शैक्षणिक

शार्कसारख्या माशांना चुंबकीय क्षेत्राची जाणीव असल्याचं, संशोधकांना पूर्वीच समजलं होतं. ही जाणीव त्यांच्या शरीरातील लोहयुक्त स्फटिकांद्वारे होत असते, हेही संशोधकांना कळलं होतं. परंतु या माशांना ही फक्त जाणीव असते की या जाणिवेचा दिशाज्ञानासाठी उपयोग केला जातो, हे शोधणं महत्त्वाचं असल्याचं मत संशोधक गेली पाच दशकं व्यक्त करीत होते.

अंटार्क्टिका खंडावरच्या जमिनीचा मोठा भाग बर्फानं व्यापला आहे. या बर्फाच्या थराखाली पाण्याचे अनेक ‘तलाव’ अस्तित्वात असल्याचं, यापूर्वीच्या संशोधनातून दिसून आलं आहे. हे तलाव बर्फाच्या तळाशी, पृष्ठभागापासून दोन ते चार किलोमीटर खोलीवर वसले आहेत. यातले काही तलाव एकमेकांना जोडले आहेत.

प्राणिजगतातील अनेक प्राण्यांच्या शरीराचा रक्त हा अविभाज्य घटक आहे. प्राणवायू तसंच विविध पोषणद्रव्यं, संप्रेरकं, चयापचयाद्वारे निर्माण झालेला कचरा, अशा पदार्थांची शरीरातल्या विविध भागांशी देवाण-घेवाण करण्याचं काम रक्ताद्वारे केलं जातं. बहुसंख्य उभयचर, सरीसृप, मासे, कीटक, यांच्या रक्ताचं तापमान हे भोवतालच्या तापमानानुसार बदलतं. या प्राण्यांना ‘थंड’ रक्ताचे प्राणी म्हटलं जातं. याउलट पक्षी आणि सस्तन प्राण्यांच्या रक्ताचं तापमान स्थिर असतं. त्यावर आजूबाजूच्या तापमानाचा परिणाम होत नाही. या प्राण्यांना ‘उष्ण’ रक्ताचे प्राणी म्हटलं जातं.

सुमारे पंचवीस कोटी वर्षांपूर्वी अस्तित्वात येऊन साडेसहा कोटी वर्षांपूर्वी नामशेष झालेले डायनोसॉर हे सरीसृपांच्या गटातले प्राणी. आजचे पक्षी हे डायनोसॉरच्याच काही प्रजातींच्या उत्क्रांतीद्वारे निर्माण झाले आहेत. आजचे सरीसृप हे थंड रक्ताचे आहेत, तर पक्षी हे उष्ण रक्ताचे आहेत. त्यामुळे, पक्ष्यांना जन्म देणारे हे डायनोसॉर, ‘उष्ण रक्ताचे की थंड रक्ताचे?’, हा उत्क्रांतीचा अभ्यास करणाऱ्या प्राणिशास्त्रज्ञांना पडलेला मोठा प्रश्न आहे. डायनोसॉरबद्दलच्या उपलब्ध माहितीवरून काही संशोधकांनी, डायनोसॉर हे थंड रक्ताचे असल्याच्या शक्यता पूर्वी व्यक्त केल्या आहेत. परंतु नंतरच्या काळातलं काही संशोधन डायनोसॉर हे उष्ण रक्ताचे असण्याची शक्यता दर्शवतं. अमेरिकेतल्या येल विद्यापीठातल्या जस्मिना विमॅन आणि त्यांच्या इतर सहकाऱ्यांच्या नव्या संशोधनातून आता या प्रश्नाचं उत्तर मिळालं आहे. जस्मिना विमॅन आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांचं हे वैशिष्ट्यपूर्ण संशोधन ‘नेचर’ या शोधपत्रिकेत अलीकडेच प्रसिद्ध झालं आहे.

एखाद्या कुळातल्या प्राण्यांचं रक्त हे ‘उष्ण की थंड’, याचा अंदाज हा त्या कुळातले प्राणी जलद गतीनं हालचाल करणारे आहेत की संथ गतीनं हालचाल करणारे आहेत, यावरून बांधता येतो. जलद गतीनं हालचाल करणाऱ्या प्राण्यांची उर्जेची गरज मोठी असते. ऊर्जा ही चयापचयाच्या क्रियेतून निर्माण होते. साहजिकच जलद गतीनं हालचाल करणाऱ्या प्राण्यांच्या शरीरातील चयापचयाचा वेग अधिक असतो. या जलद चयापचयात निर्माण होणाऱ्या मोठ्या प्रमाणातल्या उर्जेचा काही भाग हा रक्ताचं तापमान नियंत्रित करण्यासाठी वापरला जातो. साहजिकच ज्या कुळातले प्राणी जलद हालचाल करतात, त्या कुळातले प्राणी हे साधारणपणे उष्ण रक्ताचे असतात. ज्या कुळातील प्राण्यांची हालचाल संथ असते, त्या कुळातल्या प्राण्यांचं रक्त थंड असतं.

एखाद्या कुळातील प्राचीन काळातले प्राणी हे उष्ण रक्ताचे होते की थंड रक्ताचे होते हे कळण्यासाठी, त्यांच्या जीवाश्मांच्या स्वरूपातील अवशेषांचा अभ्यास करून त्यांच्या शरीरातील चयापचयाच्या वेगाचं गणित मांडलं जातं. यासाठी आज वापरल्या जात असलेल्या पद्धतींत, त्या प्राण्यांच्या अवशेषांतील (प्राणी हयात असताना ये-जा करणाऱ्या) काही मूलद्रव्यांच्या समस्थानिकांचं प्रमाण, त्यांच्या हाडांतील वाढचक्रं, अशा घटकांचा वापर केला जातो. परंतु प्राण्याच्या शरीराचं जीवाश्मात रूपांतर होताना, या घटकांत बदल होण्याची मोठी शक्यता असते. त्यामुळे या प्रचलित पद्धतींत बरीच अनिश्चितता आहे. जस्मिना विमॅन आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी विकसित केलेल्या, प्राचीन काळातील प्राण्यांच्या शरीरातल्या चयापचयाचा वेग काढण्याच्या नव्या पद्धतीमुळे ही अनिश्चितता कमी होणार आहे.

जास्मिना विमॅन आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी आपल्या अगोदरच्या संशोधनातून, जीवाश्म तयार होताना प्राण्याच्या ऊतींतील प्रथिनांचं काही विशिष्ट प्रकारच्या रसायनांत रूपांतर होत असल्याचं दाखवून दिलं होतं. ही रसायनं प्राण्यांच्या जीवाश्मात दीर्घ काळ टिकून राहत असल्याचं दिसून आलं आहे. या रसायनांच्या प्रमाणाची, या प्राण्यांच्या आज अस्तित्वात असणाऱ्या वंशजांच्या चयापचयाच्या वेगाशी सांगड घातली तर, त्या प्राचीन प्राण्याच्या शरीरातील चयापचयाचा वेग किती होता, ते कळू शकतं. जस्मिना विमॅन आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी प्राचीन सरीसृपांच्या जीवाश्मांतील या रसायनांचं अवरक्त वर्णपटशास्त्राद्वारे विश्लेषण करून त्यांचं प्रमाण जाणून घेतलं व त्यावरून या प्राचीन प्राण्यांच्या शरीरातील चयापचयाचा वेग काढला.

जस्मिना विमॅन आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी आपल्या संशोधनात, डायनोसॉर आणि त्यांची काही भावंडं, अशा एकूण तीस वेगवगळ्या प्रकारच्या सरीसृपांचे, जीवाश्माच्या स्वरूपातले दात, हाडं, अंड्यांची कवचं, असे अवशेष अभ्यासले. या प्राण्यांत, लांब मानेचे अवाढव्य सॉरोपॉड, मोठ्या दातांचे शक्तिशाली टिरॅनोसॉर, ज्यांच्यापासून पक्षी निर्माण झाले ते थेरोपॉड, अशा विविध प्रकारच्या डायनोसॉरांचा समावेश होता. त्याचबरोबर त्यांत पाण्यात वावरणारे प्लिझिओसॉर, पक्ष्यांसारखे आकाशात उडू शकणारे टेरोसॉर, अशा त्या काळातल्या इतर काही सरीसृपांचाही समावेश होता.

पक्ष्यांना उडण्यासाठी जास्त ऊर्जेची गरज असते. त्यानुसार पक्ष्यांच्या शरीरातील चयापचय जलद व्हायला हवा. जस्मिना विमॅन आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी काढलेल्या निष्कर्षांनुसार, बहुतेक सर्व डायनोसॉरांच्या शरीरांतील चयापचयाचा वेग हा लक्षणीय असल्याचं आढळलं. पक्ष्यांची निर्मिती होण्याच्या अगोदरच्या काळापासून हे सर्व सरीसृप अस्तित्वात होते. चयापचयाच्या या मोठ्या वेगावरून, डायनोसॉरांच्या आणि त्यांच्या भावंडांच्या बहुतेक सर्व प्रजाती या उष्ण रक्ताच्या असल्याचं नक्की झालं. या विविध डायनोसॉरांपैकी सॉरिस्किअन या प्रकारांत मोडणाऱ्या सॉरोपॉड, टिरॅनोसॉर, थेरोपॉड, अशा अनेक डायनोसॉरांच्या, तसंच टेरोसॉरसारख्या त्यांच्या भावंडांच्या शरीरातील चयापचयाचा वेग नंतरच्या काळातील उत्क्रांतीत वाढत गेला. या उलट ऑर्निथिस्किअन प्रकारच्या डायनोसॉरांच्या शरीरातील चयापचयाचा वेग मात्र पुढील काळातील उत्क्रांतीत कमी होत गेला व ते थंड रक्ताचे प्राणी म्हणून वावरू लागले. या नंतरच्या काळातील ऑर्निथिस्किअन प्रकारच्या प्राण्यांचं जीवनमान हे काहीसं आजच्या सरीसृपांसारखं असल्याचं यावरून दिसून येतं.

जस्मिना विमॅन आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांचं संशोधन हे फक्त डायनोसॉर व इतर सरीसृपांच्या चयापचयापुरतं किंवा त्यांच्या रक्ताच्या स्वरूपापुरतं मर्यादित नाही. ते प्राण्यांच्या उत्क्रांतीशीही संबंधित असल्याचं उघडच आहे. किंबहुना या संशोधनातून निघालेल्या निष्कर्षांतून आणखी एक प्रश्न निर्माण झाला आहे. डायनोसॉर आणि त्यांची भावंडं असणारे सरीसृप साडेसहा कोटी वर्षांपूर्वी, पृथ्वीवर प्रचंड अशनी आदळून झालेल्या महानाशात नष्ट झाले. या महानाशात पक्षी मात्र वाचले. पक्षी हे त्यांच्या उष्ण रक्तामुळे वाचल्याचं काही संशोधकांचं मत आहे. या मतानुसार, चयापचयात निर्माण होणाऱ्या अतिरिक्त ऊर्जेद्वारे उष्ण रक्ताचे प्राणी वातावरणातील तीव्र बदलांना अधिक समर्थपणे तोंड देऊ शकले असावेत. परंतु जस्मिना विमॅन आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांचं संशोधन बहुतेक प्रकारचे डायनोसॉर हे उष्ण रक्ताचे असल्याचं दर्शवतं. तसं असल्यास महानाशातून जसे पक्षी वाचले, तसे डायनोसॉरसारखे उष्ण रक्ताचे सरीसृपही वाचायला हवेत. ते मात्र वाचले नाहीत. त्यामुळे महानाशाच्या काळात, डायनोसॉरांच्या नष्ट होण्यास आणखी कोणता तरी एखादा घटक कारणीभूत ठरला असावा, अशी शक्यता जस्मिना विमॅन आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी व्यक्त केली आहे. उत्क्रांतीचं चित्र अधिक स्पष्ट होण्यासाठी संशोधकांना भविष्यात या घटकाच्या शोधावर आपलं लक्ष केंद्रित करावं लागणार आहे!

-- डॉ. राजीव चिटणीस.

छायाचित्र सौजन्य: Puppy Peach/YouTube/Wikimedia, James St. John/Wikimedia

इतिहासाचा शोध घेताना त्यासंबंधीच्या प्रत्येक वस्तूला महत्त्व द्यावं लागतं. कारण, ती वस्तू म्हणजे भूतकाळ आणि भविष्यकाळ यांना जोडणारा दुवा असते. एका संशोधकाला, चोवीस शतकांपूर्वीच्या इतिहासाशी नातं सांगणारा एक दुवा सापडला आहे. हा दुवा म्हणजे चक्क एक थडगं आहे. पण हे थडगं सामान्य व्यक्तीचं नाही. हे थडगं आहे ते पुरातन काळच्या ग्रीक साम्राज्यातल्या ॲथेन्सचा प्रख्यात तत्त्वज्ञ ॲरिस्टोटल याचं!

कृष्णविवर म्हणजे आपल्या अतितीव्र गुरुत्वाकर्षणापायी आपल्याकडच्या प्रकाशालासुद्धा बाहेर पडू न देणारी वस्तू. प्रकाशही बाहेर पडत नसल्यामुळे, कृष्णविवराच्या केंद्रापासून ठरावीक अंतरापर्यंत, कुठली घटना घडते आहे, ते आपल्याला बाहेरून दिसू शकत नाही. या अंतराला कृष्णविवराचं ‘घटनाक्षितिज’ म्हटलं जातं. एका दृष्टीनं कृष्णविवराचा हा आकारच! कृष्णविवराचा हा आकार त्याच्या वजनावर अवलंबून असतो. कृष्णविवराचं वजन जितकं जास्त, तितका त्याचा आकार मोठा. जेव्हा दोन कृष्णविवरांचं विलीनीकरण होतं, तेव्हा नव्या कृष्णविवराचं वजन हे दोन्ही कृष्णविवरांच्या एकत्रित वजनापेक्षा कमी असता कामा नये, हे अपेक्षितच आहे. तसंच, विलीनीकरणातून निर्माण झालेल्या या कृष्णविवराचा आकारही, दोन्ही कृष्णविवरं एकत्रित केल्यानंतर अपेक्षित असलेल्या आकारापेक्षा कमी असता कामा नये.

आपल्या या संशोधनावरून बार्बरा शेरवूड लोलार यांनी आणखी एका गोष्टीकडे लक्ष वेधलं आहे. मंगळावर आज जीवसृष्टी अस्तित्वात नाही. परंतु मंगळ काही अब्ज वर्षांपूर्वी वसतियोग्य ग्रह होता. मंगळावरची आजची परिस्थिती जरी जीवसृष्टीच्या वाढीसाठी फारशी पोषक नसली तरी, एके काळी तिथे प्राथमिक स्वरूपाची जीवसृष्टी कदाचित अस्तित्वात आलीही असेल. बार्बरा शेरवूड लोलार यांच्या म्हणण्याप्रमाणे, मंगळावर जर अशी जीवसृष्टी निर्माण झाली असली, तर ती तिथल्या जमिनीखालील खोलवरच्या पाण्यात तग धरून राहिलीही असेल. त्यामुळे भविष्यात जर मंगळावरच्या जमिनीत खोलवर अशी जीवसृष्टी सापडलीच, तर आश्चर्य वाटायला नको!

मंगळावर अनेक ज्वालामुखी आढळतात. एके काळी जागृत असलेले हे ज्वालामुखी आज मृतावस्थेत आहेत. त्यामुळे मंगळ ग्रह हा भूगर्भीयदृष्ट्या निष्क्रिय ग्रह मानला गेला आहे. मात्र नुकत्याच प्रकाशित झालेल्या संशोधनातून, मंगळ वाटतो तसा निष्क्रिय नसल्याचं दिसून आलं आहे. किंबहुना मंगळावर सतत भूकंप होत आहेत, इतकंच नव्हे तर मंगळाच्या पृष्ठभागाखाली शिलारस अस्तित्वात असल्याचंही दिसून आलं आहे.

इजिप्त हा देश पुरातन संस्कृतीच्या निदर्शक असणाऱ्या, विविध रचनांबद्दल प्रसिद्ध आहे. या रचनांतील एक महत्त्वाचं उदाहरण म्हणजे अर्थातच पिरॅमिड. परंतु पिरॅमिडबरोबरच तिथली जी आणखी एक लक्षवेधी रचना सुप्रसिद्ध आहे, ती म्हणजे गिझाचा ‘ग्रेट स्फिंक्स’. गिझाच्या सुप्रसिद्ध ‘ग्रेट पिरॅमिड’च्या जवळच, दक्षिण दिशेला वसलेला हा स्फिंक्स म्हणजे एक भव्य अश्मशिल्प आहे.

घोडा हा आपलं जंगली स्वरूप सोडून माणसाच्या घनिष्ट संपर्कात सर्वात प्रथम सुमारे सहा हजार वर्षांपूर्वी आला असावा. हे घडून आलं ते बहुधा काळ्या समुद्राच्या उत्तरेला असणाऱ्या युरेशिआ स्टेप या गवताळ पठारी प्रदेशाच्या पश्चिम भागात. घोडा माणसाळला गेल्यावर त्याचा उपयोग प्रथम दुधासाठी आणि मांसासाठी केला गेला असावा.