BIT கள் மற்றும் துண்டுகள் மூலம் பரிணாமம்: பின் பரிணாம வளர்ச்சிக்கு ஒரு அறிமுகம்
ஒவ்வொரு உயிரியல் கலத்தையும் உள்ளடக்கிய சவ்வு எல்லை ஒரு உயிரியல் செயலி அமைப்பின் கட்டமைப்பு அடிப்படையை உள்ளடக்கியது (கட்டுரையைப் பார்க்கவும்: செல்லுலார் நனவு). ஒரு செயலியாக, கலத்தின் சவ்வு ஏற்பிகள் சமிக்ஞைகளுக்கான சூழலை ஸ்கேன் செய்கின்றன. வெளிப்படையாக சூழல் சமிக்ஞைகளில் உள்ளது. அனைத்து சமிக்ஞைகளும் கேட்கக்கூடியதாக இருந்தால், சூழல் சத்தம் போடுவது போல் இருக்கும். எவ்வாறாயினும், ஒவ்வொரு ஏற்பி IMP க்கும் சிறப்பியல்புடைய வரவேற்பின் தனித்தன்மை, அனைத்து நிரம்பிய சுற்றுப்புற சத்தங்களிலிருந்தும் அதன் நிரப்பு சமிக்ஞையை வேறுபடுத்தி அறிய உதவுகிறது. "குழப்பமான" சத்தத்திலிருந்து பயனுள்ள தகவல்களைத் தேர்ந்தெடுப்பதற்கான கலத்தின் திறன், குறிப்பிட்ட அதிர்வெண்களை தகவல் சமிக்ஞைகளாக உணர சிக்கலான உள்ளீடுகளில் ஃபோரியர் உருமாற்றங்களின் [சத்தமாகத் தோன்றும் சிக்னல்களைக் கண்டுபிடிக்கும் கணித வடிகட்டுதல் செயல்முறைகள்] செயல்பாட்டை ஒத்திருக்கிறது. சுற்றுச்சூழல் ஒரு அர்த்தத்தில் "குழப்பமானதாக" இருக்கும்போது, நூற்றுக்கணக்கான மற்றும் ஆயிரக்கணக்கான ஒரே நேரத்தில் வெளிப்படுத்தப்பட்ட "சமிக்ஞைகளுடன்", செல் அதன் இருப்புக்கு பொருத்தமான அந்த சமிக்ஞைகளை மட்டுமே தேர்ந்தெடுத்து படிக்க முடியும்.
உயிரணு சவ்வின் செயல்பாட்டு மற்றும் கட்டமைப்பு அம்சங்களின் அடிப்படையில், ஒவ்வொரு ஒற்றை கலமும் (எ.கா., அமீபா) a சுய-இயங்கும் மைக்ரோகம்ப்யூட்டர் அமைப்பு. டிஜிட்டல் கணினிகளைப் போலவே, “செல்லுலார்” கணினியின் சக்தி அல்லது தகவல் கையாளுதல் திறன் அதன் நிர்வகிக்கக்கூடிய அதன் BIT களின் எண்ணிக்கையால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. கணினிகளில், BIT கள் கேட் / சேனல் வளாகங்கள், சவ்வு செயலியில், BIT கள் ஏற்பி / செயல்திறன் வளாகங்களால் குறிப்பிடப்படுகின்றன. கலத்தின் BIT களைக் கொண்ட IMP மூலக்கூறுகள் உடல் அளவுருக்களை வரையறுத்துள்ளன, எனவே அவை "அளவிடப்படலாம்."
IMP புரதங்களின் பரிமாணம் சவ்வுகளின் தடிமன் போலவே இருக்கும். ஐ.எம்.பிக்கள், வரையறையின்படி, மென்படலத்தின் பிளேயருக்குள் இருப்பதால், புரதங்களை ஒரு மோனோலேயராக மட்டுமே ஒழுங்கமைக்க முடியும் (அதாவது ஐ.ஐ.எம்.பிக்கள் ஒன்றையொன்று அடுக்கி வைக்க முடியாது). ரொட்டி மற்றும் வெண்ணெய் மற்றும் ஆலிவ் சாண்ட்விச் உருவகத்தைப் பயன்படுத்த, ரொட்டியில் அடுக்கக்கூடிய பல ஆலிவ்கள் மட்டுமே உள்ளன. சாண்ட்விச்சில் அதிக ஆலிவ் வைத்திருக்க ஒரு பெரிய துண்டு ரொட்டியைப் பயன்படுத்த வேண்டும். மென்படலத்தில் உள்ள கருத்து-ஐ.எம்.பி அலகுகளின் எண்ணிக்கையை அதிகரிப்பதற்கும் இது பொருந்தும்: அதிக ஐ.எம்.பிக்கள்-அவற்றைப் பிடிக்க தேவையான மென்படலத்தின் பரப்பளவு. கலத்தின் தகவல் செயலாக்க திறன் (புலனுணர்வு புரதங்களின் எண்ணிக்கையில் பிரதிபலிக்கிறது) சவ்வின் மேற்பரப்புடன் நேரடியாக இணைக்கப்பட்டுள்ளது.
இந்த சொற்பொழிவின் ஆழமான புள்ளி… உயிரியல் விழிப்புணர்வு என்பது அளவிடக்கூடிய சொத்து, மற்றும் நேரடியாக தொடர்பு கலத்தின் சவ்வு மேற்பரப்புடன். இதன் விளைவாக ஒரு கலத்தின் கணினி சக்தி செல்லுலார் பரிமாணங்களில் விதிக்கப்படும் வரம்புகளால் உடல் ரீதியாக தீர்மானிக்கப்படுகிறது.
தி பரிணாம வளர்ச்சியின் முதல் கட்டம் தனிப்பட்ட உயிரியல் கணினி 'சிப்', பழமையான பாக்டீரியத்தின் வளர்ச்சி மற்றும் சுத்திகரிப்பு குறித்து வாழ்க்கையின் கவலை. இந்த பழமையான உயிரினங்களின் அளவு கிளைகோகாலிக்ஸின் பாலிசாக்கரைடுகளிலிருந்து பெறப்பட்ட ஒரு கடினமான வெளிப்புற எலும்புக்கூட்டைக் கொண்டிருப்பதால் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது. இந்த “கோட்” இல் உள்ள சர்க்கரை மூலக்கூறுகளின் குறுக்கு இணைப்பால் உருவாகும் மேட்ரிக்ஸ், காப்ஸ்யூல் எனப்படும் கலத்தின் பாதுகாப்பு “எலும்புக்கூட்டை” வழங்குகிறது. காப்ஸ்யூல் ஆஸ்மோடிக் அழுத்தத்தின் விகாரங்களின் கீழ் செல்லின் மெல்லிய சவ்வை சிதைவதிலிருந்து உடல் ரீதியாக ஆதரிக்கிறது மற்றும் பாதுகாக்கிறது.
சவ்வு அழுத்தம் என்பது சவ்வுத் தடையின் ஒவ்வொரு பக்கத்திலும் உள்ள துகள்களின் செறிவை “சமநிலைப்படுத்த” ஒரு சவ்வு வழியாக நகர்த்துவதற்கான நீரின் விருப்பத்தால் உருவாகும் சக்தி. உயிரணுக்கள் வாழும் தண்ணீருடன் ஒப்பிடும்போது கலத்தின் சைட்டோபிளாசம் துகள்களால் நிரம்பியுள்ளது. சைட்டோபிளாஸ்மிக் துகள்களின் செறிவை நீர்த்துப்போகச் செய்ய வெளிப்புற சூழலில் இருந்து நீர் சவ்வு வழியாக செல்லும். செல் தண்ணீரில் வீங்கி, அழுத்தம் மென்மையான சவ்வு பிளேயர் சிதைந்து, உயிரணுவைக் கொல்லும். கிளைகோகாலிக்ஸ் எக்ஸோஸ்கெலட்டன் உயிருக்கு ஆபத்தான ஆஸ்மோடிக் அழுத்தத்தை எதிர்க்கிறது.
பாக்டீரியாக்கள் முதுகெலும்பில்லாத செல்லுலார், (விலங்குகள் உள் ஆதரவு எலும்புக்கூட்டைக் கொண்டிருக்கவில்லை (எ.கா., கிளாம்கள், பூச்சிகள், ஜெல்லி மீன்). எலும்புக்கூடு பாக்டீரியத்தைப் பாதுகாக்கும் அதே வேளையில், அதன் உறுதியான தன்மையும் அதைக் கட்டுப்படுத்துகிறது. பாக்டீரியா உயிரணு அளவு அதன் வெளிப்புறத்தால் வரையறுக்கப்படுகிறது காப்ஸ்யூல். அளவு வரம்பு செல் வைத்திருக்கக்கூடிய மென்படலத்தின் அளவைக் கட்டுப்படுத்துகிறது. சவ்வு மேற்பரப்பு பகுதி விழிப்புணர்வுக்கு விகிதாசாரமாகும், இது IMP களின் எண்ணிக்கையை அடிப்படையாகக் கொண்டது. பாக்டீரியா காப்ஸ்யூல் கலத்தின் பரிணாமத்தை கட்டுப்படுத்துகிறது, ஏனெனில் அலகுகளின் எண்ணிக்கையில் ஒரு தொப்பி உள்ளது சவ்வு கொண்டிருக்கலாம்.
உண்மையில், பாக்டீரியத்தின் சவ்வு மேற்பரப்புப் பகுதியானது உயிரணு உயிர்வாழ்வதற்குத் தேவையான IMP வளாகங்களை வைக்கப் பயன்படுகிறது. இருப்பினும், ஒவ்வொரு பாக்டீரியமும் ஆறு கூடுதல் சுற்றுச்சூழல் “சமிக்ஞைகளை” பற்றி அறியும் திறன் கொண்டது. எடுத்துக்காட்டாக, சுற்றுச்சூழலில் அறிமுகப்படுத்தப்பட்ட ஒரு ஆண்டிபயாடிக்கை எதிர்க்கும் திறனை ஒரு பாக்டீரியம் பெறக்கூடும். ஆண்டிபயாடிக் மூலக்கூறுகளை பிணைத்து தடுக்கும் ஒரு மேற்பரப்பு ஏற்பியை உருவாக்குவதன் மூலம் இது செய்கிறது. புதிய ஏற்பி அடிப்படையில் ஒரு நோயெதிர்ப்பு உயிரணுக்கள் ஒரு ஆக்கிரமிப்பு ஆன்டிஜெனை நடுநிலையாக்குவதற்கு உருவாக்கும் ஒரு புரத “ஆன்டிபாடி” க்கு சமமானதாகும்.
ஒரு புதிய ஏற்பியை உருவாக்குவது, வரையறையின்படி, அந்த புரதத்திற்கான அமினோ அமிலக் குறியீட்டை நினைவில் கொள்ள ஒரு புதிய மரபணு உருவாக்கப்பட வேண்டும் என்பதைக் குறிக்கிறது. பாக்டீரியாவில், இந்த “புதியவை” நினைவக மரபணுக்கள் பிளாஸ்மிடுகள் எனப்படும் டி.என்.ஏவின் சிறிய வட்டங்களாக உள்ளன. பிளாஸ்மிட்கள் கலத்தின் பரம்பரை வழங்கும் குரோமோசோமுடன் உடல் ரீதியாக இணைக்கப்படவில்லை மற்றும் சைட்டோபிளாஸில் சுதந்திரமாக மிதக்கின்றன. பாக்டீரியாக்கள் சராசரியாக சுமார் ஆறு உருவாக்கும் திறன் கொண்டவை வெவ்வேறு பிளாஸ்மிட்கள், ஒவ்வொன்றும் ஒரு தனித்துவமான கற்றல் “அனுபவத்திலிருந்து” பெறப்படுகின்றன. உயிரணு வைத்திருக்கும் பிளாஸ்மிட்களின் எண்ணிக்கையின் வரம்பு டி.என்.ஏவை உருவாக்க இயலாமை காரணமாக இல்லை. பாக்டீரியம் தன்னிடம் உள்ள எந்தவொரு தனிப்பட்ட பிளாஸ்மிட்களின் ஆயிரக்கணக்கான நகல்களை உருவாக்க முடியும். ஒவ்வொரு “புதிய” புரோட்டீன் புலனுணர்வு வளாகத்திற்கும் அதன் செயல்பாடுகளை வெளிப்படுத்த ஒரு பரப்பளவு பரப்பளவு தேவைப்படுகிறது என்பதோடு வரம்புகள் தொடர்புடையதாக இருக்க வேண்டும். அதன் சவ்வை விரிவாக்க இயலாமை (அதாவது, பரப்பளவு) பாக்டீரியத்தின் புதிய கருத்துக்களை (விழிப்புணர்வு) பெறுவதற்கான திறனைக் கட்டுப்படுத்துகிறது.
அதிக விழிப்புணர்வு உயிர்வாழும் திறன் அதிகமாகும். தனிநபர்கள் தங்கள் விழிப்புணர்வை அதிகரிப்பதற்கான வரம்புகள், தளர்வான பின்னப்பட்ட சமூகங்களில் வாழும் பாக்டீரியாக்களுக்கு வழிவகுத்தன. ஒரு தனிப்பட்ட பாக்டீரியத்தால் சுற்றுச்சூழலைப் பற்றிய ஆறு உண்மைகளை "கற்றுக்கொள்ள" முடியும் என்றால், நூறு பாக்டீரியாக்கள் கூட்டாக 600 உண்மைகளை அறிந்து கொள்ளும் திறன் கொண்டவை. பாக்டீரியாக்கள் தங்கள் பிளாஸ்மிட்களின் நகல்களை சமூகத்தில் உள்ள பிற பாக்டீரியாக்களுக்கு மாற்றுவதற்கான வழிமுறைகளை உருவாக்கின. அவர்களின் “கற்ற” டி.என்.ஏவின் நகல்களை மாற்றுவதன் மூலம், அவர்கள் தங்கள் “விழிப்புணர்வை” சமூகத்துடன் பகிர்ந்து கொள்கிறார்கள். பாக்டீரியாக்கள் ஒரு பிளாஸ்மிட்டை மற்றொரு நபருக்கு மாற்ற முடியும். பெறுநர் பாக்டீரியம் அதன் வாழ்நாளில் நன்கொடை செய்யப்பட்ட பிளாஸ்மிட்டின் “விழிப்புணர்வை” பயன்படுத்தலாம், ஆனால் பொதுவாக பிளாஸ்மிட்டின் நகல்களை அதன் மகள் உயிரணுக்கு அனுப்ப முடியாது.
பாக்டீரியாக்கள் அவற்றின் வெளிப்புற மேற்பரப்பில் இருந்து பில்லி என அழைக்கப்படும் சிறந்த கூடாரம் போன்ற திட்டங்களைக் கொண்டுள்ளன. இரண்டு பாக்டீரியாக்களிலிருந்து வரும் பில்லி தொடும்போது, பைலஸ் சவ்வுகள் சிறிது நேரத்தில் உருகி, இரண்டு உயிரணுக்களின் சைட்டோபிளாஸில் ஒன்றாக இணைகின்றன. இணைவு நேரத்தில், இரண்டு பாக்டீரியாக்கள் அவற்றின் பிளாஸ்மிட்களின் நகல்களை பரிமாறிக்கொள்ளலாம். பாக்டீரியாக்கள் சுற்றுச்சூழலில் இலவச மிதக்கும் டி.என்.ஏவை ஸ்கார்ஃப்-அப் செய்ய முடிகிறது, எனவே சுற்றுச்சூழலுக்கு வெளியாகும் பிளாஸ்மிட்கள், ஒரு செல் இறந்து அதன் சைட்டோபிளாசம் வெளியேறும் போது ஏற்படக்கூடும், மற்ற உயிரணுக்களால் துண்டிக்கப்படலாம். இருப்பினும், இலவச மிதக்கும் டி.என்.ஏவில் சூழல் கடினமாக உள்ளது மற்றும் பிளாஸ்மிட்கள் எளிதில் உடைகின்றன. பாக்டீரியாக்கள் தங்கள் பிளாஸ்மிட் டி.என்.ஏவை பாதுகாப்பு புரத ஓடுகளில் எவ்வாறு தொகுக்க வேண்டும் என்பதை அறிந்து, வைரஸ்களை உருவாக்கி, “விழிப்புணர்வு” பிளாஸ்மிட்களை விநியோகிப்பதற்கான மூன்றாவது, மிகவும் பயனுள்ள வழிமுறைகள் எழுந்தன. வைரஸ்கள் சூழலில் உள்ள பிற தனிப்பட்ட கலங்களுக்கு வெளியிடப்படும் “தகவல்” கொண்டிருக்கின்றன. சில வைரஸ்கள் அவற்றை எடுக்கும் செல்களைக் கொல்லும், மற்ற வைரஸ்கள் அவை “தொற்றுநோயாக” இருக்கும் உயிரணுக்களைப் பாதுகாக்கின்றன. சில நேரங்களில் "தகவல்" என்பது வாழ்க்கையை உறுதிப்படுத்துகிறது, சில நேரங்களில் அது ஆபத்தானது.
சமூகத்தில் உள்ள அனைத்து உயிரணுக்களையும் மூடிமறைக்க பாலிசாக்கரைடு எக்ஸ்ட்ராசெல்லுலர் மேட்ரிக்ஸைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் பாக்டீரியா சமூகங்கள் தங்கள் உயிர்வாழ்வை அதிகரிப்பதற்கான ஒரு வழிமுறையை உருவாக்கியது மற்றும் காட்டு சூழலின் அழிவுகளிலிருந்து அவற்றை "பாதுகாக்கிறது". தனிப்பட்ட பாக்டீரியாக்கள் மேட்ரிக்ஸில் உள்ள "நீர்ப்பாசன" சேனல்கள் வழியாக செல்ல முடிந்தது. சேனல்கள் புற-செல் பொருட்கள் மற்றும் தகவல் மூலக்கூறுகளின் தகவல்தொடர்புகளையும் அனுமதித்தன, இது சமூகத்தின் அனைத்து உறுப்பினர்களிடமும் ஒரு இனவாத ஒருங்கிணைப்பை வழங்கியது. செல்லுலார் சமூகம் பல்வேறு வகையான பாக்டீரியா இனங்கள் நிறைந்ததாக இருக்கலாம். எடுத்துக்காட்டாக, ஆக்ஸிஜன் பயம் கொண்ட பாக்டீரியாவின் காற்றில்லா வடிவங்கள் ஒரு சமூகத்தின் அடிப்பகுதியில் வாழக்கூடும், அதே நேரத்தில் ஆக்ஸிஜனை விரும்பும் ஏரோபிக் பாக்டீரியாக்கள் ஒரே சமூகத்தின் உயர் மட்டங்களில் உள்ளன. சமூகத்தில் உள்ள பாக்டீரியாக்கள் உடனடியாக தங்கள் டி.என்.ஏவை பரிமாறிக்கொள்ள முடியும், மேலும் அவ்வாறு செல்லுலார் குடிமக்கள் சிறப்பு, வேறுபட்ட செயல்பாடுகளைப் பெற உதவுகின்றன.
இந்த மேட்ரிக்ஸ்-இணைக்கப்பட்ட பாக்டீரியா சமூகங்கள் பயோஃபில்ம்ஸ் என்று அழைக்கப்படுகின்றன (கீழே உள்ள விளக்கத்தைக் காண்க). நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பிகளிலிருந்து பாக்டீரியா சமூகங்களைப் பாதுகாக்க இப்போது அங்கீகரிக்கப்பட்டுள்ளதால் பயோஃபில்ம்கள் மிகவும் முக்கியமானவை. பல் துவாரங்களை உருவாக்கும் பாக்டீரியா உண்மையில் பயோஃபில்ம் சமூகங்கள், அவை நம் பற்களிலிருந்து அவற்றைத் துடைப்பதற்கான எங்கள் முயற்சிகளை எதிர்க்கின்றன. பயோ ஃபிலிம்களின் எதிர்ப்பு மற்றும் பாதுகாப்பு தன்மை இந்த சமூகங்களை கடலை விட்டு வெளியேறி நிலத்தில் வாழ முதல் வாழ்க்கை வடிவங்களாக இருக்க உதவியது.
பல ஆண்டுகளுக்கு முன்பு, உயிரியலாளர் லின் மார்குலிஸ் மைட்டோகாண்ட்ரியா என்பது பாக்டீரியா போன்ற உயிரினங்கள் என்ற கருத்தை நிறுவினார், இது யூகாரியோட்டுகள் எனப்படும் மேம்பட்ட கரு-கொண்ட உயிரணுக்களின் சைட்டோபிளாஸை ஆக்கிரமித்தது. முதலில் அவரது கருத்துக்கள் ஸ்தாபனத்தால் கேலி செய்யப்பட்டன, ஆனால் பல ஆண்டுகளாக இது பரவலாக ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட நம்பிக்கையாக மாறியுள்ளது. சுவாரஸ்யமாக, பயோஃபில்ம்களில் உள்ள பாக்டீரியாக்களின் இனவாத தன்மை பற்றிய புரிதல் மற்றொரு விளக்கத்தை வழங்குகிறது.
இடதுபுறத்தில் உள்ள மைக்ரோகிராஃப் ஒரு மனித நுரையீரலில் ஒரு பயோஃபில்மின் உதாரணத்தை விளக்குகிறது. நோய்த்தொற்றுடைய சூடோமோனாஸ் பாக்டீரியா கொத்து ஒரு பயோஃபில்ம் அடங்கிய இருண்ட கறை படிந்த எக்ஸ்ட்ராசெல்லுலர் மேட்ரிக்ஸில் (அம்புக்குறியைக் காண்க) இணைக்கப்பட்டுள்ளது. மேட்ரிக்ஸில் உள்ள என்காப்ஸுலேஷன் பாக்டீரியாவை அழிப்பதற்கான நோயெதிர்ப்பு மண்டலத்தின் முயற்சிகளிலிருந்து பாதுகாக்கிறது. முதன்மையாக கார்போஹைட்ரேட்டுகளால் ஆன மேட்ரிக்ஸ், தசை புரதங்கள், ஆக்டின் மற்றும் மயோசின் ஆகியவற்றைக் கொண்டிருக்கலாம், அவை சில பாக்டீரியாக்களின் வெளிப்புற மேற்பரப்புகளுடன் பிணைக்கப்பட்டுள்ளன. வெளிப்புற ஆக்டின் மற்றும் மயோசின் புரதங்கள் படத்தின் அணிக்குள் பாக்டீரியாவை நகர்த்த உதவுகின்றன.
வலதுபுறத்தில் உள்ள மைக்ரோகிராஃப் அதே படம், ஆனால் படத்தின் சுற்றளவில் ஒரு “சவ்வு” வரையப்பட்டுள்ளது. படத்தைச் சுற்றியுள்ள ஒரு சவ்வு பாக்டீரியா சமூகத்திற்கு அவர்களின் சூழலின் கலவை மற்றும் தன்மையை நேர்த்தியாக கட்டுப்படுத்த உதவும், இது அவர்களின் உயிர்வாழ்வை மேம்படுத்தும் அவசியமான வளர்ச்சியாகும். இந்த மாற்றியமைக்கப்பட்ட படம் பரிணாம ரீதியாக மிகவும் மேம்பட்ட யூகாரியோடிக் கலத்தின் சைட்டோலாஜிக்கல் உடற்கூறியல் ஒத்திருக்கிறது. இந்த வழக்கில் பாக்டீரியா செல்லின் உறுப்புகளைக் குறிக்கும் மற்றும் படத்தின் அணி உறுப்புகளுக்கு இடையில் சைட்டோஸ்கெலிட்டல் நிறைந்த சைட்டோபிளாஸைக் குறிக்கும். சுவாரஸ்யமாக, யூகாரியோட்டுகள் சைட்டோபிளாசம் பயோஃபில்மின் மேட்ரிக்ஸைக் குறிக்கும் பல கட்டமைப்பு கூறுகளைக் கொண்டுள்ளது. சைட்டோபிளாஸில் உறுப்புகள் நகரும் அதே வழியில் பாக்டீரியாக்கள் படத்தில் செல்ல உதவும் ஆக்டின் மற்றும் மயோசினுக்கு இது குறிப்பாக உண்மை.
இந்த கலந்துரையாடலின் அம்சம் என்னவென்றால், மிகவும் மேம்பட்ட யூகாரியோடிக் செல், வளர்ந்த ஒற்றை நிறுவனமாக இல்லாமல், ஒரு பாக்டீரியா சமூகத்தின் பரிணாம வளர்ச்சியைக் குறிக்கும். ஒரு கலமானது, புரோகாரியோட்களின் நேர்த்தியான சமூகத்தைக் குறிக்கும், அவை உறுப்புகளாக வேறுபடுகின்றன. இத்தகைய கருதுகோள் ப்ளோமார்பிக் உயிரியலாளர்களின் நம்பிக்கைகளை ஆதரிக்கிறது, நோய் தொடர்பான நுண்ணுயிரிகள் இறக்கும் உயிரணுக்களிலிருந்து எழுந்த, வளர்ந்த, உருவான வாழ்க்கை வடிவங்களைக் குறிக்கலாம் என்று நம்புகின்ற ஒரு சிறிய ஆனால் உறுதியான விஞ்ஞானிகள் குழு. அர்த்தமுள்ளதாக.
பொருட்படுத்தாமல், இரண்டாம் கட்ட பரிணாம வளர்ச்சி மிகவும் அதிநவீன யூகாரியோடிக் (நியூக்ளியேட்டட்) கலத்தின் தோற்றத்தைக் கண்டது. இருப்பினும், அணுக்கரு உயிரணு அதன் அதிகபட்ச குறிப்பிட்ட அளவை எட்டியபோது பரிணாமம் நிறுத்தப்பட்டது, ஏனெனில் செல்லுலார் வாழ்க்கையில் உடல் வரம்புகள் விதிக்கப்பட்டுள்ளன. ஒரு குறிப்பிட்ட அளவைத் தாண்டி செல் அதன் பரப்பளவை விரிவாக்க முயற்சித்தால், செல் நிலையற்றதாகிவிடும், ஏனென்றால் அது சில பரிமாணங்களைத் தாண்டினால், சவ்வு அதன் சைட்டோபிளாஸின் வெகுஜனத்தைக் கட்டுப்படுத்த இயலாது. இது சவ்வு சிதைவதற்கும், சவ்வு திறனை இழப்பதற்கும் வழிவகுக்கும் (இதிலிருந்து செல் அதன் உயிர் கொடுக்கும் ஆற்றலை ஈர்க்கிறது). மேலும், செல் ஒரு குறிப்பிட்ட விட்டம் தாண்டினால், பரவலின் செயல்முறை வளர்சிதை மாற்ற செயலாக்கத்திற்கு செல்லின் ஆக்சிஜனை செல்லின் மைய பகுதியை அடைய இயலாது.
இதன் விளைவாக, பரிணாம வரலாற்றில், முதல் 3 பில்லியன் ஆண்டுகள் முதன்மையாக தோற்றம் மற்றும் பரிணாமம் ஒற்றை உயிரணுக்களுடன் (பாக்டீரியா, ஆல்கா, புரோட்டோசோவான்ஸ்) தொடர்புடையவை. ஒற்றை கலத்தின் வரம்புகளுக்கு அப்பால் சவ்வு மேற்பரப்பு பகுதியை (அதாவது விழிப்புணர்வு திறன்) விரிவுபடுத்துவதற்கான மாற்று வழியைக் குறிக்கும் பல்லுயிர் உயிரினங்களின் தோற்றம் இது. இதன் விளைவாக, மூன்றாம் கட்ட பரிணாம வளர்ச்சியில், உயிரியல் “கணினி” சக்தியின் (விழிப்புணர்வு) அதிகரிப்பு, அதே வரிசையில் உயர் ஒழுங்கு சமூகங்களாக ஒழுங்கமைப்பதன் விளைவாகும். தனிப்பட்ட யூகாரியோடிக் கலத்தைப் பற்றிய விழிப்புணர்வை அதிகரிப்பதற்கு பதிலாக, மூன்றாம் கட்ட பரிணாமம் தனிப்பட்ட யூகாரியோடிக் செல் 'சில்லுகளை' ஊடாடும் கூட்டங்களாக வரிசைப்படுத்துவதில் அக்கறை கொண்டிருந்தது.
பரிணாம வளர்ச்சியின் இந்த "கட்டம்" கணினி துறையில் நிகழ்ந்ததை ஒத்திருக்கிறது. டெக்சாஸ் இன்ஸ்ட்ரூமென்ட்ஸ் சிப்பை உருவாக்கியது. தனிப்பட்ட சில்லுகள் எளிய கால்குலேட்டரின் இதயம். இருப்பினும், பல சில்லுகள் ஒன்றிணைக்கப்பட்டு கம்பி ஒன்றாக இணைக்கப்பட்டபோது அவை கணினிக்கு வழங்கப்பட்டன. தனிப்பட்ட கணினிகள் அவற்றின் அதிகபட்ச சக்தியை எட்டியபோது, பல கணினிகளை ஒரு ஒழுங்கமைக்கப்பட்ட இணை செயலாக்க “சமூகத்தில்” இணைப்பதன் மூலம் சூப்பர் கம்ப்யூட்டர்கள் உருவாக்கப்பட்டன. யூகாரியோடிக் கலத்துடன் பாக்டீரியத்தின் தொடர்பு கணினியுடனான சிப்பின் உறவுக்கு ஒப்பானது. பலசெல்லுலர் உயிரினத்துடனான யூகாரியோடிக் கலத்தின் தொடர்பு ஒரு இணையான செயலாக்க வலையமைப்பில் ஒட்டுமொத்தமாக ஒரு தனிப்பட்ட கணினியின் உறவைப் போன்றது.
கணினிகளில், இயந்திரத்தின் “சக்தி” BIT கையாளுதல் திறன்களில் அளவிடப்படுகிறது. உயிரியல் உயிரினங்களில், "விழிப்புணர்வு" திறன் ஒருங்கிணைந்த IMP வளாகங்களின் எண்ணிக்கை மற்றும் பல்வேறு வகைகளில் பிரதிபலிக்கிறது. ஐ.எம்.பி களின் அளவு நேரடியாக “மேற்பரப்பு பகுதிக்கு” இணைக்கப்பட்டுள்ளதால், விழிப்புணர்வு என்பது பல்லுயிர் உயிரினங்களில் பகிரப்பட்ட சவ்வு மேற்பரப்புகளின் காரணியாகிறது.
முதுகெலும்பு மூளை பரிணாமம் தொடர்பாக மேற்பரப்பு பகுதி உறவைக் கவனியுங்கள். முதல் முதுகெலும்பு மூளை சிறிய, மென்மையான கோளங்கள். ஒருவர் பரிணாம ஏணியில் ஏறும் போது, மூளை பெரிதாகி, மேலும் மேற்பரப்பு பரப்பளவு பின்னர் மூளையின் மேற்பரப்பின் மடிப்புகளிலிருந்து பெறப்படுகிறது, அவை மேம்பட்ட மூளைகளின் சிறப்பியல்பு சல்சி (பள்ளங்கள்) மற்றும் கைரி (மடிப்புகள்) ஆகியவற்றை உருவாக்குகின்றன. சுவாரஸ்யமாக, மூளையின் மேற்பரப்பைப் பொறுத்தவரை விழிப்புணர்வைக் கருத்தில் கொள்ளும்போது, போர்போயிஸ் மற்றும் டால்பின் மூளைகளுக்கு ஒரு பெரிய பரப்பளவு இருப்பதால் மனிதர்கள் இரண்டாவது இடத்தில் உள்ளனர்.
யுனிசெல்லுலர் புரோட்டோசோவான்களைப் போலவே, மனிதர்களும் மற்றொரு பரிணாம முனைப்புள்ளியைக் குறிக்கிறார்கள், இது ஒரு பல்லுயிர் உயிரியல் கட்டமைப்பிற்கான மிக உயர்ந்த வளர்ச்சியாகும். முந்தைய இரண்டு பரிணாம சுழற்சிகளில் நிகழ்ந்த நிகழ்வுகளின் தொடர்ச்சியான நிகழ்வுகளில், மனித பரிணாமம் தனிநபர்களை பல “செல்லுலார்” சமூகமாக ஒருங்கிணைத்தல் மற்றும் ஒருங்கிணைத்தல் ஆகியவற்றின் மூலம் தொடர்ந்தது. மனிதநேயம் என்று அழைக்கப்படும் இந்த சமூகத்தில், ஒவ்வொரு நபரின் பங்கும் மனித கட்டமைப்பில் ஒரு கலத்தின் பங்குக்கு ஒத்ததாகும். பூமியை ஒரு உயிரினமாக (கியா) உலகளாவிய பார்வையில், மனிதர்கள் பூமியின் மேற்பரப்பு சவ்வில் IMP க்கு சமமானவர்கள். மனிதர்கள், ஏற்பிகளாகவும், விளைவுகளாகவும், பூமியின் உறைகளில் வடிவமைக்கப்பட்ட நெட்வொர்க்குகள் (சமூகம்) உடன் ஒன்றிணைந்து ஒன்றிணைகின்றன, அதில் அவை சுற்றுச்சூழல் “சமிக்ஞைகளை” பெறுகின்றன மற்றும் கிரகத்தின் சவ்வு வாயில்களை மாற்றும் வழிமுறைகளாக செயல்படுகின்றன.
இந்த ஆய்வுகள் கடந்த கால மற்றும் எதிர்கால பரிணாமத்தை உயிரணு சவ்வின் கட்டமைப்பு மற்றும் விரிவாக்கத்தில் கணித ரீதியாக வடிவமைக்க முடியும் என்பதை வெளிப்படுத்துகின்றன. இரு பரிமாண சவ்வு மேற்பரப்பு பகுதியை முப்பரிமாண செல் இடமாக ஒழுங்கமைக்க சிறந்த வழி பின்னிணைப்பு வடிவவியலைப் பயன்படுத்துவதாகும்.
இயற்கையில், பெரும்பாலான கனிம மற்றும் கரிம கட்டமைப்புகள் ஒரு “ஒழுங்கற்ற” வடிவத்தை வெளிப்படுத்துகின்றன. இருப்பினும், முறைகேடுகளின் வெளிப்படையான குழப்பத்திற்குள், ஒழுங்கற்ற கட்டமைப்புகள் "தொடர்ந்து" மீண்டும் மீண்டும் வருவதை ஒருவர் காண்கிறார் (அதாவது, அவை ஒரு ஒழுங்கின் வடிவத்தைக் காட்டுகின்றன). உதாரணமாக, ஒரு மரத்தின் கிளைகளில் கிளைக்கும் முறை பெரும்பாலும் மரத்தின் உடற்பகுதியில் காணப்படும் கிளைகளின் அதே வடிவமாகும். ஒரு பெரிய நதியைக் கிளைக்கும் முறை அதன் சிறிய கிளை நதிகளில் காணப்படும் கிளைகளின் வடிவத்திற்கு ஒத்ததாகும். மூச்சுக்குழாயுடன் கிளைகளின் வடிவம் மிகச்சிறிய மூச்சுக்குழாய்களுடன் சேர்ந்து காற்றுப்பாதைக் கிளைகளின் வடிவத்தை மீண்டும் வலியுறுத்துகிறது. உடலில் மீண்டும் மீண்டும் கிளை வடிவங்களின் ஒத்த படங்கள் தமனி மற்றும் சிரை இரத்த நாளங்கள் மற்றும் புற நரம்பு மண்டலத்தில் வெளிப்படுகின்றன.
பிரெஞ்சு கணிதவியலாளர் பெனாய்ட் மாண்டல்பிரோட், இயற்கையின் பல பொருட்களின் வடிவியல் ஆய்வு செய்யப்பட்ட அளவைப் பொருட்படுத்தாமல் இதேபோன்ற வடிவத்தை வெளிப்படுத்தியது என்பதை முதலில் அங்கீகரித்தார். நீங்கள் படத்தை எவ்வளவு பெரிதுபடுத்துகிறீர்களோ, அவ்வளவு கட்டமைப்பும் ஒரே மாதிரியாகத் தோன்றும். அத்தகைய பொருட்களை விவரிக்க மாண்டல்பிரோட் "சுய-ஒத்த" என்ற வார்த்தையை அறிமுகப்படுத்தினார். "1975 ஆம் ஆண்டில், ஒழுங்கற்ற மற்றும் துண்டு துண்டான சுய-ஒத்த வடிவங்களுக்கான வசதியான லேபிளாக ஃப்ராக்டல் என்ற வார்த்தையை மாண்டல்பிரோட் உருவாக்கினார்.
ஃப்ராக்டல்களின் கணிதம் அதிசயமாக எளிமையானது, இது சேர்த்தல் மற்றும் பெருக்கல் ஆகியவற்றின் "செயல்பாடுகளை" மீண்டும் மீண்டும் கொண்டுள்ளது. செயல்பாட்டில், ஒரு செயல்பாட்டின் முடிவு அடுத்தடுத்த செயல்பாட்டிற்கான உள்ளீடாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது; அந்த செயல்பாட்டின் விளைவாக அடுத்த செயல்பாட்டிற்கான உள்ளீடாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, மற்றும் பல. கணித ரீதியாக, அனைத்து "செயல்பாடுகளும்" ஒரே சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்துகின்றன, இருப்பினும், தீர்வைப் பெற அவை மில்லியன் கணக்கான முறை மீண்டும் மீண்டும் செய்யப்பட வேண்டும். ஒரு முறையான சமன்பாட்டை முடிக்க தேவையான கையேடு உழைப்பும் நேரமும் கணிதவியலாளர்கள் ஃப்ராக்டல் ஜியோமெட்ரியின் “சக்தியை” அங்கீகரிப்பதைத் தடுத்தது, சக்திவாய்ந்த கணினிகளின் வருகை பெனாய்ட் மண்டேல்ப்ரோட்டை இந்த புதிய கணிதத்தை வரையறுக்க உதவும் வரை.
கிளாசிக்கல் வடிவவியலில் புள்ளிகள், கோடுகள், மேற்பரப்பு பகுதிகள் மற்றும் கன கட்டமைப்புகள் அனைத்தும் முறையே 0, 1-, 2- மற்றும் 3 பரிமாணங்களில் முழு முழு எண்களில் வெளிப்படுத்தப்படும் பரிமாணங்களைக் குறிக்கின்றன. ஃப்ராக்டல் ஜியோமெட்ரி மேலும் "இடை பரிமாண" மாதிரிகளை உருவாக்க பயன்படுத்தப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக ஒரு வளைந்த கோடு 1 பரிமாண பொருள். பின்னிணைப்புகளில் வளைவு ஜிக்-ஜாக் செய்ய முடியும், அது உண்மையில் விமானத்தை நிரப்புவதற்கு அருகில் வருகிறது. கோட்டின் வளைவு ஒப்பீட்டளவில் எளிமையானதாக இருந்தால், அது 1 பரிமாணத்திற்கு அருகில் உள்ளது. கோட்டின் வளைவுகள் மிகவும் இறுக்கமாக நிரம்பியிருந்தால் அவை இடத்தை நிரப்புகின்றன என்றால், வரி 2 பரிமாணங்களை நெருங்குகிறது. ஃப்ராக்டல் ஜியோமெட்ரி முழு எண் பரிமாணங்களுக்கு இடையிலான இடைவெளிகளில் நிரப்புகிறது.
பின்னிணைப்புகளின் ஒரு கட்டமைப்பு பண்பு புரிந்துகொள்ள ஒப்பீட்டளவில் எளிதானது: பின்னிணைப்புகள் ஒருவருக்கொருவர் உள்ளமைக்கப்பட்ட “கட்டமைப்புகள்” மீண்டும் வலியுறுத்தப்பட்ட வடிவத்தை வெளிப்படுத்துகின்றன. ஒவ்வொரு சிறிய கட்டமைப்பும் ஒரு மினியேச்சர், ஆனால் பெரிய வடிவத்தின் சரியான பதிப்பு அவசியமில்லை. ஃப்ராக்டல் கணிதம் முழுவதிலும் காணப்படும் வடிவங்களுக்கும் அந்த முழு பகுதிகளிலும் காணப்படும் வடிவங்களுக்கும் இடையிலான உறவை வலியுறுத்துகிறது. உதாரணமாக, ஒரு கிளையில் கிளைகளின் வடிவம் உடற்பகுதியிலிருந்து கிளைக்கும் கால்களின் வடிவத்தை ஒத்திருக்கிறது. பின்னிணைந்த பொருள்களை ஒரு “பெட்டியில்”, “பெட்டியில்”, “பெட்டியில்” உள்ளதன் மூலம் குறிப்பிடலாம். முதல் “பெட்டியின்” அளவுருக்களை ஒருவர் அறிந்தால், ஒன்று தானாகவே அடிப்படைடன் வழங்கப்படுகிறது மற்ற (பெரிய அல்லது சிறிய) “பெட்டிகளை” வகைப்படுத்தும் முறை.
டபிள்யூ. ஆல்மேன் (குறிப்புப் பிரிவில் மேற்கோள் காட்டப்பட்டுள்ளது) எழுதிய மனித வாழ்க்கையின் கணிதக் கட்டுரையில் விவரிக்கப்பட்டுள்ளபடி, “பின்னிணைப்புகளின் கணித ஆய்வுகள், ஒரு பின்னிணைப்பின் கிளை-க்குள் கிளை அமைப்பு மூன்று பகுதிகளுக்குள் அதிக பரப்பளவைப் பெறுவதற்கான சிறந்த வழியைக் குறிக்கிறது பரிமாண இடம்…. ” உயிரணு சவ்வு உண்மையில் 3 பரிமாண பொருளாக இருக்கும்போது, அதன் மூலக்கூறு பிளேயர் நிலையான மற்றும் சீரான தடிமன் கொண்டது. சவ்வு தடிமன் புறக்கணிக்கப்படலாம் மற்றும் சவ்வு 2 பரிமாண "மேற்பரப்பு-பரப்பளவு" கட்டமைப்பாக வடிவமைக்கப்படலாம். பரிணாமம் என்பது மென்படலத்தின் விழிப்புணர்வை (அதன் மேற்பரப்புடன் தொடர்புடையது) மாதிரியாகக் கொண்டிருப்பதால், பின் வடிவவியலால் வழங்கப்பட்ட மாடலிங் செயல்திறன் பெரும்பாலும் இயற்கையால் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டதை பிரதிபலிக்கும்.
மாடலிங் கணிதத்தில் சிக்கிக் கொள்ளக்கூடாது என்பதே புள்ளி. புள்ளி என்னவென்றால், பரிணாம வளர்ச்சி என்பது ஒருவருக்கொருவர் கட்டமைக்கப்பட்ட “கட்டமைப்புகள்” மீண்டும் வலியுறுத்தப்பட்ட வடிவத்தின் அடிப்படையில் இருக்கும் என்று கணித்துள்ளது! மேலும் குறிப்பாக, இது ஃப்ராக்டல் பரிணாமத்தின் ஒரு கருத்துடன் தொடர்புடையது போல, “முழு வடிவமும் முழு பகுதிகளிலும் காணப்படுகிறது,” இதன் பொருள் மனிதனின் வடிவம் மனிதனின் பாகங்களில் (உயிரணுக்களில்) காணப்படுகிறது. ஒரு செல் செயல்படும் முறை பற்றி ஒருவர் அறிந்திருந்தால், ஒரு மனிதனின் அமைப்பு பற்றிய நுண்ணறிவும் வழங்கப்படுகிறது. இதைக் கவனியுங்கள்: சிறிய கட்டமைப்புகளின் பின் உருவங்கள் பெரிய முழுமையின் மினியேச்சர்கள். ஆகையால், மனிதர்களின் கட்டமைப்பானது அவற்றின் சொந்த உயிரணுக்களின் சுய-ஒத்த உருவமாக இருக்கும்போது, மனித நாகரிகத்தின் கட்டமைப்பானது அதன் கூறு மனிதர்களின் சுய-ஒத்த கட்டமைப்பைக் குறிக்கும்!
மனிதர்கள் சமுதாயத்தின் பின் உருவமாகும், செல்கள் மனிதனின் பின் உருவமாகும். உண்மையில், செல்கள் சமுதாயத்தின் ஒரு பின் உருவமாகும். பரிணாம வளர்ச்சியின் மூன்று தன்மை சுழற்சியின் ஒவ்வொரு மூன்று சுழற்சிகளிலும் காணப்பட்ட மீண்டும் வலியுறுத்தப்பட்ட, சுய-அதே வடிவங்களால் மேலும் குறிக்கப்படுகிறது.