विश्वाचे आर्त - भाग १५ - १३० दाण्यांची द्रौपदीची थाळी

मुले आईवडिलांसारखी दिसतात, कधीकधी आजी किंवा आजोबांवर जातात. हे इतके उघड आणि सर्वमान्य आहे की ते सांगण्याचीही गरज नाही. 'वरची वस्तू सोडून दिली की खाली पडते' या गुरुत्वाकर्षणाच्या शक्तीप्रमाणे ते सार्वत्रिक सत्य आहे. गेल्या लेखात आपण 'रात्री अंधार का असतो?' या प्रश्नाचा खोलवर विचार केला तर विश्वाच्या जडणघडणीविषयी काही निष्कर्ष कसे काढता येतात हे आपण पाहिले. तसेच या साध्या निरीक्षणामागच्या वैज्ञानिक सत्याचा सखोल अभ्यास केला की १३० दाण्यांपासून अब्जावधी लोकांना जीवनदान देण्याची शक्ती येते. ती कशी हे समजून घेण्यासाठी आपल्याला जेनेटिक्स किंवा जनुकशास्त्राची तोंडओळख करून घेणे आवश्यक आहे.

आईवडिलांचे गुणधर्म मुलांत उतरतात या मूलभूत निरीक्षणावर डार्विनचा उत्क्रांतीवाद उभा होता. मात्र हे गुणधर्म नक्की कुठच्या पद्धतीने पुढच्या पिढीत जातात याबाबत निश्चित खात्री नव्हती. एक विचार असा होता की मुलांचे गुणधर्म म्हणजे आईवडिलांच्या गुणधर्मांची सरासरी असते. हे वरवर स्वीकारायला ठीक वाटते पण त्यात दोन मुख्य अडचणी होत्या. एक म्हणजे जर प्रत्येक वेळी साधारण सरासरी येत असेल तर अनेक पिढ्यांनंतर प्रजातीमधले वैविध्य नष्ट व्हायला हवे. म्हणजे समजा एका पिढीतली माणसे उंच, मध्यम, बुटकी अशी आहेत. आता यांच्या कशाही जोड्या लावल्या तरी सर्वात उंच व्यक्तीपेक्षा कमी उंचीचाच जोडीदार मिळणार. अर्थातच पुढच्या पिढीतले त्यांचे मूल हे त्याच्या उंच पालकापेक्षा कमी उंच असणार. हेच बुटक्यांबाबत म्हणता येते. सर्वात बुटक्या व्यक्तीचे मूल त्यापेक्षा कमी बुटके असणार. कारण त्या सर्वात बुटक्या वक्तीचा जोडीदार किंचित का होईना, उंचच असणार. मूल त्यांच्या मध्ये कुठेतरी. आणि हे पिढ्यानपिढ्या चालले तर एक वेळ अशी येईल की सर्वच माणसे सर्वसाधारणपणे सारख्याच उंचीची असतील. या गुणधर्मांच्या सरासरीतून जर प्रजातीतले वैविध्य नष्ट होत असेल तर उत्क्रांतीवाद कोसळतो. कारण नैसर्गिक निवड कार्य करण्यासाठी त्या प्रजातीत वेगवेगळ्या गुणधर्मांसाठी वैविध्य आवश्यकच आहे. कमी किंवा अधिक वेगाने पळणारे चित्ते असतील तरच त्यांना हरणे पकडणे सोपे किंवा कठीण जाईल. आणि तरच काही चित्ते अधिक प्रजा निर्माण करतील तर काही कमी करतील. सर्वच चित्ते सारख्याच वेगाने जात असतील तर नैसर्गिक निवड होऊच शकत नाही. दुसरी अडचण म्हणजे प्रत्यक्षात हे घडताना दिसत नव्हते. म्हणजे आईचे डोळे काळे असतील आणि वडिलांचे निळे असतील तर मुलाचे डोळे काळपट निळे नसतात. ते काळे किंवा निळे असलेलेच दिसून येतात.

डार्विनला अर्थातच हा प्रश्न सतावत होता. गुणधर्म नक्की कसे पुढे जातात? त्याच्या काळात याचा कुठचाच शास्त्रोक्त पद्धतीने अभ्यास नसल्याने त्याच्याकडे उत्तर नव्हते. पण उत्क्रांती व्हायची असेल तर प्रजातीमध्ये वैविध्य टिकून राहायला हवे हे त्याला माहीत होते. त्याने उत्क्रांतीवाद मांडला, त्याच सुमाराला ग्रेगर मेंडेलने पद्धतशीर अभ्यास करून उत्तर काढले होते आणि ते प्रसिद्धही केले होते. दुर्दैवाने डार्विनला या प्रयोगांविषयी त्याच्या मृत्यूपर्यंत काहीच माहिती मिळाली नाही. आणि आपल्या सिद्धांतातली त्रुटी भरली गेलेली त्याला शेवटपर्यंत कळली नाही.

मेंडेलने मटारच्या शेंगांच्या रंगांचा अभ्यास केला. बहुतांश शेंगा हिरव्या रंगाच्या होत्या. त्यांचे एकमेकांमध्ये परागीभवन करून जी नवीन झाडे येत तीही हिरवीच होती. मग त्याने पिवळ्या शेंगांच्या झाडांबरोबर हिरव्यांचा संकर केला. त्यातली पहिल्या पिढीची सर्वच झाडे हिरव्या शेंगांची आली. आता याच हिरव्यांचे एकमेकांबरोबर परागीभवन केल्यावर मात्र त्याला काही आश्चर्यकारक निरीक्षणे मिळाली. कारण यातली बहुतांश झाडे हिरव्या शेंगांची असली तरी काही झाडे मात्र पिवळ्या शेंगांची होती. म्हणजे दोन हिरव्यांची संतती पिवळी होती. याचा अर्थ पहिल्या पिढीत दिसणारे गुणधर्म हे दुसऱ्या पिढीत दिसले नाहीत, तरी ते पुढे जाऊ शकतील अशा सूप्त स्वरूपात ते शिल्लक होते. त्याने जेव्हा वारंवार प्रयोग करून बघितले तेव्हा त्याच्या लक्षात आले की अशा प्रकारे तिसऱ्या पिढीतल्या पिवळ्यांचे प्रमाण बरोब्बर एक चतुर्थांश असते.

हे असे का होतं? त्याचे उत्तर असे की रंगाचा गुणधर्म हा दोन्ही पालकांकडून येतो. पण त्यातला हिरवा रंगाचा गुणधर्म हा प्रभावी (डॉमिनंट) असतो. तर पिवळा रंग गुणधर्म हा अप्रभावी (रिसेसिव्ह) असतो. याचा अर्थ असा की एका पालकाकडून हिरवा आणि दुसऱ्या पालकाकडून पिवळा आला तर संतती पोपटी होत नाही. तर हिरवीच निपजते. मात्र त्यांमध्ये पुढच्या पिढीत पिवळ्या रंगाचा गुणधर्म पाठवण्याची क्षमता शिल्लक असते. जर दोन्ही पालकांकडून पिवळाच गुणधर्म पुढे गेला तरच संतती पिवळी निपजते. मेंडेलच्या प्रयोगात पहिल्या पिढीचे पालक शुद्ध पिवळे आणि शुद्ध हिरवे होते. म्हणजे दोन्हीत त्यांच्या दोन्ही पालकांकडून एकाच रंगाचा गुणधर्म आलेला होता. दुसरी पिढीत मात्र एक हिरवा आणि एक पिवळा अशी विभागणी होती. हिरवा रंग प्रभावी असल्यामुळे त्यांच्या शेंगा हिरव्या होत्या. मात्र तिसऱ्या पिढीचा जन्म होताना संकर या 'अशुद्ध' हिरव्यांचा झाला होता. म्हणजे त्यांच्यात हि.पि. + हि.पि अशा जोडीचा संकर होता. आता आईकडून कुठचातरी एक आणि वडिलांकडून कुठचा तरी एक असा गुणधर्म पुढच्या पिढीत जात असेल तर त्यांची चार संतती पुढीलप्रमाणे असेल. हि. हि, हि. पि., पि. हि., आणि पि. पि. हिरवा प्रभावी असल्यामुळे पहिले तीन हिरवेच होणार मात्र चौथ्यात दोन्ही पिवळे असल्यामुळे त्याच्या शेंगा पिवळ्या दिसतात. चारऐवजी जर शेकडो संतती असतील तर सरासरी एक चतुर्थांश झाडांना पिवळ्या शेंगा दिसतील.

मेंडेलच्या प्रयोगामुळे हे सिद्ध झाले की संततीमध्ये जाताना, आईवडिलांचे गुणधर्म एकमेकांत मिसळत नाहीत. म्हणजे दोन रंग मिसळून जाऊन मधला रंग तयार व्हावा असे होत नाही. तर अनेक बाबतीत एकतर आईचा किंवा एकतर वडिलांचा असे गुणधर्म येतात. त्यातून हेही दिसते की काही गुणधर्म आईवडिलांत स्पष्ट दिसून येत नसले तरी ते सूप्त स्वरूपात असतात, व वेळोवेळी दिसून येतात. मेंडेलने इतरही काही महत्त्वाचे प्रयोग केले. उदारणार्थ, याच प्रकारचा, पण किंचित अधिक क्लिष्ट स्वरूपाच प्रयोग करून त्याने दोन वेगवेगळे गुणधर्म तपासले. म्हणजे रंग आणि शेंगांवर असलेल्या सुरकुत्या. त्यावरून त्याच्या लक्षात आले की हे दोन गुणधर्म एकमेकांपासून स्वतंत्र आहेत. म्हणजे रंग कुठचा आहे यावर शेंगांचे सुरकुतलेपण अवलंबून नसते.

मेंडेलच्या प्रयोगानंतर शतकाभराने, म्हणजे १९६० च्या दशकात सर्व जग उपासमारीच्या उंबरठ्यावर येऊन पोचले होते. बहुतांश आशियाई आणि आफ्रिकी देश वसाहतवादाच्या जोखडीतून नुकतेच बाहेर पडले होते. हातात राज्य आले होते पण गरीबी, अज्ञान, अनारोग्य आणि अन्नाचा तुटवडा हे प्रश्न शिल्लक होतेच. अनेक रोगांवर औषधे सापडल्यामुळे लोकसंख्या प्रचंड प्रमाणात वाढत होती, आणि त्याबरोबर हे प्रश्नही भयंकर होत होते. अशा वेळी अन्नोत्पादन मोठ्या प्रमाणावर वाढवणे हा जीवनमरणाचा प्रश्न होता.

तांदूळ हे सर्वच जगाचे मुख्य अन्न. पण उंच, भरपूर पीक देणाऱ्या नवीन जाती निर्माण झाल्या होत्या, पण त्या धान्याच्या वजनाने माना टाकत. यावर उपाय म्हणून या जातींचा बुटक्या जातींशी संकर करून नवीन जात तयार करण्याचा प्रयत्न इंटरनॅशनल राइस रीसर्च इन्स्टिट्यूटने फिलिपीन्समध्ये सुरू केला. १९६२ साली ३८ वेगवेगळे संकर केलेले होते. त्यातली आठवी जात सर्वात चांगली वाटली म्हणून निवडली गेली. तीमध्ये फक्त १३० दाणे होते. या १३० दाण्यापासून कुंडीत रोपे लावली. ही पहिली पिढी - पिढी१. यातली सर्व रोपे उंच होती. ह्या पिढी१ पासून १०००० रोपे लावली. यातली एक चतुर्थांश रोपे बुटकी होती!

आपल्या मेंडेलच्या प्रयोगाप्रमाणे तंतोतंत घडलेले होते. उंचपणाचा गुणधर्म प्रभावी होता, त्यामुळे पहिल्या पिढीत सर्व उंच झाडे असली तरी त्यांमध्ये बुटकेपणाचा गुणधर्म सूप्तावस्थेत होता. पुढच्या पिढीत - पिढी२ मध्ये - जिथे दोन्ही पालकांकडून बुटकेपणाचा गुणधर्म आला तिथे ती झाडे बुटकी होती. हा एक-चतुर्थांश दिसल्यावर लगेच शास्त्रज्ञांना लक्षात आले की हा बुटकेपणाचा एक जीन आपण वेगळा करून तो एकत्र करण्यात आपण यशस्वी झालो आहोत. या पिढी२ मधली सर्व उंच झाडे सोडून देऊन पिढी३ तयार केली गेली. यातली २९८ रोपे निवडून त्यांच्या दाण्यांपासून विशिष्ट रांगांमध्ये रोपे लावली गेली - पिढी४. यातल्या २८८ व्या रांगेतले तिसरे रोप सर्वोत्तम ठरलं, आणि त्याला नाव पडले IR8-288-3. याच रोपापासून पुढची बियाणे तयार केली गेली. हाच तो सुप्रसिद्ध IR8! यापासून खत न घालता हेक्टरला पाच टन, तर योग्य खतपाण्यानंतर हेक्टरला दहा टन पीक निघाले. त्याकाळी सर्वसाधारणपणे हेक्टरला एक टन पीक यायचे. तसंच १६० ते १७० दिवसांऐवजी १३० दिवसातच पीक मिळायला लागले. हे बियाणे जगभर फुकटात उपलब्ध करून दिले गेलं, आणि भाताच्या बाबतीत हरितक्रांती घडली.

प्रश्न विचारले, त्यांचा पाठपुरावा केला, आणि शास्त्रीय पद्धतीने अभ्यास केला की उत्तरे मिळतात. आपल्या परिसरात, आपल्या विश्वात अमुक एखादी गोष्ट का घडते हे समजून येते. आणि हे निव्वळ कोरडे ज्ञान नसते. १८६५ साली मेंडेलचा प्रयोग निव्वळ शास्त्रीय कुतुहल शमवण्याचा भाग वाटलाही असेल कोणाला. पण त्यानंतर शंभर वर्षांनी त्या छोट्याशा कल्पनाबीजापासून IR8 चे पणजोबा असलेले पहिले १३० दाणे झाले. आणि त्या १३० दाण्यांपासून जे अन्न तयार झाले त्यातून अब्जावधी लोक अन्नान्न होऊन तडफडण्यापासून वाचले. द्रौपदीच्या थाळीतून पदार्थ वाढला तरी थाळीतले अन्न संपत नाही, कितीही अतिथी आले तरी त्यांना पोटभर खाऊ घालू शकत असे अशी कथा आहे. या १३० दाण्यांच्या बाबतीत ते अक्षरशः सत्य आहे.

मी मराठी लाइव्हवर पूर्वप्रकाशित