24 August 2019

News Flash

जीव उपजले वडवानलि अंधारात!

जीवोत्पत्तीपासून उत्क्रान्तियात्रेला सुरुवात झाली, खोल समुद्राच्या उदरात वडवानलाच्या परिसरात आर एन ए या बोधप्रचुर आणि लवचीक रेणूच्या कर्तबगारीने.

| January 31, 2014 01:56 am

जीवोत्पत्तीपासून उत्क्रान्तियात्रेला सुरुवात झाली, खोल समुद्राच्या उदरात
वडवानलाच्या परिसरात आर एन ए या बोधप्रचुर आणि लवचीक रेणूच्या कर्तबगारीने.
विज्ञान एक खुल्लम खुला, सर्वसमावेशक उपक्रम आहे. विज्ञान कोणाचीही अधिकारवाणी मानत नाही. त्याचे दोनच निकष आहेत, वस्तुनिष्ठता आणि तर्कशुद्धता. विज्ञानाला महत्त्वाचे योगदान करायला तुम्ही त्या विषयाचे औपचारिक शिक्षण घेण्याची, पदवी कमावण्याची काहीही आवश्यकता नाही. सुप्रसिद्ध पक्षितज्ज्ञ सलीम अलींनी साधी बी. एस्सी. पदवीसुद्धा कमावली नव्हती, पण प्रयोगशाळेबाहेर पडून प्रचंड काम केले. उलट अनेकदा शिक्षणामुळे डोळ्याला झापडे लागतात, वेगळा विचार करायचे सुचतच नाही. मग कोणी तरी बाहेरचाच त्या विषयात प्रवेश करून नावीन्यपूर्ण, क्रान्तिकारक काम करून दाखवतो. याचे नामी उदाहरण आहे मूळचा हवामानशास्त्रज्ञ असलेला, पण भूविज्ञानाचा कायापालट करून टाकणारा आल्फ्रेड वेगेनर. ५० वर्षांपूर्वीपर्यंत घट्ट समज होता की साडेचार अब्ज वर्षांपूर्वी पृथ्वी साकारली, तेव्हापासून युरेशिया, आफ्रिका, अमेरिका, ऑस्ट्रेलिया, अन्टार्क्टिका खंड आणि हिन्द, अटलान्टिक, पॅसिफिक महासागर जिथे आज आहेत तिथेच ठाकलेले आहेत.
पण वेगेनरनी भूशास्त्राचा पुरावा नव्या नजरेनी पारखत दाखवून दिले की आपली धरती परिवर्तनशील आहे, या चंचलेची कवचे अगदी हळूहळू, पण अथक सरकत असतात. तिच्या पृष्ठभागावरले जुने खंड लयाला जातात, नव-नवे खंड घडत असतात. साऱ्या महासागरांच्या मध्यरेषांवर डोंगररांगा आहेत, आणि त्यांच्या माथ्यांवर लांबलचक तडे गेलेले आहेत. या तडय़ांच्या दोन्ही बाजूंस समुद्राचा तळ सतत सरकत राहतो, असा सरकताना पडणाऱ्या चिरांतून आग ओकली जाते. आपल्या पुराणांत सागराच्या उदरातल्या अग्नीचे वर्णन आहे; आज आपल्याला कळले आहे की खरोखरच असा वडवाग्नि, असा वडवानल अस्तित्वात आहे! इथे खोलातून वर येणाऱ्या लोह-गंधकयुक्त गरमागरम पाण्याची कारंजी उफाळत असतात. इथेच पृथ्वीवरचे, कदाचित् साऱ्या विश्वातले, आदिजीव अवतरले.
आदिजीव अवतरले म्हणजे काय झाले? जीवन अखेर काय आहे? ते आहे एकमेकांशी हातमिळवणी करणाऱ्या शर्करा, न्यूक्लिओटाइड्स, अमायनो आम्ले, फॅटि आम्ले, लिपिड्स, जीवनसत्त्वे, फॉस्फेट अशा निवडक शे-दीडशे प्रकारच्या रेणूंचा एक सहकारी संघ. चेतनसृष्टीची वैशिष्टय़े आहेत सजीवांची नेटकी बांधणी, आणि अशा बांधलेल्या समुच्चयांचे ठीकठाक पुनरुत्पादन, त्यांच्या घटक रेणूंच्या अधिकाधिक प्रती बनवल्या जाणे. तेव्हा जीवसृष्टीची उत्पत्ती म्हणजे आदिम रेणुसंघातील रेणूंच्या अनेक प्रती बनवल्या जाण्याच्या प्रक्रियेने गती घेणे.
जीवांच्या स्थिति-गतीत दोन प्रकारचे रेणू फार महत्त्वाचे आहेत: साऱ्या जडणघडणीची माहिती पुरवणारी, आपल्या आनुवांशिक गुणधर्माचा आधार असलेली, न्यूक्लिओटाइड्सनी बनवलेली डीएन्ए व आरएनए ही न्यूक्लिइक आम्ले, आणि साऱ्या रासायनिक क्रिया-प्रक्रियांना वेग व दिशा देणारी, आपल्या पाचकरसांसारखी अथवा इन्शुलिनसारखी अमायनो आम्लांनी बनलेली प्रोटिन्स.यांचे मूलघटक सहज उपलब्ध आहेत. अवकाशात फिरणाऱ्या उल्कांत सापडले आहेत, तसेच साध्या पाणी, वायूंच्या मिश्रणांपासून विजेची, प्रकाशाची ऊर्जा वापरून प्रयोगशाळेतही बनवता आले आहेत. ते सागरतळावर निसर्गक्रमाने निर्माण होतीलच. पण डीएन्ए आणि प्रोटिन्स स्वतंत्रपणे निर्माण होऊन, एकत्र येऊन, त्यांचे परस्परसंबंध अगदी नेटकेपणे जुळले कसे हे मोठे कोडे होते. कारण डीएन्ए हा साचा आहे, तर प्रोटिन्स ही हत्यारे. आज भूतलावर नांदणाऱ्या सजीवांना साच्याशिवाय हत्यार बनवता येत नाही, आणि हत्याराशिवाय साचा ओतता येत नाही. म्हणून जीवसृष्टीच्या नाटकातले हे दोन आघाडीचे, परस्परपूरक रंगकर्मी आले कसे अन् कुठून हे अगदी अलीकडपर्यंत उलगडत नव्हते.
आता उमगले आहे की आरएन्ए हा डीएन्एचा धाकटा भाऊ एक खासा हरहुन्नरी रेणू आहे. तो साच्याची आणि हत्याराची अशा दोन्ही भूमिका एकटाच बजावू शकतो. जीवसृष्टीच्या नाटकाच्या नांदीला डीएन्ए आणि प्रोटिन्स ही दोन्ही पात्रे जोडीने हवीच असे काही नाही. त्यांच्या जागी आरएन्ए या एकटय़ाच खंबीर नटापासून जीवसृष्टीचे एकपात्री नाटक सुरू झाले. मग यथाक्रमे इतर पात्रांचा प्रवेश झाला. दोनपेडी वेणीच्या आकाराचे डीएन्ए आणि एकपेडी आरएन्ए ही दोन्ही न्यूक्लिइक आम्ले जीवसृष्टीचे बोधभांडार आहेत. जशी मोजकी अक्षरे वापरून ज्ञानेश्वरीपासून या लेखापर्यंतच्या साऱ्या मराठी रचना केलेल्या आहेत, तसेच न्यूक्लिइक आम्लांचे घटक असलेले केवळ चार न्यूक्लिओटाइड रेणू तऱ्हेतऱ्हेने गुंफत विषाणूंपासून वटवृक्षांपर्यंत, दगडफुलांपासून देवमाशांपर्यंत जीवसृष्टीचे अफाट वैविध्य सजवणारी बोधसंपदा साकारलेली आहे. बोधसंचयात डीएन्ए सरस आहे. पण डीएन्एचा रेणू वेगवेगळे आकार घेऊ शकत नाही; म्हणून तो गुंडाळ्या, वेटोळी असणाऱ्या प्रोटिन्सप्रमाणे एन्झाइम्सचे, रासायनिक प्रक्रियांना दिशा आणि वेग देण्याचे काम करू शकत नाही. जरा कमी प्रमाणात असू दे, तरी आरएन्ए माहितीचे भारवाहन करू शकतो. शिवाय या एकपेडी आरएन्एत वेटोळी, गुंडाळ्या निर्माण होऊ शकतात, आणि तऱ्हेतऱ्हेचे आकार घेत तो कमी हातोटीने का होई ना, पण प्रोटिन्सचे काम बजावू शकतो. आरएन्ए एकाच वेळी साचाही आहे, अन् हत्यारही!
डीएन्ए व आरएन्ए ही न्यूक्लिइक आम्ले त्यांच्यावर प्रखर अल्ट्रा-व्हायोलेट प्रकाश पडला तर टिकाव धरू शकत नाहीत. आदिकाली, जेव्हा जीवोत्पत्ती झाली तेव्हा पृथ्वीच्या वातावरणात आजसारखा प्राणवायू नव्हता, आणि प्राणवायूच्या तीन अणूंनी बनलेला ओझोनही नव्हता. अगदी अलीकडेच, ४५ कोटी वर्षांपूर्वी, पृथ्वीच्या वातावरणात प्राणवायूचे प्रमाण वाढल्यावर ओझोनमुळे अल्ट्रा-व्हायोलेट प्रकाश शोषला जाऊ लागला, आणि जीवसृष्टी जमिनीवर पाय रोवू शकली. पण समुद्राचे पाणीही अल्ट्रा-व्हायोलेट प्रकाश शोषते, त्यामुळे अगदी सुरुवातीपासूनच खोल पाण्यात जीवसृष्टी फोफावू शकली. म्हणूनच जीव जिथे समुद्रतळावरच्या चिरांतून वर येणाऱ्या लोह-गंधकयुक्त गरमागरम पाण्यांच्या कारंज्यांच्या परिसरातच उपजले. हा खोलातून उफाळलेला उष्ण रस थंडगार पाण्यात मिसळल्यावर आयर्न सल्फाइड्स खनिजांचे छोटे-मोठे घडे बनतात. या घडय़ांच्या पृष्ठभागावर थापल्या गेलेल्या एका थालीपिठात आपोआपीने बनलेले सेन्द्रिय रेणू एकत्र आले असावे. अर्थातच त्यांची व्यवस्थित जुळवाजुळव करायला ऊर्जेचा स्रोत पाहिजे. आज सारी जीवसृष्टी हिरव्या बॅक्टेरिया- वनस्पतींच्या जीवावर सूर्याची ऊर्जा वापरते. यासाठी लागणारे क्लोरोफिलचे रेणू जीवनारंभी उपलब्ध नव्हते. परंतु वडवानलात ऊर्जेचा एक वेगळाच, अगदी सहज वापरण्याजोगा स्रोत उपल्ब्ध असतो, तो म्हणजे हायड्रोजन सल्फाइडच्या विघटनाची ऊर्जा. आजही समुद्रतळावर अनेक प्राणी ही हायड्रोजन सल्फाइडची ऊर्जा वापरत फोफावले आहेत. याच ऊर्जेच्या आधारावर जीवोत्पत्ती साधली.  
खूप पुरातन काली, तब्बल पावणेचार अब्ज वर्षांपूर्वी, खोल समुद्रात, काळ्याकुट्ट अंधारात, प्राणवायूरहित, मिथेन-अमोनियायुक्त पाण्यात, दरुगधी हायड्रोजन सल्फाइडच्या जोरावर, बहुगुणी आरएनएच्या कर्तबगारीने पृथ्वीवरचे, कदाचित साऱ्या विश्वातले, आदिजीव अवतरले. मग यांच्याच किमयेने प्राणवायूचे प्रमाण वाढले, ओझोन अल्ट्रा व्हायोलेट किरण शोषू लागले, आणि अखेर जीवन जमिनीवर आले, फुलले. आज आपल्यासारख्या प्राण्यांना, अनेक वनस्पतींना, सूक्ष्म जीवांना मिथेन-अमोनिया- हायड्रोजन सल्फाइड विषप्राय आहेत. पण याच्याच जोडीने समुद्रातल्या गाळासारख्या मिथेन-अमोनिया- हायड्रोजन सल्फाइडसंपन्न परिसरांतही जीवन बहरते आहे. खरेच, जीवसृष्टीचा आवाका अफाट आहे, आणि हे सारे कोडे उलगडवणाऱ्या मानवाच्या सृष्टिजिज्ञासेची जबरदस्त झेपही!

First Published on January 31, 2014 1:56 am

Web Title: madhav gadgil articles about environment history of the world