शैक्षणिक

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

डेल (Dell) ही संगणक क्षेत्रातील जगातील तिसऱ्या क्रमांकाची मोठी कंपनी असून तिची स्थापना १९८४ मध्ये मायकल डेल यांनी केली. डेलचे लॅपटॉप आणि डेस्कटॉप त्यांच्या टिकाऊपणा आणि विविध श्रेणींसाठी ओळखले जातात.

वानरवर्गीय प्राण्यांनी आपली शेपटी गमावणं, हा उत्क्रांतीतला महत्त्वाचा टप्पा आहे. माणसाला असणारं माकड हाड हे त्या शेपटीचेच अवशेष आहेत. बो शिआ आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांचं संशोधन हे वानरवर्गीय प्राणी आणि आजचा माणूस यांच्यातला संबंध स्पष्ट करतं.

दोन माणसांच्या बोटांचे ठसे कधीच सारखे नसतात. त्यामुळे गुन्ह्यांची उकल करण्यात बोटांचे ठसे अतिशय महत्त्वाची भूमिका बजावतात. मात्र ठशांचा हा पुरावा फसवाही ठरू शकतो. कारण जर हे ठसे गुन्हा घडण्याच्या अगोदरच किंवा गुन्हा घडल्यानंतर उमटलेले असले, तर गुन्ह्याचा तपास चुकीच्या दिशेनं जाण्याची शक्यता असते. त्यामुळे हे ठसे केव्हा उमटले असावेत याची माहिती मिळू शकली, तर गुन्ह्याचा तपास योग्यरीत्या होऊ शकेल. यासाठी ठशांचं ‘वय’ शोधण्याचे प्रयत्न गेली काही वर्षं चालू आहेत; परंतु संशोधकांना यात अजून यश आलेलं नाही. मात्र नजीकच्या भविष्यकाळात हे शक्य करणारं संशोधन, अमेरिकेतल्या ‘आयोवा स्टेट युनिव्हर्सिटी’ या विद्यापीठातील यंग जीन ली यांनी अलीकडेच केलं आहे. यंग जीन ली यांनी अँड्रयू पॉलसन यांच्या सहकार्यानं केलेलं हे संशोधन अमेरिकन केमिकल सोसायटीच्या ‘सेंट्रल सायन्स’ या शोधपत्रिकेत प्रसिद्ध झालं आहे. हे संशोधन म्हणजे यंग जीन ली यांनी तीन वर्षांपूर्वी प्रसिद्ध केलेल्या स्वतःच्या संशोधनाचा पुढचा टप्पा आहे.

आताच्या या अभ्यासात या संशोधकांनी एकाच व्यक्तीच्या बोटांचे चौदा ठसे घेतले. त्यानंतर हे ठसे ज्या काचांवर घेतले, त्या काचा प्रयोगशाळेतच, परंतु उघड्यावर ठेवल्या. त्याचबरोबर त्यांनी प्रयोगाच्या काळातलं, प्रयोगशाळेतलं तापमान, आर्द्रता, हवेतील ओझोनचं प्रमाण, इत्यादी सर्व गोष्टींची काटेकोर नोंद ठेवली. त्यानंतर त्यांनी, या चौदा ठशांचं वेगवेगळ्या दिवशी रासायनिक विश्लेषण केलं. सुरुवातीला मोजक्या रासायनिक पदार्थांचं मिश्रण असणाऱ्या या पदार्थांना, हवेतल्या ओझोनशी झालेल्या रासायनिक क्रियांमुळे अधिकाधिक गुंतागुंतीचं स्वरूप येऊ लागल्याचं या संशोधकांना आढळलं. या ठशांतील ट्रायअसाइलग्लिसेरॉल या रसायनाचं प्रमाण सात दिवसांत, तर स्क्वॅलिन या रसायनाचं प्रमाण तीन दिवसांत लक्षणीयरीत्या कमी झालं होतं. मात्र त्याचबरोबर या रासायनिक क्रियांत तयार होणाऱ्या डेकॅनॉइक आम्लासारख्या स्निग्धाम्लांचं, तसंच इतर अनेक रसायनांचं प्रमाण वाढत गेलं होतं. ओझोनशी क्रिया होऊन नष्ट होणाऱ्या रसायनांची, तसंच या क्रियेतून निर्माण होणाऱ्या रसायनांची, त्यांच्या प्रमाणानुसार तपशीलवार माहिती या विश्लेषणातून मिळाली. यांतील कोणत्या रसायनांच्या प्रमाणात काळानुरूप होणाऱ्या बदलाचा, ठशांचं वय काढण्यासाठी उपयोग होऊ शकतो, याचा अंदाज या संशोधकांना येऊ शकला.

यंग जी लीन आणि अँड्रयू पॉलसन यांचे हे प्रयोग प्राथमिक स्वरूपाचे आहेत. या प्रयोगांत अधिक सुधारणा करण्याच्या दृष्टीनं यापुढचे प्रयोग केले जाणार आहेत. याशिवाय पुढचे प्रयोग हे अनेक व्यक्तींवर केले जाऊन, त्यांतून सर्वंकष स्वरूपाची माहिती गोळा केली जाईल. या माहितीच्या विश्लेषणासाठी वेगळी संगणकीय पद्धतीही विकसित केली जाईल. त्यामुळे या तंत्रातील अचूकता वाढून, गुन्ह्याच्या तपासातील अचूकताही वाढण्याची खात्री या संशोधकांना वाटते आहे. किंबहुना फक्त हे संशोधकच नव्हे तर, गुन्ह्यांचा शोध घेणारे तज्ज्ञही या तंत्राबद्दल अपेक्षा बाळगून आहेत. अमेरिकेतल्या व्हर्जिनिआ राज्याच्या न्यायवैद्यक विभागातील रसायनशास्त्रतज्ज्ञ कार्ल डेसिल यांनीही, यंग जीन ली आणि अँड्रयू पॉल यांचं हे संशोधन, गुन्ह्यांच्या तपासाच्या दृष्टीनं महत्त्वाचं ठरणार असल्याचा विश्वास व्यक्त केला आहे. मात्र या तंत्राचं प्रमाणीकरण होण्यास काही वेळ लागणार आहे. विश्लेषणात्मक रसायनशास्त्रात होत असलेली प्रगती पाहता, हा काळ फार मोठा असणार नाही हे नक्की!

(छायाचित्र सौजन्य - byrev/Pixabay and Young Jin Lee, et al)

इजिप्तच्या प्राचीन संस्कृतीत सापांना विशेष स्थान आहे. तिथल्या पौराणिक कथांत सापांच्या रूपांतील पात्रांचा वारंवार उल्लेख केला गेला आहे. उदाहरण द्यायचं तर अ‍ॅपोफिसचं देता येईल. पाताळलोकीचा हा राजा सापाच्या रूपात वावरत असे. मात्र इजिप्तमधील सापांचं महत्त्व हे फक्त अशा पौराणिक कथांपुरतं मर्यादित नव्हतं.

लाल शैवालांच्या अस्तित्वामुळे बर्फाची प्रकाश परावर्तित करण्याची क्षमता वीस टक्क्यांपर्यंत कमी होत असल्याचं आढळलं आहे. प्रकाश अधिक प्रमाणात शोषला जात असल्यामुळे, लाल रंगाचं बर्फ तापमानवाढीस कारणीभूत ठरतं आहे.

पूर्ण वाढ झालेल्या टी-रेक्सची उंची सुमारे चार मीटर आणि लांबी बारा मीटर असल्याचं, तसंच त्याचं वजन सुमारे सात टन असल्याचं, टी-रेक्सच्या अवशेषांवरून माहीत झालं होतं. त्याचबरोबर हाडांतील वर्तुळांवरून टी-रेक्सचं सरासरी वय सुमारे अठ्ठावीस वर्षं असल्याचं दिसून आलं होतं. याशिवाय टी-रेक्सच्या वाढीच्या वेगावरून त्याच्या शरीरातील अन्नाच्या चयापचयाचा वेगही पूर्वीच काढला गेला होता.

चंद्रावर पाणी अस्तित्वात असल्याचं पूर्वीच माहीत झालं आहे. यातलं काही पाणी हे विविध खनिजांतील पाण्याच्या रेणूंच्या स्वरूपात अस्तित्वात आहे, तर काही पाणी हे बर्फाच्या स्वरूपात अस्तित्वात आहे. बर्फाच्या स्वरूपात अस्तित्वात असलेलं पाणी हे मुख्यतः, चंद्राच्या ध्रुवीय प्रदेशातील विवरांच्या तळाशी वसलेलं आहे. हे पाणी एकूण किती असावं याची निश्चित माहिती नसली तरी, बर्फाच्या स्वरूपात असलेलं हे पाणी कोट्यवधी टन असावं. चंद्रावरील विवरांच्या तळाशी जमा झालेलं हे पाणी मुख्यतः, धूमकेतू आणि अशनींच्या (लघुग्रह) माऱ्याद्वारे जमा झालं असावं. ध्रुव प्रदेशांजवळील विवरांत सूर्यकिरण अतिशय तिरके पडत असल्यामुळे, यांतील अनेक विवरांच्या तळाशी सूर्यप्रकाश पोचत नाही. त्यामुळे हे तळ पूर्ण वेळ अंधारात असतात व इथलं तापमान हे नेहमीच शून्याखाली दीडशे अंशांपेक्षा कमी असतं.