मौत के न्यूट के सामने खड़ी असंभव दुविधा

• Rough-Skinned Newt(Taricha granulosa) दुनिया की सबसे विषैली न्यूट प्रजातियों में से एक है और अमेरिका के Pacific Northwest क्षेत्र में पाई जाती है
• इस न्यूट और garter snake(Thamnophis sirtalis) के बीच विषाक्तता को लेकर एक विकासवादी arms race चल रही है
• न्यूट की अत्यधिक विषाक्तता tetrodotoxin के प्रति साँपों की प्रतिरोधक क्षमता के साथ विकसित हुई है, और इसकी कीमत दोनों पक्ष चुका रहे हैं
• garter snake इस विष को लिवर में जमा करके खुद को खाने वाले शिकारी जीवों के लिए भी विषैला बन जाता है
• इस परस्पर क्रिया की बारीकियाँ और अपवाद स्वरूप स्थितियाँ अब भी शोध का विषय हैं, और कई रहस्य अभी बाकी हैं

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मौत के न्यूट की विषाक्तता का कारण

• दुनिया की सबसे विषैली न्यूट प्रजातियों में से एक Taricha granulosa(रफ-स्किन न्यूट) उत्तर अमेरिका के Pacific Northwest तटीय क्षेत्र में पाई जाती है
• एक ही न्यूट से निकलने वाला विष कई वयस्क इंसानों के लिए घातक हो सकने लायक हो सकता है
• न्यूट toxic तो है, लेकिन venomous नहीं। यानी यह काटकर या डंक मारकर विष नहीं पहुँचाती, और केवल छूने पर हाथ बहुत अच्छी तरह धो लिए जाएँ तो आम तौर पर सुरक्षित है

न्यूट की अत्यधिक विषाक्तता, ऐसा क्यों

• कई न्यूट विषैली होती हैं, लेकिन Taricha granulosa के असाधारण रूप से विषैला होने का मूल कारण एक arms race है
• इस क्षेत्र की garter snake(Thamnophis sirtalis) ने tetrodotoxin के प्रति प्रतिरोधकता विकसित की है, और न्यूट ने इसके जवाब में और भी अधिक विषाक्तता विकसित की है
• tetrodotoxin न्यूट की त्वचा पर रहने वाले सहजीवी बैक्टीरिया बनाते हैं
• जैसे-जैसे साँपों की प्रतिरोधकता बढ़ती है, वैसे-वैसे न्यूट की विषाक्तता भी बढ़ती जाती है, और यह प्रक्रिया एक feedback loop की तरह चलती रहती है

विषाक्तता और प्रतिरोधकता की कीमत

• प्रकृति में हर चीज़ की एक कीमत होती है, और न्यूट को अधिक विषाक्त बनने की कीमत चुकानी पड़ती है क्योंकि उसे अधिक बैक्टीरिया बनाए रखने के लिए अतिरिक्त metabolic burden उठाना पड़ता है
• अधिक विषैले न्यूट को ज्यादा कैलोरी चाहिए होती है, जो उसके जीवित रहने के लिए प्रतिकूल हो सकता है
• दूसरी ओर, साँपों की tetrodotoxin प्रतिरोधकता की भी कीमत है। यह प्रतिरोधकता पाने के लिए तंत्रिका तंत्र की जैव-रासायनिक बनावट में बदलाव करना पड़ता है, जो तंत्रिका संबंधी कार्यक्षमता में गड़बड़ी, reflexes में कमी, और सूक्ष्म व्यवहारिक बदलाव जैसी कई समस्याओं के रूप में दिख सकता है
• Pacific Northwest के बाहर के क्षेत्रों की garter snake में यह प्रतिरोधकता कमजोर होती है, इसलिए वे घातक रूप से प्रभावित होती हैं। यानी प्रतिरोधकता का विकास स्पष्ट रूप से महँगा सौदा है

garter snake विषैले न्यूट को क्यों खाती है

• प्रतिरोधकता विकसित करना भी कठिन है, और न्यूट खाने पर साँपों को खुजली, उल्टी और असहजता भी होती है, फिर भी वे न्यूट खाते रहते हैं
• कारण: garter snake न्यूट को खाकर tetrodotoxin को लिवर में जमा कर लेती है, जिससे वह खुद को शिकारी जीवों से बचा सकती है। लेकिन वह यह विष खुद नहीं बना सकती, और समय बीतने पर उसका विष प्रभाव खत्म हो जाता है, इसलिए उसे फिर न्यूट खाना पड़ता है

arms race का विकासवादी दुष्चक्र

• कम विषैले न्यूट खा लिए जाते हैं, और कम प्रतिरोधकता वाले साँप भी न्यूट का शिकार नहीं कर पाते, इसलिए वे विष जमा नहीं कर पाते
• न्यूट aposematic(चेतावनी रंग) पैटर्न विकसित नहीं कर पाती। अगर वह ज्यादा नज़र आने लगे, तो साँप उसे और अधिक खा जाएँगे
• विषाक्तता लगातार बढ़ती जाती है, और उसके साथ साँपों की प्रतिरोधकता भी, इस तरह एक अंतहीन विकासवादी दुविधा बनी रहती है

कई अपवाद और अतिरिक्त रहस्य

• Alaska जैसे क्षेत्रों में, जहाँ garter snake नहीं होती, वहाँ की न्यूट प्रायः कम विषैली होती हैं, लेकिन कुछ अब भी बहुत विषैली हैं
• Vancouver Island जैसे इलाकों में, जहाँ साँप मौजूद हैं, वहाँ भी विषाक्तता और प्रतिरोधकता की arms race अपेक्षाकृत कम दिखती है
• यह सवाल भी है कि केवल न्यूट ही नहीं, बल्कि garter snake खुद aposematic(चेतावनी रंग) पैटर्न में विकसित हो सकती है या नहीं। लेकिन इसके बाहरी रूप में बदलाव पर अकादमिक शोध कम है
• Pacific Northwest का पारिस्थितिक तंत्र भूवैज्ञानिक दृष्टि से काफी युवा है, इसलिए यह स्पष्ट नहीं है कि मौजूदा arms race स्थायी घटना है या नहीं
• Taricha वंश की अन्य न्यूट भी काफी विषैली हैं, और Thamnophis वंश का वर्गीकरण भी जटिल है

निष्कर्ष

• यह arms race और विकासवादी दुविधा कई शोधपत्रों का विषय रही है, और इसमें अब भी कई ऐसे रहस्य हैं जो स्पष्ट रूप से सुलझे नहीं हैं
• मौत के न्यूट का यह मामला co-evolution, ecological interaction, और evolutionary cost जैसे विषयों के लिए एक जीवंत प्रयोगशाला है, और भविष्य के शोध के लिए इसमें बहुत जगह है

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Hacker News राय

• टेक्स्ट से देखने पर यह दावा मिलता है कि resistance evolve करने में हमेशा कोई न कोई cost होती है, लेकिन ज़रूरी नहीं कि बात हमेशा ऐसी ही हो। कई जानवरों पर इस trait को evolve करने या बनाए रखने का कोई खास दबाव ही नहीं होता। natural selection किसी checklist के साथ काम नहीं करता; बस जो चीज़ reproduction के लिए फायदेमंद हो, वही टिकती है। उदाहरण के लिए, गायें tetrodotoxin poisoning से बड़ी संख्या में नहीं मरतीं, इसलिए उनके लिए उस resistance को evolve करने की ज़रूरत ही नहीं बनती। इंसान vitamin C synthesize नहीं कर सकते, और यह trait भी इसलिए बना रहा क्योंकि हमारे पूर्वज बंदरों ने इसे संयोग से खो दिया था और वे ऐसे फल-समृद्ध वातावरण में रहते थे जहाँ इसे दोबारा पाने की ज़रूरत नहीं पड़ी। संभव है कि साँपों में भी tetrodotoxin resistance की कोई cost हो, लेकिन यह ज़रूरी नहीं कि हमेशा ऐसा ही हो
  • अगर लेखक की बात को उलट कर देखें, तो हम अक्सर ऐसे traits भी यूँ ही बनाए रखते हैं जिनका इस्तेमाल बहुत कम होता है, जैसे toxin resistance, और शायद ऐसा इसलिए है क्योंकि उनका maintenance burden बहुत कम होता है। अगर tetrodotoxin resistance ऐसा ही low-cost trait होता, तो यह कहीं ज़्यादा व्यापक होता; लेकिन ऐसा नहीं है, इसलिए अंदाज़ा लगाया जा सकता है कि इसकी cost ऊँची है, या कम से कम सस्ती तो नहीं है
  • genetic problem-solving space के नज़रिए से भी cost का एक विचार है। अगर एक constraint कम हो जाए, तो बाकी evolutionary pressures के हिसाब से adapt करना आसान हो सकता है
  • evolution supply and demand, cost and benefit, possibility and constraint का मामला है, और अंत में इसमें किस्मत की भी बड़ी भूमिका होती है
  • tetrodotoxin poisoning से मरने वाले जानवरों और इंसानों की संख्या शून्य नहीं है, इसलिए कुछ न कुछ selection pressure तो मौजूद है। अगर resistance ऐसा trait होता जो सस्ता और आसानी से evolve हो सकता, तो शायद सबने इसे evolve कर लिया होता; इसलिए संभव है कि resistance की cost threshold बहुत ऊँची हो
  • biology की बहुत जानकारी न भी हो, तब भी evolution को सिर्फ़ सीधी causality से समझाने की कोशिश काफ़ी खटकती है
• हाल में पता चला कि अमेरिका के कई बगीचों में एक ऐसा घातक पौधा मौजूद है जिसके नीचे 10 मिनट से ज़्यादा खड़े रहें तो लगभग मर ही जाएँ। वह पौधा है water-lily
  • Wikipedia पर देखा कि vascular cambia (पौधों की मोटाई बढ़ाने वाली कोशिकाएँ) पाँच plant lineages में स्वतंत्र रूप से गायब हुई हैं, जिनमें से चार aquatic plants हैं (water-lily सहित), और कुछ वैज्ञानिकों की राय है कि monocot भी शायद aquatic environment में evolve हुआ होगा। याद है कि एक theory यह भी थी कि aquatic plants को structural stability के लिए woody growth की ज़रूरत नहीं होती, लेकिन उसका source नहीं मिला
  • water-lily कोई खतरनाक पौधा नहीं है; कुछ तो खाए भी जा सकते हैं और औषधीय उपयोग में भी आते हैं। क्या बात peace lilly या calla lilly की हो रही है? दोनों घातक नहीं हैं, लेकिन खाने पर बीमार कर सकते हैं। सचमुच घातक पौधा water hemlock है, जिसमें सफेद फूल होते हैं
• लेख बहुत रोचक ढंग से लिखा गया था, इसलिए कुछ सवाल उठे: कमज़ोर ज़हर वाले newt खा लिए जाते हैं, और कम resistance वाले snake शिकार हासिल करने में विफल रहते हैं। इस तरह arms race चलती रहती है। यहाँ जिज्ञासा यह है कि snake को newt की toxicity का पता कैसे चलता है, क्या वह कुछ newt को छोड़ देता है या मिलने वाले हर newt को खा जाता है, और क्या बहुत ज़हरीले newt आख़िरकार हमले से बच निकलते हैं
  • शायद ज़्यादा उपयुक्त frame यह है कि लंबे समय में snake के genes में इस खास newt को खाने की preference और poison को सहन/संग्रह करने वाली resistance दोनों मौजूद हैं। जिन snakes में ये दोनों genes साथ हों, उनके ज़्यादा प्रभावी ढंग से reproduce करने की संभावना बनती है। हज़ारों साल तक ऐसे adaptations दोहरते रहने से snake और newt के बीच red queen जैसी स्थिति बनती है, जहाँ दोनों लगातार एक-दूसरे के साथ दौड़ में फँसे रहते हैं। इसमें conscious decision-making नहीं, बल्कि अंदर-बसे behavior patterns काम करते हैं
  • लेख के दूसरे हिस्से में कहा गया है कि अगर newt बहुत ज़्यादा toxic हो, तो snake उसे थूक देता है। कुछ-कुछ वैसे जैसे इंसान बहुत तीखी मिर्च थूक दे
  • Wikipedia के अनुसार, garter snake सचमुच newt को आंशिक रूप से निगलकर उसकी toxicity को एक तरह से 'चख' लेता है। अगर निगलना संभव लगे तो खा लेता है, नहीं तो बाहर थूक देता है
  • संदर्भ से लगता है कि garter snake अपने शिकार को पूरा निगलता है, इसलिए बहुत toxic newt consumption की कोशिश से बचकर निकल सकता है। इसी वजह से newt लगातार और ज़्यादा ताकतवर toxin evolve करते हैं, और snake भी अपनी resistance बढ़ाते जाते हैं। नतीजतन arms race दोहरती रहती है
• शीर्षक बहुत पसंद आया, और लेख भी शानदार था। थोड़ी off-topic बात है, लेकिन हर बार 'newt' शब्द देखते ही Karel Capek याद आते हैं, जिन्होंने 1920s में 'robot' शब्द गढ़ा था और फिर War with the Newts जैसी बुद्धिमान उभयचरों की कहानी भी लिखी थी। साझा करने के लिए धन्यवाद
  • एक फ़्रांसीसी के रूप में, जब मैंने यह शब्द पहली बार देखा तो दिमाग़ ने शीर्षक को जैसे 'death news' की तरह auto-translate कर दिया
• "पता चला कि garter snake tetrodotoxin को अपने liver में store करता है, जिससे वह अपने से बड़े predators के लिए भी toxic हो जाता है" — यह secondary effect बहुत दिलचस्प बिंदु है
• blue-ringed octopus पर लिंक किया गया लेख और भी ज़्यादा रोचक है
  • लेखक कभी-कभी यह नज़रिया रखते हैं कि हम विशाल robots हैं, और bacteria हमें host की तरह इस्तेमाल करके चलते-फिरते और evolve होते हैं। यह विचार काफ़ी relatable लगा
  • प्रकृति कभी दयालु नहीं होती
• snake की immunity भी स्थानीय caddisfly की तुलना में कमज़ोर है, यह बताने वाला संबंधित लिंक साझा किया गया
• मैं इस इलाके में पूरी ज़िंदगी रहा हूँ, लेकिन newt से poisoning की घटना कभी नहीं सुनी, इसलिए इंसानों में newt poisoning बहुत दुर्लभ लगती है
  • बचपन में जंगलों और नालों में इन newts को इधर-उधर हाथ से पकड़ने की यादें हैं। वे इतने आम थे
  • मैं PNW में रहता हूँ और hundreds of garter snake और कुछ newt अक्सर देखता हूँ, लेकिन Rough-Skinned Newt कभी नहीं देखा। पता ही नहीं था कि ऐसा जीव मेरे आसपास मौजूद है
• "पता चला कि garter snake tetrodotoxin को liver में store करता है, इसलिए वह predators के लिए भी toxic है" — यह बात उतनी effective है या नहीं, जितनी newt की skin में toxin रखने वाली तुरंत defensive strategy, इस पर संदेह है। newt तो कई बार predator के काटकर थूक देने पर बच जाता है, लेकिन snake के मामले में predator तब मरता है जब वह liver खाता है, इसलिए deterrence की भूमिका कम साफ़ लगती है। खासकर अगर सिर्फ़ कुछ snakes ही immune हों, तो predator के लिए सुरक्षित snake और खतरनाक snake में फर्क करना मुश्किल होगा
  • predator को कैसे रोका जा सकता है, इस सवाल पर मेरा ख्याल है कि मरे हुए predators और आधे-खाए snake carcasses से सीखने वाला असर हो सकता है, या शायद एक भी predator को हटाना species के लिए फायदेमंद हो
  • अगर predator species के भीतर थोड़ा-बहुत फर्क, यानी prey selection का स्वभाव, inherited होता हो, तो बहुत छोटी भिन्नताओं पर भी natural selection काम कर सकता है
  • हो सकता है predator snake खाने के बाद तुरंत न मरे, और mammals जैसे top predators में food preference भी हो; ऐसे में जो individuals साँप नहीं खाते वे बचते जाएँ, और यह या तो genetic रूप से, या फिर इस रूप में स्थिर हो जाए कि माता-पिता अपने बच्चों को snake पकड़ना सिखाते ही नहीं
• "teal deer" अभिव्यक्ति देखकर पहले लगा कि यह कोई अजीब idiom है। Urban Dictionary में देखा तो पता चला कि "teal dear = tl;dr"। अब मैं खुद को कुछ वैसा ही भ्रमित महसूस कर रहा हूँ जैसे कोई garter snake जिसने मानो बहुत अधिक tetrodotoxin resistance पा ली हो
  • मैं भी पहले नहीं समझ पाया था, लेकिन अब 5 अक्षरों की जगह 9 अक्षरों से cool दिखने की कोशिश थोड़ी दुखद लगती है। syllables भले कम हुए हों, लेकिन www जैसे web prefixes उल्टे और लंबे व कम efficient हैं। German में यह 3 syllables का है इसलिए ठीक है, लेकिन English/French में 9 syllables होना खलता है। शायद शुरू से web.domain.org बेहतर रहता
  • इसी वजह से मुझे भी teal dear का मतलब परोक्ष रूप से पता चला
  • मैंने तो पहले इसे "steel-man" पर कोई pun समझ लिया था। लेकिन ऐसा नहीं था, और खैर, खोजकर बताने के लिए धन्यवाद