मनुष्य में गलफड़े क्यों नहीं होते?

लगभग 375 मिलियन वर्ष पहले, टिकटालिक नाम की एक अजीब-सी दिखने वाली मछली नए अनुकूलन का उपयोग करके तट पर आई थी: हवा से ऑक्सीजन लेने के लिए जमीन पर "चलने" के लिए प्रेरित करने के लिए लोबदार पंख और उसके गले में हवा की थैली। टिकटालिक, जिसमें गलफड़े भी थे, टेट्रापोड्स या चार पैरों वाले जानवरों का सबसे पहला ज्ञात सामान्य पूर्वज है।सैकड़ों लाखों वर्षों में, टेट्रापोड होमो सेपियन्स सहित अनगिनत प्रजातियों में विकसित हुए। तो, यदि मनुष्य मछली से विकसित हुआ, तो हमारे पास गलफड़े क्यों नहीं हैं?

उत्तर का एक हिस्सा व्यावहारिक है: काम करने के लिए गिल्स को गीला रहना पड़ता है, जो उन जानवरों के लिए आदर्श नहीं है जो पानी के नीचे नहीं रहते हैं। गिल्स में एक बड़ा सतह क्षेत्र और हजारों छोटी रक्त वाहिकाएं होती हैं, जो ऑक्सीजन को रक्तप्रवाह तक आसान पहुंच प्रदान करती हैं। मोंटाना स्टेट यूनिवर्सिटी के विकासवादी जीवविज्ञानी क्रिस ऑर्गन ने कहा, जैसे ही पानी गिल्स पर चढ़ता है, ऑक्सीजन अंदर फैलती है और कार्बन डाइऑक्साइड बाहर फैलती है। यदि ज़मीनी जानवरों के गलफड़े होते, तो वे जल्दी सूख जाते, जिससे यह साँस लेने का एक अप्रभावी तरीका बन जाता। दूसरी ओर, हमारे मानव फेफड़े हवा से ऑक्सीजन लेने और गैस विनिमय के माध्यम से हमारे रक्तप्रवाह में अच्छे होते हैं।

लेकिन समुद्र से ज़मीन पर संक्रमण से बहुत पहले ही फेफड़े मौजूद थे। शिकागो विश्वविद्यालय के विकासवादी जीवविज्ञानी नील शुबिन, जो 2004 में टिकटालिक जीवाश्म की खोज करने वाली टीम का हिस्सा थे, ने लाइव साइंस को बताया, "फेफड़े वास्तव में विकास में आश्चर्यजनक रूप से आदिम हैं।" जब हमारे मछली पकड़ने वाले पूर्वज अभी भी पानी के भीतर रहते थे, तो उनके पास पहले से ही गलफड़ों के अलावा फेफड़े भी थे।

ऑर्गन ने लाइव साइंस को बताया, "मछली जमीन पर आकर नहीं कहती है, 'मुझे फेफड़ों की जरूरत है; मैं फेफड़े विकसित करने जा रहा हूं।" केवल मौजूदा फेफड़ों वाली मछलियाँ ही भूमि पर अतिक्रमण करने और जीवित रहने में सक्षम थीं। अगर बिना फेफड़ों वाली मछली ज़मीन पर रहने की कोशिश करे तो वह मर जाएगी। उन्होंने कहा, "यह उन गुणों के बारे में है जो अन्य कारणों से विकसित हुए हैं जो इस जानवर को इस नए वातावरण का शोषण करने की अनुमति देते हैं।"

ऑर्गन ने कहा, इसी तरह, वैज्ञानिकों का मानना है कि हमारे मछली पूर्वजों ने समुद्र तल पर घूमने के लिए हथियार विकसित किए थे, जो बाद में भोजन खोजने और जमीन पर घूमने के काम आए। यहीं से प्राकृतिक चयन आया: क्योंकि वे हाथ जैसी संरचनाएं भूमि पर फायदेमंद थीं, जानवरों ने अगले कई मिलियन वर्षों में लंबे अंग और हाथ विकसित किए। संभवतः फेफड़ों के साथ भी यही हुआ होगा। ऑर्गन ने कहा, फेफड़े जैसे नरम ऊतक अच्छी तरह से जीवाश्म नहीं बनते हैं, इसलिए वैज्ञानिक निश्चित रूप से निश्चित नहीं हैं कि मानव फेफड़े कैसे विकसित हुए। लेकिन मौजूदा साक्ष्यों से पता चलता है कि प्रारंभिक फेफड़े पहले छिपकलियों के सरल फेफड़ों में विकसित हुए और फिर स्तनधारियों के उप-विभाजित फेफड़ों में विकसित हुए। विशेष रूप से, स्तनधारियों में एक डायाफ्राम विकसित हुआ - वह मांसपेशी जो हमारी श्वास को नियंत्रित करती है - शायद 300 मिलियन वर्ष पहले।

इसके विपरीत, जो संरचनाएं अब लाभकारी नहीं रह जातीं, वे अक्सर चली जाती हैं। ऑर्गन ने कहा, समय के साथ, गलफड़े सिकुड़ गए और किशोरों तक ही सीमित हो गए, जब तक कि वे अंततः लगभग 315 मिलियन वर्ष पहले कार्बोनिफेरस अवधि में पूर्णकालिक भूमि जानवरों में पूरी तरह से गायब नहीं हो गए। यह वह समय था जब पहले सरीसृप और पहले पक्षियों और स्तनधारियों के पूर्वजों का विकास शुरू हुआ था।

यह अजीब लग सकता है कि आदिम मछली के फेफड़े होते ही थे। हालाँकि गलफड़े पानी से ऑक्सीजन निकालने में अच्छे होते हैं, लेकिन वे हमेशा बड़ी मात्रा में ऑक्सीजन प्रदान नहीं करते हैं, खासकर बड़े जानवरों के लिए जिन्हें इसकी अधिक आवश्यकता होती है। शुबिन ने कहा कि मौसमी बदलाव पानी में ऑक्सीजन की मात्रा को भी प्रभावित कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, यदि पानी में बहुत सारी मृत पत्तियाँ हैं, तो वे ऑक्सीजन ले लेंगी। तो, वायु थैली - आदिम फेफड़े - ने मछली को अपने ऑक्सीजन सेवन की पूर्ति के लिए सतह से ऊपर हवा निगलने की अनुमति दी। आधुनिक समय की लंगफिश, जो लगभग 400 मिलियन वर्षों से अधिक समय से मौजूद है, में भी यही क्षमता है, जो यह समझाने में मदद करती है कि भूमि की ओर बढ़ना क्यों संभव था।