भाग ४ — जीनोममध्ये जतन झालेली जीवनाची कहाणी
Part 4 — The Story of Life Preserved in the Genome
या रायबो जिवांना एक मोठी अडचण होती. ती म्हणजे आरएनए हा एक अत्यंत अस्थायी रेणू आहे, जो काही तासांमध्येच निखळून जाऊन लयास जातो.
जर हे जीव कधी उष्णतेच्या संपर्कात आले किंवा त्यांची वाढ होऊन फार मोठे झाले, तर त्यांना त्यांच्या जनुकातील संदेशाच्या वेगाने होणाऱ्या नाशाला (जनुकशास्त्रज्ञांच्या भाषेत 'प्रमाद व आपत्ती') तोंड द्यावे लागले असते.
पुन्हा पुन्हा प्रयत्न करीत, चुका दुरुस्त करीत, चाचणी व अनुभव पद्धतीने (प्रयत्न प्रमाद पद्धती) त्यातल्या एक आरएनए जिवाने एका बळकट स्वरूपाच्या आरएनएची नवनिर्मिती केली, ज्याला डीएनए म्हणता येईल.
तसेच त्याने प्रोटो रायबोसोम हे यंत्र अंतर्भूत असलेली एक यंत्रणा निर्माण केली, जी या डीएनएपासून आरएनएच्या प्रती तयार करू शकत होती.
या यंत्रणेला जलद गतीने काम करावे लागणार होते. तसेच तिला अत्यंत काटेकोरपणे व अचूकतेने कार्य करणे आवश्यक होते.
एका वेळी तीन अक्षरे एकत्रित जोडून (त्रिकूट, ट्रिपलेट कोड) जनुकीय प्रती करण्याने हे साध्य करणे शक्य होते.
प्रोटो रायबोसोमला हे त्रिकूट सुलभ रीतीने सापडावे म्हणून यातील प्रत्येक त्रिकुटाला एक विशिष्ट लेबल 'चिट्ठी' लावण्यात आली. ही रासायनिक चिठ्ठी म्हणजे विशिष्ट अमिनो आम्लाचा रेणू मणी होत.
खूप नंतर या ओळख चिठ्ठ्यांचे मणी एका विशिष्ट अनुक्रमाने एकत्रित जुळून, विशिष्ट प्रथिनांच्या माळा तयार झाल्या.
हा तीन अक्षरांचा शब्द प्रथिनांसाठीचा एक प्रकारचा संकेत बनला, आणि म्हणूनच आज प्रथिनांच्या संश्लेषण पाककृतीमध्ये जनुकीय संकेत हा तीन अक्षरांचा शब्द आहे. प्रत्येक शब्द अमिनो आम्लामधील एकासाठी उच्चारला जातो.
यातूनच जास्त सफाईदार व अत्याधुनिक असा जीव तयार झाला. हा सजीव त्याची जनुकीय पाककृती डीएनएमध्ये साठवतो.
त्याचे कार्ययंत्र प्रथिनांमध्ये असते आणि तो डीएनए व प्रथिनामधले अवकाश (अंतर) जोडण्यासाठी आरएनएच्या सेतूचा उपयोग करतो.
आपल्या शेवटच्या वैश्विक सामाईक पूर्वजास लुका (LUCA) म्हणून संबोधले जाते. ती एका जिवाणूसारखी दिसत असावी.
जमिनीखाली व समुद्राच्या तळाशी असलेले खडक हे लाखो रासायनिक इंधन वापरणाऱ्या जिवाणूंनी संपृक्त झाले आहेत, हे स्पष्ट झाल्यामुळे लुका खोल भूगर्भामध्ये तप्त अशा अग्निज खडकांच्या भेगांखाली वसत असावी असे मानले जाते.
येथे सल्फर, लोह, हायड्रोजन व कार्बन यांवर तिचे पोषण होत होते.
आजचे भूपृष्ठावरील जीवन म्हणजे वरवरचा देखावा आहे. खोलवर उष्णतेवर जगणाऱ्या उष्णतास्नेही अशा तापरागी (थर्मोफिलिक) जिवाणूंमध्ये जैवगोलात असलेल्या कार्बनपेक्षा जवळजवळ दहापट जास्त कार्बन असतो.
हे जिवाणू आपण ज्याला नैसर्गिक वायू म्हणतो त्याचे उत्पादन करीत असावेत.
मात्र आरंभीच्या जीवनाचे स्वरूप ओळखण्याच्या प्रयत्नांमध्ये एक संकल्पनात्मक अडचण आहे.
आज आपल्या जीवनदात्यांव्यतिरिक्त दुसरीकडून जनुक संपादित होणे, कुठल्याही प्राणिमात्रात संभवत नाही. परंतु यापूर्वी नेहमीच असे होत आले असेल, अशी शक्यता नाही.
आजही केवळ एक जिवाणू दुसऱ्याला गिळंकृत करून त्याची जनुके आपलीशी करू शकतो. कधीतरी ही एक पद्धत असेलही. त्या वेळी जनुकांची चोरी होत असावी!
खूप वर्षांपूर्वी भूतकाळामध्ये गुणसूत्रे ही छोट्या आकारांची व संख्येने भरपूर असावीत. त्यामध्ये केवळ एकच जनुक असे असावे, जे सहजपणे हरवले वा गवसले जाऊ शकत होते.
कार्ल वोएज निदर्शनास आणून देतो की, जर असे असले तर सजीव अजून (त्यावेळेस) एक टिकाऊ स्वतंत्र अस्तित्व असणारी वस्तू नव्हती. तर तो जनुकाचा एक तात्पुरता चमू होता आणि म्हणूनच आपल्यामध्ये आज असलेली जनुके ही प्राणिमात्रांच्या अनेकविध जाती-प्रजातीपासून आलेली असणार.
आणि म्हणूनच त्यांचे वेगवेगळ्या वंशावळीमध्ये विभाजन करण्याचा प्रयत्न करणे निरर्थक ठरेल.
आपण एकाच अशा पूर्वज लुकापासून उत्क्रांतीत झालेले नसून जनुकीय प्राणिमात्रांच्या संपूर्ण समूहापासून उदित होत आलेलो आहोत.
वोएज म्हणतो त्याप्रमाणे, जीवनाला, सजीवाला वंशावळीचा इतिहास नसून भौतिक इतिहास आहे.
तुम्ही एक आनंददायी, एकात्मिक आणि समुदायवादिक तत्त्वज्ञानाचा एक भाग म्हणून पुढील निष्कर्षाकडे पाहू शकता.
तो असा की आपण सर्व एका व्यक्तिविशिष्ट व्यष्टीजातीचे वंशज नसून एका समूहापासून आपली निर्मिती झाली आहे.
किंवा तुम्ही या निष्कर्षाकडे एक आत्मकेंद्री जनुकाच्या सिद्धांताचा पुरावा म्हणून पाहू शकता.
त्या काळात आणि आजही बऱ्याच प्रमाणात जनुकांमध्ये युद्धे झाली आहेत. प्राण्यांना तात्पुरते रथ म्हणून वापरून आणि केवळ थोड्या काळासाठी हातमिळवणी करून, एक आघाडी बनवून!
त्या काळात जरी भरपूर लुका होत्या असे गृहीत धरले, तरी आपण त्या कुठे राहत असाव्यात व जगण्यासाठी काय करत असाव्यात, याबद्दल अनुमान बांधू शकतो.
इथेच तापरागी जिवाणूंबद्दलचा प्रश्न निर्माण होतो.
याचे उत्तर मिळवणाऱ्या न्यूझीलंडच्या तीन व्यक्तींनी १९९८मध्ये प्रसिद्ध केलेल्या प्रतिभासंपन्न कार्यास धन्यवाद द्यावे लागतील.
त्यामुळे आपण जवळजवळ सर्व पाठ्यपुस्तकांत दाखवीत आलेल्या जीवन वृक्षाकडे वरून खाली बघू शकतो.
काही पुस्तकांमध्ये आदि जिवाचे वर्णन 'ते जिवाणूसम गोलाकार, वर्तुळाकार व गुणसूत्राची एकच प्रत असलेल्या साध्या पेशी होते' असे केले जाते.
त्या पुस्तकांतून 'जेव्हा जिवाणूंचे गट एकत्रित येऊन जटिल पेशी झाल्या तेव्हा इतर सर्व सजीव अस्तित्वात आले' असे लिहिले जाते.
याच्या अगदी उलट घडले असण्याची शक्यता आहे.
अगदी पहिले आधुनिक सजीव हे काही जिवाणूसारखे नसावेत. ते उष्ण झऱ्यांमध्ये वा सागराच्या ज्वालामुखीच्या बाहेरील मार्गांमध्ये राहत नसावेत.
ते जास्त करून प्रजीव संघासारखे (प्रोटोझुआ) होते; ज्यामध्ये जनुकीय संचय 'जीनोम' हा वर्तुळाकार गुणसूत्र नसून अनेक छोट्या, सरळ तुकड्यांमध्ये विभाजित झाला होता.
प्रत्येक जनुकाच्या अक्षरमांडणीच्या चुकांच्या दुरुस्तीला मदत करण्यासाठी ते बहुगुणित (पोलीप्लाइड अतिरिक्त प्रती) होते.
शिवाय त्यांना थंड हवा आवडत होती.
पेट्रीक फोटररने फार पूर्वी सांगितल्याप्रमाणे जिवाणूंचे आगमन फार नंतर झाले असावे; डीएनए-प्रथिन यांच्या जगाच्या फार नंतर!
हे जिवाणू लुकाचे उच्च कोटीचे वैशिष्ट्यपूर्ण पण साधे वारसदार होते.
आरएनए जगाची उपकरणे (विशेषतः उष्ण जागेमध्ये जिवाणूंना सक्षम करणारी) हळूहळू सोडून देणे, ही या जिवाणूंनी साध्य केलेली क्लृप्ती होती.
आपण मात्र लुकाची प्राथमिक रेणवीय वैशिष्ट्ये आपल्या पेशींमध्ये जपून ठेवली आहेत.
या अर्थाने जिवाणू आपल्यापेक्षा बरेच विकसित झाले आहेत, असे म्हणावे लागेल.
या विचित्र कथेला रेणवीय जिवाच्या अस्तित्वाचा आधार आहे. हे रेणवीय जीवाश्म म्हणजे आपल्या पेशींच्या केंद्रकामध्ये अधांतरी तरंगणारे आरएनएचे छोटे तुकडे!
स्वतःला जनुकापासून तोडून हे तुकडे अनेक प्रकारचे आरएनए (मार्गदर्शक, वाल्ट, छोटा केंद्रक, छोटे केंद्रकांग) व स्वविभाजन करणारे इनट्रान्स तयार करणे यासारखी अनावश्यक कार्ये करतात.
जिवाणूंकडे यातील काहीच नाही आणि आपण या तुकड्यांना शोधले, असे म्हणण्यापेक्षा जिवाणूंनी त्यांना टाकून दिले असावे.
उष्ण झरे वा जमिनीखालचा खडक जेथे तापमान १७० सेल्सिअस असते, अशा उष्ण ठिकाणी जेव्हा जिवाणूंनी वस्ती केली तेव्हा त्यांनी जुन्या आरएनएचा त्याग केला.
उष्णतेमुळे होणाऱ्या चुकांचे प्रमाण किमान पातळीवर येण्यासाठी जिवाणूंनी ही यंत्रणा सोपी करण्याची किंमत मोजली असे म्हणता येईल.
आरएनएचा त्याग केल्यानंतर जिवाणूंना त्यांची नवीन सुव्यवस्थित यंत्रणा गवसली.
या यंत्रणेने त्यांना पुनरुत्पादनाचा वेग लाभदायक ठरणाऱ्या परोपजीवी आणि अपमार्जित (स्कावेनजिंग) सारख्या खाचांमध्ये स्पर्धायोग्य बनविले.
आपण काही पुरातन आरएनए जपले आहेत. हे आरएनए म्हणजे आपल्या जागी पोहोचलेल्या यंत्राचे पूर्णपणे न टाकून दिलेले अवशेष!
जिवाणूंच्या प्रच्छन्न स्पर्धात्मक जगाप्रमाणे आपल्याला (म्हणजे सर्व प्राणी, वनस्पती, कवक) कधी तितक्या जोरकस व दांडग्या स्पर्धेच्या दबावाला तोंड द्यावे लागले नाही.
आणि म्हणूनच की काय, आपल्याला जिवाणूसारखे चपळ व साधे राहण्याची गरज निर्माण झाली नसावी. आपण जनुके वापरणाऱ्या सुव्यवस्थित यंत्रापेक्षा जास्तीत जास्त जनुके असणाऱ्या क्लिष्टतेला प्राधान्य दिले.
प्रत्येक सजीवात जनुकीय संकेतचा तीन अक्षरी शब्द एकसारखाच असतो.
GCA म्हणजे अरजीनीन हे अमिनो आम्ल, तर GCG म्हणजे अलनीन; मग तो सजीव वटवाघूळ असो वा भुंगा वा बीच वृक्ष किंवा जिवाणू!
अटलांटिक सागरातील हजारो फूट खाली असलेल्या सल्फरच्या झऱ्यातील उकळत्या तापमानामधल्या आर्च जिवाणूंमध्ये व सूक्ष्म कॅप्सूलमधल्या कुटिल विषाणूंमध्ये सारखेच जनुकीय संकेत असतात.
त्यामध्ये वेगळेपणा नसतो.
जगामध्ये कुठल्याही ठिकाणी, कुठलाही प्राणी, कुठलीही वनस्पती, कवके वा कीटक असोत, सर्व सजीव एकसारखाच संकेत शब्दकोश वापरतात.
त्यांना समान जनुकीय संकेत माहीत असतो. सर्व जीवांत एकत्व, समरूपता आहे.
जनुकीय संकेतामध्ये अगदीच थोडे स्थानिक विकृती-विचलन होते. हे बहुतांशी काही अनाकलनीय कारणाने लोमेश (Ciliated) प्रजीवामध्ये दिसतात.
मात्र सर्व प्राण्यांमध्ये ते समान असतात.
आपण सर्व जण नेमकेपणाने एकसमान जैविक भाषा वापरतो.
आदि जीव जन्मला तेव्हा एकच निर्मिती होती, एकच घटना घडली होती.
हे प्रतिपादन त्यांच्या उपयोगी पडेल असे धार्मिक लोकांना वाटू शकते. अर्थात जीवनाची उत्पत्ती दुसऱ्या एका वेगळ्या ग्रहावर होऊन अंतराळयानातून पृथ्वीवर बीजारोपण झाले असावे; किंवा आदिकाळात हजारो प्रकारचे सजीव असावेत, असेही काही कयास असू शकतात.
परंतु सर्वांसाठी खुले असलेल्या, उपलब्ध असलेल्या पण निर्मम अशा आदि रासायनिक मिश्रणामध्ये केवळ लुका तगली असावी.
जनुकीय संकेताचे स्वरूप व कार्यपद्धती उलगडेपर्यंत (१९६०) आपल्याला माहीत नव्हते की सर्व जीवन मुळात एकच आहे, समुद्रतणसुद्धा आपले दूरचे नातेवाईक आहेत आणि एंथ्रेक्स जिवाणू आपले प्रगत नातेवाईक आहेत.
सजीवांचे ऐक्य व जीवनाची एकता हे प्रायोगिक व अनुभवाधिष्ठित तथ्य आहे.
सर्व सेंद्रिय जीवनाचे कारण एक आणि एकाच प्रकारचे जीवित धागे आहेत, असे जाणणारा एरामस डार्विन या तथ्याच्या अत्यंत जवळ पोहोचला होता की!
जीनोम या जैविक ग्रंथातून साधे निखळ सत्य लिहिले गेले आहे; ते म्हणजे 'जीवनातील एकात्मता, त्याचे सामायिकत्व, आरएनएचे प्राधान्य, या ग्रहावरील आदि जिवांचे रसायनत्व, जिवाणूंचे पूर्वज असलेले एकपेशीय जीव' हे वास्तव!
चार अब्ज वर्षांपूर्वी जीवन कशा पद्धतीने अस्तित्वात आले, प्रकटले, याबद्दल आपल्याकडे जीवाश्म नोंद नाही.
मात्र आपल्याकडे आहे महान जैविक ग्रंथ जीनोम!
तुमच्या छोट्या बोटांच्या पेशींमधली जनुके पहिल्यावहिल्या प्रतिकृती निर्मिक रेणूचे थेट वारस आहेत.
लाखो प्रतींच्या सलग साखळ्यांमधून ते आपल्यापर्यंत आले आहेत.
या प्रतीमधील अंकात्मक संदेश आजही जीवनाच्या प्रारंभी असलेले संघर्षाचे अवशेष धारण करतात.
जर मानवी जीनोम आदि मिश्रणात काय झाले याबद्दल सांगू शकतो, तर त्यानंतरच्या चार अब्ज वर्षांमध्ये अजून काय काय झाले याबद्दल कितीतरी जास्त माहिती त्याच्याकडून मिळेल!
आपल्या शरीरातला जीनोम हा सांकेतिक लिपीमध्ये लिहिलेल्या आपल्या जैविक इतिहासाचा लेखाजोखा आहे.
भाग समाप्त — जीनोममध्ये जतन झालेली जीवनाची कहाणी
संपादकीय तथ्यपडताळणी
खालील पडताळणी मूळ लेखापासून स्वतंत्र आहे. मूळ लेखातील शैली किंवा रूपक बदललेले नाहीत.
१. पृथ्वीचे वय आणि जीवनाची प्राचीनता
स्थिती : अंशतः बरोबर
पृथ्वीचे वय सुमारे ४.५४ अब्ज वर्षे आहे. पृथ्वीवरील सर्वांत प्राचीन जीवनाच्या पुराव्यांबाबत अंदाज साधारण ३.५ अब्ज वर्षे किंवा त्याहून जुना असू शकतो. त्यामुळे “चार अब्ज वर्षे” ही साधारण मांडणी आहे; अचूक वय नाही.
२. Erasmus Darwin आणि “जीवित धागा”
स्थिती : अंशतः बरोबर
Erasmus Darwin यांनी सर्व सजीवांना एका प्राचीन जीवित स्रोताशी जोडणारे विचार व्यक्त केले होते. मात्र उद्धरणाचे अचूक वर्ष, शब्दरचना आणि संदर्भ स्वतंत्रपणे तपासणे आवश्यक आहे.
३. जीवन आणि उष्मागतिकीचा दुसरा नियम
स्थिती : अंशतः बरोबर
सजीव बंदिस्त प्रणाली नसतात. ते ऊर्जा व पदार्थाची देवाणघेवाण करतात आणि त्यामुळे त्यांच्या शरीरात सुव्यवस्था निर्माण व टिकवू शकतात. याचा अर्थ असा नाही की सजीव उष्मागतिकीचा दुसरा नियम “पाळत नाहीत”; उलट ते त्या नियमाच्या चौकटीतच कार्य करतात.
४. Schrödinger आणि “What Is Life?”
स्थिती : निश्चित
Erwin Schrödinger यांनी १९४३मध्ये Dublin येथील Trinity College मध्ये What Is Life? या विषयावर व्याख्याने दिली. त्यांचे पुस्तक १९४४मध्ये प्रसिद्ध झाले. आनुवंशिक माहिती एका “aperiodic crystal” मध्ये साठलेली असू शकते, ही त्यांची महत्त्वाची संकल्पना होती.
५. “Mengeleचा आश्रित व समानधर्मी Schrödinger”
स्थिती : चुकीचे / पुरावा अपुरा
Schrödinger आणि Josef Mengele यांच्यात असा आश्रित-समानधर्मी संबंध असल्याचा विश्वसनीय ऐतिहासिक पुरावा नाही. ही मांडणी तथ्य म्हणून स्वीकारता येत नाही.
६. Oswald Avery आणि DNA
स्थिती : निश्चित, पण कालक्रमात सूक्ष्म दुरुस्ती आवश्यक
Avery, Colin MacLeod आणि Maclyn McCarty यांच्या संशोधनाने DNA हा bacterial transformation करणारा पदार्थ असल्याचे मजबूत पुरावे दिले. त्यांचे प्रसिद्ध संशोधन १९४४मध्ये प्रकाशित झाले. त्यामुळे १९४३चा संदर्भ त्यांच्या प्रयोगांच्या त्या काळातील प्रगतीसाठी असू शकतो; पण निर्णायक प्रकाशन १९४४चे आहे.
७. Wöhler आणि urea
स्थिती : अंशतः बरोबर
Friedrich Wöhler यांनी १८२८मध्ये inorganic starting materials पासून urea तयार केली. मात्र मूळ लेखातील “silver cyanide” हा रासायनिक तपशील चुकीचा आहे; संबंधित अभिक्रियेत silver cyanateचा संदर्भ आहे.
८. Alan Turing आणि Colossus
स्थिती : अंशतः बरोबर
Colossus हे Lorenz cipher-संबंधित जर्मन संदेशांचे विश्लेषण करण्यासाठी वापरले गेले. परंतु Colossusचा मुख्य विकास Tommy Flowers आणि Bletchley Park मधील सहकाऱ्यांनी केला. त्यामुळे “Colossus = Turingचे यंत्र” अशी सरळ मांडणी अचूक नाही.
९. Claude Shannon आणि information–entropy
स्थिती : अंशतः बरोबर
Shannon यांनी information theory मध्ये entropy ही गणितीय संकल्पना विकसित केली. Information entropy आणि thermodynamic entropy यांच्यात खोल संबंध आहेत; मात्र त्या दोन्ही संकल्पना अक्षरशः एकच नाहीत.
१०. RNA World
स्थिती : वादग्रस्त / प्रभावी वैज्ञानिक परिकल्पना
RNA ने DNA आणि protein या दोन्हींपूर्वी महत्त्वाची भूमिका बजावली असावी, ही RNA World hypothesis मधील मध्यवर्ती कल्पना आहे. RNA catalytic कार्य करू शकते याचे प्रयोगात्मक पुरावे आहेत. पण RNA हेच पृथ्वीवरील जीवनाचे निश्चित पहिले स्वयंप्रतिकृती करणारे स्वरूप होते, हे अद्याप सिद्ध झालेले नाही.
११. Thomas Cech आणि Sidney Altman
स्थिती : निश्चित
Thomas Cech आणि Sidney Altman यांनी RNA catalytic activity म्हणजेच ribozymeचे अस्तित्व दाखवले. त्यांच्या कामासाठी १९८९चा रसायनशास्त्रातील Nobel Prize देण्यात आला.
१२. “RNA स्वतःची पूर्ण प्रत स्वतःच बनवते”
स्थिती : अंशतः बरोबर / अतिशयोक्त
काही RNA molecules आणि ribozymes catalytic कार्य करू शकतात. परंतु आजपर्यंत नैसर्गिक परिस्थितीत पूर्णपणे स्वतंत्र, स्वतःची संपूर्ण प्रतिकृती बनवणारे आणि उत्क्रांतीक्षम असे RNA system प्रयोगशाळेत निर्णायकपणे दाखवलेले नाही.
१३. 5S rRNA आणि chromosome 1
स्थिती : अंशतः बरोबर
मानवी genome मध्ये 5S rRNA genes chromosome 1 वर tandem repeatsमध्ये आढळतात. मात्र “मानवी शरीरातील सर्वांत क्रियाशील जनुक” ही मांडणी निश्चित वैज्ञानिक निष्कर्ष म्हणून स्वीकारता येत नाही.
१४. Ribosome DNAचे थेट proteinमध्ये भाषांतर करते
स्थिती : अंशतः बरोबर
Ribosome थेट DNA वाचत नाही. DNAमधील माहिती प्रथम RNA, विशेषतः messenger RNA, मध्ये प्रतिलिखित होते आणि ribosome mRNAचे proteinमध्ये translation करते.
१५. “२२ amino acids”
स्थिती : अंशतः बरोबर
सामान्य genetic code २० प्रमुख amino acids साठी आहे. Selenocysteineला २१वे genetically encoded amino acid मानले जाते; pyrrolysine काही जीवांमध्ये आढळते. त्यामुळे “सर्व प्रथिनांची २२ amino acidsची भाषा” ही सरसकट मांडणी अचूक नाही.
१६. LUCA
स्थिती : निश्चित संकल्पना; तपशील वादग्रस्त
LUCA म्हणजे Last Universal Common Ancestor. आधुनिक जीवनाच्या सार्वत्रिक पूर्वजासाठी ही संकल्पना स्वीकारली जाते. मात्र LUCA एकच व्यक्ती होती की मोठ्या ancestral populationचा भाग होती, ती कुठे राहत होती आणि तिचे स्वरूप कसे होते याबाबत संशोधन सुरू आहे.
१७. LUCA खोल, उष्ण भूगर्भात राहत होती
स्थिती : वादग्रस्त
LUCAच्या संभाव्य वातावरणाबाबत hydrothermal systems आणि इतर वातावरणांची चर्चा होते. मात्र ती निश्चितपणे खोल, अत्यंत उष्ण भूगर्भात राहत होती असे सांगता येत नाही.
१८. १७०°C तापमानातील जिवाणू
स्थिती : चुकीचे/पुरावा अपुरा
ज्ञात सक्रिय जीवनाची कमाल तापमानमर्यादा यापेक्षा बरीच कमी आहे. काही hyperthermophiles अत्यंत उच्च तापमान सहन करतात, परंतु १७०°C वर सक्रियपणे वाढणारे जिवाणू असल्याचा दावा सध्याच्या पुराव्यांनी समर्थित नाही.
१९. Methanogenic organisms आणि natural gas
स्थिती : अंशतः बरोबर
जैविक methane निर्मिती करणारे प्रमुख जीव methanogenic archaea आहेत. त्यांना सरसकट “जिवाणू” म्हणणे तांत्रिकदृष्ट्या अचूक नाही.
२०. Carl Woese आणि communal evolution
स्थिती : अंशतः बरोबर / वादग्रस्त
प्रारंभिक जीवनात horizontal gene transfer मोठ्या प्रमाणावर झाला असावा आणि सुरुवातीचा gene pool आजच्या स्पष्ट species treeपेक्षा अधिक जाळ्यासारखा असावा, ही कल्पना Woese यांच्या विचारांशी संबंधित आहे. मात्र त्यामुळे संपूर्ण जीवसृष्टीला कोणतीही वंशावळ नाही असे म्हणणे अतिशयोक्त ठरते.
२१. “Bacteria आपल्यापेक्षा अधिक विकसित”
स्थिती : वैज्ञानिक अर्थाने चुकीचे / रूपक
Evolutionमध्ये “अधिक विकसित” किंवा “कमी विकसित” अशी सार्वत्रिक शिडी नसते. जिवाणू अत्यंत यशस्वी आणि उत्क्रांतीच्या दृष्टीने प्राचीन आहेत; पण ते मानवांपेक्षा “जास्त विकसित” आहेत असे वैज्ञानिक भाषेत म्हणता येत नाही.
२२. Genetic code
स्थिती : अंशतः बरोबर
Genetic code जवळजवळ सर्व सजीवांमध्ये अत्यंत समान आहे. मात्र तो पूर्णपणे universal नाही. Mitochondrial genomes आणि काही जीवांमध्ये genetic codeचे अपवाद आढळतात.
२३. “GCA = Arginine, GCG = Alanine”
स्थिती : चुकीचे
GCA आणि GCG दोन्ही Alanine साठीचे codons आहेत. Arginineचे standard codons CGU, CGC, CGA, CGG, AGA आणि AGG आहेत.
२४. Genetic codeचा उलगडा १९६०मध्ये
स्थिती : अंशतः बरोबर
Genetic code उलगडण्याची निर्णायक प्रयोगशाळीय प्रगती १९६०च्या दशकात झाली. १९६१मध्ये Nirenberg आणि Matthaei यांनी महत्त्वाचा प्रारंभिक प्रयोग केला; पूर्ण codeच्या उलगड्यात पुढील काही वर्षांत अनेक संशोधकांचे योगदान होते.
२५. सर्व सजीव एकाच जैविक भाषेचा वापर करतात
स्थिती : मुख्यतः निश्चित
Genetic codeची जवळजवळ सार्वत्रिक समानता common ancestryसाठी अत्यंत महत्त्वाचा पुरावा आहे. मात्र “अगदीच एकसारखा” म्हणण्याऐवजी “अत्यंत मोठ्या प्रमाणावर समान, काही अपवादांसह” हे अधिक अचूक आहे.
२६. “Anthrax bacteria आपले प्रगत नातेवाईक”
स्थिती : वैज्ञानिक अर्थाने चुकीचे
Bacillus anthracis आणि मानव दोघेही दूरच्या समान पूर्वजापासून उत्क्रांत झाले आहेत. मात्र कोणताही आधुनिक जीव दुसऱ्यापेक्षा “प्रगत” असा evolutionary ladderवर ठेवता येत नाही.
२७. Genome हा जैविक इतिहासाचा लेखाजोखा
स्थिती : अंशतः बरोबर
Genomeमध्ये उत्क्रांतीच्या इतिहासाच्या अनेक खुणा साठलेल्या आहेत. मात्र तो पूर्ण आणि थेट इतिहासग्रंथ नाही. Mutation, gene loss, duplication, horizontal gene transfer आणि इतर प्रक्रियांमुळे इतिहास गुंतागुंतीचा होतो.
संदर्भ व स्रोत
ऑनलाइन मूळ स्रोत:
१. Charles Darwin Online — The Voyage of the Beagle
२. Charles Darwin Online — On the Origin of Species
३. Erwin Schrödinger — What Is Life?
४. Avery, MacLeod & McCarty — Studies on the chemical nature of the substance inducing transformation of pneumococcal types
५. Nobel Prize — Thomas Cech आणि Sidney Altman
६. National Center for Biotechnology Information (NCBI) — Genetic Code
७. National Center for Biotechnology Information (NCBI) — Human Genome / Chromosome 1
८. Bletchley Park — Colossus आणि wartime codebreaking
९. Claude Shannon — A Mathematical Theory of Communication
१०. Carl Woese — evolutionary history आणि horizontal gene transfer संबंधी संशोधन
ऐतिहासिक संदर्भभूमी
जीवनाच्या उत्पत्तीचा प्रश्न हा जीवशास्त्र, रसायनशास्त्र, भूविज्ञान आणि उत्क्रांतीशास्त्र यांच्या सीमेवर उभा असलेला प्रश्न आहे.
आजच्या विज्ञानानुसार DNA, RNA आणि proteins हे परस्परांशी अत्यंत गुंतागुंतीने जोडलेले आहेत. DNAमध्ये माहिती साठते; RNA अनेक प्रकारच्या संदेशवहन व catalytic कार्यांमध्ये सहभागी होते; आणि proteins पेशीतील असंख्य रासायनिक प्रक्रिया पार पाडतात.
RNA World ही कल्पना या “आधी काय?” या प्रश्नाचे एक प्रभावी उत्तर देते. RNAमध्ये माहिती साठवण्याची आणि catalytic कार्य करण्याची दोन्ही क्षमता असू शकते. त्यामुळे सुरुवातीच्या जीवनात RNAने मध्यवर्ती भूमिका बजावली असावी, अशी शक्यता मांडली जाते.
परंतु जीवनाची पहिली सुरुवात नेमकी कोणत्या रेणूपासून झाली, त्या वेळी वातावरण कसे होते आणि पहिली स्वयंप्रतिकृती निर्माण करणारी प्रणाली कशी तयार झाली, याबाबत अजूनही अनेक प्रश्न अनुत्तरित आहेत.
LUCA ही संकल्पना त्याहून पुढची पायरी आहे. LUCA ही “पहिली सजीव पेशी” असणे आवश्यक नाही; ती आजच्या सर्व ज्ञात जीवनाच्या सार्वत्रिक पूर्वजाशी संबंधित संकल्पना आहे.
जीनोममधील समान genetic code, समान मूलभूत जैवरासायनिक प्रक्रिया आणि DNA/RNA/protein यंत्रणेतील समानता या सर्व गोष्टी जीवनाच्या खोल सामायिक इतिहासाकडे निर्देश करतात.
काय निश्चित? काय वादग्रस्त?
निश्चित
DNA आनुवंशिक माहिती साठवते.
RNAचे अनेक जैविक आणि catalytic कार्यांमध्ये महत्त्व आहे.
Ribosome हे RNA आणि proteinsचे अत्यंत महत्त्वाचे molecular machine आहे.
Genetic code जवळजवळ सर्व जीवनात मोठ्या प्रमाणावर समान आहे.
सर्व आधुनिक जीवांमध्ये खोल evolutionary संबंध आहेत.
LUCA ही आधुनिक जीवसृष्टीच्या सार्वत्रिक पूर्वजाची वैज्ञानिक संकल्पना आहे.
Genomeमध्ये उत्क्रांतीच्या इतिहासाच्या महत्त्वपूर्ण खुणा आढळतात.
अंशतः बरोबर
जीवनाला “माहिती” म्हणून पाहणे.
DNA–RNA–protein यांना माहितीच्या प्रवाहाच्या रूपात पाहणे.
LUCAला अत्यंत प्राचीन पूर्वज म्हणून पाहणे.
Genomeला जैविक इतिहासाचा लेखाजोखा म्हणणे.
वादग्रस्त
RNA हेच पृथ्वीवरील जीवनाचे पहिले स्वरूप होते.
LUCA नेमकी कुठे राहत होती.
प्रारंभिक जीवन अत्यंत उष्ण वातावरणातच होते.
प्रारंभिक जीवनात horizontal gene transfer किती व्यापक होता.
LUCA एकच स्वतंत्र जीव होती की मोठ्या ancestral populationचा भाग होती.
चुकीचे किंवा गंभीर दुरुस्ती आवश्यक
GCAला Arginine म्हणणे चुकीचे आहे.
Schrödingerला Mengeleचा आश्रित/समानधर्मी म्हणण्यास ऐतिहासिक आधार नाही.
Colossusचे श्रेय थेट Turingला देणे अचूक नाही.
Wöhlerच्या प्रयोगातील “silver cyanide” हा रासायनिक तपशील चुकीचा आहे.
१७०°C वर सक्रिय जिवाणू असल्याचा दावा सध्याच्या पुराव्यांशी जुळत नाही.
Anthrax bacteriaना मानवाचे “प्रगत नातेवाईक” म्हणणे वैज्ञानिकदृष्ट्या अयोग्य आहे.
