विज्ञान / तंत्रज्ञान

माणूस आपल्या नाकाद्वारे विविध गंध ओळखतो, वेगवेगळ्या गंधांतला फरक सांगू शकतो. एखाद्या रसायनाचा गंध ओळखणं म्हणजे, त्या रसायनाच्या रेणूंची आपल्या घ्राणेंद्रियांशी झालेली क्रिया असते. मात्र एखाद्या रसायनाचा वास नक्की कसा आहे, हे त्या रसायनाच्या रेणूच्या रचनेवरून निश्चितपणे सांगणं, शक्य असतंच असं नाही. रसायनाच्या रेणूच्या रचनेतील, अणूंच्या काही ठरावीक गटांवरून त्या रसायनाच्या वासाचा अंदाज बांधता येत असला, तरी त्याला मर्यादा आहेत. अनेकवेळा जवळपास सारखी रेण्वीय रचना असणाऱ्या दोन रसायनांचा वास वेगळा असू शकतो.

कोझल इथल्या या खड्ड्यांपैकी अनेक खड्डे पाण्यानं भरले आहेत. त्यामुळे या खड्ड्यांच्या परिसराला आता पाणथळी स्वरूप प्राप्त झालं आहे. हे पाणथळ परिसर म्हणजे बेडकासारखे विविध प्रकारचे उभयचर, सरीसृप, कीटक, पक्षी-प्राणी, इत्यादींचं वसतिस्थान होऊन, कोझलच्या खोऱ्यात ठिकठिकाणी नवीच वैशिष्ट्यपूर्ण परिसंस्था विकसित झाली 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

मगर ही चार पायांवर चालते, हे सगळ्यांनाच माहीत आहे. पण, दोन पायांवर चालणाऱ्या मगरी तुम्हाला माहीत आहेत का? अशा मगरी अस्तित्वात होत्या. परंतु अलीकडच्या काळात नव्हे, तर अकरा ते बारा कोटी वर्षांपूर्वी – ज्या काळात डायनोसॉरचं राज्य होतं त्याकाळात.

वूली मॅमथ किंवा हत्तीसारख्या प्राण्यांच्या बाबतीत, त्यांचं वय जसं वाढत जातं, तसं त्यांच्या सुळ्यांत काळागणीक नवेनवे थर जमा होऊन सुळ्याची जाडी वाढत जाते. त्यामुळे या प्राण्यांच्या सुळ्यांतील या थरांची संख्या मोजून त्यांचं वय समजू शकतं.

शिटीचा आवाज किती दूरपर्यंत पोचेल हे त्या-त्या परिसरावर अवलंबून असतं. घनदाट जंगलात हा आवाज सुमारे अर्ध्या किलोमीटरपर्यंत पोचतो तर, डोंगराळ भागातल्या काही ठिकाणी तो तब्बल आठ किलोमीटरपर्यंतही पोचू शकतो.

सुमारे ४१,००० वर्षांपूर्वी घडून आलेल्या या पृथ्वीवरील चुंबकीय बदलांत, चुंबकीय ध्रुवांची जागा मोठ्या प्रमाणात सरकली होती. तसंच त्यांच्या तीव्रतेतही मोठा बदल झाला होता. चुंबकत्वातील बदलाच्या घटना अधूनमधून घडून येत असल्या तरी, पृथ्वीच्या चुंबकत्वातला या वेळचा बदल खूपच मोठा असल्यानं लक्षवेधी ठरला आहे. या लक्षवेधी घटनेची झलक त्या काळी विषुववृत्तावरील ‘ध्रुवीय’ प्रकाशाद्वारे दिसून आली असल्याचं, आताचं हे संशोधन दर्शवतं.

सपाट प्रदेश असो वा डोंगराळ प्रदेश असो, जंगलातला प्रदेश असो वा वैराण प्रदेश असो, उष्ण प्रदेश असो वा थंड प्रदेश असो… कोणत्याही प्रदेशातून निमूटपणे भार वाहून नेण्याचं काम करणारा प्राणी म्हणजे गाढव. घोड्याचा भाऊबंद असणारा हा प्राणी गेली हजारो वर्षं, त्याच्या पाठीवर टाकलेला भार इमानेइतबारे वाहतो आहे. जगात अनेक ठिकाणी आढळणारा हा ‘गरीब बिचारा’ प्राणी उत्क्रांतिशास्त्राच्या अभ्यासकांकडून दुर्लक्षित राहिला आहे.

पृथ्वी जेव्हा जन्माला येत होती तेव्हा पृथ्वीभोवती असणाऱ्या हायड्रोजन आणि हिलिअमयुक्त वातावरणाचा दाब हा, पृथ्वीच्या वातावरणाच्या आजच्या दाबाच्या तुलनेत दोनशे ते तीनशे पट इतका प्रचंड होता! या प्रचंड दाबामुळे याच वातावरणातला हिलिअम वायू हा द्रवरूपातल्या तप्त शिलारसात मोठ्या प्रमाणात विरघळला. त्यानंतर या शिलारसाच्या अभिसरणाद्वारे या हिलिअमचा काही भाग शिलारसाखालील गाभ्यात मिसळला.

श्वास रोखून बराच काळ पाण्याखाली खोलवर राहणाऱ्याच्या शारीरिक क्रियांत नक्की किती प्रमाणात बदल होतो!  कारण मेंदूला होणारा प्राणवायूचा पुरवठा फारच कमी झाला तर, बेशुद्धावस्थेची आणि इतर गुंतागुतीची शक्यता असते.