Gene Part 3, Pea seeds

اردو میں پڑھنے کے لیے یہاں کلک کریں

 

Gene Part 3,  Pea seeds

Gregor Johann Mendel, a religious leader of Augustine's monastery, was fond of flowers. His other hobby was biology.

Mendel planted peas in 1853. This is not the first time they have done this. He has been doing these experiments here for the last three years. He had collected 34 varieties of peas. First they had to be bred to confirm that one type of pea produces the same for the next generation. The next generation is the same as the previous one. It became the basic material for their experiments.

If a tall plant is matched with a tall one, the result will be long, the short one will be short. Similarly, some strains produced smooth seeds, some skeletons. Some green and some yellow. Some of the pods were cooked and left loose, some of them were tight. He made a list of seven features.

Batch structure. Smooth or skewed

Badge color. Green or yellow

Flower color White or purple

Flower place On the edge of a plant or on a branch

Bean color Green or yellow

Bean shape Smooth or skewed

Plant height Tall or short

Seven attributes and two possible variants. (Mendel chose two possible cases and experimented, otherwise these cases are more common). They are called alleles in biology. Yellow and green seeds are alleles.

The same alleles produce the same race but what if they are mixed?

.. .. .. .. .. ...

These experiments were very skillful and hard work. Peas can be fertilized by their own pollen. To stop it for the experiment, Mendel first had to cut anthrax from each flower. The pollen had to be moved from one flower to another with a brush. He was working alone. He tried to do such experiments on rats, but the church forbade raising rats. There was no problem growing peas. Mendel used the space outside a church for them.

.. .. .. .. ...

The first controlled mixed race began in 1857. The experiments continued for eight years. Sow, pollinate, break, peel, count, and repeat. This was Mendel's life. Big principles come from small thoughts. The advent of the scientific revolution was based on one thing. And that the laws of nature are the same and are everywhere. The force that makes the apple fall is exactly the same as the force that causes the planets to rotate. Similarly, if these pea seeds give the address of a universal hereditary law, then the same law will apply to human beings in the same way. Mendel's garden was small but he knew that the one he was working on would tell him a lot.

"Experiments were progressing slowly," Mendel wrote. It was a work in progress. I then discovered that progress could be accelerated if many things were worked together at the same time. This accelerated the flow of data. When the data was available, the pattern gradually became apparent. ” Persistence of this pattern, continuity of proportions, rhythm of numbers ... Mendel had found the inner logic of the legacy.

.. .. .. .. .. ...

The first pattern was easy to recognize. The first generation of hybrids did not have any characteristics. A tall plant was made from a tall and short plant. Round seeds and round seeds used to form round seeds. It was like that with seven features. Mendel called the dominant trait dominant and the disappearing trait recessive.

If Mendel had stopped his experiments here, it would have been a major contribution to the theory of inheritance. This proved the blended theory of the nineteenth century wrong. The properties do not match with the colors in the box. One allele dominates the other.

But where did this disappearing feature go? Was it swallowed up by the dominant feature? Mendel conducted a second experiment to analyze it. Combine one hybrid with another. Long and short hybrids from another long and short hybrid. Both plants were tall, but what happened in the third generation was quite unexpected. Short stature returned to the third generation. White flowers were completely absent in the second generation, returned in the third.

The hybrid is actually a mixture, Mendel said. The dominant allele is visible, but the defeated allele is also found in it.

Mendel began counting the proportions in the third generation. The pattern was visible in every feature. The transmission of information from males and females was becoming known.

.. .. .. .. .. ...

Between 1857 and 1865, Mendel peeled peas and filled drums. It was written in a notebook. The results were consistently the same. Twenty-eight thousand plants, forty thousand flowers, four lakh peas ... "It was a brave thing to do." Mendel later wrote this. It was the sophistication and keen observation of a gardener who explained the most important part of biology. "Inheritance is passed from parents to children in the form of information packets. An elixir comes from the father, from a mother. In the material that is to be made for the next generation, the two are separated again and one of them is chosen. If an individual has two different alleles, the dominant allele will have the characteristic, but he can pass on the other. These particles of information remain intact. ”

Mendel took the example of Doppler. There is music behind the noise. There is law behind chaos. And a deep artificial experience ... Plant Growth Can reveal these secrets. This diversity is not uncommon. There are inheritance information packets that go beyond one generation. Each feature is different and indivisible. Mendel did not name the inheritance unit, but he did Had discovered the gene.

.. .. .. .. ...

On February 8, 1865, seven years after the papers of Darwin and Wallace, Mendel presented his paper. Written in two parts, the paper was written for farmers, botanists and biologists. Forty people came to listen. There were dozens of tables in this paper, which would be a challenge for statisticians as well as Persian for biologists. Biologists study morphology, not mathematics. The concept of mathematical music in nature was out of fashion after Pythagoras. Who took what from it? Do not know.

Mendel's paper was published in an unknown annual journal. Mendel was also a prolific writer. He recorded his work of a decade in 44 pages. Forty copies were made by Mendel for himself and sent to many scientists.

In the words of one scientist, "What happened next was the strangest silence in the history of biology." Between 1866 and 1900, the paper was cited only four times and almost disappeared from scientific literature. The study that laid the foundations for modern biology was lost in the pages of a magazine published in a declining city in Central Europe.

.. .. .. .. .. ...

On January 1, 1866, Mendel wrote a letter to Carl Nagelli, a plant physiologist from Switzerland, informing him of his findings. Two months later, Nagili's answer came. He did not attach much importance to this work. "These are just experimental results. They have no logical basis. " (The mistake that can easily get your claim denied is to fail.)

Mendel continued to insist and wrote more letters. He sought Nagali's support. "I know that my results are not in line with your modern science and that these are my experiments alone." But it was difficult for Nagelli to accept that in this way one of the deepest laws of nature (and a dangerous law) could be discovered.

Nagili was studying another plant. This yellow flowering plant was Hawkweed. He asked Mendel to repeat his findings. It was the wrong choice. Mendel chose peas very carefully. It is sexually generated. Its features can be easily identified. It can be carefully polished at will.

Neither Mendel nor Nagelli knew that Hawkwade could reproduce in asexual ways. It is almost impossible to cross-pollinate and hybrids are rare. The results were not good at all. Mendel tried to analyze these hybrids but did not see a pea-like pattern. Grow thousands of herbs as fast as you can. He continued to experiment with it with the help of tongs and brushes from 1867 to 1871. Correspondence continued. It was difficult for Nagili to take the religious leader of a small town as a serious scientist.

In November 1873, Mendel wrote his last letter to Nagelli. He was told that he had failed and could not get results. He has been given additional responsibilities in the church and will now look after administrative matters.

Science diverted Mendel's attention. One administrative issue and then the next. Taxes on his monastery increased. Administrative matters stifled the science of this great scientist.

Mendel wrote the same paper on peas. His health began to decline after 1880. Reduced work. The hobby of gardening continued. On January 6, 1884, Mendel died of kidney failure. The local newspaper reported his death without any mention of his scientific experiments. A young pastor commented on his death, "Sharif, kind and self-willed. He loved flowers. ”

(to be continued)

مٹر کے دانے ۔ جین (3)

آگیسٹین کی خانقاہ کے ایک مذہبی راہنما گریگور جوہان مینڈل کو پھولوں کا شوق تھا۔ ان کا دوسرا شوق بائیولوجی تھا۔

مینڈیل نے 1853 میں مٹر کاشت کئے۔ یہ انہوں نے پہلی بار نہیں کیا تھا۔ وہ پچھلے تین سال سے یہاں پر یہ تجربات کر رہے تھے۔ مٹروں کی 34 اقسام جمع کر چکے تھے۔ پہلے ان کی بریڈنگ کر کے کنفرم کرنا تھا کہ ایک طرح کے مٹر اپنی اگلی نسل ویسی ہی پیدا کرتے ہیں۔ اگلی نسل پچھلی جیسی ہی ہوتی ہے۔ یہ ان کے تجربات کے لئے بنیادی میٹیریل بنا۔

اگر لمبے پودے کا ملاپ لمبے سے ہو، نتیجہ لمبا ہو گا، چھوٹے کا چھوٹے سے تو چھوٹا ہو گا۔ اسی طرح کچھ سٹرین سموتھ بیج پیدا کرتے تھے، کچھ شکنوں والے۔ کچھ سبز اور کچھ زرد۔ کچھ میں پھلی پک کر ڈھیلی رہ جاتی تھی، کچھ میں ٹائٹ ہوتی تھی۔ انہوں نے سات خاصیتوں کی فہرست بنائی۔

بیچ کی ساخت ۔ سموتھ یا شکن والی

بیج کا رنگ ۔ سبز یا زرد

پھول کا رنگ ۔ سفید یا بنفشی

پھول کی جگہ ۔ پودے کے کنارے پر یا شاخ پر

پھلی کا رنگ ۔ سبز یا زرد

پھلی کی شکل ۔ سموتھ یا شکن والی

پودے کا قد ۔ لمبا یا چھوٹا

سات خاصیتیں اور دو ممکنہ صورتیں۔ (مینڈیل نے دو ممکنہ صورتیں چن کر تجربات کئے، ورنہ یہ صورتیں زیادہ ہوتی ہیں)۔ ان کو بائیولوجی میں allele کہا جاتا ہے۔ زرد اور سبز بیج رنگ کے الیل ہیں۔

ایک جیسے الیل اپنے جیسی نسل پیدا کرتے ہیں لیکن اگر ان کو ملا دیا جائے؟

۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔

یہ تجربات بہت مہارت اور محنت والا کام تھا۔ مٹر خود اپنے پولن سے فرٹیلائیز ہو سکتا ہے۔ تجربے کے لئے اسے روکنے کے لئے مینڈیل کو پہلے ہر پھول پر سے اینتھر کاٹنے پڑتے تھے۔ پولن کو ایک برش کے ذریعے ایک پھول سے دوسرے پر منتقل کرنا ہوتا تھا۔ وہ اکیلے ہی کام کر رہے تھے۔ انہوں نے یہ ایسے تجربات چوہوں پر کرنے کی کوشش کی تھی لیکن چرچ میں چوہے پالنے سے منع کر دیا گیا تھا۔ مٹر اگانے پر کوئی مسئلہ نہیں تھا۔ مینڈیل نے ان کے لئے ایک چرچ کے باہر کی جگہ کو استعمال کر لیا۔

۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔

کنٹرولڈ طریقے سے پہلی ملی جلی نسل 1857 میں آنا شروع ہوئی۔ آٹھ سال تک تجربات جاری رہے۔ بونا، پولینیٹ کرنا، توڑنا، چھلکا اتارنا، گنتی کرنا، اور اس کو دہرانا۔ یہ مینڈیل کی زندگی تھی۔ چھوٹی سی سوچ سے بڑے اصول نکلتے ہیں۔ سائنسی انقلاب کی آمد کی بنیاد ایک چیز پر تھی۔ اور وہ یہ کہ قوانینِ فطرت ایک ہی جیسے ہیں اور ہر جگہ پر ہیں۔ جو قوت سیب گراتی ہے، بالکل وہی سیاروں کی گردش بھی کرواتی ہے۔ اسی طرح اگر یہ مٹر کے دانے کسی یونیورسل وراثتی قانون کا پتا دے دیتے ہیں تو یہی قانون انسانوں پر ویسا ہی لاگو ہو گا۔ مینڈیل کا باغ چھوٹا سا تھا لیکن وہ جانتے تھے کہ جس پر کام کر رہے ہیں، وہ بہت کچھ بتا دے گا۔

مینڈل نے لکھا، “تجربات میں پیشرفت سست رفتاری سے ہو رہی تھی۔ یہ صبرآزما کام تھا۔ میں نے پھر تلاش کر لیا کہ اگر بیک وقت کئی چیزوں پر اکٹھا کام کیا جائے تو پیشرفت تیز ہو سکتی ہے۔ اس سے ڈیٹا کی آمد تیز ہو گئی۔ جب ڈیٹا ملنے لگا تو آہستہ آہستہ اس میں سے پیٹرن نظر آنے لگا”۔ اس پیٹرن کا مستقل ہونا، تناسب کا برقرار رہنا، اعداد کا ردھم ۔۔۔۔ مینڈیل نے وراثت کے عقدے کی اندرونی منطق کو پا لیا تھا۔

۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔

پہلا پیٹرن پہچاننا آسان تھا۔ ہائیبرڈ کی پہلی نسل میں خاصیتوں کا کوئی ملاپ نہیں ہوتا تھا۔ لمبے اور چھوٹے پودے سے لمبا پودا ہی بنتا تھا۔ گول بیج اور شکنوں والے بیج میں گول بیج ہی بنتے تھے۔ ساتوں خاصیتوں کے ساتھ ایسا تھا۔ مینڈیل نے غالب رہنے والی خاصیت کو dominant جبکہ غائب ہو جانے والی خاصیت کو recessive کہا۔

اگر مینڈیل اپنے تجربات یہیں پر روک دیتے تو وراثت کی تھیوری میں یہ بھی ایک بہت بڑا کنٹریبیوشن ہوتا۔ اس سے انیسویں صدی کی blend ہو جانے والی تھیوری غلط ثابت ہو گئی تھی۔ خاصیتیں ایک دوسرے سے ڈبے میں مکس ہونے والے رنگوں کی طرح نہیں ملتیں۔ ایک الیل دوسرے پر غالب رہتا ہے۔

لیکن یہ غائب ہو جانے والی خاصیت کہاں گئی؟ کیا اس کو غالب خاصیت نے نگل لیا؟ مینڈیل نے اس پر تجزیہ کرنے کے لئے دوسرا تجربہ کیا۔ ایک ہائیبرڈ کو دوسرے ہائیبرڈ سے ملایا۔ لمبے اور چھوٹے ہائیبرڈ کو ایک اور لمبے اور چھوٹے ہائیبرڈ سے۔ یہ دونوں پودے خود لمبے تھے لیکن تیسری نسل میں جو ہوا، وہ بالکل ہی غیرمتوقع تھا۔ چھوٹا قد تیسری نسل میں واپس آ گیا تھا۔ سفید پھول دوسری نسل میں بالکل غائب تھے، تیسری میں واپس آ گئے تھے۔

مینڈیل نے کہا کہ ہائیبرڈ دراصل مرکب ہے۔ غالب الیل ہے جو نظر آتا ہے لیکن مغلوب الیل بھی اس میں پایا جاتا ہے۔

مینڈل نے تیسری نسل میں تناسب کو گننا شروع کیا۔ ہر خاصیت مین پیٹرن نظر آ رہا تھا۔ نر اور مادہ سے آنے والی انفارمیشن کی منتقلی کا علم ہونے لگا تھا۔

۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔

مینڈیل نے 1857 سے 1865 کے درمیان مٹروں کے دانے چھیل چھیل کر ڈرموں کے ڈرم بھر لئے۔ اس کو نوٹ بک میں لکھتے گئے۔ نتائج مستقل طور پر ایک ہی جیسے تھے۔ اٹھائیس ہزار پودے، چالیس ہزار پھول، چار لاکھ مٹر ۔۔۔ “اتنی محنت کرنا بہادری کا کام تھا”۔ یہ مینڈل نے بعد میں لکھا۔ یہ ایک باغبان کی نفاست اور تیز مشاہدہ تھا، جس نے بائیولوجی کے اہم ترین حصے کی وضاحت کر دی تھی۔ “وراثت والدین سے بچوں کو انفارمیشن کے پیکٹس کی صورت میں منتقل ہوتی ہے۔ ایک الیل باپ سے آتی ہے، ایک ماں سے۔ اگلی نسل کے لئے یہ بننے والے مادے میں یہ دونوں پھر الگ ہوتی ہیں اور ان میں سے ایک کا انتخاب ہوتا ہے۔ اگر کسی فرد میں دو مختلف الیل ہیں تو غالب الیل کی خاصیت ہو گی لیکن وہ دوسری کو آگے منتقل کر سکتا ہے۔ یہ انفارمیشن کے پارٹیکل برقرار رہتے ہیں”۔

مینڈیل نے ڈوپلر سے مثال لیا تھا۔ شور کے پیچھے موسیقی ہے۔ افراتفری کے پیچھے قانون ہے۔ اور ایک گہرا مصنوعی تجربہ ۔۔۔ پودوں کی طریقے سے افزائش ۔۔۔۔ ان رازوں کو افشا کر سکتا ہے۔ یہ تنوع بے ہنگم نہیں۔ وراثت کی انفارمیشن کے پیکٹ ہیں جو ایک نسل سے آگے جاتے ہیں۔ ہر خاصیت الگ ہے اور ناقابلِ تقسیم ہے۔ مینڈیل نے وراثت کے اس یونٹ کو نام تو نہیں دیا لیکن انہوں نے جین دریافت کر لی تھی۔

۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔

ڈارون اور ویلیس کے پیپرز سے سات سال بعد 8 فروری 1865 کو مینڈیل نے اپنا پیپر پیش کیا۔ دو حصوں میں لکھے گئے اس پیپر کو کسانوں، ماہرینِ نباتات اور ماہرینِ حیاتیات کے لئے لکھا گیا تھا۔ چالیس لوگ سننے کے لئے آئے ہوئے تھے۔ اس پیپر میں درجنوں ٹیبل تھے، جو ماہرینِ شماریات کے لئے بھی چیلنج ہو گا اور بائیولوجسٹس کے لئے تو شاید فارسی ہو گی۔ بائیولوجسٹ مورفولوجی پڑھتے ہیں، ریاضی نہیں۔ فطرت میں ریاضی کی موسیقی کا تصور فیثاغورث کے بعد فیشن سے باہر ہو چکا تھا۔ کس نے اس سے کیا اخذ کیا؟ معلوم نہیں۔

مینڈیل کا پیپر ایک غیرمعروف سالانہ جریدے میں شائع ہوا۔ خاموش طبع مینڈیل لکھنے میں بھی مختصر نویس تھے۔ اپنے ایک دہائی کے کام کو 44 صفحات میں قلمبند کر دیا۔ اس کی چالیس کاپیاں مینڈیل نے اپنے لئے کروائیں اور کئی سائنسدانوں کو بھیجیں۔

ایک سائنسدان کے الفاظ میں، “اس کے بعد جو ہوا، وہ بائیولوجی کی تاریخ میں سب سے عجیب خاموشی تھی”۔ 1866 سے 1900 کے درمیان اس پیپر کو صرف چار مرتبہ سائٹ کیا گیا اور یہ سائنسی لٹریچر سے گویا غائب ہو گیا۔ وہ سٹڈی جس نے جدید بائیولوجی کی بنیاد ڈالی، وہ ایک وسطی یورپ کے ایک زوال پذیر شہر سے شائع ہونے والے ایک جریدے کے صفحات میں گم ہو گئی۔

۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔

مینڈیل نے یکم جنوری 1866 کو سوئٹزرلینڈ سے تعلق رکھنے والے پلانٹ فزیولوجسٹ کارل ناگیلی کو خط لکھا جس میں اپنے نتائج سے آگاہ کیا۔ دو مہینے بعد ناگیلی کا جواب آیا۔ انہوں نے اس کام کو اتنی اہمیت نہیں دی تھی۔ “یہ صرف تجرباتی نتائج ہیں۔ ان کی کوئی منطقی بنیاد نہیں”۔ (منطق کو تجربات پر بالاتر قرار دینی کی غلطی کئی بار کی جا چکی ہے)۔

مینڈیل نے اصرار جاری رکھا اور مزید خط لکھے۔ وہ ناگیلی کی حمایت کے طالب تھے۔ “مجھے معلوم ہے کہ میرے نتائج آپ کی عصری سائنس کے مطابق نہیں اور یہ بھی کہ یہ میرے اکیلے کے کئے گئے تجربات ہیں”۔ لیکن ناگیلی کے لئے یہ تسلیم کرنا ہی مشکل ہو رہا تھا کہ اس طریقے سے فطرت کا ایک گہراترین قانون (اور ایک خطرناک قانون) دریافت کیا جا سکتا ہے۔

ناگیلی ایک اور پودے پر سٹڈی کر رہے تھے۔ یہ پیلے پھولوں والی بوٹی ہاک ویڈ تھی۔ انہوں نے مینڈیل کو کہا کہ وہ اپنے نتائج اس پر دہرا کر دکھائیں۔ یہ غلط انتخاب تھا۔ مینڈیل نے مٹر کا انتخاب بہت سوچ سمجھ کر کیا تھا۔ یہ جنسی طور پر پیدا ہوتا ہے۔ اس کی خاصیتیں آسانی سے شناخت کی جا سکتی ہیں۔ اس کو احتیاط کے ساتھ اپنی مرضی سے پولینیٹ کیا جا سکتا ہے۔

نہ ہی مینڈیل اور نہ ہی ناگیلی یہ جانتے تھے کہ ہاک ویڈ غیرجنسی طریقے سے بھی نسل بڑھا سکتا ہے۔ اسکو کراس پولینیٹ کرنا تقریباً ناممکن ہے اور ہائبرڈ بہت کم پیدا ہوتے ہیں۔ اس سے نکلنے والے نتائج بالکل بھی اچھے نہیں تھے۔ مینڈیل نے ان ہائیبرڈز کا تجزیہ کرنے کی کوشش کی لیکن انہیں مٹر جیسے پیٹرن نظر نہیں آیا۔ اپنی کوشش تیز سے تیز کی ہزاروں بوٹیاں اگائیں۔ اسے چمٹے اور برش کی مدد سے 1867 سے 1871 تک اس پر تجربات کرتے رہے۔ خط و کتابت جاری رکھی۔ ناگیلی کے لئے ایک چھوٹے شہر کے مذہبی راہنما کو سنجیدہ سائنسدان کے طور پر لینا مشکل تھا۔

نومبر 1873 کو مینڈیل نے ناگیلی کو اپنا آخری خط لکھا۔ انہیں بتایا کہ وہ ناکام ہو گئے ہیں اور وہ نتائج نہیں حاصل کر سکے۔ چرچ میں انہیں اضافی ذمہ داریاں مل گئیں ہیں اور وہ اب انتظامی امور کو بھی دیکھیں گے۔

سائنس مینڈیل کی توجہ سے ہٹتی گئی۔ ایک انتظامی مسئلہ اور پھر اگلا۔ ان کی خانقاہ پر لگنے والے ٹیکس بڑھتے گئے۔ انتظامی معاملات نے اس شاندار سائنسدان کی سائنس کا گلا گھونٹ دیا۔

مینڈیل نے مٹروں پر ایک ہی پیپر لکھا۔ ان کی صحت 1880 کے بعد گرنا شروع ہو گئی۔ کام کم کر لیا۔ باغبانی کا شوق جاری رہا۔ 6 جنوری 1884 کو مینڈیل گردے فیل ہو جانے کے سبب چل بسے۔ مقامی اخبار نے ان کے انتقال کے بارے میں خبر لگائی جس میں ان کے سائنسی تجربات کا کوئی بھی تذکرہ نہیں تھا۔ ایک نوجوان پادری نے ان کی موت پر تبصرہ کیا، “شریف، مہربان اور اپنی مرضی کرنے والے۔ ان کو پھولوں سے پیار تھا”۔

(جاری ہے)