাদা হবার পর ওল্ড ওয়ার্ল্ড লিনিয়েজের কোন একজন স্ত্রী সদস্যর  X ক্রোমোজোমে একটি দুষ্প্রাপ্য রিকম্বিনেশন ভ্রান্তি হয় যার মধ্যে ঘটনাক্রমে দীর্ঘ তরঙ্গ দৈর্ঘর পিগমেন্ট জিনের এর দুটি ভিন্ন অ্যালিল ছিল। এই ঘটনাটি একটি X ক্রোমোজোমে একটি এম (M ) অ্যালিলকে,একটি এল (L) অ্যালিলের পাশাপাশি প্রতিস্থাপিত করে।ফলে ট্রাইক্রোম্যাসি কালার ভিশনের ক্ষমতা শুধু স্ত্রী সদস্য না পুরুষ সদস্যরাও লাভ করে।


ছবি: কেমন করে প্রাইমেট ট্রাইক্রোম্যাসি বিবর্তন হয়েছে:  নিউ ওয়ার্ল্ড এবং ওল্ড ওয়ার্ল্ড প্রাইমেটদের ট্রাইক্রোমাসি কালার ভিশনের জেনেটিক ভিত্তির তুলনামুলক গবেষনা ইঙ্গিত করে প্রধান বিবর্তনীয় ধাপটিকে যা নিউ ওয়ার্ল্ড মান্কিদের কিছু স্ত্রী সদস্য এবং ওল্ড ওয়ার্ল্ড প্রাইমেটদের উভয় লিঙ্গের সদস্যদের ট্রাইক্রোমাটিক কালার ভিশনের সুচনা করেছে। উভয় নিউ ওয়ার্ল্ড এবং ওল্ড ওয়ার্ল্ড প্রাইমেটদের একটি কমন আদি প্রানীদের মধ্যে, একটি আদি X লিঙ্কড দীর্ঘতর দৈর্ঘর আলো শোষনকারী পিগমেন্ট জিন ( সর্ববামে সবুজ) বেশ কয়েকটি পর্যায়ে মিউটেশনের মধ্য দিয়ে অতিক্রম করে তিনটি দীর্ঘতর দৈর্ঘর আলো শোষনকারী পিগমেন্ট জিনের অ্যালিল সৃষ্টি করে তাদের জীন পুলে (সবুজ,হলুদ,লাল); এই পরিবর্তন এখনো বিদ্যমান আধূনিক নিউ ওয়ার্ল্ড ‍ মান্কিদের মধ্যে। নিউ ওয়ার্ল্ড এবং ওল্ড ওয়ার্ল্ড প্রাইমেটদের লিনিয়েজ পরস্পর বিচ্ছিন্ন হয়ে সম্পুর্ন আলাদা হয়ে যাবার পর একটি রিকম্বিনেশন (যে প্রক্রিয়ায় ক্রোমোজোম তাদের অংশগুলো পারস্পরিক আদান প্রদান করে শুক্রানু ও ডিম্বানু তৈরী করার সময়) – এরর বা ভূল; কোন একটি আদি ওল্ড ওয়ার্ল্ড প্রাইমেট স্ত্রী সদস্যর একই X ক্রোমোজোমে দুটি অ্যালিল পাশাপাশি নিয়ে আসে (সর্ব ডানে); যেহেতু এই নতুন পরিবর্তন বা অবস্থা ওল্ড ওয়ার্ল্ড প্রাইমেট পুরুষ এবং নারী সদস্যদের উভয় ক্ষেত্রে বাড়তি বিবর্তনীয় বা নির্বাচনী সুবিধা প্রদান করে, সে কারনে এই পরিবর্তনটি ওল্ড ওয়ার্ল্ড প্রাইমেট পপুলেশনের একটি স্বাভাবিক অবস্থায় রুপান্তরিত হয়। সুত্র: ছবি: LUCY READING-IKKANDA (genes); Scientific American, April 2009)

এই জেনেটিক নতুনত্বটি এতো শক্তিশালী নির্বাচনী সুবিধা প্রদান করে এদের বাহকদের, যে শুধুমাত্র একটাই দীর্ঘ তরঙ্গ দৈর্ঘের পিগমেন্ট জিন সহ X ক্রোমোজোমগুলো একসময় ওল্ড ওয়ার্ল্ড প্রাইমেটদের জিন পুল থেকে হারিয়ে যায়। কিন্তু ভৌগলিক এবং জেনেটিক্যালী বিচ্ছিন্ন নিউ ওয়ার্ল্ড প্রাইমেট আদি তিনটি দীর্ঘ তরঙ্গ দৈর্ঘের পিগমেন্ট জিনের অ্যালিল জিন পুলে থেকে যায়।

র‌্যানডোমনেস এর ভুমিকা:

ডঃ জ্যাকবস এবং ডঃ নাথানস এর গবেষনার আরো একটি উল্লেখযোগ্য দিক হলো নিউ এবং ওল্ড ওয়ার্ল্ড প্রাইমেটদের ট্রাইক্রোম্যাটিক কালার ভিশনের ক্ষেত্রে র‌্যানডমনেসের ভুমিকা।  এই র‌্যানডোমনেস বলতে কিন্ত র‌্যানডম জেনেটিক মিউটেশন বোঝাচ্ছে না, যা একবারে শুরুতে প্রয়োজনীয় পিগমেন্ট জিনগুলোর উদ্ভবের কারন এবং যা এর বাহকদের ট্রাইক্রোম্যাসি কালার ভিশনের ক্ষমতা প্রদান করেছে। জীববিজ্ঞানীরা সাধারনতঃ পর্যবেক্ষন করেছেন, যখনই কোন উপকারী কোন বৈশিষ্ট্যর আবির্ভাব ঘটে এরকম কোন চান্স মেকানিজমের মাধ্যমে, এটা সচরচর হার্ড ওয়্যারড হয়ে যায: অর্থাৎ কোষের যে প্রক্রিয়া সমুহ যা সাধারনত: পুর্বনির্দেশিত কোন ব্লুপ্রিন্টের বাইরে যায়না, তারাই সযত্নে সেই ট্রেইটটি প্রত্যেকটি সদস্যর মধ্যে বিকাশের প্রক্রিয়াটা নিয়ন্ত্রন করে। তারপরও বিজ্ঞানী মনে করেন, প্রাইমেটদের কালার ভিশনের ক্ষেত্রে র‌্যানডম ইভেন্টগুলো প্রতিটি সদস্য এবং এমনকি প্রতিটি বিকাশমান কোন কোষে অনেক গুরুত্বপুর্ণ এবং আসলেই প্রয়োজনীয় ভূমিকা পালন করে।

র‌্যানডমনেস কিভাবে ট্রাইক্রোমাসি কালার ভিশনের উদ্ভবে সহায়তা করে সেটা ব্যাখ্যা করতে গেলে প্রথমে জানতে হবে কোন ফটোরিসেপ্টর কোষগুলো রঙ সংক্রান্ত তথ্য কিভাবে ব্রেনে প্রেরণ করে। গবেষনায় দেখা গেছে যে, তিন ধরনের ফটোপিগমেন্ট থাকাটা ট্রাইক্রোমাটিক কালার ভিশনের জন্য আবশ্যিক ঠিক আছে, তবে এটা শুধু এর প্রাথমিক একটা শর্ত, কারন আরো কিছু বিষয়কে এর সাথে যুক্ত হতে হয়। বিভিন্ন ফটোরিসেপ্টর থেকে উৎপন্ন স্নায়ুসংকেতের প্রসেসিং বা প্রক্রিয়াকরনটা হচ্ছে প্রয়োজনীয় পরবর্তী ধাপ। এই পর্যায়টি খুবই ক্রিটিকাল কারন স্বতন্ত্রভাবে কোন কোন কোষ তাকে উত্তেজিত করা আলোর তরঙ্গ দৈর্ঘ সম্বন্ধে কোন সুনির্দিষ্ট তথ্য দিতে পারেনা। কারন প্রত্যেকটি ফটোরিসেপ্টর আলাদা আলাদাভাবে বেশ কয়েকে রেন্জের তরঙ্গ দৈর্ঘ সম্পন্ন আলো দ্বারা সক্রিয় হতে পারে, কিন্তু কোন কোষ আলাদা করে আলোক বর্ণালীর কোন তরঙ্গ দৈর্ঘ সে শোষন করেছে, সেই সুনির্দিষ্ট স্নায়বিক তথ্য সংকেতটা দিতে পারেনা। যেমন, কোন কোষ একই ধরনের বা সাইজের সংকেত তৈরী করে: যখন সবচেয়ে ভালো শোষন করতে পারে এমন কোন তরঙ্গ দৈর্ঘর ১০০ ফোটন কনা তাকে আঘাত করে কিংবা সে কম শোষন করতে পারে এমন তরঙ্গ দৈর্ঘর ১০০০ ফোটন কনা আঘাত করে। তাই রঙের মধ্যে পার্থক্য করতে গেলে আমাদের ভিজ্যুয়াল সিস্টেমকে এর ভিন্ন পিগমেন্ট বিশিষ্ট পাশ্ববর্তী কোন কোষগুলো থেকে  আসা রেসপন্সের সাথে তুলনা করতে হয়।

রঙ পার্থক্য করার এধরনের একটি তুলনামুলক প্রক্রিয়া ভালোভাবে কাজ করতে হলে প্রতিটা কোন কোষে মাত্র এক ধরনের পিগমেন্ট থাকতে হবে থাকে আর কোন ভিন্ন ভিন্ন পিগমেন্ট সহ কোন কোষগুলোকে পাশাপাশি অবস্থান করতে হবে অনেকটা মোজাইকের মত। এবং বাস্তবেও প্রাইমেট রেটিনার প্রত্যেকটি কোন কোষ মাত্র এক ধরনের ফটো পিগমেন্ট বহন করে এবং ভিন্ন ভিন্ন কোন কোষগুলো সাজানো থাকে প্রয়োজনীয় মোজাইক প্যাটার্নে। তারপরও ট্রাইক্রোমাটিকদের  প্রতিটি কোন কোষে কিন্ত‍ু এই তিনটি পিগমেন্টের জিনই থাকে, ঠিক কিভাবে একটি কোন কোষ ‘সিদ্ধান্ত’ নেয় শুধু মাত্র একটি পিগমেন্ট জিনকে এক্সপ্রেস করার জন্য, সে বিষয়টি এখনো পুরোপুরি স্পষ্ট না।

সাধারনতঃ কোষরা তাদের জিনগুলো সক্রিয় বা এক্সপ্রেস করে ট্রান্সক্রিপশন ফ্যাক্টর ব্যবহার করে। ট্রান্সক্রিপশন ফ্যাক্টররা হচ্ছে খুব নির্দিষ্ট একধরনের প্রোটিন যারা ডিএনএ র সাথে যুক্ত হতে পারে। এরা ডিএনএর কোন নির্দিষ্ট জিনকে নিয়ন্ত্রন করে এমন কোন জায়গায়, যাদের বলা হয় প্রোমোটার রিজন ( ডিএনএর কোন সিকোয়েন্স) সেখানে নিজেদের সংযুক্ত করতে পারে এটিকে সক্রিয় করার জন্য। প্রোমোটার রিজন সক্রিয় হলে বেশ কিছু বহু ধাপ বিশিষ্ট ধারাবাহিক কিছু প্রতিক্রিয়া হয়, যার ফলে সেই জিনটি দ্বারা এনকোডেড প্রোটিনটা তৈরী হয়। ছোট তরঙ্গ দৈর্ঘর পিগমেন্ট আছে এমন ফটোরিসেপ্টর কোন কোষগুলো, ভ্রুনাবস্থায় পিগমেন্টের ট্রান্সক্রিপশন ফ্যাক্টরটাকে সক্রিয় করে। এখনও অজানা কোনো একটি প্রক্রিয়া এই সব এস (S) পিগমেন্ট সহ কোষগুলোতে দীর্ঘ তরঙ্গ দৈর্ঘর পিগমেন্ট জিনগুলোকে এক্সপ্রেস হতে দেয়না।

কিন্তু নিউ ওয়ার্ল্ড প্রাইমেটদের কোন কোষে একটা অতিরিক্ত মেকানিজম দীর্ঘ তরঙ্গ দৈর্ঘর পিগমেন্ট সহ কোন ফটোরিসেপ্টরের জিন এক্সপ্রেশনকে নিয়ন্ত্রন করে । আর এই প্রক্রিয়াটা মুলত: র‌্যানডোম একটি প্রক্রিয়া। নিউ ওয়ার্ল্ড প্রাইমেটদের স্ত্রী সদস্যদের, যাদের দুটি X ক্রোমোজোমে দুটি ভিন্ন ফটোপিগমেন্ট জিনের অ্যালিল থাকে, কোনো একটি কোন কোষে জিনের কোন অ্যালিলটা এক্সপ্রেস হবে তা নির্ভর করে একটি মলিকিউলার কয়েন টস এর উপর, যার নাম X-ইনঅ্যাক্টিভেশন।  এই প্রক্রিয়ায় প্রতিটি স্ত্রীকোষ র‌্যানডোমভাবে তাদের দুটি X ক্রোমোজোমের একটিকে নিষ্ক্রিয় করে রাখে ভ্রুন বিকাশের প্রথম দিকে। X-ইনঅ্যাক্টিভেশন নিশ্চিৎ করে শুধু মাত্র একটি পিগমেন্ট অ্যালিল এক্সপ্রেস হবে (অর্থাৎ ঐ দীর্ঘ তরঙ্গ দৈর্ঘর পিগমেন্ট সহ কোন কোষটিতে শুধুমাত্র একধরনের দীর্ঘ তরঙ্গ দৈর্ঘর পিগমেন্ট পিগমেন্টই তৈরী হবে)  দীর্ঘ তরঙ্গ দৈর্ঘর পিগমেন্ট ‍ জিনের অ্যালিলদের মধ্যে। যেহেতু প্রসেসটা র‌্যানডোম, সব কোষগুলোর অর্ধেকটিতে একটি X ক্রোমোজোমে থাকা জিনটি এক্সপ্রেস হয়, বাকী কোষগুলোয় দ্বিতীয় X ক্রোমোজোমের জিনটা এক্সপ্রেস হয়। এই প্রক্রিয়া নিশ্চিৎ করে দীর্ঘ তরঙ্গ দৈর্ঘর পিগমেন্ট পিগমেন্ট কোনগুলো নিউ ওয়ার্ল্ড প্রাইমেটদের স্ত্রী সদস্যদের রেটিনায় মিশ্রিত থাকে মোজাইক প্যাটার্নে যা তাদের ট্রাইক্রোম্যাটিক কালার ভিশন নিশ্চিৎ করে।


ছবি: রেটিনার র‌্যানডোমনেস: রেটিনায় প্রত্যেকটি কোন কোষে তিনটি রঙ এর ফটোপিগমেন্ট জিন থাকে, কিন্তু প্রতিটি কোষ এই তিনটির একটিকে সক্রিয় করে বাকী দুটিকে নিষ্ক্রিয় করে রাখে। ছোট তরঙ্গ দৈর্ঘর ফটোপিগমেন্ট এর এক্সপ্রেশনের সিলেকশন কেমন করে হয় এখনও পুরোপুরি জানা যায়নি। কিন্তু যে প্রক্রিয়ায় দুটি দীর্ঘ তরঙ্গ দৈর্ঘ ফটোপিগমেন্ট এর একটাকে একপ্রেশনের জন্য নির্বাচন করে সেটি মনে করা হচ্ছে র‌্যানডোম একটি প্রক্রিয়া। আর রেটিনায় দীর্ঘ তরঙ্গ দৈর্ঘ পিগমেন্ট বিশিষ্ট কোনও বিন্যাসও র‌্যানডোম ( রেটিনার দীর্ঘ তরঙ্গ দৈর্ঘর ফটোপিগমেন্ট বিশিষ্ট কোন কোষের বিন্যাসের একটি কম্পিউটার রেনডিশন); সুত্র : COURTESY OF DAVID WILLIAMS University of Rochester (retina);Scientific American, April 2009)


ছবি: নিউ ওয়ার্ল্ড কয়েন টস: নিউ ওয়ার্ল্ড প্রাইমেটদের দীর্ঘ তরঙ্গ দৈর্ঘর ফটোপিগমেন্ট জিন সিলেকশন হয় X ইনঅ্যাক্টিভেশনের মাধ্যমে। যে প্রক্রিয়া একটি স্ত্রী কোষ র‌্যানডোমভাবে এর দুটি X ক্রোমোজোমের একটাকে নিষ্ক্রিয় করে দেয় ভ্রুনাবস্থার শুরুর দিকে। যদি স্ত্রী সদস্যটির ভিন্ন পিগমেন্ট অ্যালিল থাকে তার X ক্রোমোজোম দুটিতে, প্রতিটি কোন কোষে এদের একটি X ক্রোমোজোমকে নিষ্ক্রিয় করলে  দীর্ঘ তরঙ্গ দৈর্ঘর ফটোপিগমেন্টের একটি মোজাইক প্যাটার্ন তৈরী হবে । সুত্র: LUCY READING-IKKANDA (genes); Scientific American, April 2009)

সকল স্তন্যপায়ী প্রানীদের ক্ষেত্রে এই X-ইনঅ্যাক্টিভেশন ব্যাপারটা হয়, আর এটা প্রজাতির বেচে থাকার জন্য অবশ্য প্রয়োজনীয় একটি প্রক্রিয়া। এটি ছাড়া, স্ত্রীকোষগুলো দুটো X ক্রোমোজোমই ব্যবহার করতো প্রোটিন তৈরীতে, ফলে দুই লিঙ্গের সদস্যদের মধ্যে মোট প্রোটিনের পরিমানের ব্যবধান তৈরী হতো, যা তাদের একটি বা উভয় লিঙ্গের স্বাভাবিক বিকাশ ব্যহত করতো। যেহেতু ওল্ড ওয়ার্ল্ড প্রাইমেটদের যাদের এম(M) ও এ (L) দুটি পিগমেন্ট জিনই থাকে তাদের দুটি X ক্রোমোজোমের প্রত্যেকটিতে, তাই X-ইনঅ্যাক্টিভেশন প্রক্রিয়া একক ভাবে প্রতিটি কোন কোষে শুধুমাত্র একটি পিগমেন্ট জিনের এক্সপ্রেশনেই সীমাবদ্ধ করে রাখতে পারে না। নিশ্চয়ই এখানে অন্য কোন একটা মেকানিজম কাজ করে। ডঃ নাথানস তার গবেষনায় দেখেন, ওল্ড ওয়ার্ল্ড প্রাইমেটদের কোন ফটোরিসপ্টর কোষে কোন X লিঙ্কড পিগমেন্ট জিনটি এক্সপ্রেস হবে তা নিয়ন্ত্রন করে কাছাকাছি জিনটির কাছাকাছি অবস্থান করা একটি ডিএনএ অনুক্রম: লোকাস কন্ট্রোল রিজিয়ন (Locus Control Region)। এই বেছে নেবার প্রক্রিয়াটা ঘটে সম্ভবতঃ ভ্রুণবিকাশের সময়, যখন প্রতিটি কোন কোষে এই লোকাস কন্ট্রোল রিজিয়ন পাশাপাশি থাকা দুটি পিগমেন্ট জিনের শুধু মাত্র একটির প্রোমোটার রিজিয়নের সাথে ইন্টারঅ্যাকশনে আসে, হয় এম(M) বা এল(L)  পিগমেন্ট, অর্থাৎ দুটি পিগমেন্ট জিনের সাথে একসাথে না,  যে কোন একটি ফটোপিগমেন্ট জিনকে সুইচ অন করে। এই ইন্টারঅ্যাকশনের খুটিনাটি অনেক কিছু সন্ধানে এখনো গবেষনা চলছে, কিন্তু আপাততঃ গবেষনার ফলাফল বলছে এই বেছে নেয়াটা ঘটে র‌্যানডোম ভাবেই।



ছবি: ওল্ড ওয়ার্ল্ড সেরেনডিপিটি:ওল্ড ওয়ার্ল্ড প্রাইমেটদের দুই ধরনের দীর্ঘ তরঙ্গ দৈর্ঘর ফটোপিগমেন্ট জিন থাকে একটি X ক্রোমোজোমে। সুতরাং আরো একটি অতিরিক্ত ধাপের প্রয়োজন আছে প্রতিটি কোণ কোষে একটি পিগমেন্ট সিলেকশন করতে। X ইনঅ্যাক্টিভেশনের মাধ্যমে একটি এক্স ক্রোমোজোম আগে নিষ্ক্রিয় হয় স্ত্রী কোষে, তারপর দুই লিঙ্গের কোষগুলোতে একটি জিন রেগুলেটর,যার নাম লোকাস কন্ট্রোল রিজন (locus control region) বা LCR র‌্যানডোমভাবে এর দুটি  দীর্ঘ তরঙ্গ দৈর্ঘর ফটোপিগমেন্ট জিনের একটির সাথে ইন্টারঅ্যাক্ট করার পর শুধুমাত্র সেটাকে সক্রিয় করে এবং আবারো কোন কোষের একটি মোজাইক প্যাটার্ন তৈরী হবে ।সুত্র: LUCY READING-IKKANDA (genes); Scientific American, April 2009)

যদি লোকাস কন্ট্রোল রিজিয়ন আর কোন একটি প্রোমোটার রিজনের মধ্যে সংযোগ যদি আসলেই সুনির্দিষ্ট করে দেয় নির্দিষ্ট কোন ফটোরিসেপ্টর কোষে কোন পিগমেন্ট জিনটি এক্সপ্রেস হবে এবং যদি আসলে এই প্রক্রিয়াটি র‌্যানডোম প্রকৃতি হয়ে থাকে, সেক্ষেত্রে ওল্ড ওয়ার্ল্ড প্রাইমেটদের রেটিনা যে কোন ছোট জায়গাতে তাহলে এম এবং এল কোন কোষের বিন্যাসও তবে র‌্যানডোম হওয়া উচিৎ। রোচেষ্টার বিশ্ববিদ্যালয়ের ডেভিড উইলিয়ামস ও তার সহযোগীরা দেখিয়েছেন কোন কোষের বিন্যাস মাপার জন্য বর্তমানে প্রচলিত পদ্ধতির কারিগরী সীমার মধ্যে যতটুকু দেখা গেছে, তা ইঙ্গিত করে এই ধারনা ভুল না।

ঘটনাচক্রে পাওয়া যে রঙ্গীন দৃষ্টি :

প্রাইমেটদের কালার ভিশনের ভিত্তি নিয়ে গবেষনাগুলো আরো প্রমান করে যে, রেটিনা ও ব্রেনের সুনির্দিষ্ট যে প্রক্রিয়াগুলো দীর্ঘ তরঙ্গ দৈর্ঘর কালার ভিশনের সাথে সংশ্লিষ্ট তারা খুব বেশী প্লাষ্টিক বা নমনীয়, অন্যভাবে বললে, প্রক্রিয়াগুলো নতুন করে প্রয়োজনুসারে নিজেদের খাপ খাইয়ে নিতে পারে প্রয়োজনীয় স্নায়ু সংকেতে সাথে। যদিও একেবারে ডেডিকেটেড বা সুনির্দিষ্টভাবে নিবেদিত স্নায়বিক সার্কিটের অস্তিত্ব রয়েছে যারা এস(S) পিগমেন্ট সহ কোন কোষ থেকে আসা ভিজুয়াল তথ্য গুলো, অন্য দীর্ঘ তরঙ্গ দৈর্ঘর কোনগুলো (এম ও এল) থাকা আসা সম্মিলিত সিগন্যালের সাথে তুলনা করতে পারে রঙ এর প্রকৃতি নির্নয়ে; কিন্তু দেখা গেছে ব্রেন একটু বেশী সৃজনশীলতার পরিচয় দেয় যখন সে দীর্ঘ তরঙ্গ দৈর্ঘর কোনগুলো (এম এবং এল কোন) থেকে আসা সিগন্যালগুলোকে পারস্পরিক তুলনা করে প্রসেস করতে। বিশেষ করে  বিজ্ঞানীরা যেটাদেখেছেন সেটা হলো ব্রেনের ভিজুয়াল সিস্টেম শুধু মাত্র অভিজ্ঞতার ভিত্তিতে এই সব কোন কোষগুলো (এম এবং এল কোন) শনাক্ত করতে পারে, অর্থাৎ কোন ভিজুয়াল স্টিমুলাই বা দৃষ্টি সংকেতের এর প্রতি কোন কোষগুলোর আচরন মনিটর করে।

এছাড়া্ও দেখা গেছে, যে প্রধান নিউরাল পথটা যা কিনা এই সব দীর্ঘ তরঙ্গ দৈর্ঘর কোনগুলো থেকে সংকেত বহন করে আনে ব্রেনে, তারা হয়তোবা শুধু মাত্র কালার ভিশনের জন্যই নিবেদিত নয়। বরং এম ও এল কোন থেকে রঙ সংক্রান্ত তথ্য বের করে আনার ক্ষমতাটি খু্ব সম্ভবত একটি  হ্যাপি অ্যাক্সিডেন্ট বা সুখকর দুর্ঘটনা বলা যেতে পারে, যা সম্ভব হয়েছে হাই রেজুলেশন সম্পন্ন স্পাশিয়াল ভিশনের (Spatial Vison) একটি প্রাচীন নিউরাল পথের কল্যানে। স্পাশিয়াল ভিশন বিবর্তিত হয়েছে, কোন বস্তুর সীমানা বা এর প্রান্তগুলো এবং দর্শকের কাছ থেকে এর দুরত্ব বোঝার জন্য। ক্যামব্রীজ বিশ্ববিদ্যালয়ের ডঃ জন মলোন দেখিয়েছেন যে, প্রাইমেটদের এই উচু মাত্রার রেজুলেশনের স্পাশিয়াল ভিশন আসলে সম্ভব হয় দীর্ঘ তরঙ্গ দৈর্ঘর কোনগুলোর মাধ্যমে এবং এই প্রক্রিয়ায় ঠিক একই স্নায়বিক প্রক্রিয়ার ব্যবহৃত হয়, দীর্ঘ তরঙ্গ দৈর্ঘর কোনগুলোর যে স্নায়বিক প্রক্রিয়া কালার ভিশনের সময়ও ব্যবহার করে থাকে।  অর্থাৎ একটি এম বা এল কোন কোষের সক্রিয় উত্তেজনার ফলাফলের সাথে এর আশে পাশের অনেকগুলো এল বা এম কোনের উত্তেজনার আপেক্ষিক পরিমান তুলনা করার মাধ্যমে। এখনও পর্যন্ত কোন পৃথক নিউরাল সার্কিট্রি পাওয়া যায়নি দীর্ঘ তরঙ্গ দৈর্ঘর কালার ভিশনের জন্য এবং হয়তোবা তার কোন প্রয়োজনও নেই।  এই আলোকে ট্রাইক্রোমাটিক কালার ভিশনকে মনে করা যেতে পারে আগে থেকেই উপস্থিত প্রাইমেটদের স্পাশিয়াল ভিশন সিস্টেমের একটা হবি।

কালার ভিশনের এই নিউরাল প্লাস্টিসিটি বিজ্ঞানীদের আরো একটা প্রশ্নের মুখোমুখি করে; তাদের ধারনা অনুযায়ী,  প্রাইমেট ট্রাইক্রোম্যাটিক কালার ভিশনের বিবর্তনের প্রথম ধাপ হচ্ছে,  বর্তমান সকল প্রাইমেটদের আদি কোন কমন একজন  সদস্যর মধ্যে একটি দ্বিতীয় একটি দীর্ঘ তরঙ্গ দৈর্ঘর জিনের X লিঙ্কড অ্যালিল এর উদ্ভব। তাহলে আদি প্রাইমেট ব্রেন কি এই সাথে সাথে এই নতুন এই পিগমেন্ট ‘ব্যবহার’ করার জন্য যথেষ্ট পরিমান উদ্ভাবনী শক্তির পরিচয় দিয়েছিল, কোন এই নির্দিষ্ট নিবেদিত নিউরাল সার্কিট্রি তৈরী করা ছাড়াই?  শুধু মাত্র তৃতীয় একটি ফটো পিগমেন্ট এর উদ্ভবই কি যথেষ্ট ছিল কালার ভিশনে আরো একটি নতুন মাত্রা যোগ করার জন্য?

ডঃ জ্যাকবস এবং ডঃ নাথানস এই ধারনাটাকে একটা পরীক্ষার মাধ্যমে বোঝার চেষ্ঠা করেছিলেন। তারা ভাবলেন, প্রাইমেট ট্রাইক্রোমাসির বিবর্তনের প্রথম ধাপ আবার পরীক্ষামুলকভাবে সৃষ্টি করা যায় কিনা; তারা বেছে নিয়েছিলেন ডাইক্রোমাটিক একটি স্তন্যপায়ী প্রানীর: ল্যাবরেটরী ইদুর। তারা তাদের এই পরীক্ষা শুরু করেন মাউসটির একটা X  ক্রোমোজোমকে জেনেটিক্যালী ইন্জ্ঞিনিয়ারীং করার মাধ্যমে, এর ফলে ইদুরটির X ক্রোমোজোমটি মাউসের এম(M) পিগমেন্টের বদলে মানুষের এল(L) পিগমেন্টটি এনকোড করে। এভাবে তারা একটি অ্যালিলিক ভ্যারিয়েশন ইদুরের ডিএনএর মধ্যে যোগ করলেন, বহু মিলিয়ন বছর আগে যেরকম একটি   অ্যালিলিক ভ্যারিয়েশন বিজ্ঞানারা বিশ্বাস করেন ডাইক্রোমাটিক প্রাইমেট আদি প্রানীদের মধ্যে প্রথম উদ্ভব হয়েছিল। এর পর তারা প্রমান করে দেখালেন যে এই জিন বহন কারী ইদুরগুলো তাদের রেটিনার কোন ফটোরিসেপ্টর সেলে মানুষের এল পিগমেন্ট জিনটিকে এক্সপ্রেস করছে আর এই এল পিগমেন্টগুলো ইদুরের এম পিগমেন্টের প্রায় সমদক্ষতায় ব্রেনে সংকেত পাঠাচ্ছে। উপরন্তু, কোন কোষে এল পিগমেন্ট এক্সপ্রেস করা ইদুরগুলো যেমনটা ভাবা হয়েছিল, সাধারন ইদুরদের তুলনায় অপেক্ষাকৃত আরো বড় রেন্জের তরঙ্গ দৈর্ঘর আলোর প্রতি সংবেদনশীলতা প্রকাশ করছে।


ছবি :জেনেটিক্যালী ইন্জ্ঞিনিয়ার করা ইদুরগুলো শিখেছে তিনটি প্যানেলের মধ্যে একটির দিকে যেতে, যার রঙ অন্যদের চেয়ে ভিন্ন; বিষয়টি যা প্রমান করে তা হলো এই  জেনেটিক্যালী ইন্জ্ঞিনিয়ার করা ইদুরগুলো এই কমলার শেডটি দেখতে পায়, যে রঙটি সাধারন ডাইক্রোম্যাট ইদুর, নীল রঙের থেকে আলাদা করে বুঝতে পারে না। আর ইদুরগুলো এই ক্ষমতা পায় কারন এদের নিজস্ব দুটি পিগমেন্ট জিন ছাড়াও মানুষের দীর্ঘ তরঙ্গ দৈর্ঘর ফটোপিগমেন্টটিও থাকে । এই পরীক্ষাটি স্তন্যপায়ী ব্রেনের অসাধারন প্লাষ্টিসিটিকে প্রমান করেছে, কারন ইদুরগুলো তাদের জন্য সম্পুর্ন নতুন এই পিগমেন্ট ব্যবহার করতে পারে,  স্নায়ুকোষগুলোর এদের সংকেত ইন্টারপ্রেট করার মতো বিশেষভাবে সাজানো না থাকা সত্ত্বেও।  সুত্র: KRIS KROGH (mouse); Scientific American, April 2009);

তারা  যে মুল প্রশ্নটার ব্যাখ্যা খুজলেন তা হলো: এই স্ত্রী ইদুরগুলো যাদের দুটি ভ্ন্নি X ক্রোমোজোম পিগমেন্ট জিন আছে,  তারা কি র‌্যানডোম X  ইনঅ্যাক্টিভেশনের মাধ্যমে সৃষ্ট  এম ও এল কোনের রেটিনাল মোজাইক  তাহলে শুধু রঙের অনুভুতি সৃষ্টিই  না, দীর্ঘতর তরঙ্গ দৈর্ঘর বর্নালীর আলোগুলোকে পার্থক্য করতে পারে? এর সংক্ষিপ্ত এবং বিস্ময়কর উত্তর হলো, হ্যা; তারা পারে।

ল্যাবরেটরি টেষ্টে, তারা এই স্ত্রী এম (M) ও এল (L) পিগমেন্ট সহ ইদুরগুলোকে সবুজ, হলুদ, কমলা, লাল প্যানেলগুলো শনাক্ত করতে প্রশিক্ষন দিতে সক্ষম হয়েছেন, যা সাধারন ইদুরদের কাছে দেখতে একই রকম । এই নতুন এল পিগমেন্ট সহ এই ইদুরগুলোকে  দেখা যাচ্ছে সেন্সরী (এ ক্ষেত্রে ভিজুয়াল) অভিজ্ঞতার নতুন একটি মাত্রা অর্জন করেছে। যা প্রমান করে স্তন্যপায়ীদের ব্রেনের জন্মগত ক্ষমতা আছে নতুন এবং গুনগতভাবে বিভিন্ন ধরনের ভিজুয়াল ইনপুটগুলো থেকে তথ্য বের করে নিতে পারার।

আমাদের সেন্সরী সিস্টেমের বিবর্তনে বোঝার ক্ষেত্রে এই তথ্যের গুরুত্বপুর্ন ভূমিকা আছে। কারন এই গবেষনা প্রস্তাব করে যে,  সেন্সরী সিস্টেমের ‘ফ্রন্ট এন্ডে’ বা সামনের দিকে কোন পরিবর্তন -যেমন সেন্সরি রিসেপ্টরদের জিন পরিবর্তন করলে- পুরো সিস্টেমটির বিবর্তনকে পরিচালনা করতে পারে। প্রাইমেট ট্রাইক্রোম্যটিক কালার ভিশন ক্ষেত্রে, ল্যাবরেটরী ইদুরের উপর এই পরীক্ষা আরো প্রস্তাব করে যে, একেবারে প্রথম যে প্রাইমেট, যার দুটি ভিন্ন দীর্ঘতর দৈর্ঘর তরঙ্গ দৈর্ঘর পিগমেন্ট ছিল, সে যে প্রথম পৃথিবীর রঙ দেখেছিল, তার আগে আর কোন প্রাইমেট তা দেখেনি।


Advertisements
প্রাইমেটদের কালার ভিশনের বিবর্তন:

17 thoughts on “প্রাইমেটদের কালার ভিশনের বিবর্তন:

  1. ট্রাইক্রোমাটিক কালার ভিশন- লাল নীল সবুজ। কিন্তু হলুদটা কিভাবে তৈরী হচ্ছে বুঝতে পারছি না।
    মনিটর বা টিভির স্ক্রিনে এক ফোঁটা পানি পড়লেও সেখানে উত্তল লেন্সের মত কাজ করছে। আর তার মাঝে লাল, নীল আর হালকা সবুজ দেখছি। কিন্তু একই স্ক্রিণে হলুদটা আসছে কিভাবে?
    সব সময় দেখে এসেছি এমনটা :
    http://3.bp.blogspot.com/_D5lKsWmofvg/TBJZuO9ulWI/AAAAAAAACTU/fRm20Sn2jtI/s320/primary-colors.gif ভার্সিটিতে কালার হুইল প্রজেক্টের সময়ও একই ব্যাপারটা করেছি। লাল নীল আর হলুদ থেকে বাকি সব রঙ হচ্ছে।

    কিন্তু এটা বুঝতে পারছি না। http://www.codeproject.com/KB/recipes/colorspace1/rgb.png

    সম্পর্ক বা পার্থক্যটা কোথায় লাল নীল হলুদ কম্বিনেশন আর লাল নীল সবুজের কম্বিনেশনের মধ্যে?

    1. রেটিনায় থাকা তিনটি পিগমেন্ট স্পেকট্রাল সেনসিটিভিটির কনটেক্সট এ ব্যাপারটা আসলে বলা হয়েছে, যেমন এস পিগমেন্ট সবচে বেশী যে ওলে র আলো শোষন করতে পারে সেটা হচ্ছে নীল, এম, তেমন সবুজ এবং এল হচ্ছে লাল। কিন্তু আলোর যে কোন ওলে এদের যে কাইকে স্টিমুলেট করতে পারবে, কিন্তু সেই স্টিমুলেশন কতটুকু হবে তা নির্ভর করবে সেই রিফ্লেক্টেড আলোর তীব্রতার উপর। আর রেটিনার কোন পিগমেন্ট গুলোই বলতে পারে না সে কোন রঙের আলো দেখছে, সেটা ডিসাইড করে আমাদের ব্রেন (সেটা অোরো অসাধারন একটা প্রক্রিয়া); রেটিনায় যেমন উপরে লেখা হয়েছে সাজানো থাকে একটা র‌্যানডোম প্যাটার্ণের মোজাইকের মত। ধরা যাক কোন আলো একসাথে ১০০০ কোনকে স্টিমুলেট করলো, তাদের মধ্যে তিন ধরনের আছে, এই আলোর কম্পোজিশনের বিভিন্ন ওল তীব্রতা আলাদা, সেটা এই ১০০০টা মোজাইক কোনকে নানা মাত্রায় স্টিমুলেট করবে, রেটিনা থেকে সই ভিন্ন ভিন্ন ইনটেসিটিরি সংকেত ব্রেনে যখন পৌছায়, তখন ব্রেন সেটা ডিফারেনশিয়েট করে পাশাপাশি কোন থেকে আসা সিগন্যালগুলো তুলনা করে, সেই কমপ্যারিসন না কালার হিসাবে ইন্টারপ্রেট হয়। হলুদ টা আসলে কারন তোমার চোখে পড়া রিফ্লেক্টেড লাইট এই ওলে র আলোর ইনটেনসিটা বেশী যারা বড় ওলে র পিগমেন্টগুলো বেশী স্টিমুলেড করছে। VIBGYOR টা মনে করে দেখ, সবুজ আর হলুদের ওলের পার্থক্য বেশী না কিছু ন্যানোমিটার মাত্র…

  2. অজ্ঞাত বলেছেন:

    প্রথম যে প্রাইমেট ট্রাইক্রোমাটিক ওয়ার্ল্ড দেখতে শুরু করলো সে কি পূর্ণমাত্রায় ট্রাইক্রোমাটিক ছিল?
    আর সেটাকে হ্যাপি এক্সিডেন্ট বলা হলে তা বংশধরদের মধ্যে সঞ্চারিত হচ্ছে ঠিক কিভাবে?

    বিউটি অব কেওস নামে একটা ডকুমেন্টারিতে সম্ভবত উত্তরটা পেয়েছিলাম (নাকি দেখিনি! ঠিক মনে নেই)। দারুণ ছিল ডকুমেন্টারিটা। পেয়ে থাকলেও ভুলে গেছি, তাই আবার জিজ্ঞেস করছি। 🙂

  3. অজ্ঞাত বলেছেন:

    প্রথম যে প্রাইমেট ট্রাইক্রোমাটিক ওয়ার্ল্ড দেখতে শুরু করলো সে কি পূর্ণমাত্রায় ট্রাইক্রোমাটিক ছিল?
    আর সেটাকে হ্যাপি এক্সিডেন্ট বলা হলে তা বংশধরদের মধ্যে সঞ্চারিত হচ্ছে ঠিক কিভাবে?

    বিউটি অব কেওস নামে একটা ডকুমেন্টারিতে সম্ভবত উত্তরটা পেয়েছিলাম (নাকি পাইনি! ঠিক মনে নেই)। তবে দারুণ ছিল ডকুমেন্টারিটা। পেয়ে থাকলেও ভুলে গেছি, তাই আবার জিজ্ঞেস করছি। 🙂

    1. কোন প্রাইমেট ফিমেলের X ক্রোমোজোমে রিকম্বিনেশন এররের সময় ডুপ্লিকেশন হওয়া M পিগমেন্ট জিন একটু আলাদা কোন ভ্যারিয়ান্ট জিনেএকসাথে আসাটা বেশ অ্যাক্সিডেন্টাল একটা ব্যাপার। আর মাত্র তিনটি অ্যামাইনো অ্যাসিডের সেট পিগমেন্ট স্পেক্ট্রাল সেনসিটিভিটিকে যে কোন দিকেই নিতে পারে; সেটাও খুব ইন্টারেস্টিং, আরেকটা ব্যাপার হচ্ছে, ট্রাইক্রোম্যাসির জন্য আলাদা কোন ডেডিকেটেড নিউর‌্যাল পাথওয়ে নেই, ম্যামালদের ব্রেন খু্বই ফ্লেক্সিবল, স্পাশিয়াল ভিশনের পাথওয়ে ব্যবহার করেই আমরা রঙ দেখছি। প্রথম ট্রাইক্রোমাটিক ভিশন পুর্ণমাত্রায় ছিল কিনা বলা সম্ভব না, কারন সেই জিন আমরা আন পাবো না, কিন্তু যখনই M পিগমেন্ট জিনের মিউটেশন সৃষ্টি করেছে এল পিগমেন্ট জিন যা দীর্ঘ ওয়েভ লেন্থ যেমন হলুদ কমলা লাল দেখা শুরু করে, একথা ঠিক সেই ভিশন ডাইক্রোম্যাটদের ভিশন থেকে অবশ্যই অনেক বেশী আলাদা ছিল। বিবর্তনের মুল চালিকা শক্তি ন্যাচারাল সিলেকশন সেই বৈশিষ্ট গুলো ফেভার করে যারা কোন না কোন ভাবে এর বাহকের সারভাইভালে কোন ভুমিকা রাখে, ট্রাইক্রোম্যাটিক ভিশন অবশ্যই এর বাহকদের বিবর্তনীয় সুবিধা দিয়েছিল, যেমন পাকা, ফল খুজে বের করে খাওয়া, রং দেখে আলাদা করার ক্ষমতা অবশ্যই একটি হেল্পফুল ট্রেইট, যাদের ছিল তারা বেশী সুযোগ পেয়েছে পরবর্তী প্রজন্ম তৈরী করতে এবং এই কার্যকরী জিনটাকে স্প্রেড করতে, এই প্রক্রিয়াটা কিন্ত দীর্ঘ সময়ের ব্যাপার, মিলিয়ন বছরের স্কেলে ঘটা ঘটনা।

  4. মজা পেলাম। আপনার ছবি সিলেকশনটা খুব ভালো। ছবিই অর্ধেক কথা বলে দিচ্ছে। যদি রিকম্বিনেশন না থাকতো, তাহলে কেবল মিউটেশনের উপর নির্ভর করে থাকলে আর আমাদেরকে মানুষ হয়ে উঠতে হতো না!

  5. কাকতাল বলতে হবে আমি সায়েন্টিফিক অ্যামেরিকান এর বর্ণীল দৃষ্টি বিষয়ক লেখাটা পড়ছিলাম। সেখানকার কয়েকটা ছবি অনুবাদও করছিলাম। একটা করেছি:
    http://biborton.wikispaces.com/file/view/primate_vision.png/289127977/primate_vision.png

  6. 🙂

    আপনার অনুবাদ আসলেই অসাধারন। আরো অনেক অসাধারন কাজ আপনি করতে পারবেন বুঝতে পারছি। অনেক শুভকামনা।

মন্তব্য করুন

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / পরিবর্তন )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / পরিবর্তন )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / পরিবর্তন )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / পরিবর্তন )

Connecting to %s