Microbial cooperation
مائکروجنزم مختلف قسم کے سماجی تعاملات میں مشغول ہوتے ہیں، بشمول تعاون۔ تعاون پر مبنی طرز عمل وہ ہوتا ہے جس سے کسی فرد (وصول کنندہ) کو فائدہ ہوتا ہے سوائے اس کے جو طرز عمل انجام دیتا ہے (اداکار)۔ یہ مضمون مائکروبیل نظاموں میں دیکھے جانے والے باہمی تعاملات (باہمی اور پرہیزگاری) کی مختلف شکلوں کے ساتھ ساتھ ان فوائد کا خاکہ پیش کرتا ہے جو ان پیچیدہ طرز عمل کے ارتقا کو متحرک کر سکتے ہیں۔ مائکروجنزم، یا جرثومے، زندگی کے تینوں شعبوں میں پھیلے ہوئے ہیں-بیکٹیریا، آرکیا، اور بہت سے یونی سیلولر یوکرائٹس بشمول کچھ فنگی اور پروٹسٹ۔ عام طور پر یونی سیلولر لائف فارمز کے طور پر بیان کیا جاتا ہے جن کا مشاہدہ صرف خوردبین سے کیا جا سکتا ہے، مائکروجنزم سیلولر لائف کی پہلی شکلیں تھیں، اور زیادہ پیچیدہ ملٹی سیلولر شکلوں کے ارتقاء کے لیے حالات پیدا کرنے کے لیے اہم تھیں۔ اگرچہ جرثومے ننگی آنکھوں سے دیکھنے کے لیے بہت چھوٹے ہوتے ہیں، لیکن وہ حیاتیاتی تنوع کی بھاری اکثریت کی نمائندگی کرتے ہیں، اور اس طرح ارتقائی سوالات کا مطالعہ کرنے کے لیے ایک بہترین نظام کے طور پر کام کرتے ہیں۔ ایسا ہی ایک موضوع جس کا سائنسدانوں نے جرثوموں میں جائزہ لیا ہے وہ ہے سماجی طرز عمل کا ارتقاء، بشمول تعاون۔ کوآپریٹو انٹرایکشن وصول کنندہ کو فائدہ پہنچاتا ہے، اور اسی بنیاد پر اس کا انتخاب کیا جاتا ہے۔ مائکروبیل نظاموں میں، ایک ہی ٹیکسا سے تعلق رکھنے والے خلیات کو وسیع پیمانے پر پیچیدہ کثیر خلوی طرز عمل جیسے منتشر، چارے، بائیو فلمز کی تعمیر، پنروتپادن، کیمیائی جنگ، اور سگنلنگ انجام دینے کے لیے باہمی تعاملات میں حصہ لینے کی دستاویز کی گئی ہے۔ یہ مضمون مائکروبیل نظاموں میں دیکھے جانے والے باہمی تعاملات کی مختلف شکلوں کے ساتھ ساتھ ان فوائد کا خاکہ پیش کرے گا جنہوں نے ان پیچیدہ طرز عمل کے ارتقاء کو آگے بڑھایا ہو۔ ارتقاء کے نقطہ نظر سے، ایک طرز عمل سماجی ہے اگر اس کے فٹنس کے نتائج اس شخص (اداکار) اور دوسرے فرد (وصول کنندہ) دونوں کے لیے ہوں۔ ہیملٹن نے سب سے پہلے سماجی طرز عمل کی درجہ بندی اس لحاظ سے کی کہ آیا اداکار اور وصول کنندہ کے لیے ان کے نتائج فائدہ مند ہیں (براہ راست فٹنس میں اضافہ) یا مہنگے (براہ راست فٹنس میں کمی)۔ ہیملٹن کی تعریف کی بنیاد پر، سماجی تعاملات کی چار منفرد قسمیں ہیں: باہمی (+/+)، خود غرضی (+/-)، پرہیزگاری (−/+)، اور باوجود (−/-) (ٹیبل 1)۔ باہمی تعاون اور پرہیزگاری کو باہمی تعامل سمجھا جاتا ہے کیونکہ وہ وصول کنندہ کے لیے فائدہ مند ہوتے ہیں، اور اس مضمون کا مرکز ہوں گے۔ ارتقائی حیاتیات کے لیے تعاون کی وضاحت سب سے بڑے چیلنجوں میں سے ایک ہے، اس بات سے قطع نظر کہ اس رویے کو باہمی فائدہ مند سمجھا جاتا ہے یا پرہیزگاری۔ کلاسیکی ارتقائی نظریہ کے مطابق، ایک جاندار صرف ان طریقوں سے برتاؤ کرے گا جو اس کی اپنی فٹنس کو زیادہ سے زیادہ بڑھاتے ہیں۔ لہذا، تعاون پر مبنی تعاملات کی ابتدا، یا افراد کے ذریعہ کیے گئے اقدامات جن کے نتیجے میں دوسرے افراد کو فٹنس کے فوائد حاصل ہوتے ہیں، متضاد معلوم ہوتے ہیں۔ تعاون کے ارتقاء کے لیے نظریاتی وضاحتوں کو وسیع پیمانے پر دو زمروں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: براہ راست تندرستی کے فوائد یا بالواسطہ تندرستی کے فوائد۔ اس کے بعد ہیملٹن کی 1964 کی بصیرت سے پتہ چلتا ہے کہ افراد براہ راست اپنی تولید (براہ راست فٹنس اثرات) پر اپنے اثرات کے ساتھ ساتھ متعلقہ جین (بالواسطہ فٹنس اثرات) والے افراد کی تولید پر ان کے اثرات کے ذریعے جامع فٹنس حاصل کرتے ہیں۔ باہمی تعاون کی اقسام شاید مائکروبیل نظاموں میں دیکھے جانے والے سب سے عام باہمی تعاملات باہمی فائدہ مند ہیں۔ باہمی طور پر فائدہ مند سماجی تعاملات دونوں افراد کو براہ راست فٹنس کا فائدہ فراہم کرتے ہیں، جبکہ رویے کو انجام دینے کی کسی بھی قیمت سے زیادہ ہے۔ انفرادی جرثوموں والے ماحول میں، باہمی تعاون اکثر انفرادی تندرستی کے فائدے کو بڑھانے کے لیے کیا جاتا ہے۔ تاہم، ایک کمیونٹی میں، مائکروجنزم بڑے پیمانے پر تعامل کریں گے تاکہ آبادی کی استقامت کی اجازت دی جا سکے، جس سے ان کی اپنی فٹنس میں اضافہ ہوگا۔ زیادہ تر وقت، ان طرز عمل میں حصہ لینے والے حیاتیات تعاون میں مشترکہ دلچسپی رکھتے ہیں۔ مائکروبیل نظاموں میں، یہ اکثر میٹابولک طور پر مہنگے مالیکیولز کی پیداوار میں دیکھا جاتا ہے، جسے عوامی سامان کہا جاتا ہے۔ بہت سے جرثومے، خاص طور پر بیکٹیریا، متعدد عوامی اشیا پیدا کرتے ہیں جو خلیوں سے باہر کے ماحول میں چھوڑے جاتے ہیں۔ جو پھیلاؤ ہوتا ہے وہ فرد کے لیے پیدا ہونے کے باوجود پڑوسی حیاتیات کے ذریعے ان کے استعمال کی اجازت دیتا ہے۔ باہمی فائدہ مند مائکروبیل تعاملات کی ایک بہت مشہور مثال میں سائڈروفورز کی پیداوار شامل ہے۔ سائڈروفورز آئرن کی صفائی کرنے والے مالیکیول ہیں جو بیکٹیریا اور فنگی سمیت بہت سے مائکروبیل ٹیکسوں کے ذریعہ تیار ہوتے ہیں۔ یہ مالیکیول چیلیٹنگ ایجنٹس کے نام سے جانے جاتے ہیں اور ماحول میں آئرن کے جذب اور میٹابولزم کو آسان بنانے میں اہم کردار ادا کرتے ہیں، کیونکہ یہ عام طور پر اگھلنشیل شکل میں موجود ہوتا ہے۔ بیکٹیریا کے لیے اس محدود عنصر تک رسائی حاصل کرنے کے لیے، خلیات ان مالیکیولز کو تیار کریں گے، اور پھر انہیں ایکسٹرا سیلولر اسپیس میں خفیہ کریں گے۔ ایک بار جاری ہونے کے بعد، سائڈروفورز آئرن کو الگ کریں گے، اور ایک کمپلیکس بنائیں گے، جسے بیکٹیریل سیل ریسیپٹرز کے ذریعے پہچانا جاتا ہے۔ اس کے بعد اسے خلیے میں منتقل کیا جا سکتا ہے اور کم کیا جا سکتا ہے، جس سے آئرن میٹابولک طور پر بیکٹیریا کے لیے قابل رسائی ہو جاتا ہے۔ سائڈروفورز کی پیداوار کو اکثر باہمی تعاون کی مثال کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے کیونکہ مرکبات انفرادی استعمال تک محدود نہیں ہوتے ہیں۔ جب تک جاندار کے پاس سائڈروفور-فی (III) کمپلیکس کے لیے رسیپٹر موجود ہے، انہیں لیا جا سکتا ہے اور استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ایسی بہت سی وضاحتیں موجود ہیں جو باہمی فائدہ مند تعاملات کے ارتقا کا جواز پیش کرتی ہیں۔ سب سے اہم بات یہ ہے کہ عوامی اشیا کی پیداوار کو ارتقاء کے لحاظ سے فائدہ مند بنانے کے لیے، اس رویے کو اداکار کی تولیدی کارکردگی کو براہ راست فائدہ پہنچانا چاہیے جو اس رویے کو انجام دینے کی لاگت سے زیادہ ہے۔ یہ اکثر براہ راست فٹنس فائدے کے معاملے میں دیکھا جاتا ہے۔ چونکہ بیکٹیریا اکثر کالونیوں میں پائے جاتے ہیں، پڑوسی بیکٹیریا جینیاتی مشترکیت کا اظہار کرنے کا امکان رکھتے ہیں۔ لہذا، قریبی جراثیم کے بڑھنے اور تقسیم ہونے کے امکانات کو بڑھا کر، میزبان جینیاتی مواد کے اپنے گزرنے میں اضافہ کر رہا ہے۔ سائڈروفورز کے معاملے میں، بیکٹیریل نسبوں اور سائڈروفور کی پیداوار کے درمیان تعلق کے درمیان ایک مثبت ارتباط پایا گیا۔ تاہم، مائکروبیل کمیونٹیز نہ صرف اپنی ذاتوں کی بقا اور پیداواری صلاحیت میں دلچسپی رکھتی ہیں۔ ایک مخلوط کمیونٹی میں، غیر ضروری مسابقت کو روکنے کے لیے، مختلف بیکٹیریا پرجاتیوں کو کھانے کے مختلف ذرائع، بشمول دیگر پرجاتیوں کی فضلہ کی مصنوعات کے مطابق ڈھالتے ہوئے پایا گیا ہے۔ یہ مجموعی طور پر کمیونٹی کے لیے اعلی کارکردگی کی اجازت دیتا ہے۔ مائکروبیل کامیابی کے لیے متوازن کمیونٹی کا ہونا بہت ضروری ہے۔ سائڈروفور کی پیداوار کے معاملے میں، ان جرثوموں کے درمیان توازن ہونا چاہیے جو چیلیٹنگ ایجنٹس تیار کرنے کے لیے اپنی توانائی خرچ کرتے ہیں، اور وہ جو زینوسیڈروفورز کا استعمال کر سکتے ہیں۔ بصورت دیگر، استحصال کرنے والے جرثومے بالآخر پروڈیوسروں کو پیچھے چھوڑ دیں گے، جس سے ایک ایسی کمیونٹی رہ جائے گی جس میں کوئی جاندار سائڈروفورز پیدا کرنے کے قابل نہیں ہوں گے، اور اس طرح، لوہے کے کم حالات میں زندہ رہنے سے قاصر ہوں گے۔ دونوں آبادیوں کے درمیان توازن قائم کرنے کی اس صلاحیت پر فی الحال تحقیق کی جا رہی ہے۔ خیال کیا جاتا ہے کہ یہ غیر پروڈیوسروں پر کم وابستگی والے ریسیپٹرز کی موجودگی کی وجہ سے ہے، یا پروڈیوسرز ٹاکسن کی ثالثی میں مداخلت کا طریقہ کار پیدا کرتے ہیں۔ اگرچہ عوامی اشیا کی پیداوار کا مقصد تمام افراد کو فائدہ پہنچانا ہے، لیکن یہ دھوکے بازوں، یا ایسے افراد کے ارتقاء کی طرف بھی لے جاتا ہے جو سامان پیدا کرنے کی قیمت ادا نہیں کرتے، لیکن پھر بھی فوائد حاصل کرتے ہیں (شکل 1)۔ فٹنس کے اخراجات کو کم کرنے کے لیے، قدرتی انتخاب ان افراد کے حق میں ہوگا جو اپنے پڑوسیوں کے سراو سے فائدہ اٹھاتے ہوئے خفیہ نہیں ہوتے ہیں۔ سائڈروفور خفیہ کرنے والے خلیوں کی آبادی میں، غیر خفیہ ہونے والے اتپریورتن خلیات سراو کی قیمت ادا نہیں کرتے، لیکن پھر بھی جنگلی قسم کے پڑوسیوں کی طرح ہی فائدہ حاصل کرتے ہیں۔ حال ہی میں، Griffin et al. (2004) نے سیوڈوموناس ایروگینوسا میں سائڈروفورز کی پیداوار کی سماجی نوعیت کی تحقیقات کی۔ جب خلیوں کو خالص کلچر میں اگایا جاتا تھا تو انہیں لوہے کے محدود ماحول میں رکھا جاتا تھا، خلیوں کی آبادی جو سائڈروفورز (جنگلی قسم) کو خفیہ کرتی تھی، تغیر پذیر غیر خفیہوں کی آبادی سے مقابلہ کرتی تھی۔ لہذا، جب آئرن محدود ہوتا ہے تو سائڈروفور کی پیداوار فائدہ مند ہوتی ہے۔ تاہم، جب ایک ہی آبادی کو لوہے سے بھرپور ماحول میں رکھا گیا، تو متغیر آبادی نے جنگلی قسم کی آبادی کو پیچھے چھوڑ دیا، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ سائڈروفور کی پیداوار میٹابولک طور پر مہنگی ہے۔ آخر میں، جب جنگلی قسم اور میوٹینٹ بیکٹیریا دونوں کو ایک ہی مخلوط آبادی میں رکھا جاتا ہے، تو میوٹینٹ لاگت ادا کیے بغیر سائڈروفور کی پیداوار کا فائدہ حاصل کر سکتے ہیں، اور اس وجہ سے تعدد میں اضافہ ہوتا ہے۔ اس تصور کو عام طور پر عام لوگوں کا المیہ کہا جاتا ہے۔ قیدی کا مخمصے کا کھیل ایک اور طریقہ ہے جس سے ارتقائی ماہر حیاتیات کوآپریٹو مائکروبیل سسٹمز میں دھوکہ دہی کی موجودگی کی وضاحت کرتے ہیں۔ اصل میں 1950 میں میرل فلڈ اور میلون ڈریشر کے ذریعہ تیار کیا گیا، قیدی کی دشواری گیم تھیوری میں ایک بنیادی مسئلہ ہے، اور یہ ظاہر کرتا ہے کہ دو افراد تعاون نہیں کر سکتے ہیں چاہے ایسا کرنا ان دونوں کے بہترین مفاد میں ہی کیوں نہ ہو۔ مخمصے میں، دو افراد ہر ایک کا انتخاب کرتے ہیں کہ دوسرے فرد کے ساتھ تعاون کرنا ہے یا دھوکہ دینا ہے۔ دونوں افراد کی طرف سے تعاون سب سے زیادہ اوسط فائدہ دیتا ہے۔ تاہم، اگر ایک فرد دھوکہ دینے کا فیصلہ کرتا ہے، تو وہ زیادہ انفرادی فائدہ حاصل کرے گا۔ اگر کھیل صرف ایک بار کھیلا جاتا ہے تو دھوکہ دہی بہتر حکمت عملی ہے کیونکہ یہ اعلی حکمت عملی ہے۔ تاہم، حیاتیاتی طور پر حقیقت پسندانہ حالات میں، بار بار تعاملات (کھیل)، تغیرات، اور متنوع ماحول کے ساتھ، اکثر کوئی واحد مستحکم حل نہیں ہوتا ہے اور انفرادی حکمت عملیوں کی کامیابی لامتناہی دورانیے یا افراتفری کے چکروں میں مختلف ہو سکتی ہے۔ کھیل کا مخصوص حل تنقیدی طور پر اس بات پر منحصر ہوگا کہ تکرار کو کس طرح نافذ کیا جاتا ہے اور ادائیگی کو آبادی اور کمیونٹی کی حرکیات میں کیسے ترجمہ کیا جاتا ہے۔ بیکٹیریا ایسچریچیا کولی میں، ایک قیدی دشواری کی صورتحال کا مشاہدہ اس وقت کیا جا سکتا ہے جب اسٹیشنری فیز (جی اے ایس پی) فینوٹائپ میں گرو ایڈوانٹیج کی نمائش کرنے والے میوٹینٹس بیچ کلچر میں جنگلی قسم (ڈبلیو ٹی) کے تناؤ سے مقابلہ کرتے ہیں۔ اس طرح کے بیچ کلچر کی ترتیبات میں، جہاں نشوونما کے ماحول کو کلچرز کو ہلا کر یکساں بنایا جاتا ہے، ڈبلیو ٹی خلیات ماحولیاتی تباہی کو روکنے کے لیے بیکٹیریا کی نشوونما کو روک کر تعاون کرتے ہیں جبکہ جی اے ایس پی میوٹینٹس جنگلی قسم کے ریگولیٹری میکانزم میں خرابی پیدا کر کے بڑھتے رہتے ہیں۔ جی اے ایس پی خلیوں کے ذریعہ نشوونما کے سیلف ریگولیشن میں اس طرح کے انحراف کے نتیجے میں، اگرچہ قلیل مدت میں خلیوں کی زیادہ کثافت حاصل کی جاتی ہے، لیکن کامنز کے سانحے کی وجہ سے طویل عرصے میں آبادی کا خاتمہ حاصل ہوتا ہے (شکل 1)۔ اس کے برعکس، اگرچہ ڈبلیو ٹی خلیات اتنی زیادہ آبادی کی کثافت حاصل نہیں کرتے ہیں، لیکن ان کی آبادی طویل مدت میں اسی کثافت پر پائیدار ہوتی ہے۔ جیسا کہ نظریہ کے ذریعہ پیش گوئی کی گئی ہے، ایک مقامی ترتیب میں جیسے کہ مائیکرو فلوڈکس چپس کے ذریعہ تجرباتی طور پر نافذ کیا گیا ہے، دونوں تناؤ کے درمیان باہمی تعاملات کی لوکلائزیشن اور دھوکے بازوں کی مقامی علیحدگی کی وجہ سے ممکن ہے۔ جب اس طرح کے مقامی ماحول کے ساتھ فراہم کیا جاتا ہے، تو بیکٹیریا سیل جمع کرنے کے متحرک نمونوں میں خود منظم ہو سکتے ہیں، علیحدگی جو اس بات کو یقینی بناتی ہے کہ کوآپریٹر ڈبلیو ٹی سیل تعاون کے فوائد حاصل کر سکتے ہیں (شکل 2)۔ گریگ اینڈ ٹریوسانو (2004) نے ان خیالات کو خمیر Saccharomyces cerevisiae پر ایک تجرباتی مطالعہ کے ساتھ خطاب کیا۔ ایس سیریوسی میں متعدد جین ہوتے ہیں جن میں سے ہر ایک انورٹیز پیدا کرتا ہے، ایک انزائم جو خلیے کے باہر شکر کو ہضم کرنے کے لیے خارج ہوتا ہے۔ جیسا کہ اوپر بحث کی گئی ہے، یہ عوامی پیداوار انفرادی خلیوں کے لیے انزائم میں حصہ ڈالے بغیر اپنے پڑوسیوں کے ذریعے ہضم شدہ چینی کو چوری کرکے دھوکہ دینے کا امکان پیدا کرتی ہے۔ گریگ اینڈ ٹریوسانو (2004) نے ایک کوآپریٹر (جس میں تمام ممکنہ الٹا جین موجود تھے) کے مقابلے میں ایک دھوکے باز قسم (جس میں الٹا جین کی تعداد کم تھی) کی فٹنس کی پیمائش کی۔ آبادی کی کثافت میں فرق کرکے کمیونٹی کے اندر سماجی تعامل کی سطح میں ہیرا پھیری کرکے، انہوں نے پایا کہ دھوکے باز سماجیت کی نچلی سطح پر کوآپریٹر سے کم فٹ ہے، لیکن گھنے کمیونٹیز میں زیادہ فٹ ہے۔ لہذا، وہ تجویز کرتے ہیں کہ "دھوکہ دہی" کے لیے انتخاب کسی فرد کے پاس موجود الٹا جینوں کی مقدار میں قدرتی تغیر کا سبب بنتا ہے، اور الٹا جینوں میں یہ تغیر ہمیشہ بدلتے ہوئے حیاتیاتی ماحول میں مستقل موافقت کی عکاسی کرتا ہے جو باہمی تعاملات کے عدم استحکام کا نتیجہ ہے۔ الٹروئزم دوسری قسم کی باہمی تعاملات، یا تعاملات ہیں جو وصول کنندہ کے لیے فائدہ مند ہوتے ہیں لیکن اداکار کے لیے مہنگے ہوتے ہیں (-/ +)۔ پرہیزگاری رویے کے ارتقائی فائدے کا جواز پیش کرنا ایک انتہائی زیر بحث موضوع ہے۔ پرہیزگاری طرز عمل کی موجودگی کا ایک عام جواز یہ ہے کہ وہ بالواسطہ فائدہ فراہم کرتے ہیں کیونکہ یہ طرز عمل دوسرے افراد کی طرف ہوتا ہے جو کوآپریٹو جین رکھتے ہیں۔ دو افراد میں جین مشترک ہونے کی سب سے آسان اور سب سے عام وجہ یہ ہے کہ ان کا نسب نامہ رشتہ دار (رشتہ دار) ہونا ہے، اور اس لیے اسے اکثر رشتہ دار کا انتخاب کہا جاتا ہے۔ ہیملٹن کے مطابق، ایک انسان دوست عمل ارتقاء کے لحاظ سے فائدہ مند ہے اگر انسان کا تعلق جو انسان دوست عمل سے فائدہ اٹھاتا ہے اس ایکٹ کے لاگت/فائدے کے تناسب سے زیادہ ہو۔ اس استدلال کو ہیملٹن کی حکمرانی کہا جاتا ہے۔ قدرتی انتخاب عام طور پر کسی جین کی حمایت کرتا ہے اگر اس سے تولیدی عمل میں اضافہ ہوتا ہے، کیونکہ اولاد اس جین کی نقلیں بانٹتی ہے۔ تاہم، ایک جین کو بھی پسند کیا جا سکتا ہے اگر یہ دوسرے رشتہ داروں کی مدد کرتا ہے، جو کاپیاں بھی بانٹتے ہیں۔ لہذا، ایک قریبی رشتہ دار کو دوبارہ پیدا کرنے میں مدد کرنے سے، ایک فرد اب بھی بالواسطہ طور پر اپنے جین کو اگلی نسل میں منتقل کر رہا ہے۔ ہیملٹن نے نشاندہی کی کہ رشتہ داروں کا انتخاب دو میکانزم کے ذریعے ہو سکتا ہے: (a) رشتہ داروں کے ساتھ امتیازی سلوک، جب تعاون کو ترجیحی طور پر رشتہ داروں کی طرف ہدایت کی جاتی ہے، اور (b) محدود پھیلاؤ (آبادی کی چپچپا پن)، جو رشتہ داروں کو ایک دوسرے کے ساتھ مقامی قربت میں رکھتا ہے، جس سے تعاون کو اجازت ملتی ہے۔ تمام پڑوسیوں (جو رشتہ دار ہوتے ہیں) کی طرف اندھا دھند ہدایت کی جائے۔ مائکروبیل نظاموں میں، یہ دونوں میکانزم یکساں طور پر اہم ہیں۔ مثال کے طور پر، زیادہ تر مائکروبیل آبادی اکثر نوآبادیات کی ایک چھوٹی سی تعداد سے شروع ہوتی ہے۔ چونکہ زیادہ تر جرثومے غیر جنسی طور پر دوبارہ پیدا ہوتے ہیں، اس لیے جیسے جیسے آبادی بڑھتی جائے گی قریبی جینیاتی رشتے دار خلیوں کو گھیر لیں گے۔ یہ کلونل آبادیاں اکثر انتہائی زیادہ کثافت کا باعث بنتی ہیں، خاص طور پر زمینی نظاموں میں۔ لہذا، اس بات کا امکان بہت زیادہ ہے کہ خلیوں کے غیر متقی رویے سے قریبی رشتہ دار کو فائدہ پہنچے گا۔ اگرچہ اعلی جینیاتی تعلق رکھنے والے افراد کے درمیان پرہیزگاری کے رویے سب سے زیادہ عام ہیں، لیکن یہ مکمل طور پر ضروری نہیں ہے۔ غیر متزلزل طرز عمل ارتقاء کے لحاظ سے بھی فائدہ مند ہو سکتے ہیں اگر تعاون ان افراد کی طرف ہو جو دلچسپی کے جین کا اشتراک کرتے ہیں، قطع نظر اس کے کہ یہ ہم آہنگی کی وجہ سے ہے یا کسی اور طریقہ کار کی وجہ سے۔ اس کی ایک مثال "سبز داڑھی" میکانزم کے نام سے جانا جاتا ہے، اور اس کے لیے ایک واحد جین (یا مضبوطی سے جڑے ہوئے کئی جین) کی ضرورت ہوتی ہے جو دونوں باہمی تعاون کے رویے کا سبب بنتے ہیں اور دوسرے افراد کے ذریعے ایک مخصوص فینوٹائپک مارکر کی وجہ سے پہچانے جا سکتے ہیں، جیسے کہ سبز داڑھی۔ اس نقطہ نظر سے سب سے زیادہ مطالعہ شدہ سلائم مولڈ ڈکٹیوسٹیلیم ڈسکوڈیم ہے، جو بیکٹیریا کا شکاری ہے جو مٹی میں عام ہے۔ بھوک لگنے پر، عام طور پر تنہا واحد خلیہ والی امیبا جمع ہوتی ہے اور ایک کثیر خلیہ والی سلگ بناتی ہے جس میں 104-106 خلیات ہو سکتے ہیں۔ یہ سلگ مٹی کی سطح پر منتقل ہوتا ہے، جہاں یہ ایک پھل دار جسم میں تبدیل ہو جاتا ہے جو بیج کے گول سرے اور ایک ڈنٹھل پر مشتمل ہوتا ہے جو غیر قابل عمل ڈنٹھل کے خلیوں پر مشتمل ہوتا ہے جو بیج کو اوپر رکھتا ہے (شکل 2)۔ تقریبا 20 فیصد خلیات غیر تولیدی ڈنٹھل میں تیار ہوتے ہیں، جو بیج کو بلند کرتے ہیں اور ان کے پھیلاؤ میں مدد کرتے ہیں۔ پروگرام شدہ خلیے کی موت (پی سی ڈی) مائکروبیل پرہیزگاری رویے کی ایک اور تجویز کردہ شکل ہے۔ اگرچہ پروگرام شدہ سیل ڈیتھ (جسے اپوپٹوسس یا آٹولیسس بھی کہا جاتا ہے) واضح طور پر کوئی براہ راست فٹنس فائدہ فراہم نہیں کرتا ہے، لیکن یہ ارتقائی موافقت پذیر ہو سکتا ہے اگر یہ اعلی جینیاتی تعلق (رشتہ دار انتخاب) والے افراد کو بالواسطہ فوائد فراہم کرتا ہے۔ پی سی ڈی کے لیے کئی پرہیزگاری امکانات تجویز کیے گئے ہیں، جیسے کہ ایسے وسائل فراہم کرنا جنہیں دوسرے خلیات Saccharomyces cerevisiae میں نشوونما اور بقا کے لیے استعمال کر سکتے ہیں۔ جبکہ پی سی ڈی کے ارتقائی فوائد کی وضاحت کے لیے رشتہ دار کے انتخاب کا استعمال عام ہے، استدلال میں کچھ موروثی مسائل شامل ہیں۔ چارلس ورتھ (1978) نے نوٹ کیا کہ خودکشی کا سبب بننے والے جین کا پھیلنا انتہائی مشکل ہے کیونکہ صرف وہ رشتے دار جو جین کا اشتراک نہیں کرتے ہیں بالآخر فائدہ اٹھائیں گے۔ لہذا، جرثوموں میں اس مسئلے کا ممکنہ حل یہ ہے کہ انتخاب خلیوں کی ایک بڑی آبادی میں پی سی ڈی کے کم امکان کو فروغ دے سکتا ہے، ممکنہ طور پر انفرادی حالت، ماحولیاتی حالات، یا سگنلنگ پر منحصر ہے۔ دیگر مائکروبیل تعاملات کورم سینسنگ کوآپریٹو اور مواصلاتی تعاملات کا انضمام مائکروبس کے لیے انتہائی اہم معلوم ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر، بیکٹیریم سیوڈوموناس ایروگینوسا میں موجود تمام جینوں کا 6-10% سیل سیل سگنلنگ سسٹم کے ذریعے کنٹرول کیا جاتا ہے۔ ایک طریقہ جس سے جرثومے ایک دوسرے کے ساتھ بات چیت کرتے ہیں اور منظم ہوتے ہیں تاکہ زیادہ جدید تعاون پر مبنی تعاملات میں حصہ لے سکیں وہ کورم سینسنگ کے ذریعے ہے۔ کورم سینسنگ اس رجحان کو بیان کرتی ہے جس میں ارد گرد کے ماحول میں سگنلنگ مالیکیولز کا جمع ہونا ایک خلیے کو افراد کی تعداد (خلیوں کی کثافت) کا اندازہ لگانے کے قابل بناتا ہے تاکہ مجموعی طور پر آبادی ایک مربوط ردعمل دے سکے۔ یہ تعامل بیکٹیریل ٹیکسا میں کافی عام ہے، اور اس میں 'سگنلنگ' مالیکیولز کے انفرادی خلیوں کے ذریعے سراو شامل ہوتا ہے، جسے آٹوائنڈیوسرز یا پیرومونز کہا جاتا ہے۔ ان بیکٹیریا میں ایک رسیپٹر بھی ہوتا ہے جو خاص طور پر سگنلنگ مالیکیول کا پتہ لگا سکتا ہے۔ جب انڈسر رسیپٹر کو باندھتا ہے، تو یہ بعض جینوں کی نقل کو چالو کرتا ہے، بشمول انڈسر کی ترکیب کے لیے۔ اس بات کا امکان کم ہے کہ بیکٹیریا اپنے خفیہ انڈسر کا پتہ لگا لے۔ اس طرح، جین ٹرانسکرپشن کو فعال کرنے کے لیے، خلیے کو اپنے ماحول میں دوسرے خلیوں کے ذریعے خفیہ کردہ سگنلنگ مالیکیولز کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔ جب ایک ہی قسم کے صرف چند دوسرے بیکٹیریا آس پاس ہوتے ہیں، تو پھیلاؤ آس پاس کے میڈیم میں انڈسر کی حراستی کو تقریبا صفر تک کم کر دیتا ہے، لہذا بیکٹیریا بہت کم انڈسر پیدا کرتے ہیں۔ تاہم، جیسے جیسے آبادی بڑھتی ہے انڈسر کا ارتکاز ایک حد سے گزر جاتا ہے، جس کی وجہ سے زیادہ انڈسر کی ترکیب ہوتی ہے۔ یہ ایک مثبت فیڈ بیک لوپ بناتا ہے، اور رسیپٹر مکمل طور پر فعال ہو جاتا ہے۔ رسیپٹر کی فعالیت دیگر مخصوص جینوں کے اپ ریگولیشن کو جنم دیتی ہے، جس کی وجہ سے تمام خلیات تقریبا ایک ہی وقت میں نقل کرنا شروع کر دیتے ہیں۔ دوسرے لفظوں میں، جب ان مالیکیولز کا مقامی ارتکاز ایک حد تک پہنچ جاتا ہے، تو خلیات مخصوص جینز کو آن کرکے جواب دیتے ہیں۔ اس طرح انفرادی خلیے بیکٹیریا کی مقامی کثافت کو محسوس کر سکتے ہیں، تاکہ مجموعی طور پر آبادی مربوط ردعمل دے سکے۔ بہت سے حالات میں، طرز عمل کو مربوط کرنے کے لیے بیکٹیریا کے خلیات کی قیمت فوائد سے کہیں زیادہ ہوتی ہے جب تک کہ تعاون کرنے والوں کی کافی تعداد نہ ہو۔ مثال کے طور پر، ویبریو فشری کے ذریعہ تیار کردہ بائیولومینسینٹ لوسیفریز نظر نہیں آئے گا اگر یہ کسی ایک خلیے کے ذریعہ تیار کیا گیا ہو۔ کورم سینسنگ کا استعمال کرتے ہوئے لیوسیفیریز کی پیداوار کو ان حالات تک محدود کرنے کے لیے جب خلیوں کی آبادی زیادہ ہوتی ہے، وی فشری خلیات بیکار مصنوعات کی پیداوار پر توانائی ضائع کرنے سے بچنے کے قابل ہوتے ہیں۔ بہت سے حالات میں بیکٹیریا کی سرگرمیاں، جیسے کہ مذکور عوامی اشیا کی پیداوار، صرف کافی تعداد میں شراکت داروں کی مشترکہ سرگرمی کے طور پر قابل قدر ہیں۔ کورم سینسنگ کے ذریعے ضابطے خلیوں کو صرف اس وقت مناسب رویے کا اظہار کرنے کی اجازت دیتے ہیں جب یہ موثر ہوتا ہے، اس طرح کم کثافت کے حالات میں وسائل کی بچت ہوتی ہے۔ لہذا، کورم سینسنگ کی تشریح آبادی کی سطح پر طرز عمل کو مربوط کرنے کے لیے بیکٹیریل مواصلاتی نظام کے طور پر کی گئی ہے۔ موقع پرست بیکٹیریا سیوڈوموناس ایروگینوسا بائیو فلمز کی تشکیل، جھنڈ کی حرکت پذیری، ایکسوپولیسیکرائڈ کی پیداوار، اور خلیوں کی جمع کو مربوط کرنے کے لیے کورم سینسنگ کا بھی استعمال کرتا ہے۔ یہ بیکٹیریا میزبان کے اندر اسے نقصان پہنچائے بغیر بڑھ سکتے ہیں، یہاں تک کہ وہ ایک خاص ارتکاز تک پہنچ جاتے ہیں۔ پھر وہ جارحانہ ہو جاتے ہیں، ان کی تعداد میزبان کے مدافعتی نظام پر قابو پانے کے لیے کافی ہوتی ہے، اور ایک بائیو فلم بناتی ہے، جو میزبان کے اندر بیماری کا باعث بنتی ہے۔ جین ریگولیشن کی ایک اور شکل جو بیکٹیریا کو آس پاس کی تبدیلیوں کے مطابق تیزی سے ڈھالنے کی اجازت دیتی ہے وہ ماحولیاتی سگنلنگ کے ذریعے ہے۔ حالیہ مطالعات سے پتہ چلا ہے کہ اینیروبیوسس کورم سینسنگ کے بڑے ریگولیٹری سرکٹ کو نمایاں طور پر متاثر کر سکتا ہے۔ کورم سینسنگ اور اینیروبیوسس کے درمیان یہ اہم تعلق اس جاندار کے وائرل عوامل کی پیداوار پر نمایاں اثر ڈالتا ہے۔ یہ امید کی جاتی ہے کہ سگنلنگ مالیکیولز کے علاج سے متعلق انزیمیٹک انحطاط اس طرح کی بائیو فلمز کی تشکیل کو روکے گا اور ممکنہ طور پر قائم شدہ بائیو فلمز کو کمزور کرے گا۔ اس طرح سگنلنگ کے عمل میں خلل ڈالنے کو کورم کی روک تھام کہا جاتا ہے۔ اثرات اگرچہ تعاون پر مبنی تعاملات کے ارتقاء نے مائکروبیل ٹیکسوں کو ان کی فٹنس میں اضافہ کرنے کی اجازت دی، لیکن یہ قیاس کیا جاتا ہے کہ تعاون نے دیگر بڑی ارتقائی تبدیلیوں کو قریب ترین وجہ فراہم کی، جس میں ملٹی سیلولرٹی کا ارتقاء بھی شامل ہے۔ یہ خیال، جسے اکثر نوآبادیاتی نظریہ کہا جاتا ہے، سب سے پہلے 1874 میں ہیکل نے پیش کیا تھا، اور یہ دعوی کرتا ہے کہ ایک ہی نوع کے بہت سے حیاتیات کا سمبیوسس (سمبائیوٹک تھیوری کے برعکس، جو مختلف انواع کے سمبیوسس کی تجویز کرتا ہے) ایک کثیر خلوی حیاتیات کا باعث بنا۔ چند مثالوں میں، کثیر خلیہ خلیات کے الگ ہونے اور پھر دوبارہ شامل ہونے سے ہوتا ہے (مثال کے طور پر سیلولر سلائم مولڈز) جبکہ کثیر خلیہ اقسام کی اکثریت کے لیے، کثیر خلیہ خلیات کے بعد کی تقسیم کو الگ کرنے میں ناکام ہونے کے نتیجے میں ہوتا ہے۔ اس مؤخر الذکر کالونی کی تشکیل کا طریقہ کار نامکمل سائٹوکینیسس جتنا ہی آسان ہو سکتا ہے، حالانکہ کثیر خلیے کو بھی عام طور پر سیلولر تفریق میں شامل سمجھا جاتا ہے۔ نوآبادیاتی نظریہ مفروضے کا فائدہ یہ ہے کہ یہ متعدد بار آزادانہ طور پر ہوتا دیکھا گیا ہے (16 مختلف پروٹوکٹستان فائیلا میں)۔ مثال کے طور پر، خوراک کی قلت کے دوران ڈکٹیوسٹیلیم ڈسکوئڈیم خلیات ایک کالونی میں اکٹھے ہوتے ہیں جو ایک نئی جگہ پر منتقل ہوتے ہیں۔ ان میں سے کچھ خلیے پھر ایک دوسرے سے قدرے مختلف ہو جاتے ہیں۔ پروٹوزوا میں نوآبادیاتی تنظیم کی دیگر مثالیں وولووکیسی ہیں، جیسے یوڈورینا اور وولووکس۔ تاہم، نوآبادیاتی پروٹسٹس کو حقیقی کثیر خلوی حیاتیات سے الگ کرنا اکثر مشکل ہو سکتا ہے، کیونکہ دونوں تصورات الگ نہیں ہیں۔ یہ مسئلہ زیادہ تر مفروضوں کو پریشان کرتا ہے کہ ملٹی سیلولرائزیشن کیسے ہو سکتی ہے۔ یہ بھی دیکھیں مائکروبیل انٹیلی جنس مائکروجنزم تعاون کا ارتقاء تعاون (ارتقاء) حوالہ جات ارتقاء حیاتیات