সংবেদন কীভাবে জন্ম নিল—সরল অণু থেকে মানুষের চোখ, কান ও চেতনার জটিলতায়? এই প্রবন্ধে বিবর্তনের আলোকে উন্মোচিত হয়েছে ইন্দ্রিয়গুলোর বিস্ময়কর যাত্রা ও তাদের অজানা গল্প। জীবন কীভাবে পৃথিবীকে “অনুভব করতে শিখল”, তা জানতে এই আর্টিকেলের ভেতরে ঢুকে পড়ুন। এই প্রবন্ধে বিবর্তনের আলোকে অনুসন্ধান করা হয়েছে ইন্দ্রিয়ের উত্পত্তি, রূপান্তর এবং জীবনের অভিযোজন ক্ষমতার সঙ্গে এর গভীর সম্পর্ক।

সারাংশ

প্রায় আড়াই/তিন বিলিয়ন (২৫০-৩০০ কোটি) বছর আগে, পুষ্টি সনাক্ত করতে ব্যাকটেরিয়াগুলোর মধ্যে উদ্ভব হয়েছিল খুব সহজ একটি রাসায়নিক ইন্দ্রিয় বা পৃষ্ঠ রিসেপ্টর (যেমন মিথাইল/CH3-গ্রহণকারী কেমোট্যাক্সিস প্রোটিন),  যার স্পর্শে তারা খুঁজে নিতো তাদের পুষ্টি। কেমোট্যাক্সিস (রাসায়নিক সংবেদন) সম্ভবত প্রথম সংবেদনশীল সিস্টেমগুলোর মধ্যে একটি। সেই মৌলিক রাসায়নিক/স্পর্শ সনাক্তকরণ থেকে পরিবেশগত চাহিদা দ্বারা সংবেদনশীল সিস্টেমগুলো ধীরে ধীরে, কখনো স্বতন্ত্রভাবে, জটিল প্রক্রিয়াকরণের দিকে অগ্রগতি হয়েছে, যখন নিউরোট্রান্সমিটার রিসেপ্টরগুলো হয়ে উঠেছে সংবেদনশীল রিসেপ্টরসমূহে। জিনের ডুপ্লিকেশন (দ্বিগুণন) বা অনুলিপিকরণ এবং জিনের মিউটেশনের মাধ্যমে রিসেপ্টরগুলোয় এসেছে গুণগত বৈচিত্র্য, যার ফলে বিশেষায়িত রিসেপ্টর (যেমন, আলোর জন্য অপসিন বা ঘ্রাণের জন্য ঘ্রাণ-রিসেপ্টর) এবং বিভিন্ন ইন্দ্রিয়-অঙ্গ (চোখ, কান) তৈরি হয়েছে, যা জীবকে বেঁচে থাকার জন্য নির্দিষ্ট পরিবেশগত সংকেত উপলব্ধি করতে দেয়, এমনকী বিশেষ ক্ষেত্রে, ইকোলোকেশন (প্রতিধ্বনি ব্যবস্থা: বাদুড়), ম্যাগনেটোরিসেপশন (সামুদ্রিক কচ্ছপ, পাখি) বা বেগুনি-পারের দৃষ্টি (মৌমাছি, ইঁদুর)-র মতো বিশেষায়িত ইন্দ্রিয়ের দিকেও পরিচালিত করেছে। অর্থাৎ, এই সংবেদন-ধারার বিবর্তনীয় প্রক্রিয়াটি নতুন সংবেদনশীল ফাংশনের জন্য বিদ্যমান রিসেপ্টরগুলোকে অভিযোজিত করেছে, সহায়ক কাঠামো যোগ করেছে, এবং স্নায়ু প্রক্রিয়াকরণকে পরিমার্জিত করে নতুন প্রজাতি সৃষ্টিতে-ও ভূমিকা রেখেছে। 

জীবজগতে, সংবেদনশীল ব্যবস্থা বলতে একটি জীবের অভ্যন্তরীণ এবং বাহ্যিক পরিবেশ (যেমন আলো, শব্দ, রাসায়নিক, স্পর্শ) থেকে উদ্দীপনা সনাক্ত এবং প্রক্রিয়া করার ক্ষমতাকে বোঝায়। বল্লে অত্যুক্তি হবে না, আশেপাশের পরিবেশ উপলব্ধি করার ক্ষমতা হলো বেঁচে থাকার ভিত্তি- এটি একটি মৌলিক চালিকা শক্তি যা পৃথিবীতে জীবনের গতিপথকে রূপ দিয়েছে। ইন্দ্রিয়তন্ত্রের কার্যকারিতা বিভিন্ন আণবিক রিসেপ্টর দ্বারা মধ্যস্থতা করা হয়। বিষাক্ত পদার্থ এড়াতে মৌলিক রাসায়নিক নিরূপক (প্রোটিন রিসেপ্টর) ব্যবহার করে প্রাচীনতম এককোষী জীব থেকে শুরু করে আধুনিক জটিল দৃষ্টিগত ব্যবস্থা পর্যন্ত, সংবেদনশীল উপলব্ধি হল একটি জীব এবং তার জগতের মধ্যে অপরিহার্য সংযোগ। এই অসাধারণ বৈচিত্র্য রাতারাতি আবির্ভূত হয়নি; বরং, এটি প্রাকৃতিক নির্বাচনের মাধ্যমে লক্ষ লক্ষ বছরের বিবর্তনীয় পরিমার্জনের ফলাফল। এই প্রবন্ধটিতে সংবেদনশীল অঙ্গ এবং প্রোটিন-রিসেপ্টরগুলো কালক্রমে কীভাবে বিবর্তিত হয়েছে তার আকর্ষণীয় যাত্রা তুলে ধরার চেষ্টা করা হয়েছে। সরল আণবিক সূচনা থেকে আজ আমরা যে জটিল, বিশেষায়িত কাঠামো দেখতে পাই, তার-ই বিশ্লেষণমূলক প্রবন্ধ এটি। কেমোরিসেপশন (রাসায়নিক), মেকানোরিসেপশন (ভৌত শক্তি) এবং ফটোরিসেপশন (দৃষ্টিসনাক্তকরণ)সহ মূল সংবেদনশীল পদ্ধতিগুলোর ধীরে ধীরে বিবর্তন ও পরিমার্জন নিরীক্ষণ করতঃ স্নায়ুতন্ত্রের জটিলতায় উদ্ভাবনগুলো কীভাবে অত্যাধুনিক সংবেদনশীল প্রক্রিয়াকরণকে সক্ষম করেছে তা উপস্থাপিত হয়েছে, যেখানে অবশেষে প্রমাণস্বরূপ থাকবে যে সংবেদনের বিবর্তন আচরণের বিবর্তন এবং পরিবেশগত সাফল্যের সাথে অন্তর্নিহিতভাবে যুক্ত।

যে ঐতিহ্যবাহী পাঁচটি ইন্দ্রিয় (দেখা, শোনা, গন্ধ নেওয়া, স্বাদ নেওয়া, আর স্পর্শ করা) সর্বদা আমাদের আলাপের মধ্যে রাখি, এমনকী যা খ্রিস্টপূর্ব ৩৫০ সালের দিকে স্বয়ং গ্রীক দার্শনিক এরিস্টোটলের রচনা “ডি অ্যানিমা (অন দ্য সোল)”-তেও লিপিবদ্ধ হয়েছিল, তা  সমস্ত জীবজগতে একইভাবে বিকশিত হয়নি; বরং, বিভিন্ন প্রজাতিতে ভিন্ন ভিন্ন সংবেদী তন্ত্রের বিকাশ ঘটেছে, যার মধ্যে কিছু প্রজাতিতে কম, যেমন ব্যাকটেরিয়া বা আর্কিয়ার ক্ষেত্রে কিছু পৃষ্ঠ প্রোটিন-রিসেপ্টর (কেমোরিসেপ্টর) এবং অন্তঃকোষীয় সংকেত ব্যবহার করার মাধ্যমে মৌলিক ইন্দ্রিয় সনাক্তকরণ, কিন্তু অনেক জীবের ক্ষেত্রে এমন সব অনন্য “সুপার ইন্দ্রিয়” রয়েছে যা মানুষের-ও নেই, যেমন ইকোলোকেশন/প্রতিধ্বনি ব্যবস্থা (বাদুড়, ডলফিন), ম্যাগনেটোরিসেপশন (পাখি, সামুদ্রিক কচ্ছপ), ইলেক্ট্রোরিসেপশন (হাঙ্গর, প্লাটিপাস) এবং ইনফ্রারেড (পিট ভাইপার, গোল্ডফিশ, মশা) বা আলট্রাভায়োলেট আলো সনাক্তকরণ। যদিও আলো (ফটোরিসেপশন), রাসায়নিক পদার্থ (কেমোরিসেপশন) এবং চাপের (মেকানোরিসেপশন) জন্য মৌলিক সংবেদী রিসেপ্টর বা গ্রাহকগুলো প্রাচীন এবং ব্যাপকভাবে বিদ্যমান, মেরুদণ্ডী প্রাণীদের চোখের মতো জটিল সংবেদী অঙ্গগুলো অভিসারী/রূপান্তরমুখী (convergent) বিবর্তনের মাধ্যমে স্বাধীনভাবে একাধিকবার বিকশিত হয়েছে। এই বিবর্তনীয় যাত্রা বোঝা কেবল উপলব্ধির অত্যাশ্চর্য বৈচিত্র্যের উপর আলোকপাত করে না বরং পরিবেশগত চ্যালেঞ্জগুলো কাটিয়ে ওঠার জন্য জৈবিক ব্যবস্থার অভিযোজিত শক্তির উপরও আলোকপাত করে। এই প্রবন্ধটি সংবেদনশীল অঙ্গ এবং রিসেপ্টরগুলোর বিবর্তনকে চিহ্নিত করবে, বিশ্লেষণ করবে যে কীভাবে জিনগত পরিবর্তন এবং প্রাকৃতিক নির্বাচনের অবিরাম চাপ বিভিন্ন প্রজাতির জগৎকে উপলব্ধি করার জটিল পদ্ধতিগুলোকে তৈরি করেছে। ভুলে গেলে চলে না যে, আমরা যেভাবে পৃথিবীকে অনুভব করি, তা আসলে আলাদা আলাদা অনুভূতির যোগফল নয়; বরং একধরনের মিলিত অভিজ্ঞতা।

ব্যাকটেরিয়া, আর্কিয়া এবং এককোষী-প্রাণীদের ইন্দ্রিয়-জগৎ: 

প্রাণীদের মতো এসব আদি জীবদের জটিল ইন্দ্রিয় অঙ্গ এবং স্নায়ুতন্ত্রের অভাব রয়েছে বটে, কিন্তু তারা উদ্দীপনা উপলব্ধি করতে এবং প্রতিক্রিয়া জানাতে তাদের পৃষ্ঠ রিসেপ্টর এবং অন্তঃকোষীয় সংকেত ব্যবহার করে। তাদের জীবন পরিচালনায় এটি উদ্ভুত হয়েছিল প্রায় আড়াই থেকে তিন বিলিয়ন বছর আগে। আর, এককোষী জীবদের (প্রোটোজোয়ান) প্রায়শই নড়াচড়া এবং সংবেদনের জন্য সিলিয়ার মতো বিশেষ কাঠামো সৃষ্টি হয়েছে। সামগ্রিকভাবে, তাদের জগৎকে উপলব্ধি করার মূল প্রক্রিয়াগুলো হল: ১)কেমোট্যাক্সিস: তারা পৃষ্ঠের রিসেপ্টর ব্যবহার করে রাসায়নিক গ্রেডিয়েন্ট (যেমন খাদ্য বা বিষাক্ত পদার্থ) সনাক্ত করে; ২) মেকানোসেন্সিং (স্পর্শ): তারা পৃষ্ঠ এবং ভৌত শক্তি (যেমন তরল প্রবাহ) অনুভব করতে পারে, যা সংক্রমণের জন্য গুরুত্বপূর্ণ জৈবফিল্ম গঠন বা পৃষ্ঠের সংযুক্তির মতো প্রতিক্রিয়া সৃষ্টি করে; ৩) আলোসনাক্তকরণ: ব্যাকটেরিয়া BLUF (ফ্ল্যাভিন-সংযুক্ত নীল আলো সনাক্তকারী প্রোটিন, তরঙ্গদৈর্ঘ্য ৩৮০ -৫০০ ন্যানোমিটার), LOV (লাইট, অক্সিজেন, ভোল্টেজ) প্রোটিন (এটিও নীল আলো সনাক্ত করে) এবং ব্যাকটেরিও-ফাইটোক্রোমের মতো বিশেষায়িত ফটোরিসেপ্টর প্রোটিন ব্যবহার করে আলো সনাক্ত করে, যা নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের (নীল, লাল) আলো শোষণ করে এবং এর ফলে বিভিন্ন প্রতিক্রিয়া সৃষ্টি হয়; ৪) বৈদ্যুতিক সংকেত: নিউরনের মতো, ব্যাকটেরিয়া বৈদ্যুতিক সংকেত প্রেরণের জন্য আয়ন চ্যানেল (যেমন পটাসিয়াম) ব্যবহার করে, সমন্বিত প্রতিক্রিয়ার জন্য অনুমতি দেয়; এবং ৫)  তাপমাত্রা এবং অন্যান্য সংকেত: তাদের পৃষ্ঠীয় প্রোটিন (হিস্টিডিন কাইনেজ) তাপ, লবণের ঘনত্ব এবং অন্যান্য ভৌত পরিবর্তন অনুভব করে তাদের আচরণ পরিবর্তন করে। এসব বৈশিষ্ট্যের কারণে আদি জীবদের বেঁচে থাকার জন্য ক্রমাগত পরিবর্তিত পরিবেশগত অবস্থার সাথে খাপ খাইয়ে নিতে সমর্থ হয়েছে।

সরল ইন্দ্রিয় থেকে জটিল ইন্দ্রিয় ব্যবস্থায় কীভাবে বিকশিত হয়েছিল?

তিন বিলিয়ন বছরেরও বেশি আগে প্রতিষ্ঠিত হওয়া ব্যাকটেরিয়ার মতো সরল প্রক্রিয়া থেকে উন্নত বেঁচে থাকা, বিবর্তনীয় পরিবেশকে উপলব্ধি করা এবং প্রজনন সাফল্যের তাগিদে প্রাণীদের মধ্যে জটিল ইন্দ্রিয়গুলো ক্রমান্বয়ে বিকশিত হয়েছে, মূলত প্রাকৃতিক নির্বাচনের মাধ্যমে। প্রাকৃতিক নির্বাচন সংবেদনশীল সিস্টেমগুলোকে তার নির্দিষ্ট পরিবেশগত কুলুঙ্গির মধ্যে একটি জীবের ফিটনেসকে সর্বোত্তম করার জন্য তৈরি করে, সংকেত সনাক্তকরণ সর্বাধিক করতে এবং বিশেষায়িত রিসেপ্টরগুলোর বিবর্তনকে চালিত করে। সরল থেকে জটিল ইন্দ্রিয়তে রূপান্তরের সাথে ধীরে ধীরে বেশ কয়েকটি গুরুত্বপূর্ণ জৈবিক প্রক্রিয়ার বিকাশ ঘটেছিল, যার পেছনে মূল রসদ ছিল “জিন ডুপ্লিকেশন” এবং “জিন মিউটেশন।“ এলোমেলো জিনগত মিউটেশন কোষের কার্যকারিতায় বৈচিত্র্য এনে দিয়েছিল। এর ফলে নিবেদিত সংবেদনশীল নতুন ধরনের রিসেপ্টর কোষ (যেমন, ফটোরিসেপ্টর) তৈরি হতে থাকে। স্নায়ুতন্ত্রের বিবর্তন ছিল একটি গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ। স্নায়ু নেটওয়ার্ক এবং পরবর্তীতে কেন্দ্রীভূত স্নায়ুতন্ত্র অসংখ্য সংবেদনশীল কোষ থেকে সংকেতের প্রসারণ এবং সংহতকরণের অনুমতি দেয়, যার ফলে সমন্বিত এবং জটিল আচরণগত প্রতিক্রিয়া দেখা দেয়। ধীরে ধীরে পরিমার্জনের ফলে বিশেষায়িত কোষগুলোকে একত্রিত করে নিবেদিত ইন্দ্রিয় অঙ্গ তৈরি করা হয় (যেমন, চোখের দাগ, পিনহোল চোখ এবং অবশেষে লেন্সযুক্ত চোখ; জটিল অভ্যন্তরীণ কানের জন্য সহজ কম্পন সনাক্তকারী কক্লিয়া/cochlea, ঘ্রাণ সনাক্তকারী কোষ), যা প্রাকৃতিক নির্বাচন দ্বারা স্থায়ী এবং কার্যকরী হয়েছিল। রাসায়নিক সংকেত (গন্ধ বা স্বাদ), আলোর ধরন (দৃষ্টি), বা জলের গতিবিধি (মেকানোরিসেপশন) আরও ভালভাবে সনাক্ত করার ক্ষমতা জীবকে দক্ষতার সাথে খাদ্য উৎস সনাক্তসহ আরও উল্লেখযোগ্য অভিযোজিত সুবিধা প্রদান করেছিল। এছাড়া, স্পর্শ, প্রোপ্রিওসেপশন এবং ভারসাম্য ব্যবস্থার মতো ইন্দ্রিয়গুলো জীবকে তাদের পরিবেশ কার্যকরভাবে নেভিগেট করতে সাহায্য করে। বিবর্তনের যাত্রায়, বিভিন্ন পরিবেশ অনন্য চ্যালেঞ্জ তৈরি করে, যার ফলে বিশেষায়িত ইন্দ্রিয়গুলোর বৈচিত্র্য দেখা দেয়। উদাহরণস্বরূপ, বাদুড় প্রাণীদের নিশাচর শিকারের জন্য প্রতিধ্বনি বিকশিত হয়েছে, যখন গভীর সমুদ্রের মাছগুলো বড় চোখ বা বায়োলুমিনেসেন্স এর মতো বৈশিষ্ট্যের বিকাশ ঘটাতে পেরেছে। 

প্রাণীজগতে, ঐতিহ্যবাহী যে ক্লাসিক পাঁচটি ইন্দ্রিয় রয়েছে, তাদের বিবর্তনীয় ইতিহাস সংক্ষেপে এই নিবন্ধে আলোকপাত করা হয়েছে, কিন্তু বলে রাখা ভালো, যে প্রাণী ও মানুষ উভয়ের ক্ষেত্রেই দীর্ঘমেয়াদি বিবর্তনীয় যাত্রায় কদাচিৎ তাদের সংবেদনশীল রিসেপ্টরগুলোর কার্যকারিতা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পেয়েছে এবং বিবর্তনীয় অবক্ষয় ঘটেছে। যেমন, বিড়াল পরিবারে প্রাণীদের মিষ্টস্বাদ গ্রহণের রিসেপ্টর জিনটি (Tas1r2) ত্রুটিপূর্ণ হওয়ায় তারা মিষ্টি যৌগের স্বাদ গ্রহণ করতে পারে না। ঠিক তেমনি, মানুষের মধ্যে ফেরোমোন সনাক্তকারী জিনগুলো (যেমন TRPC2) সিউডোজিনে পরিণত হওয়ায়, নাকের মধ্যে অবস্থিত ক্ষয়িষ্ণু ‘জ্যাকবসন অঙ্গ’-টি অকার্যকর হয়েছে এবং ফেরোমোন সনাক্ত করার সক্ষমতা হারিয়েছে:

১) ঘ্রাণগ্রাহী রিসেপ্টর (অলফ্যাক্টরি রিসেপ্টর):

ঘ্রাণগ্রাহী রিসেপ্টর আদিকোষীয় জীবদের কেমোরিসেপ্টর থেকে বিকশিত হয়েছে। মেরুদণ্ডী প্রাণীদের মধ্যে, এই রিসেপ্টরগুলো হলো “জি প্রোটিন-সংযুক্ত রিসেপ্টর (GPCR)”-এর একটি বিশেষ শ্রেণি, যা আমাদের পূর্বসূরিদের কেমোরিসেপ্টর জিন থেকে উদিত, যা  বায়ুবাহিত গন্ধ সনাক্ত করার জন্য বিকশিত হয়েছিল। তারা একটি বিশাল, দ্রুত-বিকশিত বহু-জিন পরিবারকে প্রতিনিধিত্ব করে, যা বৃহত্তর রাসায়নিক সংবেদন প্রক্রিয়া থেকে বিশেষায়িত হয়েছে। ঘ্রাণ রিসেপ্টরগুলো বিভিন্ন অণুর সাথে আবদ্ধ হয় এবং মস্তিষ্কে (অলফ্যাক্টরি বাল্ব এবং প্রাথমিক অলফ্যাক্টরি কর্টেক্স) প্রক্রিয়ার জন্য রাসায়নিক সংকেতগুলোকে বৈদ্যুতিক আবেগে রূপান্তরিত করে।

মানুষের অনেক ঘ্রাণগ্রাহী রিসেপ্টর আছে, যা প্রায় ৯০০ জিনের একটি বৃহত্তর ঘ্রাণরিসেপ্টর পরিবারের অংশ, যেখানে মাত্র একটি ভগ্নাংশই (প্রায় ৪০০টি) কার্যকরী জিন হিসেবে সক্রিয়, যা মস্তিষ্ককে বিপুল সংখ্যক অনুরূপ গন্ধ অণুর মধ্যে পার্থক্য করতে দেয়, যা একটি রোগ প্রতিরোধ ব্যবস্থার বৈচিত্র্যের অনুরূপ। আর বাকি জিনগুলো (প্রায় ৫০০টির মতো), যা সিউডোজিন হিসেবে অভিহিত, ফ্রেম শিফট বা স্টপ কোডনের মতো মিউটেশনের কারণে অকার্যকর হয়েছে। শিম্পাঞ্জি, গরিলা, এবং আফ্রিকা ও এশিয়া অঞ্চলের প্রাইমেট বানরদের ক্ষেত্রেও প্রায় ৬০ শতাংশ অলফ্যাক্টরি রিসেপ্টর অকার্যকর হয়ে গিয়েছে। ঘ্রাণশক্তির উপর নির্ভরতা হ্রাস পাওয়ার কারণ হিসেবে দৃষ্টিশক্তির প্রাধান্যকেই যুক্তি হিসেবে দেখানো হয়েছে। ঠিক তেমনি ডলফিন এবং তিমি প্রাণীরাও উন্নত প্রতিধ্বনি-নির্ভর অবস্থান নির্ণয় পদ্ধতি বিকাশের কারণে ঘ্রান-সংক্রান্ত জীন সম্পূর্ণ হারিয়ে ফেলেছে। অন্যদিকে, মাছের ঘ্রাণশক্তি অবিশ্বাস্যভাবে সংবেদনশীল।

এসব রিসেপ্টরের অধিকাংশই অবস্থান করে নাসারন্ধ্রে অবস্থিত নিউরোন পৃষ্ঠে। মানুষের একটি নাসারন্ধ্রে প্রায় ৬-১০ মিলিয়ন ঘ্রাণগ্রাহী নিউরোন থাকে, যেখানে একটি কুকুরের রয়েছে ২০০ মিলিয়ন থেকে ২ বিলিয়ন নিউরোন। এসব রিসেপ্টর বেঁচে থাকার জন্য (খাবার খুঁজে বের করা, সঙ্গী খুঁজে বের করা, বিপদ এড়ানো) এবং সামাজিক/মানসিক বন্ধনের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। এমনকী, হাতিদের শুঁড়ের অগ্রভাগে অবিশ্বাস্যভাবে শক্তিশালী ঘ্রাণশক্তি রয়েছে, যেখানে তাদের ঘ্রাণগ্রাহী রিসেপ্টরগুলো স্ত্রী বা পুরুষদের সনাক্ত করার জন্য প্রস্রাবে ফেরোমোন সনাক্ত করে, যা তাদের যৌন ক্রিয়াকলাপের একটি উচ্চতর অবস্থা। ঘ্রাণগ্রাহী রিসেপ্টরের এই বৃহৎ জিন পরিবারটি নতুন গন্ধ সনাক্ত করতে এবং নির্দিষ্ট পরিবেশগত চাহিদার সাথে সামঞ্জস্য করতে সাহায্য করে, আর কিছু জিন সামাজিক সংকেত বা এমনকী অ-ঘ্রাণগ্রাহী ভূমিকার (শুক্রাণু কেমোট্যাক্সিস, ক্যান্সার চিহ্নিতকারী) মতো অনন্য মানবিক কার্যাবলীর জন্য বিকশিত হয়েছে।  

২) নোসিসেপশন:

নোসিসেপ্টর (ব্যথা রিসেপ্টর) হলো একটি সংবেদনশীল নিউরন, যা ক্ষতিকর ব্যথাদায়ক উদ্দীপনা (অতিরিক্ত তাপ ও ঠান্ডা, চাপ, বা রাসায়নিক যৌগের প্রতিক্রিয়া- যেমন ক্যাপসেইসিন [capsaicin], পিপেরিন [piperine], অম্লীয় পরিবেশ, টক্সিন)গুলোর প্রতিক্রিয়ায় “সম্ভাব্য হুমকি” সংকেত প্রেরণ করে সুষুম্না কান্ড (spinal cord) এবং মস্তিষ্কে (থ্যালামাস, সোমাটোসেন্সরি কর্টেক্স, ইন্সুলার কর্টেক্স এবং সিঙ্গুলেট কর্টেক্স জড়িত)। এই প্রক্রিয়াটিকে বলা হয় নোসিসেপশন (nociception)। স্তন্যপায়ী প্রাণীদের মধ্যে, নোসিসেপ্টর শরীরের যে কোনো এলাকায় (ত্বক, পেশি, অস্থিসন্ধি এবং দেহের বিভিন্ন অঙ্গগুলোতে-যেমন মূত্রাশয়, পাচনতন্ত্র) পাওয়া যায়, যা ক্ষতিকর উদ্দীপনা অনুভব করতে পারে। সাধারণত, নোসিসেপ্টরগুলোকে উদ্দীপনার প্রতি তাদের প্রতিক্রিয়া (যান্ত্রিক, তাপীয়, রাসায়নিক) বা তাদের ফাইবারের ধরন অনুসারে শ্রেণিবদ্ধ করা হয়। নোসিসেপ্টর ব্যথাদায়ক সংকেতগুলো প্রেরণ করে গ্লুটামেট বা P-সাবস্টেন্স (tachykinin নিউরোপেপটাইড) নিউরোট্রান্সমিটারের মাধ্যমে। ফলে, ব্যথা প্রশমনের জন্য মস্তিষ্কের হাইপোথ্যালামাস থেকে নিঃসৃত হয় এনকেফালিন (enkephalin)-নামক পেপটাইড, যা কাজ করে অপিয়েড রিসেপ্টরের মাধ্যমে।

সাম্প্রতিক আবিষ্কৃত TRPV1 রিসেপ্টর (ট্রান্সিয়েন্ট রিসেপ্টর পটেনশিয়াল ভ্যানিলয়েড ১) হলো সংবেদনশীল নিউরনে (ব্যথা-সংবেদনশীল নিউরন) পাওয়া একটি গুরুত্বপূর্ণ অ-নির্বাচনী ধনাত্মক আয়ন চ্যানেল।  উচ্চ তাপমাত্রা (~৪৩°সেঃ এর উপরে), অ্যাসিড, বা ক্যাপসাইসিনের মতো যৌগ দ্বারা উদ্দীপিত করা হলে এই চ্যানেলটি খুলে যায়, যখন স্নায়ু কোষের ভিতরে প্রবেশ করতে দেয় ক্যালসিয়াম এবং সোডিয়াম আয়নগুলোকে। ফলে, ব্যথার সংকেত প্রেরণের জন্য কোষে সৃষ্টি হয় বৈদ্যুতিক আধানের যে আবহ তা একটি কোষকে হয় ডিপোলারাইজ (depolarize) বা অধিকতর ধনাত্মক করে তোলে।  এই যন্ত্রণাদায়ক সংকেতগুলোর দ্বারা সক্রিয় হয়ে ব্যথা (নোসিসেপশন) এবং তাপ সংবেদনকে উদ্দীপিত  করে, যা প্রদাহ প্রতিক্রিয়ায় গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে; তবে এটি দীর্ঘস্থায়ী ব্যথা, নিউরোপ্যাথি এবং এমনকী হাঁপানির মতো অবস্থার সাথেও জড়িত। এই রিসেপ্টরটি আবিষ্কার করে ২০২১ সালে ডেভিড জুলিয়াস এবং আর্ডেম প্যাটাপুটিয়ান নোবেল পুরস্কারে ভূষিত হয়েছেন।

নোসিসেপ্টরগুলো সম্ভবত বিবর্তনের খুব প্রাথমিক পর্যায়ে বিকশিত হয়েছিল। কৃমি, পোকামাকড় এবং স্তন্যপায়ীদের মতো বিভিন্ন প্রাণীর মধ্যে একই রকমের ব্যথা-সংবেদন পথের উপস্থিতি সম্ভবত বিবর্তনের খুব প্রাথমিক পর্যায়ে বিকশিত হওয়ার ইঙ্গিত দেয়। এককোষী জীবের (কোয়ানোফ্ল্যাজেলেট) মধ্যে মূল নোসিসেপ্টিভ অণুর (যেমন TRP চ্যানেল) জিন পাওয়া যায়, যা ইঙ্গিত দেয় যে এই সনাক্তকরণ ব্যবস্থাগুলো প্রকৃত স্নায়ুতন্ত্রের বিবর্তনের আগেও বিদ্যমান ছিল। পরবর্তীতে, বিভিন্ন উদ্দীপকের (যান্ত্রিক, তাপ, রাসায়নিক) প্রতিক্রিয়ায়  আরও বিশেষায়িত নোসিসেপ্টর যা “দ্বি-পার্শ্বীয়” প্রতিসাম্যযুক্ত প্রাণীদের সাথে বিকশিত হয়েছিল এবং মেরুদণ্ডী প্রাণীদের মধ্যে দেখা গিয়েছে আরও পরিমার্জন, যেখানে মাইলিনেশনের (মায়েলিন দ্বারা স্নায়ু তন্তু/অ্যাক্সন এর চারপাশে প্রতিরক্ষামূলক আবরণ) মতো বৈশিষ্ট্যগুলো পরে বিকশিত হয়েছে (যেমন, মাছের মধ্যে)।

৩) স্পর্শের অনুভূতি:

এই অনুভূতি বিবর্তনের সবচেয়ে প্রাচীন সংবেদনশীল সিস্টেমগুলোর মধ্যে একটি হিসেবে বিবেচিত, সম্ভবত জীবজগতে কেমোরিসেপ্টর উদ্ভাবনের পরেই এটি বিকশিত হয়েছিল। চোখ বা কানের মতো জটিল অঙ্গগুলোর আগেও, এমনকী এককোষী জীব এবং সরল ব্যাকটেরিয়াগুলো শারীরিক যোগাযোগ অনুভব করার প্রক্রিয়া ধারণ করে, যা পরিবেশের সাথে মিথস্ক্রিয়ার জন্য এটিকে মৌলিক করে তোলে।

স্পর্শ প্রতিক্রিয়ার জন্য বিকশিত আণবিক উপাদানগুলো প্রাথমিকভাবে যান্ত্রিক সংবেদনশীল আয়ন চ্যানেল। এগুলো হচ্ছে স্নায়ুকোষের ঝিল্লিতে বিশেষায়িত কিছু প্রোটিন (যেমন PIEZO 1/2, ELKIN1, TRP-চ্যানেল) যা যান্ত্রিক বলকে (চাপ, টান, কম্পন) বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তরিত করে। এই রিসেপ্টরগুলো জীবকে হালকা স্পর্শ থেকে ব্যথা পর্যন্ত সংবেদন সনাক্ত করতে দেয়, যা শারীরিক সচেতনতার (প্রোপ্রিওসেপশন) জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। এই প্রোটিনগুলো সংবেদনশীল স্নায়ুপ্রান্তে এবং বিশেষ কোষগুলোর মধ্যে কাজ করে, যেমন ত্বকের মার্কেল (Merkel) কোষ।

স্পর্শ-সংবেদন এবং উপরিল্লিখিত ব্যথা-সংবেদন (নোসিসেপশন) হলো দুটি স্বতন্ত্র সংবেদনশীল সিস্টেম, যদিও তারা ঘনিষ্ঠভাবে সংযুক্ত এবং উভয়ই ‘দেহ-সংবেদনশীল’ (সোমাটোসেন্সরি) পথের মিথস্ক্রিয়ায় আবদ্ধ এবং তাদের উদ্দীপনা সোমাটোসেন্সরি কর্টেক্সে (মস্তিষ্কের প্যারাইটাল লোবে অবস্থিত) একত্রিত হয়। স্পর্শ-সংবেদন (যেমন  চরম তাপ, তীব্র চাপ, কম্পন) তার উদ্দীপনার জন্য মেকানোরিসেপ্টর (যেমন মর্কেল’স ডিস্ক, প্যাসিনিয়ান কোর্পাসল ইত্যাদি) ব্যবহার করে, অন্যদিকে নোসিসেপ্টরগুলো সম্ভাব্য ক্ষতিকারক উদ্দীপনা (যেমন ব্যথা) সনাক্ত করে, স্পর্শ কখনও কখনও ব্যথার সংকেতকে বাধা দেয়, যা স্পর্শ-প্ররোচিত ব্যথানাশক হিসেবে পরিচিত।

স্পর্শের জিনগত প্রক্রিয়া (পাইজো প্রোটিন/চ্যানেল) মেরুদণ্ডী প্রাণীদের মধ্যে অত্যন্ত সংরক্ষিত। এই ইন্দ্রিয়টি হ্রাস বা নির্মূল হওয়ার পরিবর্তে, বিবর্তন এইসব স্পর্শ রিসেপ্টরগুলোর ঘনত্বকে বিশেষকরে দেহের কতকগুলো অংশে (যেমন, ঠোঁট) আরও বৃদ্ধি-ই করেছে। ঠোঁটে লক্ষ লক্ষ স্নায়ুপ্রান্তের ভীড় জমেছে, যেগুলো স্পর্শ বা চুম্বনের মাধ্যমে তাদের পাইজো (Peizo2 ) প্রোটিন (আয়ন চ্যানেল)গুলোকে সক্রিয় করে, যা মস্তিষ্ককে ডোপামিন (উচ্ছাস প্ররোচিত করে) এবং অক্সিটোসিন (বন্ধন ও আরামদায়ক সংবেদন বৃদ্ধি করে) নিঃসরণ করতে উদ্দীপিত করে। 

তবুও যখন সেই সংবেদনশীলতা বজায় রাখার জন্য নির্বাচনী চাপ থাকে না, তখন বিবর্তনের মাধ্যমে এটি বিলুপ্ত হওয়া থেকে একবারে মুক্ত নয়, যেমনটি ঘটেছে পরজীবী নেমাটোড-দের ক্ষেত্রে, যেখানে পোষকের অভ্যন্তরে তারা স্পর্শের মতো উদ্দীপনা হারিয়ে ফেলেছে বা হ্রাস করেছে।

৪) স্বাদ গ্রাহকের বিবর্তন এবং বিকাশ:

খাবারটা মিষ্টি, নোনতা, টক, তেতো না উমামি (সেভরি অ্যামিনো অ্যাসিড, যেমন গ্লুটামেট) তা বলে দেয় আমাদের জিবে এবং অন্যান্য স্থানে থাকা ‘স্বাদ রিসেপ্টর’, যেগুলো হলো বিশেষ একধরনের প্রোটিন ও কোষ, যা খাবারের রাসায়নিক উপাদান ও স্বাদ সনাক্ত করে স্নায়বিক সংকেতে রূপান্তর করে। এই কোষগুলো কিন্তু নিউরন নয়, বরং এগুলো একধরনের বিশেষায়িত, দ্রুত নবায়নকারী এপিথেলীয় কোষ (পরিবর্তিত ত্বক কোষ), যারা রাসায়নিক সেন্সর হিসেবে কাজ করে এবং প্রায়শই (কেন্দ্রীয় রিলে স্টেশন) থ্যালামাসকে এড়িয়ে গিয়ে স্বাদের সংকেত সরাসরি মস্তিষ্কে (স্বাদসংক্রান্ত/gustatory কর্টেক্সে) পাঠায়।মানুষের প্রায় ৮ থেকে ১০ হাজার বিভিন্ন ধরনের স্বাদ রিসেপ্টর আছে, যেখানে গরুজাতীয় প্রাণীদের (বিষাক্ত উদ্ভিদ থেকে ভোজ্য উদ্ভিদের পার্থক্য করতে) ২৫ হাজার রিসেপ্টর এবং মাগুর/সিং জাতীয় মাছদের রয়েছে (ঘোলা পানিতে খাবার সনাক্ত করতে) সর্বাধিক রিসেপ্টর, ১০০ থেকে ১৭৫ হাজার।

বিজ্ঞান বর্তমানে বলছে যে, স্বাদ আসলে তিনটি ইন্দ্রিয় একসঙ্গে কাজ করার ফল। যেমন ধরুন— আমরা ল্যাংড়া বা আম্রপালি (পাকা)দুটো আম-ই পছন্দ করি। এই দুটো আমের স্বাদ মিষ্ট হলেও তাদের ঘ্রাণ কিন্তু ভিন্ন (খাবারের গন্ধ মুখের ভেতর দিয়ে নাকে পৌঁছে যায়), আবার আমটি নরম, বেশি নরম, নাকি একটু শক্ত বা আঁশালো- আম খেতে গিয়ে স্পর্শের মাধ্যমে সে অনুভূতিও আমরা পাই। তাহলে তিনটি অনুভূতি— মিষ্টস্বাদ, গন্ধ এবং স্পর্শ— একত্রে মিলিয়ে বৃহত্তর অর্থে আমরা আমের স্বাদ গ্রহণ করি। আমাদের প্রতিদিনের জীবনে এসব অনুভূতি কি আমরা এভাবে বিশ্লেষণ করি? ইতোমধ্যেই বর্ণনা করেছি যে, ভিন্ন ভিন্ন রিসেপ্টর প্রোটিনের মাধ্যমে এই তিনধরনের অনুভূতি/সংবেদন প্রেরিত হয় মস্তিষ্কের পৃথক তিন অংশে, যাদের মধ্যে রয়েছে নার্ভীয় আন্তঃসংযোগ।             

সম্ভবত সমস্ত প্রাণীর আদি পূর্বপুরুষের মধ্যে কোনো না কোনো ধরনের রাসায়নিক সংবেদী ক্ষমতা (রাসায়নিক পরিবেশ পরীক্ষা করার ক্ষমতা) ছিল। তবে, পুষ্টি উপাদান সনাক্ত করতে এবং বিষাক্ত পদার্থ এড়াতে নির্দিষ্ট রিসেপ্টর বা স্বাদ গ্রাহকের উদ্ভব ঘটেছিল ৫০০ মিলিয়ন বছরেরও আগে আদিম মাছের মধ্যে— হাঙ্গর, অস্থিযুক্ত মাছ এবং স্থলজ মেরুদণ্ডী প্রাণীদের বিবর্তনের আগেই। মিষ্টস্বাদের গ্রাহক/রিসেপ্টর (TAS1R: TAS1R1, TAS1R2, TAS1R3) ৬১৫-৪৭৩ মিলিয়ন বছর আগে এবং তেতোস্বাদ গ্রাহক (TAS2R) প্রায় ৪৫০-৫০০ মিলিয়ন বছর আগে চোয়ালযুক্ত মেরুদণ্ডী প্রাণীদের সাধারণ পূর্বপুরুষের মধ্যে উদ্ভূত হয়েছিল। এগুলো “জি প্রোটিন-সংযুক্ত রিসেপ্টর”, কিন্তু লবণাক্ত (ENaC, TMC4) এবং টক স্বাদ (ASIC2, TASK-1) সংবেদন উভয়ই আয়ন চ্যানেলের মাধ্যমে সনাক্ত করা হয়। যদিও রিসেপ্টর জিনগুলো বিভিন্ন প্রজাতির মধ্যে ভিন্ন, তবে ‘প্রোটন চ্যানেলের ওটোপেট্রিন’ (OTOP) পরিবারকে একটি অত্যন্ত সংরক্ষিত, প্রাচীন পরিবার হিসেবে চিহ্নিত করা হয়েছে, যা পোকামাকড় এবং স্তন্যপায়ী প্রাণী (OTOP1)উভয় ক্ষেত্রেই অ্যাসিড (টক স্বাদ) সনাক্ত করার সাথে জড়িত। অমেরুদণ্ডী প্রাণীদের (যেমন, পোকামাকড়, মোলাস্ক, ক্রাস্টেসিয়ান) সুবিকশিত স্বাদ গ্রহণের ক্ষমতা রয়েছে। পোকামাকড়ের স্বাদ গ্রাহক প্রায়শই তাদের শরীরের বিভিন্ন অংশে ছড়িয়ে থাকে, যেমন পা, ডানা এবং শুঁড়ে, মুখের অঙ্গপ্রত্যঙ্গে। পোকামাকড় প্রধানত স্বাদ/গ্যাস্টাটরি রিসেপ্টর ব্যবহার করে, যা স্তন্যপায়ী প্রাণীদের ব্যবহৃত জি প্রোটিন-সংযুক্ত রিসেপ্টর এর সাথে সম্পর্কিত নয়।

৫) আলো সনাক্তকরণ বা ফটোরিসেপশনের বিবর্তন: 

দৃষ্টিশক্তিকে সবচেয়ে প্রভাবশালী মানব-ইন্দ্রিয় হিসেবে বিবেচনা করা হয়। ভাবলে অবাক লাগে যে, কোটি কোটি বছর ধরে ক্যামব্রিয়ান যুগ (৫৪ কোটি -৪৮ কোটি বছর) আসা পর্যন্ত, ওই দীর্ঘ সময় (প্রায় ২০০ কোটি  বছর) বহুকোষীয় জীবগুলো “নীরব অন্ধকারে” বাস করতো, আলো সনাক্ত করার সক্ষমতা তাদের ছিল না। সম্ভবত: কিছু জীবের কেবল সরল আলোকগ্রাহী কোষ ছিল. তবুও দৃষ্টি ছিল না। ওই কোষগুলো কেবল আলো বনাম অন্ধকার বা ছায়া সনাক্ত করতে পারত, কিন্তু চিত্র তৈরি করতে পারত না। এতটা দীর্ঘ সময় অতিক্রান্ত হওয়ার পর,  প্রায় ৫৪ কোটি বছর আগে, প্রকৃত দৃষ্টি অঙ্গগুলোর আবির্ভাব ঘটেছিল, যা প্রাণীদের পৃথিবীকে বিস্তারিতভাবে দেখতে সক্ষম করেছিল— শুধু দৃষ্টি-ই নয়, সাথে বর্ণদৃষ্টি বিকশিত হলো ৪০ কোটি বছর আগে।

আদিকোষীয় (প্রোক্যারিওট-যাদের সাইটোপ্লাজমে ডিএনএ রয়েছে, কিন্তু প্রকৃত নিউক্লিয়াস নেই) জীবগুলোর মধ্যে সরল আলোক-সংবেদনশীল কোষ দিয়ে আলো গ্রহণের বিবর্তন শুরু হয়। তারা আলো সনাক্তের জন্য ব্যাকটেরীয়-রোডোপসিন (প্রোটন পাম্প), ফাইটোক্রোম/ক্রিপ্টোক্রোম এবং ফ্লাভিন-সংযুক্ত নীল আলো (৩৮০-৫০০nm তরঙ্গদৈর্ঘ্য) শোষণকারী “BLUF/LOV” প্রোটিনের মতো বিভিন্ন ফটোরিসেপ্টর ব্যবহার করত, যা ফটোট্যাক্সিস (আলোতে চলাচল), সালোকসংশ্লেষণ (শক্তি রূপান্তর) এবং রঙ বিষয়ক অভিযোজনের মতো প্রয়োজনীয় কার্য সম্পাদন করতে সক্ষম হতো। এই ফটোরিসেপ্টরগুলো একটি বৈচিত্র্যময় জৈবিক সরঞ্জাম তৈরি ক’রে মৌলিক বেঁচে থাকা ও জটিল সংকেতকে প্রভাবিত করেছিল, যা পরবর্তী প্রকৃতকোষীয় (ইউক্যারিওট-যাদের ডিএনএ নিউক্লিয়াসে আবদ্ধ) জীবদের ফটোরিসেপশনের জন্য ভিত্তিগত প্রক্রিয়া প্রদান করেছিল। 

প্রাথমিক আর্কিয়া (যেমন হ্যালোব্যাকটেরিয়া) হ্যালোরোডোপসিন ব্যবহার করত, একটি আলোকগ্রহণকারী অণু যা আলো সনাক্তকরণ এবং শক্তি উভয়ের জন্য ব্যবহৃত হতো, যা প্রাণী রোডোপসিনের সম্ভাব্য পূর্বসূরি হিসেবে বিবেচিত। রডোপসিন-সদৃশ রঞ্জক ব্যবহার করে আলোক-রিসেপ্টর কোষগুলো, এমনকী প্রধান প্রাণী গোষ্ঠীগুলো বিচ্ছিন্ন হওয়ার আগেই, প্রাথমিকভাবে বিবর্তিত হয়েছিল। জি-প্রোটিন সংযুক্ত রোডোপসিন প্রোটিনটি অতি প্রাচীন একটি অ-আলোক-সংবেদনশীল অপসিন পূর্বসূরির সাথে সম্পর্কিত, যার আবির্ভাব ঘটেছিল দৃষ্টিগত সংবেদন আসার অনেক আগেই, একধরনের প্রাথমিক বহুকোষী প্রাণীদের মধ্যে। এই গ্রুপের মধ্যে প্রথম অপসিন জিনটি মেলাটোনিন এবং অপসিন জিনের একই পূর্বসূরি জিনের ডুপ্লিকেশনের মাধ্যমে উদ্ভূত হয়েছিল, এবং ওই প্রোটো-অপসিন সম্ভবত আলো-সংবেদনশীল ছিল না। এটি একধরনের জি-প্রোটিন সংযুক্ত কেমোরিসেপ্টর ছিল; সেখান থেকে ডুপ্লিকেশন এবং মিউটেশনের মাধ্যমে স্বল্প-তরঙ্গ ও দীর্ঘ-তরঙ্গ আলোক-সংবেদনশীল অপসিনের আবির্ভাব ঘটে। এসব বিবর্তন ঘটেছিল প্রায় ৭০০ মিলিয়ন (৭০ কোটি)বছর আগে। সেসময়ের জীবেরা ফসফোলাইপেজ সি (PLC/পিএলসি) সংকেত ব্যবহার করে মাইক্রোভিলি-ভিত্তিক ফটোরিসেপ্টর (র‍্যাবডোমেরিক ফটোরিসেপ্টর) তৈরি করেছিল, যা এখনও এম্ফিওক্সাস (Amphioxus) এবং অনেক অমেরুদণ্ডী (যেমন ড্রোসোফিলা, সামুদ্রিক ক্রাস্টেসিয়ান) প্রাণীর মধ্যে দেখা যায়। পক্ষান্তরে, কিছু অমেরুদন্ডী প্রাণী যেমন জেলিফিশ, সামুদ্রিক এনিমোনি (নিডারিয়ান/Cnidarian গ্রুপ) এবং মেরুদণ্ডী প্রাণী উভয়ই তাদের সিলিয়া-ভিত্তিক ফটোরিসেপ্টরে জি-প্রোটিন (যেমন “Gαt” ট্রান্সডুসিন- মেরুদণ্ডী প্রাণীর ক্ষেত্রে এবং “Gαs”- জেলিফিশের ক্ষেত্রে) এবং আয়ন চ্যানেল ব্যবহার করে, যা এই প্রক্রিয়াগুলোর একটি প্রাচীন উৎপত্তির ইঙ্গিত দেয়। উভয় সিস্টেমে-ই অপসিন (একটি জি প্রোটিন-সংযুক্ত রিসেপ্টর, GPCR) প্রোটিন জড়িত, যা আলো শোষণের পরে একটি জি-প্রোটিনকে সক্রিয় করে, যার ফলে আয়ন চ্যানেলের কার্যকলাপে পরিবর্তন আসে (বন্ধ বা খোলা) এবং স্নায়ু সংকেত তৈরি করে, যেখানে প্রায়শই সাইক্লিক নিউক্লিওটাইড (যেমন cAMP) সংকেত-বাহক হিসেবে কাজ করে।  

বিশেষভাবে উল্লেখ্য, অপসিন জিনের ডুপ্লিকেশন বা দ্বিগুণন (অনুলিপিকরণ) প্রাণী-জগতের দৃষ্টিশক্তির বিবর্তনের একটি মূল চালিকাশক্তি। বার-বার ডুপ্লিকেশনের মাধ্যমে নিরালোক-দৃষ্টির জন্য স্বতন্ত্র ‘রড’ অপসিন (RH1: রোডোপসিন) এবং রঙিন দৃষ্টির জন্য একাধিক ‘কোণ’ ((SWS1, SWS2, RH2, LWS1) অপসিনের উদ্ভব হয়। জেনেটিক কোডের ভিন্নতার কারণে রড এবং কোণ অপসিনে ভিন্ন অ্যামিনো অ্যাসিড ক্রম বিকশিত হয়। অপসিনের এই বিভাজনটি ঘটেছিল প্রায় ৫০০ মিলিয়ন (৫০ কোটি) বছর আগে, চোয়ালবিহীন মাছের ক্ষেত্রে,  যা আধুনিক মেরুদণ্ডী দৃষ্টি ব্যবস্থার দিকে পরিচালিত করেছিল। ‘কোণ’ অপসিন জিনের একাধিক ডুপ্লিকেশন হওয়ার ফলে মেরুদন্ডী প্রাণীরা (যেমন মাছ, সরীসৃপ এবং পাখিদের মধ্যে) বিভিন্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্যের (রঙ) আলো সনাক্ত করে বিভিন্ন রঙের দৃষ্টিশক্তি প্রদান  করতে সক্ষম হয়েছে, যদিও কিছু স্তন্যপায়ী প্রাণীর মধ্যে এদের অনেক ধরন হারিয়ে গিয়েছে। মাছের মধ্যে নানা ধরনের অপসিন প্রোটিন বিবর্তিত হয়েছে, এমনকী অনেক মাছ, যেমন স্যামন মাছ, পৃষ্ঠ থেকে গভীর জলে যাওয়ার সময় (অভিযোজনের লক্ষ্যে) অপসিন পরিবর্তন করতে সক্ষম। মানুষের রেটিনায় তিন প্রকার [S- (নীল), M- (সবুজ), L (লাল)]-অপসিন প্রোটিন রয়েছে, যারা বিভিন্ন আলোর রঙের প্রতি সাড়া দেয় এবং এসব রঙের সম্মিলিত সংকেতগুলোকে সঠিকভাবে ব্যাখ্যা করে মস্তিষ্কের ‘ভিজ্যুয়াল করটেক্স’ (অক্সিপেটাল লোবে অবস্থিত)।

মানুষের চোখে রড কোষের (প্রায় ১২০ মিলিয়ন/১২ কোটি) সংখ্যা কোণ কোষের (প্রায় ৪.৫ থেকে ৬ মিলিয়ন) তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি। রডের এই আধিপত্য সম্ভবত একটি প্রাচীন বিবর্তনীয় উত্তরাধিকার, যা নিশ্চিত করে যে মানুষ, কোষীয় স্তরে, ম্লান আলোতে দেখার জন্য অভিযোজিত হয়েছে। জিন গবেষকদের একাংশ ধারণা করেন, আধুনিক মানুষের তুলনায় আমাদের পূর্বপুরুষদের—হোমো হাইডেলবার্গেনসিস (৭-৮ লক্ষ বছর আগে) এবং নিয়ান্ডারথাল মানব (৩ লক্ষ – ৪০ হাজার বছর আগে)— রেটিনাগুলোতে অনেক বেশি রড কোষ থাকার কারণে সম্ভবত কম আলোর প্রতি (মেসোপিক দৃষ্টি) তাদের সংবেদনশীলতা বেশি ছিল, যেহেতু তারা উচ্চ-অক্ষাংশে এবং দীর্ঘ, অন্ধকারাছন্ন শীত পরিবেশে বাস করতো।

রড এবং কোণ ফটোরিসেপ্টর থেকে সম্পূর্ণ ভিন্ন, এক বিশেষ ধরনের ফটোরিসেপ্টর কোষসমষ্টির বিকাশ ঘটেছে মানুষ ও অন্যান্য স্তন্যপায়ী প্রাণীদের (যেমন ইঁদুর, বিড়াল, বানরজাতীয় প্রাণী) মধ্যে—যা উল্লেখ না করলেই নয়। এগুলো  “অভ্যন্তরীণভাবে আলোক-সংবেদনশীল রেটিনা-গ্যাংলিয়ন কোষ (ipRGC)” নামে অভিহিত, যা স্বাধীনভাবে ভিন্ন এক  অপসিন, “মেলানোপসিন (Opn4)”, প্রোটিনের মাধ্যমে সরাসরি আলো অনুভব করে, তবে দৃষ্টির জন্য নয়। এসব ‘ipRGC’ কোষ পিউপিল (pupil) লাইট রিফ্লেক্স (স্বয়ংক্রিয়ভাবে উজ্জ্বল এবং আবছা আলোতে পিউপিল বা তারারন্ধ্রের সংকোচন ও প্রসারণ) এবং সির্কাডিয়ান ছন্দ, অর্থাৎ আমাদের অভ্যন্তরীণ ঘড়িকে বাহ্যিক দিন-রাত্রি চক্রের সাথে সামঞ্জস্য করার জন্য উপযোগী করে তুলেছে (জৈবিক ঘড়ি সমন্ধে বিস্তারিত জানতে পড়ুন: www.bishleshon.com/8196 )। 

আমরা বিদ্যমান যে ফটোট্র্যান্সডাকশন (একটি প্রক্রিয়া যার মাধ্যমে রেটিনা আলোকরশ্মিকে বৈদ্যুতিক সংকেতে  রূপান্তর করে, যা আমাদের মস্তিষ্কে দৃষ্টির অনুভূতি তৈরি করে) সিস্টেম উপভোগ করি, তা লেন্স এবং বিশেষায়িত রেটিনা কোষ (বাইপোলার কোষ) এর মতো উপাদান যুক্ত হয়ে ধীরে ধীরে পরিবর্তন (জিন ডুপ্লিকেশন, পরিবর্তিত অভিব্যক্তি) এর মাধ্যমে উদ্ভব হয়েছে। এছাড়া, মেরুদণ্ডী প্রাণীর দৃষ্টিশক্তিতে ডিপোলারাইজেশন (কোষের অভ্যন্তরীণ অধিকতর ধনাত্মক চার্জ) প্রতিক্রিয়া থেকে হাইপারপোলারাইজেশন (কোষের অভ্যন্তরীণ চার্জ আরও ঋণাত্মক হয়ে যাওয়া) প্রতিক্রিয়ায় পরিবর্তন, যেমন সোডিয়াম আয়ন চ্যানেল বন্ধ করা, শক্তির ব্যবহার হ্রাস করা ইত্যাদি ছিল একটি গুরুত্বপূর্ণ বিবর্তনীয় অভিযোজন, যা শক্তি দক্ষতা এবং একক ফোটন সনাক্ত করার ক্ষমতার ক্ষেত্রে গুরুত্বপূর্ণ সুবিধা প্রদান করে এবং উচ্চ সংবেদনশীলতা প্রদান করে, বিশেষ করে ম্লান আলোতে (স্কোটোপিক/নিরালোক দৃষ্টি)। বাইপোলার কোষগুলো— যা সমস্ত মেরুদণ্ডী প্রাণীর মধ্যে পাওয়া যায় (এমনকী বিদ্যমান চোয়ালবিহীন লাম্প্রে\Lamprey মাছেও)— ফটোরিসেপ্টর থেকে গ্যাংলিয়ন কোষে সংকেত প্রেরণের জন্য বিশেষায়িত ইন্টারনিউরন হিসেবে উদ্ভূত হয়েছিল, প্রায় ৫০ কোটি বছর আগে। মানবচোখের রেটিনার অবকাঠমো ও রেটিনা-সম্পর্কিত রোগ বিস্তারিত জানতে পড়ুন: www.bishleshon.com/7917;  www.bishleshon.com/8602 ।

রেটিনা-কোষে হাইপারপোলারাইজেশন কী?

রেটিনা কোষগুলোয়, বিশেষ করে ফটোরিসেপ্টরগুলোতে (রড-মধ্যস্থিত এবং কোণ-মধ্যস্থিত দৃষ্টির জন্য) হাইপারপোলারাইজেশন হল এমন একটি বৈদ্যুতিক প্রক্রিয়া যেখানে আলোর (ফোটনের) প্রতিক্রিয়ায় কোষের ঝিল্লির বিভব/পোটেনশিয়াল আরও নেতিবাচক/ঋণাত্মক হয়ে ওঠে, নার্ভীয় উত্তেজনা হ্রাস পায়; অর্থাৎ উদ্দীপনার সময় আলো ফটোরিসেপ্টরগুলোতে রোডোপসিন প্রোটিনকে সক্রিয় করে, cGMP স্তর হ্রাস করে, ফলে সোডিয়াম চ্যানেলগুলো বন্ধ হয়ে যায়। পটাসিয়াম (K+) আয়নগুলো কোষ থেকে বেরিয়ে যেতে থাকে, ফলে অভ্যন্তরীণ চার্জকে আরও নেতিবাচক করে তোলে, ফলস্বরূপ: নিউরোট্রান্সমিটার (গ্লুটামেট) নিঃসরণ হ্রাস পায়। অধিকতর ঋণাত্মক (হাইপারপোলারাইজ) হওয়ার সময়, ফটোরিসেপ্টর কোষগুলো সংযুক্ত বাইপোলার কোষগুলোতে দৃষ্টিগত তথ্য প্রেরণ করে (ছবি দেখুন)। গ্লুটামেটের পরিমাণ হ্রাসের ফলে দৃষ্টিগত/ভিজ্যুয়াল সিগন্যালের পার্থক্য সম্ভব হয়। রেটিনায় দুই ধরনের বাইপোলার কোষ থাকে, OFF- এবং ON-বাইপোলার, যাদের আবির্ভাব হয়েছিল প্রায় ৫০০ মিলিয়ন (৫০ কোটি) বছর আগে। গ্লুটামেটের পরিমাণ হ্রাসের ফলে OFF-বাইপোলার কোষ বন্ধ হয়ে যায়, অন্যদিকে ON-বাইপোলার কোষ সক্রিয় হয়। অবশেষে সক্রিয় ON-বাইপোলার কোষগুলো গ্লুটামেট মুক্ত করে সংযুক্ত গ্যাংলিয়ন কোষগুলোকে ডিপোলারাইজ (অধিকতর ধনাত্মক) করে, যা মস্তিষ্ককে আলোর উপস্থিতি জানান দিয়ে সংকেত পাঠায়। প্রসঙ্গত: গ্যাংলিওন স্নায়ুকোষের প্রক্ষেপন/এক্সন-গুলো মিলিত হয়ে অপটিক নার্ভ (করোটিক স্নায়ু II) তৈরি করে। (স্নায়ুকোষের ডিপোলারাইজেশন এবং হাইপারপোলারাইজেশন জানতে পড়ুন: “একটি নিউরনের ‘স্নায়ু আবেগ’ সৃষ্টির গল্প“,  www.bishleshon.com/6022  )।

শ্রবণ ইন্দ্রিয়ের বিকাশ:

শ্রবণ (হেয়ার সেল- কক্লিয়ায় অবস্থিত সংবেদনশীল রিসেপ্টর) এবং দৃষ্টি (ফোটোরিসেপ্টর) উভয়ের জন্যই মৌলিক সংবেদী কোষ প্রাচীন জলজ পূর্বপুরুষদের মধ্যে বিদ্যমান ছিল, কিন্তু পরবর্তীতে আধুনিক জটিলতা উদ্ভূত হয়েছিল। বায়ুবাহিত শব্দ শোনার ক্ষমতা, যার জন্য একটি ‘টিম্প্যানিক’ (কানের পর্দা) মধ্যকর্ণের প্রয়োজন হয়, তা উভচর, সরীসৃপ, পাখি এবং স্তন্যপায়ী প্রাণীদের পূর্বপুরুষদের মধ্যে স্বাধীনভাবে বিকশিত হয়েছিল, যখন তারা স্থলে চলে আসে। প্রতিটি গোষ্ঠী (স্তন্যপায়ী, পাখি, টিকটিকি) তাদের নিজস্ব স্বতন্ত্র মধ্যকর্ণ এবং অন্তঃকর্ণের কাঠামো তৈরি করেছে, যা একটি সাধারণ মাছের মতো ভিত্তি থেকে সমান্তরাল বিবর্তন প্রদর্শন করে, যা বিভিন্ন ধরনের ককলিয়া (স্তন্যপায়ী প্রাণীদের) এবং ‘ব্যাসিলার প্যাপিলা’ (পাখি এবং সরিসৃপ প্রাণীদের)-র মধ্যে দেখা যায়; যদিও পাখিদের ‘ব্যাসিলার প্যাপিলা’ আঘাতের পরে সহায়ক কোষ থেকে সংবেদনশীল লোমকোষ পুনরুৎপাদন করতে পারে, যা স্তন্যপায়ীদের পরিপক্ক কক্লিয়া পারে না।

কানের বিবর্তন হলো অভিসারী/কনভার্জেন্ট বিবর্তনের একটি কাহিনী, যেখানে মেরুদণ্ডী প্রাণীরা অভ্যন্তরীণ মাধ্যাকর্ষণ সংবেদক থেকে একটি একক, জটিল শ্রবণতন্ত্রে বিকশিত করেছে, অন্যদিকে অমেরুদণ্ডী প্রাণীরা (প্রধানত সন্ধিপদী প্রাণীরা) বিভিন্ন ধরনের শ্রবণ অঙ্গের বহুবার বিবর্তন ঘটিয়েছে (শুধুমাত্র পোকামাকড়ের মধ্যেই ২৪ বারের বেশি), যা কম্পন সনাক্ত করার জন্য লোম এবং টিম্প্যানাম অঙ্গের (কানের পর্দা) মতো বিভিন্ন কাঠামো ব্যবহার করে, এবং এই অঙ্গগুলো প্রায়শই পা বা ডানায় অবস্থিত থাকে, যা শব্দ অনুভবের ক্ষেত্রে স্বাধীন পথ নির্দেশ করে।

প্রথম মেরুদণ্ডী প্রাণীদের কান ছিল অভ্যন্তরীণ, অনেকটা আজকের মাছের কানের মতো, যা ভারসাম্য রক্ষা ও নিম্ন-কম্পাঙ্কের শব্দ শোনার জন্য জলের কম্পন অনুভব করত। যখন মেরুদণ্ডী প্রাণীরা স্থলে চলে আসে (প্রায় ৪০০ মিলিয়ন বছর আগে), তখন কান বাতাসের সাথে খাপ খাইয়ে নেয়, এবং বায়ুবাহিত শব্দ তরঙ্গ গ্রহণ করে অন্তঃকর্ণে প্রেরণ করার জন্য বাহ্যিক কানের পর্দা (টিম্প্যানাম) বিকশিত হয়। স্তন্যপায়ী প্রাণীদের বিশেষীকরণ হলো তাদের  মধ্যকর্ণের হাড়গুলো (ম্যালিয়াস, ইনকাস, স্টেপিস) চোয়ালের হাড় থেকে বিকশিত হয়েছে, যা শব্দ বিবর্ধন এবং কম্পাঙ্ক সনাক্তকরণকে উন্নত করেছে এবং অত্যাধুনিক ককলিয়া তৈরি করেছে। একই সময়ে, মস্তিষ্কের টেম্পোরাল লোব, যেখানে “শ্রবণ কর্টেক্স” অবস্থিত, তার পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল বাড়ানোর জন্য ব্যাপক ভাঁজ (জাইরিফিকেশন) তৈরি করেছে, যা আরও বেশি নিউরন এবং জটিল প্রক্রিয়াকরণের সুযোগ করে দিয়েছে। এখানে উল্লেখ্য, আদি স্তন্যপায়ী, যেমন প্লাটিপাস (monotreme) প্রাণীদের ক্ষেত্রে কক্লিয়া বেশ ছোট এবং কুণ্ডুলীহীন ছিল, কিন্তু অমরাধারী স্তন্যপায়ী ও ক্যাঙ্গারু জাতীয় (মারসুপিয়াল) প্রাণীদের ক্ষেত্রে  কক্লিয়া কুণ্ডুলীকৃত হতে শুরু করে প্রায় ১২০ মিলিয়ন বছর আগে, মেসোজয়িক যুগের শেষের দিকে, এবং সেটি সম্পূর্ণরূপে কুণ্ডুলীকৃত হয়ে ওঠে আধুনিক স্তন্যপায়ী প্রাণীদের ক্ষেত্রে (সিনোজয়িক যুগ থেকে-প্রায় ৬০ মিলিয়ন বছর আগে) – সাথে মোটর প্রোটিন প্রিস্টিন (prestin) বিকশিত হওয়ায় কক্লিয়ার সংবেদনশীলতা ও আল্ট্রাসাউন্ডসহ  বিস্তৃত শব্দ ফ্রিকোয়েন্সি নির্বাচন ক্ষমতা বৃদ্ধি পেয়েছিল। সংক্ষেপে, মানুষসহ আধুনিক স্তন্যপায়ী প্রাণীদের কক্লিয়ার বিবর্তন দেখা যায় সর্বোচ্চ পর্যায়ে। কক্লিয়ায় আবির্ভুত হয়েছে কর্টির  অঙ্গ (organ of Corti) যা সংবেদনশীল রিসেপ্টর হেয়ার কোষ দ্বারা পরিপূর্ণ, যেকোষগুলো মাইক্রোফোনের মতো কাজ ক’রে শব্দ কম্পনকে বৈদ্যুতিক স্নায়ু সংকেতে রূপান্তরিত করে, যা মস্তিষ্কের ‘অডিটরি কর্টেক্স’ (টেম্পোরাল লোবে অবস্থিত) শব্দ হিসেবে ব্যাখ্যা করে।  ধারাবাহিক বিবর্তনের বাইরেও, কিছু বিশেষ ক্ষেত্রে (যেমন বাদুড়ের মধ্যে), উন্নত প্রতিধ্বনি-নির্ভর শ্রবণশক্তির বিবর্তন ঘটেছে দৃষ্টিশক্তির তীক্ষ্ণতার বিনিময়ে, যা থেকে বোঝা যায় যে সংবেদী অঙ্গের বিশেষীকরণে প্রাণীদের কিছু ছাড় দিতেও হয়েছে। 

বিশেষায়িত “সুপার” ইন্দ্রিয়:

ক্লাসিক পাঁচটি ইন্দ্রিয়ের বাইরেও, মানুষ এবং প্রাণী উভয়েরই অনেক বেশি ইন্দ্রিয় রয়েছে, যেমন ইন্টারোসেপশন (অভ্যন্তরীণ দেহ সচেতনতা: যেমন হৃদস্পন্দন, ক্ষুধা, তৃষ্ণা, বাথরুম ব্যবহারের প্রয়োজন অনুভব করা), প্রোপ্রিওসেপশন (চোখ বন্ধ করেও আমাদের হাত–পা‘য়ের অবস্থান এবং নড়াচড়া অনুধাবন করার ক্ষমতা), ইকুইলব্রীয়সেপশন-কানের ভেস্টিবুলার সিস্টেম দ্বারা পরিচালিত ‘ভারসাম্যবোধ’ (যাকে অনেক বিজ্ঞানী ষষ্ঠ–ইন্দ্রিয় বলেও আখ্যায়িত করেছেন), ক্রোনোসেপশন, অর্থাৎ সময় অতিক্রমণের অনুভূতি ইত্যাদি। কিন্তু বিভিন্ন প্রাণীদের মধ্যে যেসব জটিল ও অনন্য ইন্দ্রিয় রয়েছে যেমন ম্যাগনেটোরিসেপশন ও একোলোকেশন/প্রতিধ্বনি—অর্থাৎ যথাক্রমে চলাচলের জন্য পৃথিবীর চৌম্বক ক্ষেত্র (সামুদ্রিক কচ্ছপ, প্রজাপতি, শিয়াল) এবং প্রতিধ্বনি (বাদুড়, ডলফিন) ব্যবহার করা, বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র সনাক্তকরণ বা ইলেক্ট্রোরিসেপশন (হাঙ্গর, প্লাটিপাস), কিংবা বেগুনি পারের দৃষ্টি (আলট্রা–ভায়োলেট: ১০০–৪০০ nm/ন্যানোমিটার; যেমন মৌমাছি, প্রজাপতি, পাখি, ইঁদুর, কুকুর, বিড়াল), অথবা লাল–উজানি আলোর দেখা (ইনফ্রারেড: ৭০০ – ১০০০ nm; যেমন পিট ভাইপার, স্যামন ও গোল্ডফিশ, মশা, বাদুড়)— যেসবের কোনোটাই মানুষের সংবেদনশীল জগৎ প্রদর্শন করে না, মানুষের চোখে এসব আলো অদৃশ্য। এছাড়া, মানুষের চোখে “ট্যাপেটাম লুসিডাম”-ও নেই, যা রেটিনার পেছনের একটি প্রতিফলিত স্তর যা বিড়াল, কুকুর এবং হরিণের মতো অনেক নিশাচর প্রাণীর চোখের আলোকে স্বচ্ছ করে তোলে। এটি তাদের অন্ধকারে আরও ভালোভাবে দেখতে সাহায্য করে। পরিবর্তে, মানুষের চোখে একটি কোরয়েড স্তর আছে, যার মধ্যে থাকা গাঢ় রঞ্জক আলো শোষণ করে, ঝাপসা এবং ঝলক প্রতিরোধ করে। [প্রাণীরা কীভাবে তাদের গমনাগমনের জন্য চৌম্বক ক্ষেত্র ব্যবহার করে তা বিস্তারিত জানতে পড়ুন: “আমাদের অভ্যন্তরীণ জিপিএস— এক বিস্ময়কর বাস্তবতা”, www.bishleshon.com/9053 ]

পরিশেষে:

প্রাণীজগতে সংবেদনশীল ব্যবস্থার এক বিস্ময়কর বৈচিত্র্য দেখা যায়, যেখানে প্রতিটি প্রজাতি বাহ্যিক জগৎকে ভিন্নভাবে উপলব্ধি করে, যা অসংখ্য সংবেদনশীল প্রক্রিয়ার মাধ্যমে, কখনো স্বতন্ত্রভাবে,  লক্ষ লক্ষ বছর ধরে বিকশিত হয়েছে। সংবেদনশীল রিসেপ্টর এবং অঙ্গগুলোর বিবর্তন বিশেষায়িত আণবিক রিসেপ্টর থেকে জটিল, সমন্বিত সিস্টেমে একটি উল্লেখযোগ্য অগ্রগতি প্রদর্শন করে যা একটি জীবের পরিবেশ সম্পর্কে ধারণা দেয়। প্রাকৃতিক নির্বাচন দ্বারা চালিত, সংবেদনশীল সিস্টেমগুলো মূলত জিনের ডুপ্লিকেশন বা অনুলিপির মাধ্যমে প্রসারিত হয়েছে এবং কিছু ক্ষেত্রে, বেঁচে থাকার জন্য প্রয়োজনীয় না হলে তা সংকুচিত হয়েছে বা হারিয়ে গিয়েছে। যদিও অনেক প্রাণী বিশেষায়িত সংবেদনশীল ব্যবস্থার অধিকারী হয়েছে, যেমন মাছে ইলেকট্রোরিসেপশন বা পোকামাকড় ও ইঁদুরের মধ্যে ইউভি দৃষ্টি, কিংবা বাদুড়ের ইনফ্রারেড দৃষ্টি ও একোলোকেশন—কিন্তু অন্যদিকে, মানুষের সংবেদনশীল সিস্টেমগুলো অনন্যভাবে একীভূত (দৃষ্টি, শ্রবণ, স্পর্শ, ইত্যাদি) হয়েছে এবং একটি বৃহৎ কর্টেক্স দ্বারা প্রক্রিয়াজাত করা হয়েছে, যা আমাদের শব্দের পরিশীলিত ভাষা প্রক্রিয়াকরণ এবং জ্ঞানীয় ও সামাজিক ক্ষমতা নির্ধারণ করতে সক্ষম করেছে। এখানেই মনুষ্যজাতির অনন্যতা।

সাহায্যকারী নোট 

জি-প্রোটিন (G-protein): জি-প্রোটিন, যা গুয়ানিন নিউক্লিওটাইড-বাইন্ডিং প্রোটিন নামেও পরিচিত, GTPase- নামক এনজাইমের বৃহত্তর গ্রুপে অন্তর্গত। যদিও জি-প্রোটিনের প্রধান কাজ হলো গুয়ানোসিন ট্রাইফসফেট (GTP)কে ভেঙে গুয়ানোসিন ডাইফসফেট (GDP) অণুতে পরিণত করা, কিন্তু এর বাইরেও তারা বিভিন্ন জৈবিক ভূমিকার সাথে যুক্ত। এটি কোষাভ্যন্তরে একটি আণবিক সুইচ হিসেবে কাজ করে, যার মাধ্যমে কোষের বাইরের বিভিন্ন লাইগান্ড-বাহিত উদ্দীপনা রিসেপ্টর-মধ্যস্ততায় সংকেতের মাধ্যমে কোষাভ্যন্তরে প্রেরণ করে। জি প্রোটিনের ক্রিয়াকলাপ নিয়ন্ত্রিত হয় GTP দ্বারা- অর্থ্যাৎ, GTP-র বন্ধনে  জি-প্রোটিন সক্রিয় হয়, আর GDP-এর সাথে আবদ্ধ থাকাকালীন তারা নিষ্ক্রিয় থাকে। আকার ও জটিলতা ভেদে জি-প্রোটিনের দুটি শ্রেণি রয়েছে: ছোট মনোমেরিক জি-প্রোটিন (RAS) ও হেটেরোট্রাইমেরিক জি-প্রোটিন কমপ্লেক্স। জি-প্রোটিন কমপ্লেক্সটি আলফা (Gα), বিটা (Gβ) এবং গামা (Gγ) সাবইউনিট দ্বারা গঠিত। Gα সাবইউনিটের অন্তর্ভুক্ত বেশ কয়েকটি উপসাবইউনিট রয়েছে, যার মধ্যে Gsα (G উদ্দীপক), Giα (G প্রতিরোধক) ও Gq11 উল্লেখযোগ্য। বাহ্যিক সংকেতবাহী লাইগান্ডগুলো (যেমন হরমোন, নিউরোট্রান্সমিটার) কোষের ঝিল্লিজুড়ে থাকা এক ধরনের সর্বাধিক বৈচিত্র্যময় রিসেপ্টর GPCR (G protein-coupled receptor)-এর কোষের বাইরে থাকা একটি ডোমেনের সাথে আবদ্ধ হয়ে রিসেপ্টরের অন্তঃকোষীয় ডোমেন (domain)-সংযুক্ত নির্দিষ্ট জি-প্রোটিনকে সক্রিয় করে। সক্রিয়তায়, Gα অংশটি ‘GPCR-জি প্রোটিন কমপ্লেক্স’ থেকে বিচ্ছিন্ন হয়ে কোষঝিল্লির উপর প্রভাবশালী এনজাইমগুলোকে সক্রিয় করে।

পাইজো প্রোটিন (Piezo protein): এই প্রোটিনগুলো (পাইজো-১ , পাইজো-২) হলো কোষের ঝিল্লিতে অবস্থিত বেশ বড় আকৃতির যান্ত্রিকভাবে সক্রিয় আয়ন চ্যানেল, যা জৈবিক সেন্সর হিসেবে কাজ করে। এরা ক্ষুদ্র স্প্রিং বা প্রপেলারের মতো কাজ করে। যখন কোষের ঝিল্লি যান্ত্রিক চাপ অনুভব করে (যেমন স্পর্শ করা, প্রসারিত করা, অথবা রক্ত ​​প্রবাহ অনুভব করা), তখন পাইজো প্রোটিনেই আকার পরিবর্তিত হয়ে যায় । এই পরিবর্তিত আকৃতিটি কাঠামোর একটি কেন্দ্রীয় ছিদ্র খুলে দেয়, যার ফলে ধনাত্মক চার্জযুক্ত আয়ন (যেমন ক্যালসিয়াম, Ca2+) কোষে দ্রুত প্রবেশ করতে পারে। এই আয়নের প্রবাহ বৈদ্যুতিক এবং রাসায়নিক সংকেতগুলোকে ট্রিগার করে, যা ভৌত শক্তিকে জৈবিক প্রতিক্রিয়ায় রূপান্তরিত করে। এই প্রোটিনগুলো কোষের বিকাশ, স্থানান্তর, বিস্তার এবং স্টেম সেলের ভাগ্যের সাথে জড়িত। পাইজো জিনগুলোর পরিবর্তন /মিউটেশন নির্দিষ্ট রক্তাল্পতা, পেশিজনিত রোগ এবং ক্যান্সারের মতো ব্যাধিগুলোর সাথে যুক্ত।

প্রোপ্রিয়োসেপশন (Proprioception): এটি হলো নিজস্ব শরীরের অঙ্গের অবস্থান, নড়াচড়া এবং ভারসাম্য সম্পর্কে অবচেতন অনুভূতি। একে “শরীর সচেতনতা” (Body Awareness) বা “ষষ্ঠ ইন্দ্রিয়” বলা যেতে পারে, যা মস্তিষ্ককে চোখ বন্ধ করেও অঙ্গ-প্রত্যঙ্গের অবস্থান বুঝতে সাহায্য করে। এই সচেতন প্রক্রিয়াটি প্রোপ্রিওসেপটর দ্বারা  মধ্যস্থিত হয়, যা এক ধরনের সংবেদনশীল রিসেপ্টর (যেমন PIEZO2, ELKIN1, TRP-চ্যানেল), যা পেশি, টেন্ডন এবং অস্থিসন্ধির মধ্যে অবস্থিত। এসব শারীরিক সচেতনতার সংকেতগুলো কেন্দ্রীয় স্নায়ুতন্ত্রে প্রেরণ করা হয়, যেখানে এগুলো অন্যান্য সংবেদনশীল সিস্টেম, যেমন দৃষ্টিগত সিস্টেম এবং ভেস্টিবুল-সিস্টেম থেকে প্রাপ্ত তথ্যের সাথে একত্রিত হয়, যাতে শরীরের অবস্থান, গতিবিধি এবং ত্বরণের সামগ্রিক উপস্থাপনা তৈরি হয়।

মাইক্রোভিলার এবং সিলিয়ারি ফটোরিসেপ্টর: এগুলো হলো দুটি প্রধান ধরনের আলোক-সংবেদনশীল কোষ (ফটোরিসেপ্টর), তাদের আলো-ক্যাপচার কাঠামো ভিন্ন: মাইক্রোভিলার কোষগুলো আঙুলের মতো মাইক্রোভিলি ব্যবহার করে (অমেরুদণ্ডী প্রাণীদের মধ্যে প্রচলিত), যখন সিলিয়ারি কোষগুলো, যেমন মেরুদন্ডী প্রাণীর রড এবং কোণ কোষগুলো একটি পরিবর্তিত সিলিয়াম ব্যবহার করে। এই দুটি গ্রুপ আলোর সংকেত দেওয়ার জন্য স্বতন্ত্র জৈব রাসায়নিক পথও ব্যবহার করে, মাইক্রোভিলার প্রকারগুলো প্রায়শই ফসফোলিপেজ সি (PLC) এবং সিলিয়ারি প্রকারগুলো ফসফোডিস্টেরেজ এনজাইম (PDE) ব্যবহার করে, যা বিভিন্ন বৈদ্যুতিক প্রতিক্রিয়া (ডিপোলারাইজেশন বনাম হাইপারপোলারাইজেশন) এবং দৃষ্টিশক্তিতে কার্যকরী ভূমিকা পালন করে।

রেটিনা এবং রোডোপসিন: রেটিনা হলো স্নায়ুকোষযুক্ত চোখের একটি পাতলা স্তর (প্রায় ০.৫ মিলিমিটার পুরু), যা আলোকসংবেদী কোষ ফটোরিসেপ্টর (রড ও কোণ কোষ), বাইপোলার কোষ ও গ্যাংলিওন কোষ, সাথে দুটি দৃষ্টি-সমন্বয়কারী কোষ হোৱাইজোন্টাল ও অ্যামাক্রিন কোষ নিয়ে গঠিত (ছবি দেখুন)। সমন্বিতভাবে এই কোষগুলো রেটিনায় একটি জটিল সার্কিট তৈরি করে, যা দৃষ্টিগত সংকেতগুলোকে তড়িৎ-রাসায়নিক শক্তি বা স্নায়বিক প্রতিক্রিয়ায় ফটোরিসেপ্টর কোষ থেকে বাইপোলার কোষে এবং তারপর গ্যাংলিয়ন কোষে প্রেরণ করা হয় যা অপটিক স্নায়ুর মাধ্যমে মস্তিষ্কে পৌঁছয়। দৃষ্টির স্বচ্ছতা এনে দেয় মুলত চোখের রেটিনা। রড কোষগুলো আবছা বা মৃদু আলোতে দেখতে সাহায্য করে (নিরালোক দৃষ্টিশক্তি), আর কোণ কোষগুলো স্বাভাবিক উজ্জ্বল আলোতে দেখতে সাহায্য করে (সালোক দৃষ্টিশক্তি)। রেটিনা ও অপটিক স্নায়ু হলো কেন্দ্রীয় স্নায়ুতন্ত্রের অংশ। মানবচক্ষুতে রয়েছে প্রায় ১২০ মিলিয়ন (দশ কোটি বিশ লক্ষ) রড কোষ ও মাত্র ৬ মিলিয়ন (৬০ লক্ষ) কোণ কোষ। রোডোপসিন (rhodopsin) হচ্ছে রড কোষে সংশ্লেষিত একটি ফটোপিগমেন্ট যা রাতের দৃষ্টিশক্তির চাবিকাঠি। এছাড়া, “অন্ধকার অভিযোজন” নামক একটি প্রক্রিয়ায় কী পরিমাণ আলো রেটিনায় পৌঁছবে, তা নিয়ন্ত্রণ করে চোখের পিউপিল (Pupil)। রাতের আলোয় পিউপিল প্রসারিত হয়, এবং দিনের আলোয় তা অনেকটা সংকুচিত হয়ে যায়। স্নায়ু সংকেতের মাধ্যমে এই সংকোচন-প্রসারণ ক্রিয়াটি পরিচালনা করে আইরিস (Iris)। চোখের রেটিনার কেন্দ্রে রয়েছে একটি ডিম্বাকৃতির হলুদ রঙের এলাকা যা ম্যাকুলা (macula) নামে পরিচিত। মানুষের রেটিনাতে ফটোরিসেপ্টর কোণ (cone) কোষগুলোর অধিকাংশই রেটিনার ম্যাকুলা অঞ্চলে ঘনীভূত। বইপড়া, গাড়ি চালনা ইত্যাদি যেসব কাজে তীক্ষ্ণদৃষ্টির প্রয়োজন, সেসব কাজে ম্যাকুলা ব্যবহৃত হয়। রেটিনার ম্যাকুলা ক্ষতিগ্রস্ত বা ক্ষয়প্রাপ্ত হলে ম্যাকুলা-সম্পর্কিত দৃষ্টি-প্রতিবন্ধকতা দেখা দেয়। এছাড়াও ডায়াবেটিসের কারণে চোখের রেটিনায় দেখা দেয় ডায়াবেটিক রেটিনোপ্যাথি ও ডায়াবেটিক ম্যাকুলার এডিমা (DME)।

রোডোপসিন চোখের রেটিনার রড ফটোরিসেপ্টর কোষের ঝিল্লীবদ্ধ একটি আলোক-সংবেদনশীল ফটোপিগমেন্ট/প্রোটিন,  যা কম আলোতে (স্কটোপিক দৃষ্টি) দৃষ্টির জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। এটি জি-প্রোটিন সংযুক্ত রিসেপ্টর হিসেবে কাজ করে যা আলোকে মস্তিষ্কে প্রেরিত বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তরিত করে, যা আমাদের অন্ধকারে দেখতে দেয় এবং অন্যান্য আলোক-সংবেদনশীল ভূমিকার জন্য জীবাণুতেও পাওয়া যায়। এটি একটি অপসিন প্রোটিন এবং ১১-সিস রেটিনাল (ভিটামিন এ-এর একটি রূপ) দ্বারা গঠিত, আলোর শোষণে রোডোপসিন তার রূপ (১১-সিস-রেটিনাল থেকে অল-ট্রান্স-রেটিনাল) পরিবর্তন করে, সক্রিয় হয়ে অন্তঃকোষীয় সংকেতপ্রেরণ শুরু করে এবং পরবর্তীতে এর পুনরুত্পাদনও করে, যা রডকোষগুলোকে আলোর প্রতি সংবেদনশীলতা পুনরুদ্ধার করতে দেয়। রোডোপসিন জিনের (RHO) ত্রুটি বা মিউটেশন রেটিনাইটিস পিগমেন্টোসা এবং রাতের অন্ধত্বের মতো চোখের রোগের কারণ হতে পারে। দেখুন রেটিনা।

সুপ্রাকায়াজম্যাটিক নিউক্লিয়াস (Suprachiasmatic nucleus, SCN):  সুপ্রাকায়াজম্যাটিক নিউক্লিয়াস হল মস্তিষ্কে হাইপোথ্যালামাসের একটি ছোট অঞ্চল (২০,০০০ নিউরন নিয়ে গঠিত), যা সরাসরি অপটিক কায়াজমার উপরে অবস্থিত। এটি স্তন্যপায়ী প্রাণিদের মধ্যে একটি মূল সির্কাডিয়ান (circadian) পেসমেকার বা মাস্টার জৈবিক ঘড়ি (দেহঘড়ি), যা দেহে নানা বৈশিষ্ট্যের দিবা-রাত্রি (সির্কাডিয়ান)কালীন ছন্দ (circadian rhythm) তৈরি করে (দেখুন বায়োলজিক্যাল ক্লক)। জৈবিক ঘড়ির মাধ্যমে প্রায় ২৪-ঘন্টা চক্রে শরীরের বিভিন্ন ক্রিয়াকলাপ নিয়ন্ত্রণ করে SCN। সুপ্রাকায়াজম্যাটিক নিউক্লিয়াসকে ভেন্ট্রোল্যাটেরাল এবং ডরসোল্যাটেরাল অংশে ভাগ করা যায়, যা যথাক্রমে কোর (core) এবং শেল (shell) নামেও পরিচিত। এই অঞ্চলগুলোতে জৈবিক ঘড়ির মূল জিনগুলো (Clock, Bmal1, ক্রিপ্টোক্রোম [Cry1/2] এবং Period 1/2/3) প্রকাশ পায়। মানবদেহে প্রায় ৩০% প্রোটিন SCN বা জৈবিক ঘড়ির জিন দ্বারা সরাসরি নিয়ন্ত্রিত। রেটিনোহাইপোথ্যালামিক ট্র্যাক্ট (RHT) দ্বারা রেটিনার সাথে SCN সরাসরি সংযুক্ত। রেটিনার গ্যাংলিয়ন কোষ-উদ্ভুত RHT মেলানোপসিন, PACAP (পিটুইটারি অ্যাডিনাইলেট সাইক্লেজ-অ্যাক্টিভেটিং পলিপেপ্টাইড) এবং গ্লুটামেটের মাধ্যমে দৃষ্টিগত তথ্য প্রেরণ করে সুপ্রাকায়াজম্যাটিক নিউক্লিয়াসে।