शैक्षणिक

गॅलिलिओनं सोळाव्या शतकाच्या अखेरीस, पिसा इथल्या झुकलेल्या मनोऱ्यावरून केलेला एक कथित प्रयोग सर्वपरिचित आहे. या प्रयोगात गॅलिलिओनं वेगवेगळ्या वजनाचे दोन गोळे पिसाच्या झुकलेल्या मनोऱ्यावरून खाली टाकले व हे गोळे जमिनीवर पोचायला लागणारा वेळ मोजला

पोपटांच्या आकलनशक्तीवर आधारलेल्या पूर्वीच्या संशोधनात पोपट आणि माणसाच्या मेंदूतील अनेक साम्यस्थळं स्पष्ट झाली होती. यांनुसार माणसाप्रमाणेच पोपटाच्या मेंदूचा आकारही, शरीराच्या आकाराच्या तुलनेत मोठा असतो. तसंच दोघांच्या मेंदूच्या पुढच्या भागात मज्जापेशींची संख्या मोठी असते. इतकंच नव्हे तर, दोघांच्या जनुकीय आराखड्यातल्या, मेंदूच्या विकासाशी संबंधित भागांतही मोठं साम्य दिसून आलं आहे. माणसाला जशी उत्तम आकलनशक्ती आणि दीर्घायुष्य मिळालं आहे, तसंच पोपटाच्या बाबतीतही उत्तम आकलनशक्ती आणि दीर्घायुष्य यांचा मिलाफ घडून आला आहे.

शनी या ग्रहाचे आजपर्यंत जवळपास दीडशे चंद्र शोधले गेले आहेत. या दीडशे चंद्रांपैकी एन्सेलॅडस हा चंद्र आकाराने सहाव्या क्रमाकांचा ठरतो. सुमारे ३३ तासांत शनीभोवतीची प्रदक्षिणा पूर्ण करणारा, पाचशे किलोमीटर व्यासाचा हा चंद्र विल्यम हर्शलनं १७८९ साली शोधला.

सजीवाच्या शरीराचं स्वरूप, हा प्राणी आजच्या जेलिफिशसारख्या, छत्रीसारखा आकार असणाऱ्या आणि शुंडक धारण करणाऱ्या सागरी प्राण्यांच्या, मेडूसोझोआ या प्रकारचा प्राणी असण्याची शक्यता दिसून आली आहे. याचा शोध लावणाऱ्या संशोधकांनी या सजीवाला ‘ऑरालुमिना अ‍ॅटेनबरोई’ हे जीवशास्त्रीय नाव दिलं आहे. या नावातील पहिला भाग असणारा ‘ऑरालुमिना’ हा लॅटिन शब्द म्हणजे पहाटेची मशाल. जीवसृष्टीच्या उत्क्रांतीच्या पहाटेच्या काळात अस्तित्वात आलेल्या, मशालीसारखा आकार असणाऱ्या या सजीवाला पूरक असं हे नाव आहे. या नावातला ‘अ‍ॅटेनबरोई’ हा दुसरा शब्द प्रख्यात निसर्गअभ्यासक डेव्हिड अ‍ॅटेनबरो यांच्या गौरवार्थ वापरला आहे.

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

गेली तीन दशके कार्यरत असलेल्या हबल अंतराळ दुर्बिणीची, जेम्स वेब अंतराळ दुर्बीण वारसदार ठरणार आहे. सहा टन वजनाच्या या दुर्बिणीचा आरसा हबल अंतराळ दुर्बिणीच्या आरशाप्रमाणे एकसंध नसून, तो एकूण अठरा छोट्या आरशांपासून तयार केला गेलेला आहे.

दिएगो सालाझार आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी अभ्यासलेल्या, इथल्या सुमारे तेहतीस हजार सागरी सजीवांच्या अवशेषांत, शैवाल, मासे, मृदुकाय प्राणी, कणाधारी (पृष्ठवंशी) प्राणी, तसंच कणा नसलेले (अपृष्ठवंशी) प्राणी, अशा अनेक प्रकारच्या सजीवांचा समावेश होता. यांतील अनेक प्राणी हे खोल पाण्यात राहणारे सागरी जीव आहेत. या सागरी प्राण्यांच्या अवशेषांबरोबरच, या संशोधकांना इथे विविध प्रकारची सागरी वाळू आणि सागरी दगड-गोटे सापडले. इथे सापडलेल्या, काही ठिकाणच्या अवशेषांत मानवी हाडांचा, कोळशाच्या तुकड्यांचाही समावेश होता. माणसांनी दगडांपासून उभारलेल्या भिंतींचे अवशेषही इथे सापडले. या अवशेषांतील दगड हे ज्या प्रकारे कलंडले होते, त्यावरून या भिंती समुद्राकडून आलेल्या शक्तिशाली लाटेमुळे पडल्या असल्याचं दिसून येत होतं. या सर्व पुराव्यांवरून या सागरी प्रदेशावर त्सुनामीचं आक्रमण झालं असल्याचं स्पष्ट झालं.

सौरऊर्जेशी आपला व्यवस्थित परिचय आहेच. यात सूर्यकिरण विशिष्ट प्रकारच्या पट्ट्यांवर पडल्यावर वीज निर्माण होते. पण आश्चर्याची गोष्ट म्हणजे आता सावलीपासून अशी ऊर्जा निर्माण करणे शक्य झाले आहे. अर्थात अशा प्रकारे ऊर्जा निर्माण करण्यासठी सावलीबरोबरच प्रकाशाचीही गरज असते. सावलीपासून ऊर्जा निर्माण करणाऱ्या या साधनाचा काही भाग हा सावलीत ठेवलेला असतो, तर काही भाग हा प्रकाशात असतो.

सौरऊर्जा निर्माण करणाऱ्या साधनाप्रमाणेच, सावलीपासून ऊर्जा निर्माण करणाऱ्या या साधनातही सिलिकॉन या मूलद्रव्याचा वापर केलेला असतो. हे सिलिकॉन अतिशय पातळ अशा थराच्या स्वरूपात असते व त्यावर सोन्याचा थर दिलेला असतो. जेव्हा या साधनाचा काही भाग उजेडात आणि काही भाग सावलीत असतो, तेव्हा उजेडात सिलिकॉनच्या थरातून इलेक्ट्रॉनची निर्मिती होते व हे इलेक्ट्रॉन सोन्याच्या थराद्वारे टिपले जाऊन विद्युतप्रवाहाची निर्मिती होते. (विद्युतप्रवाह म्हणजे काय तर अखेर इलेक्ट्रॉनचा प्रवाह!) सौरऊर्जेच्या बाबतीत, सूर्यकिरण जितके प्रखर, तितकी विद्युतनिर्मिती अधिक. सावलीतून वीज निर्माण करणाऱ्या साधनात मात्र , आता प्रकाशित भाग आणि सावलीचा भाग यातील फरक जितका जास्त तितकी विद्युतनिर्मिती अधिक.

सिंगापूरच्या राष्ट्रीय विद्यापीठातील टॅन स्वी चिंग यांच्या नेतृत्वाखालील संशोधकांच्या चमूने हे विजनिर्मितीचे साधन निर्माण केले आहे. अशा प्रकारच्या आठ साधनांचा वापर करून या संशोधकांनी अंधूक प्रकाशातसुद्धा इलेक्ट्रॉनिक घड्याळ चालवण्यास लागते तितकी ऊर्जा निर्माण करून दाखवली. टॅन स्वी चिंग आणि त्यांचे सहकारी आता अशा प्रकारचे अधिक कार्यक्षम साधन बनवण्याच्या प्रयत्नात आहेत. टॅन स्वी चिंग यांच्या मते हे साधन पृथ्वीच्या पाठीवर कुठेही उपयोगात येऊ शकते. यावरचे टॅन स्वी चिंग यांचे भाष्य गमतीशीर आहे. ते म्हणतात, “लोकांच्या मते सावली ही निरुपयोगी गोष्ट आहे… परंतु प्रत्येक गोष्ट ही उपयोगाची असते, अगदी सावलीसुद्धा!”.

चित्रवाणी:

https://www.youtube.com/embed/69qm028vwqY?rel=0

-- डॉ. राजीव चिटणीस.

छायाचित्र सौजन्य: pxhere.com

केळ्याचा इतिहास जाणून घेण्याचा प्रयत्न बराच पूर्वीपासून सुरू आहे. लागवड केली जाणारी आजची केळी ही केळ्यांच्याच विविध जाती-उपजातींत झालेल्या संकरातून निर्माण झाली आहेत. आजच्या मुसा अ‍ॅक्युमिनाटापासून निर्माण झालेल्या केळ्यांत, या जातीच्या जनुकांबरोबरच इतर काही जंगली केळ्यांतील जनुकही अस्तित्वात असल्याचं पूर्वीच माहीत झालं आहे.

प्रत्येक सजीवाला त्याचे गुणधर्म हे त्याच्या पेशींतील जनुकांच्या रचनेनुसार प्राप्त होतात. जनुक म्हणजे सजीवाच्या पेशीतल्या डीएनए रेणूंतल्या विशिष्ट रासायनिक रचना. पेशींतील जनुकांच्या संपूर्ण माहितीला, सजीवाचा ‘जनुकीय आराखडा’ म्हटलं जातं. सजीवाच्या जनुकीय आराखड्यात विविध कारणांनी कालानुरूप बदल होत जातात. हे जनुकीय बदल त्या सजीवाच्या स्वरूपात बदल घडवून, त्या सजीवाच्या उत्क्रांतीला कारणीभूत ठरतात. आज अस्तित्वात असलेल्या सजीवांच्या जनुकीय आराखड्यांची प्राचीन काळातील सजीवांच्या जनुकीय आराखड्यांशी तुलना करून त्या सजीवाच्या उत्क्रांतीचा अभ्यास करता येतो.