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शुक्राणु प्रतियोगिता तंत्र

精子競爭機制

शुक्राणु प्रतियोगिता(शुक्राणु प्रतियोगिता) एक प्रकार की प्रतियोगिता हैबहुविवाह(बहुपतित्व) पर्यावरण में एक सामान्य जैविक घटना है, जो उस प्रक्रिया को संदर्भित करती है जिसके द्वारा दो या दो से अधिक विभिन्न नरों के शुक्राणु एक ही मादा में एक ही अंडे को निषेचित करने के लिए प्रतिस्पर्धा करते हैं।

यह क्रियाविधि न केवल किसी व्यक्ति की प्रजनन सफलता दर को प्रभावित करती है, बल्कि जननांग आकृति विज्ञान, शुक्राणुओं की संख्या और गुणवत्ता में परिवर्तन जैसे विकासवादी अनुकूलन को भी प्रेरित करती है। यह घटना जंतु जगत में, कीड़ों से लेकर स्तनधारियों तक, देखी जा सकती है, और यहाँ तक कि मानव विकासवादी मनोविज्ञान में भी चर्चाओं तक फैली हुई है। शुक्राणु प्रतिस्पर्धा को समझने से यह समझने में मदद मिलती है कि कुछ प्रजातियों ने जटिल संभोग रणनीतियाँ क्यों विकसित की हैं और प्रजनन चिकित्सा एवं संरक्षण जीव विज्ञान में उनके अनुप्रयोग क्या हैं।

शुक्राणुओं की प्रतिस्पर्धा हर जगह है। शोध से पता चलता है कि...सामाजिक एकविवाहकुछ प्रजातियों में, विवाहेतर संभोग से अभी भी 10-701 TP3T तक संतानें पैदा होती हैं। यह घटना कई आश्चर्यजनक घटनाओं को जन्म देती है।जैविक अनुकूलनशुक्राणुओं की विशेष आकृति विज्ञान से लेकर नरों के जटिल संभोग व्यवहार तक, ये सभी प्रतिस्पर्धात्मक रणनीतियाँ करोड़ों वर्षों के विकास के दौरान बनी हैं।

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शुक्राणु प्रतियोगिता तंत्र

परिभाषाएँ और बुनियादी अवधारणाएँ

परिभाषा

शुक्राणु प्रतियोगिता को उस प्रक्रिया के रूप में परिभाषित किया जाता है जिसमें शुक्राणु मादा प्रजनन पथ में निषेचन के अवसरों के लिए प्रतिस्पर्धा करते हैं जब मादा प्रजनन चक्र के दौरान दो या अधिक नरों के साथ संभोग करती है। यह प्रतिस्पर्धा मादा के एकाधिक संभोग की पूर्वकल्पना करती है, जिसके परिणामस्वरूप शुक्राणुओं का स्थानिक और लौकिक अतिव्यापन होता है। यह केवल एक यादृच्छिक घटना नहीं है, बल्कि इसमें अपने शुक्राणुओं का अधिकतम लाभ उठाने के लिए नर रणनीतियाँ भी शामिल होती हैं।

शुक्राणु प्रतियोगिता को "निष्क्रिय" और "सक्रिय" रूपों में विभाजित किया जा सकता है: निष्क्रिय शुक्राणु की मात्रा या गुणवत्ता में लाभ को दर्शाता है, जबकि सक्रिय शुक्राणु में प्रतिद्वंद्वी शुक्राणु को हटाना या रोकना शामिल है। वैज्ञानिकों का अनुमान है कि बहुपत्नी प्रजातियों में, यह तंत्र निषेचन की सफलता दर को 90% तक निर्धारित कर सकता है।

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बुनियादी अवधारणाओं

  • आवश्यक शर्तेंमादाएं कम से कम दो नरों के साथ संभोग करती हैं, तथा उनके शुक्राणुओं का जीवनकाल एक दूसरे से ओवरलैप होता है।
  • प्रतियोगिता का स्तरइसमें पूर्व-स्खलन (जैसे प्रेमालाप प्रतियोगिता) और पश्चात-स्खलन (जैसे प्रजनन पथ के भीतर शुक्राणु की परस्पर क्रिया) शामिल हैं।
  • यौन संघर्षपुरुषों की रणनीतियाँ महिलाओं के स्वास्थ्य को नुकसान पहुंचा सकती हैं, जिसके कारण महिलाएं चुनिंदा शुक्राणु भंडारण जैसे प्रतिउपाय विकसित कर लेती हैं।

यह अवधारणा इस बात पर बल देती है कि शुक्राणु प्रतिस्पर्धा न केवल पुरुषों के बीच एक विस्तार है, बल्कि इसका उपयोग महिलाओं द्वारा श्रेष्ठ जीन के चयन के लिए एक उपकरण के रूप में भी किया जा सकता है।

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ऐतिहासिक विकास और समयरेखा

शुक्राणु प्रतियोगिता सिद्धांत का विकास 20वीं सदी के मध्य में देखा जा सकता है, जो विकासवादी जीव विज्ञान के उदय के साथ परिपक्व हुआ। नीचे दी गई तालिका प्रमुख समयावधियों और घटनाओं को प्रस्तुत करती है, जो अवधारणा से लेकर अनुभवजन्य अनुसंधान तक के विकास को दर्शाती है।

समय सीमावर्ष सीमाप्रमुख घटनाएँ और योगदानप्रमुख अन्वेषक/खोजेंप्रभाव
उत्पत्ति काल1940-1960 के दशकबहुविवाह का प्रारंभिक अवलोकन; शुक्राणु प्रतियोगिता की प्रारंभिक अवधारणा।प्रारंभिक जीवविज्ञानी जैसे रॉबर्ट ट्रिवर्स (पैतृक निवेश सिद्धांत)।आधारभूत विकासवादी ढांचा शुक्राणु प्रतिस्पर्धा को माता-पिता के निवेश से जोड़ता है।
सिद्धांत स्थापना काल1970 के दशकपार्कर ने शुक्राणु प्रतिस्पर्धा सिद्धांत का प्रस्ताव रखा, जिसमें स्खलन के बाद प्रतिस्पर्धा पर जोर दिया गया।जेफ्री पार्कर (1970)यह पहली व्यवस्थित परिभाषा है जो मात्रात्मक मॉडलों पर अनुसंधान की शुरुआत करती है।
अनुभवजन्य विस्तार अवधि1980 के दशक में 1990 के दशकपशु प्रयोगों ने तंत्र की पुष्टि की है, जैसे शुक्राणु निष्कासन और वृषण आकार के बीच संबंध।पार्कर और उनकी टीम; बर्कहेड (1998)डेटा प्रस्तुत करें, जैसे वृषण आकार और प्रतिस्पर्धी तीव्रता के बीच सकारात्मक सहसंबंध।
आणविक और मानव अनुप्रयोग अवधि2000-2010 के दशकतंत्रिका विज्ञान और आनुवंशिक अनुसंधान; मानव शुक्राणु प्रतियोगिता परिकल्पना का प्रस्ताव।गैलप एट अल. (2003); सिमंस (2001)मानव जननांग आकृति विज्ञान को जोड़ते हुए; एफएमआरआई शुक्राणु की गुणवत्ता का अध्ययन करता है।
समकालीन एकीकरण काल2020 के दशकक्रॉस-प्रजाति तुलना के साथ एआई सिमुलेशन को एकीकृत करना; COVID-19 के बाद प्रजनन स्वास्थ्य पर चर्चा।बहु - विषयक टोलीइसका उपयोग जलवायु परिवर्तन के प्रभावों की भविष्यवाणी करने के लिए संरक्षण और चिकित्सा में किया जाता है।

यह समयरेखा दर्शाती है कि शुक्राणु प्रतिस्पर्धा 1970 के दशक के सैद्धांतिक ढाँचे से लेकर 2000 के दशक के आणविक प्रमाणों तक तेज़ी से बढ़ी है। पार्कर के 1970 के शोधपत्र ने एक महत्वपूर्ण मोड़ दिया, जिसमें रैफ़ल सिद्धांत पर ज़ोर दिया गया, जिसके अनुसार शुक्राणुओं की संख्या जितनी ज़्यादा होगी, निषेचन की संभावना उतनी ही ज़्यादा होगी।

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तंत्र स्पष्टीकरण

शुक्राणु प्रतिस्पर्धा तंत्र को रक्षात्मक और आक्रामक अनुकूलनों के साथ-साथ मादा चयन के प्रभाव में भी विभाजित किया गया है।

रक्षात्मक तंत्र

प्रतिद्वंद्वी को संभोग या प्रवेश करने से रोकने के लिए डिज़ाइन किया गया:

  • साथी-रक्षकनर मादाओं पर नज़र रखते हैं और दूसरे नरों को उनके पास आने से रोकते हैं। उदाहरण: मछली *नियोलमप्रोलोगस पल्चर* में, नर मादाओं की रक्षा करते हैं ताकि बाहरी नर मादाओं को संभोग करने से रोका जा सके।
  • मैथुन संबंधी प्लगसंभोग के बाद अगले शुक्राणुओं को रोकने के लिए एक भौतिक अवरोध लगाना। कीटों, सरीसृपों और स्तनधारियों, जैसे भौंरों में आमतौर पर देखा जाता है, जिसमें मादाओं के दोबारा संभोग करने की संभावना को कम करने के लिए लिनोलिक एसिड युक्त प्लग का उपयोग किया जाता है।
  • वीर्य में विषाक्त पदार्थड्रोसोफिला मेलानोगास्टर सहायक ग्रंथि प्रोटीन (एसीपी) जारी करता है जो मादाओं को संभोग करने से रोकता है और अंडोत्सर्ग को उत्तेजित करता है।
  • शुक्राणु विभाजननर शुक्राणु उत्पादन को नियंत्रित करते हैं और इसे कई मादाओं के लिए सुरक्षित रखते हैं। नीले सिर वाली तोता मछली (थैलासोमा बिफासिआटम) में शुक्राणु कक्ष होते हैं जो शुक्राणुओं के उत्सर्जन को नियंत्रित करते हैं।
  • लंबे समय तक संभोगकीटों में, इससे प्रजनन का समय बढ़ जाता है, जिससे मादाएं दूसरा साथी नहीं ढूंढ पातीं।
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आक्रामक तंत्र

प्रतिद्वंद्वी के शुक्राणु को हटाने या नष्ट करने के लिए डिज़ाइन किया गया:

  • शुक्राणु का भौतिक निष्कासन: पिछले शुक्राणु को निकालने के लिए जननांगों का उपयोग करना, जैसे कि बीटल कैरबस इंसुलिकोला जिसे हुक जैसी संरचना के साथ निकाला जाता है।
  • वीर्य विषाक्त पदार्थफल मक्खी के वीर्य में ऐसे एंजाइम होते हैं जो शुक्राणुओं को नष्ट कर देते हैं, हालांकि कुछ अध्ययनों से पता चलता है कि इसका सुरक्षात्मक प्रभाव भी हो सकता है।
  • अंतिम पुरुष वरीयताअंतिम संभोग के दौरान नर की निषेचन दर उच्च होती है, जैसा कि ड्रायोमाइजा एनिलिस जैसी मक्खियों द्वारा प्राप्त संचयी लाभ में देखा जा सकता है।

महिला चयन तंत्र

मादाएं सक्रिय रूप से उच्च-गुणवत्ता वाले शुक्राणुओं का चयन कर सकती हैं, जैसे कि प्रजनन पथ की संरचनाओं के माध्यम से विशिष्ट शुक्राणुओं को संग्रहीत या निष्कासित करना। उदाहरण के लिए, मकड़ी *नेफिला फेनेस्ट्रेट* में, मादाएं खंडित प्रजनन अंगों को प्लग के रूप में उपयोग करती हैं।

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प्रजातियों के उदाहरण और डेटा प्रदर्शन

उदाहरण

  • कीड़ाफल मक्खियां विषैले वीर्य का उपयोग करती हैं; काले पंखों वाली डैमसेल्फ्लीज अपने लिंग का उपयोग अपने विरोधियों के शुक्राणुओं को दूर करने के लिए करती हैं, तथा उनके शुक्राणुओं को दूर करने की दर 90-100% होती है।
  • मछलीसिक्लिड्स अधिक और तीव्र गति से शुक्राणु उत्पन्न करने के लिए विकसित हुए हैं; नीले सिर वाली तोता मछली शुक्राणु वितरित करती है।
  • स्तनधारियोंहाथी और सील हिंसक प्रतिस्पर्धा के माध्यम से अपनी रक्षा करते हैं; पीली गिलहरियों में बड़े अंडकोष के कारण प्रजनन सफलता दर अधिक होती है।
  • पक्षियोंवार्बलर पिछले शुक्राणु को चोंच मारकर नष्ट कर देता है।
  • इंसानों2003 के एक अध्ययन के अनुसार, लिंग की कोरोनल रिज प्रतिद्वंद्वी से वीर्य निकाल सकती है।
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विभिन्न प्रजातियों में शुक्राणु विशेषज्ञता की तुलना

प्रजातियाँशुक्राणु की विशेषताएंप्रतिस्पर्धात्मक लाभ
फल मक्खियाँविशाल शुक्राणु (लंबाई 6 सेमी तक)महिला प्रजनन पथ को शारीरिक रूप से अवरुद्ध करना
चूहाहुक के आकार का सिरशुक्राणु समूह बनते हैं और एक साथ तैरते हैं।
इंसानोंशुक्राणु दो प्रकार के होते हैं: सामान्य और अवरुद्ध।शुक्राणुओं को अवरुद्ध करने से प्रतियोगियों को बाधा होती है
बत्तखसर्पिल सिरसर्पिल प्रजनन पथ के लिए अनुकूलन

डेटा और चार्ट

निम्नलिखित तालिका मुख्य डेटा का सारांश प्रस्तुत करती है।

प्रजाति/तंत्रप्रतियोगिता तीव्रता सूचकांक (शरीर के वजन के सापेक्ष वृषण का आकार 1TP 3T)शुक्राणु निष्कासन दर (%)अंतिम पुरुष प्रभुत्व दर (%)उत्पत्ति का वर्ष
चिम्पांजी (अत्यधिक प्रतिस्पर्धी)0.27लागू नहीं80-901990 के दशक
गोरिल्ला (कम प्रतिस्पर्धा)0.02लागू नहीं<501990 के दशक
फल मक्खियाँलागू नहीं50-70701970 के दशक
काले पंखों वाली डैमसेल्फ़्लीलागू नहीं90-100उच्च1980 के दशक
पीली गिलहरी15-20% जोड़ेंलागू नहींलागू नहीं-2000

वृषण आकार और संभोग प्रणाली के बीच संबंध

संभोग प्रणालीप्रतिनिधि प्रजातियाँवृषण वजन/शरीर का वजनशुक्राणु उत्पादन
एक ही बार विवाह करने की प्रथागोरिल्ला0.02%कम
बहुपतित्वचिंपांज़ी0.30%उच्च
बहुविवाहचिम्पांजी0.05%मध्यम

X-अक्ष: प्रतिस्पर्धा की तीव्रता (कम-ज़्यादा); Y-अक्ष: वृषण आकार का अनुपात। ऊपर की ओर झुकी हुई रेखा एक सकारात्मक सहसंबंध दर्शाती है, जैसे कि प्राइमेट्स में गोरिल्ला से चिम्पांज़ी तक वृषण आकार में दस गुना वृद्धि।

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(मानव शुक्राणु संरचना का एक आरेख, प्रतिस्पर्धा में रूपात्मक अनुकूलन को दर्शाता है।)


विकासवादी महत्व और कारण

विकासवादी महत्व

शुक्राणु प्रतियोगिता प्रजनन तंत्र के विकास को गति प्रदान करती है, जैसे कि शिश्न आकृति विज्ञान का विविधीकरण (मानव कोरोनल क्रेस्ट परिकल्पना) और शुक्राणु सहयोग (लकड़ी के चूहे की शुक्राणु श्रृंखला, जो तैरने की गति बढ़ाती है)। वृषण का आकार प्रतिस्पर्धा की तीव्रता के साथ सकारात्मक रूप से सहसंबद्ध होता है: अत्यधिक प्रतिस्पर्धी प्रजातियों में अधिक शुक्राणु उत्पन्न करने के लिए बड़े वृषण होते हैं।

कारण

  • विकासवादी दबावबहुविवाह से आनुवंशिक विविधता बढ़ती है, लेकिन यह पुरुष निवेश रणनीतियों को भी बढ़ावा देता है।
  • शारीरिक आधारशुक्राणु गणना मॉडल (रैफल): मात्रात्मक लाभ परिणाम निर्धारित करता है।
  • वातावरणीय कारकउच्च घनत्व वाली आबादी प्रतिस्पर्धा को बढ़ाती है।

यह तंत्र यौन द्विरूपता और प्रजनन के बीच संघर्ष की व्याख्या करता है।

शुक्राणु प्रतिस्पर्धा तंत्र प्रजनन विकास की जटिलता को उजागर करते हैं, रक्षात्मक एम्बोलिज्म से लेकर आक्रामक निष्कासन तक, ये सभी अनुकूलन जीन प्रसार को अधिकतम करने के उद्देश्य से हैं। ऐतिहासिक समयरेखाओं और आँकड़ों के माध्यम से, हम 1970 के दशक के सिद्धांत से लेकर समकालीन अनुप्रयोगों तक इसके विकास को देख सकते हैं। भविष्य के शोध जीनोमिक्स को मानव अनुप्रयोगों, जैसे बांझपन के उपचार, का पता लगाने के लिए एकीकृत कर सकते हैं। शुक्राणु प्रतिस्पर्धा विकासवादी जीव विज्ञान में एक अत्यधिक व्याख्यात्मक सैद्धांतिक ढाँचा है, जो सूक्ष्म शुक्राणु संरचना से लेकर स्थूल सामाजिक व्यवहार तक, जैव विविधता को आकार देने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

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मानव शुक्राणु प्रतियोगिता

मनुष्यों में, शुक्राणु प्रतिस्पर्धा की विरासत हमारे प्रजनन जीव विज्ञान, यौन मनोविज्ञान और सामाजिक संबंधों को प्रभावित करती रहती है।

शारीरिक अनुकूलन

मानव नर शुक्राणु प्रतिस्पर्धा के लिए कई शारीरिक अनुकूलन प्रदर्शित करते हैं:

वृषण का आकारवे प्राइमेट जो एकपत्नीत्व और बहुपत्नीत्व के बीच आते हैं।
शुक्राणु उत्पादनप्रतिदिन लगभग 100-200 मिलियन शुक्राणु उत्पन्न होते हैं, जो मध्यम स्तर की प्रतिस्पर्धा को दर्शाता है।
वीर्य संरचनाइसमें ऐसे रसायन होते हैं जो अन्य शुक्राणुओं को प्रभावित कर सकते हैं।

व्यवहार अनुकूलन

मानव यौन व्यवहार में प्रतिस्पर्धा के संकेत:

यौन संभोग की आवृत्ति: प्रजनन आवश्यकता से अधिक, प्रतिस्पर्धी कार्य हो सकता है।
स्खलन मात्रा समायोजनसाथी से दूरी जितनी अधिक होगी, स्खलन की मात्रा उतनी ही अधिक होगी।
यौन उत्तेजना का स्तरप्रतिस्पर्धी स्थितियों की कल्पना करने पर यौन उत्तेजना बढ़ जाती है।

मनोवैज्ञानिक साक्ष्य

यौन मनोवैज्ञानिक अनुकूलन

शुक्राणु प्रतिस्पर्धा सिद्धांत द्वारा भविष्यवाणी की गई कामुकता के मनोवैज्ञानिक तंत्र:

यौन उत्तेजना पैटर्नपुरुषों में अपने साथी की बेवफाई की कल्पना के प्रति जटिल प्रतिक्रियाएं होती हैं।
ईर्ष्या मतभेदपुरुष यौन बेवफाई के बारे में अधिक चिंतित रहते हैं, जबकि महिलाएं भावनात्मक बेवफाई के बारे में अधिक चिंतित रहती हैं।
यौन फंतासी सामग्रीइसमें प्रायः शुक्राणु प्रतिस्पर्धा के तत्व शामिल होते हैं।


साथी चयन और संरक्षक

मानव नरों ने साथी की सुरक्षा के लिए कई प्रकार की रणनीतियाँ विकसित की हैं:

प्रत्यक्ष गार्ड: साथी की अन्य पुरुषों के साथ बातचीत पर नज़र रखना और उसे प्रतिबंधित करना
भावनात्मक हेरफेरप्रेम और प्रतिबद्धता के माध्यम से रिश्तों के बंधन को मजबूत करना
संसाधन प्रदर्शनपालन-पोषण कौशल का प्रदर्शन करने से साथी के प्रति वफादारी बढ़ती है।

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शुक्राणु प्रतियोगिता का समय आयाम

विकासवादी समय-सीमा

शुक्राणु प्रतियोगिता का विकास एक लंबी प्रक्रिया है जिसका पता प्रारंभिक लैंगिक प्रजनन करने वाले जीवों से लगाया जा सकता है। प्राइमेट्स में, वृषण के आकार और शरीर के आकार का अनुपात संभोग प्रणाली के विकास से निकटता से जुड़ा हुआ है।

प्राइमेट शुक्राणु प्रतियोगिता विकास की समयरेखा

समयविकासवादी घटनाएँप्रतिस्पर्धी विशेषताओं का विकास
60 मिलियन वर्ष पूर्वसबसे प्रारंभिक प्राइमेटबुनियादी प्रजनन विशेषताएँ
30 मिलियन वर्ष पूर्वपुरानी दुनिया के बंदरवृषण के आकार में अंतर दिखाई देने लगता है
15 मिलियन वर्ष पूर्वहोमिनॉइड विभेदनमध्यम वृषण आकार
5 मिलियन वर्ष पूर्वमानव नस्लीय भेदभावमानव-विशिष्ट विशेषताओं का निर्माण

व्यक्तिगत जीवन चक्र

शुक्राणु प्रतिस्पर्धात्मकता व्यक्ति के जीवन चक्र के दौरान बदलती रहती है:

तरुणाईप्रतिस्पर्धी क्षमताएं विकसित होने लगती हैं
किशोरावस्थाप्रतिस्पर्धा के चरम काल में शुक्राणुओं की गुणवत्ता और मात्रा सर्वोत्तम होती है।
मध्यम आयुधीरे-धीरे कम हो रहा है, लेकिन रणनीतिक व्यवहार मुआवजा
पृौढ अबस्थाप्रतिस्पर्धी क्षमता में उल्लेखनीय कमी

तत्काल प्रतिक्रिया तंत्र

प्रतिस्पर्धी खतरों के सामने शुक्राणु समायोजन:

अल्पकालिक समायोजनशुक्राणु आवंटन को मिनटों से घंटों तक समायोजित करना
मध्यावधि अनुकूलनकुछ ही दिनों में शुक्राणु उत्पादन को समायोजित करना
दीर्घकालिक अनुकूलनमहीनों से लेकर वर्षों तक अत्यधिक प्रतिस्पर्धी वातावरण में लगातार रहने से शारीरिक परिवर्तन होते हैं।

शुक्राणु प्रतिस्पर्धा को समझना न केवल वैज्ञानिक रूप से मूल्यवान है, बल्कि मानव स्वभाव की अधिक व्यापक समझ हासिल करने में भी हमारी मदद करता है। यह हमें अपनी जैविक विरासत का सम्मान करने और तर्क व संस्कृति का उपयोग करके अधिक सामंजस्यपूर्ण संबंध और सामाजिक व्यवस्थाएँ बनाने में सक्षम बनाता है। जैसा कि प्रसिद्ध विकासवादी जीवविज्ञानी जेफ्री पार्कर ने कहा था, "शुक्राणु प्रतिस्पर्धा एक छिपी हुई दुनिया को उजागर करती है जहाँ सूक्ष्म अंतरकोशिकीय प्रतिस्पर्धा उस स्थूल दुनिया को आकार देती है जिसे हम देखते हैं।" भविष्य के शोध शुक्राणु प्रतिस्पर्धा के रहस्यों को उजागर करते रहेंगे, जिससे जीवन और मानव स्वभाव के विकास के बारे में और अधिक जानकारी मिलेगी। इस क्षेत्र में विकास हमें यह भी याद दिलाता है कि मनुष्य जैविक विकास की उपज और संस्कृति के निर्माता दोनों हैं, जिनमें अपनी जैविक आनुवंशिकता को समझते हुए केवल प्रजनन संबंधी प्रवृत्ति से आगे बढ़ने की क्षमता है।

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