पृथ्वीवर जीवन कसे उद्भवले? नवीन संशोधनातून कोणती माहिती समोर?

जीवनाच्या उगमावर संशोधन

बदलत्या पर्यावरणीय परिस्थितींमध्ये जटिल रासायनिक मिश्रणे कशा प्रकारे विकसित होतात याचा एका नवीन संशोधनात अभ्यास करण्यात आला आहे. त्यामध्ये ज्या जैवपूर्व (म्हणजे सजीव अस्तित्वात येण्यापूर्वीच्या)  प्रक्रियांमधून जीवाची निर्मिती झालेली असण्याची शक्यता आहे अशा प्रक्रियांवर अधिक प्रकाश टाकण्यात आला आहे. यासाठी संशोधकांनी कार्बनिक रेणूंचा वारंवार आळीपाळीने ओल्या-शुष्क चक्रांशी संपर्क घडवून आणला आणि त्यातील होणारी सातत्यपूर्ण परिवर्तने, निवडक संघटन आणि समक्रमित लोकसंख्या गतिविज्ञानाचे निरीक्षण केले. 

संशोधनाचा निष्कर्ष

या संशोधनाच्या निष्कर्षातून असे सूचित होते की, जीवनाच्या निर्मितीसाठी आवश्य असलेल्या रेण्वीय गुंतागुंत वाढवण्यात पर्यावरणीय परिस्थितींनी महत्त्वाची भूमिका बजावली. पृथ्वीवरील अगदी सुरुवातीच्या परिस्थितीसारखी परिस्थिती निर्माण करून संशोधकांनी निरीक्षण केले. त्यांना असे आढळले की, रेणूंनी यादृच्छिक पद्धतीने अभिक्रिया करण्याऐवजी काळाच्या ओघात स्वतःला संघटित केले आणि अंदाज लावता येईल अशा नमुन्यांचे पालन केले. 

निष्कर्षाचे महत्त्व

पृथ्वीवर सुरुवातीच्या काळात रासायनिक उत्क्रांती संपूर्ण गोंधळाची (chaotic) होती या आतापर्यंतच्या समजुतीला या संशोधनाने आव्हान मिळाले आहे. त्याऐवजी या अभ्यासातून असे सुचवले जात आहे की, नैसर्गिक पर्यावरणीय बदलांनी वाढत्या प्रमाणातील गुंतागुंतीच्या रेणूंच्या निर्मितीला मार्गदर्शन केले. त्याची अखेर जीवनाची मूलभूत रचनेच्या विकासात झाली. 

रासायनिक उत्क्रांतीबद्दल नवा दृष्टिकोन

इस्रायलमधील ‘द हिब्रू युनिव्हर्सिटी ऑफ जेरुसलेम’च्या ‘इन्स्टिट्यूट ऑफ केमिस्ट्री’चे संशोधक डॉ. मोरान फ्रेंकेल-पिंटर यांच्या नेतृत्वात हे संशोधन करण्यात आले. त्यामध्ये ‘जॉर्जिया इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी’च्या प्रा. लॉरेन विलियम्स यांचाही सहभाग होता. काळाच्या ओघात रासायनिक मिश्रणे विकसित कशी झाली याचा ते अभ्यास करत आहेत. पृथ्वीवर जीवनाची सुरुवात कशी झाली, त्यामध्ये कोणत्या संभाव्य कार्यतंत्रांचे योगदान होते यावर त्याद्वारे प्रकाश टाकण्याचा प्रयत्न केला जात आहे. 

संशोधनाचा विषय

या संशोधनाचा एक अहवाल ‘नेचर केमिस्ट्री’ या जर्नलमध्ये प्रकाशित करण्यात आला. संरचित विकसन कायम राखताना रासायनिक यंत्रणांमध्ये कशा प्रकारे सातत्यपूर्ण परिवर्तन घडत असते हा या संशोधनाचा विषय आहे. त्यातून जैविक गुंतागुंतीच्या उगमांसंबंधी अधिकाधिक प्रकाश टाकण्याचा प्रयत्न आहे. 

संशोधनाचे वेगळेपण

रासायनिक उत्क्रांती म्हणजे जैवपूर्व (सजीव अस्तित्वात येण्यापूर्वीच्या) परिस्थितींमध्ये रेणू ज्या अवस्थेत होते त्या अवस्थेतून दुसऱ्या अवस्थेत त्यांचे हळूहळू झालेले परिवर्तन. निर्जीव पदार्थांमधून सजीव कसे विकसित झाले असण्याची शक्यता आहे, त्यामध्ये ही महत्त्वाची प्रक्रिया मानली जाते. याविषयी आतापर्यंत असंख्य संशोधने झाली आहेत, होत आहेत. त्यापैकी बहुतांश संशोधनांमध्ये जैविक रेणू घडवणाऱ्या स्वतंत्र, सुट्यासुट्या रासायनिक अभिक्रियेवर लक्ष केंद्रित करण्यात आले होते. मात्र, या संशोधनात पर्यावरणीय बदलांना सामोरे जाताना संपूर्ण रासायनिक प्रणालीमध्ये कसे बदल होतात याचे प्रायोगिक प्रारूप प्रस्थापित केले आहे. 

ओल्या-शुष्क चक्रांमध्ये रेणू कसे विकसित होतात?

संशोधकांनी कारबॉक्झिलिक आम्ले, अमाइन, थायॉल आणि हायड्रॉक्साइल अशा कार्बनच्या विविध क्रियात्मक गटांबरोबर कार्बनिक रेणूंचा समावेश असलेल्या मिश्रणांचा वापर केला. ही मिश्रणे वारंवार आळीपाळीने ओल्या-शुष्क चक्रांशी संपर्क घडवून आणला. ओल्या-शुष्क चक्रांचा वापर करण्याचे मुख्य कारण हे की, पृथ्वीच्या अगदी सुरुवातीला पर्यावरणीय परिस्थिती याच्याशी मिळतीजुळती होती. संशोधनाअंती तीन महत्त्वाचे निष्कर्ष काढण्यात आले. एक, समतोल न गाठताही रासायनिक प्रणाली सातत्याने विकसित होऊ शकतात; निवडक रासायनिक मार्ग अनियंत्रित क्लिष्टता थोपवतात; निरनिराळ्या रेण्वीय प्रजाती समक्रमित लोकसंख्या गतिशीलता दर्शवतात. या निरीक्षणांवरून असे सूचित होते की जैवपूर्व पर्यावरणीय स्थितींनी रेण्वीय बहुविविधता घडवण्यात सक्रिय भूमिका बजावलेली असू शकते, ज्यातून पुढे जीवाची निर्मिती झाली. 

संशोधनाचे अन्य फायदे

जीवाची निर्मिती कशी झाली हे शोधण्याबरोबरच या संशोधनाच्या निष्कर्षांचा कृत्रिम जीवशास्त्र आणि अतिसूक्ष्मतंत्रज्ञान (नॅनोटेक्नॉलॉजी) यामध्ये व्यापक उपयोजन शक्य आहे. नियंत्रित रासायनिक विकासामुळे विशिष्ट गुणधर्म असलेल्या नवीन रेण्वीय प्रणालीची रचना करण्यासाठी वापर करता येईल. यामुळे मटेरियल सायन्स, औषध विकास आणि जैवतंत्रज्ञान यामध्ये नवीन उपक्रम राबवणे शक्य होईल असे संशोधकांना वाटते.