सत्याचा विजय - लेन्स्की विरुद्ध श्लाफ्ली (भाग ८)
सत्याचा विजय - लेन्स्की विरुद्ध श्लाफ्ली (भाग १)
सत्याचा विजय - लेन्स्की विरुद्ध श्लाफ्ली (भाग २)
सत्याचा विजय - लेन्स्की विरुद्ध श्लाफ्ली (भाग ३)
सत्याचा विजय - लेन्स्की विरुद्ध श्लाफ्ली (भाग ४)
सत्याचा विजय - लेन्स्की विरुद्ध श्लाफ्ली (भाग ५)
सत्याचा विजय - लेन्स्की विरुद्ध श्लाफ्ली (भाग ६)
सत्याचा विजय - लेन्स्की विरुद्ध श्लाफ्ली (भाग ७)
अविघटनीय गुंतागुंती(इर्रिड्युसिबल कॉंप्लेक्सिटी)चा युक्तिवाद जुन्या काळपासून आहे. किंबहुना ही सजीवसृष्टी कशी बनली याचं उत्तर माहित नसल्यामुळेच लोकांचा कोणातरी 'बनवणाऱ्या'वर विश्वास असतो. ते एकमेव कारण नसलं तरी अतिशय महत्त्वाचं कारण आहे. आसपास दिसणारी चित्रविचित्र प्राणीसृष्टी, त्यांच्यात असलेली जटिल अन्नसाखळी, बदलणाऱ्या ऋतूंशी असलेली त्या जीवांची सांगड हे सगळं पाहून हे 'आपोआप तयार झालेलं असणं अशक्य आहे, या सगळ्यामागे कुठच्यातरी अज्ञात शक्तीची जगड्व्याळ, अज्ञेय रूपरेषा असली पाहिजे' यावर विश्वास बसणं शक्य असतं. मात्र नैसर्गिक निवडीतून होणाऱ्या उत्कांतीच्या प्रक्रियेमुळे आपला जन्म कसा झाला, सर्व प्राणीजात कशी निर्माण झाली याचं उत्तर देता येतं. ही प्रक्रिया चालवण्यासाठी कुठचाही कर्ता असण्याची आवश्यकता नाही, उलट निसर्गाच्या नियमांनुसार घटना घडतच सजीवसृष्टी निर्माण झाली. हे सांगितलं म्हणूनच उत्क्रांतीच्या सिद्धांताला धार्मिकांकडून आत्तापर्यंत विरोध झाला आहे, अजूनही होतो आहे. त्याच युक्तिवादाचा सध्याचा अवतार म्हणजे 'इर्रिड्यूसिबल कॉंप्लेक्सिटी'.
काही क्षमता निर्माण होण्यासाठी केवळ एकच म्यूटेशन पुरेशी नसते, तर दोन अथवा तीन विशिष्ट म्यूटेशनं एकत्र येण्याची गरज असते. नाहीतर 'दात आहेत तर चणे नाहीत, चणे आहेत पण दात नाहीत' अशी पंचाइत होते. शरीरातल्या अनेक प्रक्रिया चालण्यासाठी समांतरपणे दोन वेगवेगळ्या व्यवस्था निर्माण होण्याची गरज असते. उदाहरणार्थ डोळ्यासाठी नुसतं भिंग तयार होऊन चालत नाही, तर त्या भिंगातून येणारा प्रकाश गोळा करणाऱ्या पेशी तयार व्हायला लागतात. निव्वळ त्या पेशींचा उपयोग नसतो तर त्यांतून येणारे संदेश चित्र म्हणून इंटरप्रिट करणारा मेंदू असायला लागतो. शिवाय त्या चित्रांचा अर्थ लावून त्यानुसार निर्णय घेण्याची क्षमता मेंदूत निर्माण व्हायला लागते. मी हे जरी सोप्या पायऱ्यांत मांडलेलं असलं तरीही त्या प्रत्येक पायरीत अनेक छोट्या छोट्या पायऱ्या आहेत. या सर्व एकाच वेळी उत्क्रांत होणं शक्य नाही असा इंटेलिजेंट डिझाइन थिअरी मांडणाऱ्यांचा दावा असतो. इतक्या वेगवेगळ्या पायऱ्या एकाच फटक्यात, एखाद्या म्यूटेशनमुळे चढून जाणं शक्य नाही, कारण या सर्वांवर परिणाम करणारी जनुकं वेगवेगळी असतात. या युक्तिवादाला अविघटनीय गुंतागुंत म्हणतात. थोडक्यात, जिराफाची मान लांब होणं एक वेळ उत्क्रांतीच्या सहाय्याने आकलनीय आहे, कारण त्यात असलेल्याच एका गुणाची वृद्धी होताना दिसते. मात्र नवीन गुणधर्म निर्माण होणं हे साध्या उत्क्रांतीच्या प्रक्रियेने शक्य नाही असा त्यांचा दावा असतो. मूल्यात्मक बदल शक्य आहे, कारण तो सोपा आहे मात्र गुणात्मक बदल होण्यासाठी अनेक जनुकांत एकाच वेळी बदल आवश्यक असतो त्यामुळे तो अशक्यप्राय म्हणावा इतका कमी शक्यतेचा आहे.
हा दावा सकृत्दर्शनी पटण्यासारखा वाटतो. जगात काहीच नव्हतं आणि अचानक मानव नामाचा प्राणी तयार झाला, त्याचबरोबर त्याला खाण्यासाठीची धान्यं, फळं, प्राणी आणि सर्व पर्यावरणच एका फटक्यात तयार झालं असं कोणीच म्हणत नाही. काही नाहीपासून हळूहळू उत्क्रांत होत सजीव निर्माण झाले, बदलले आणि अब्जावधी वर्षांच्या या बदलांनंतर आपल्याला सध्याचं जग दिसतं आहे. मात्र या मार्गावरच्या सगळ्याच पायऱ्या हळूवार बदलाच्या असायला हव्यात. हे समजावून घेण्यासाठी आपण गेल्यावेळी घेतलेलं डोंगराचं उदाहरण घेऊ. यावेळी डोंगरमाथा म्हणजे समजा आपल्या जगातला पहिला सजीव समजू. त्यावरून घरंगळणारे चेंडू 'खाली' जातात - जसजसे ते केंद्रापासून दूर जातात, तसतसे नवीन नवीन जीव तयार होतात. त्या चेंडूंनी चोखाळलेल्या वाटा म्हणजे या जगात जगण्यासाठी तयार झालेल्या वेगवेगळ्या प्रजातींची मालिका. शेजारच्या चित्रातून या संकल्पनेचा अंदाज येईल.
अविघटनीय गुंतागुंतीचा दावा असा आहे की 'तुम्ही म्हणता ते खरं आहे, असा डोंगर असेल आणि त्याच्या उतारावरून प्रवास सुरू झाला तर कदाचित होऊही शकेल. मात्र तो डोंगर तसा नाही. आपल्याला अनेक बदल असे दिसतात की त्यांच्यासाठी निव्वळ जिराफाची मान वाढवण्याप्रमाणे सोपे बदल होऊन चालत नाही. अनेक ठिकाणी प्राण्यांत दिसणारे बदल इतके मोठ्या प्रकारचे आहेत, की तो प्रवास उतारावरून होण्याऐवजी अनेक उंचवटे ओलांडत झालेला आहे. आणि असे उंचवटे, भिंती पार करण्याची शक्ती नैसर्गिक निवडीत नसल्यामुळे उत्क्रांतीचा सिद्धांत अपुरा आहे.'
हा दावा खोडून काढण्यासाठी अनेक म्यूटेशन्समुळे झालेले, गुणात्मक बदल प्रत्यक्ष घडताना दिसणं आवश्यक होतं. लेन्स्कीच्या प्रयोगात ते दिसून आलं.
सुमारे 3300 पिढ्यांनंतर - गोत्र क्रमांक 3 मध्ये आमूलाग्र बदल झालेला दिसला. अगदी काही पिढ्यांच्या कालावधीतच ते गोत्र असलेलं द्रव्य गढूळ दिसायला लागलं. उजवीकडे याचा आलेख दिलेला आहे. क्ष अक्षावर नेहमीप्रमाणेच पिढी क्रमांक आहे, तर य अक्षावर गोत्र क्र 3 ची ऑप्टिकल डेन्सिटी - म्हणजे गढूळपणाचं प्रमाण दिलेलं आहे. आत्तापर्यंत आपण पाहिलेल्या आलेखांमध्ये पाहिलेले बदल हे हळूवार होते. या आलेखात मात्र गोत्र 3 चा गढूळपणा काही दिवसांतच सुमारे सहा पटींनी वाढलेला दिसतो. हा बदल अचानक होतो आणि नवीन किमतीवर स्थिरावतो. पाण्याचं तापमान कमी कमी केलं की अचानक शून्य डिग्रीला त्यात बदल होऊन त्याचा बर्फ होतो. अशा प्रकारच्या बदलांना स्थित्यंतर म्हणतात. काहीतरी मूलभूत बदल झालेला आहे, काहीतरी गुणात्मक बदल झालेला आहे हे या आलेखावरून स्पष्ट होतं.
नक्की काय बदल झाला? यासाठी या गढूळपणाचा अर्थ काय हे समजावून घ्यायला हवं. ज्या मूळ द्रावणात हे जीवाणू होते त्याचा गढूळपणा शून्य होता. जसजशी बॅक्टेरियाची संख्या वाढते तसतशी द्रावणाची पारदर्शकता कमी होते. एखाद्या फ्लास्कमध्ये असलेल्या बॅक्टेरियांची संख्या तुलनात्मक पद्धतीने मोजण्यासाठी या पद्धतीचा उपयोग होतो. प्रत्यक्ष संख्या मोजण्याऐवजी हा गढूळपणा मोजला की झालं. गढूळपणा सातपट झाला याचा अर्थ जीवाणूंची संख्या सहापटींनी वाढली! हे किती आश्चर्यकारक आहे हे समजून घेण्यासाठी कल्पना करा की तुमच्याकडे कोंबड्यांचं खुराडं आहे. त्यात शंभर कोंबड्या आहेत. आणि त्यांना पुरेल इतकंच अन्न तुम्ही दररोज टाकता, महिन्यातून एकदा कोंबड्या मोजता आणि जाता. दररोज तुम्हाला साधारण शंभर कोंबड्या दिसतात, कारण काही मरतात, काही नवीन पिलं जन्माला येतात. एके दिवशी तुम्ही आलात आणि तुम्हाला दिसलं की शंभरच्या सहाशे कोंबड्या झाल्या आहेत. तुम्हाला आनंद होईल हे खरंच, पण तुम्हाला असाही प्रश्न पडेल, की या नक्की खातात काय? कारण अन्न तुम्ही शंभरांना पुरेल इतकंच टाकलेलं होतं. लेन्स्कीच्या प्रयोगातही दरवेळी त्या द्रावणात टाकलेली साखर मोजकीच होती. 33000 पिढ्यांपर्यंत बाराही गोत्रांमध्ये असलेल्या बॅक्टेरियांची संख्या विशेष बदलली नव्हती. मग अचानक इतके बॅक्टेरिया टिकले कसे? आणि नुसते एकाच पिढीपुरते नाही, तर त्यानंतर सातत्याने ते जगले कसे?
याचं उत्तर त्या द्रावणात आहे. त्या द्रावणात बॅक्टेरिया खाऊ शकतील अशी साखर होती. पण त्याचबरोबर सायट्रेट नावाचं द्रव्य मोठ्या प्रमाणात होतं. सर्वच बारा गोत्रांमधले बॅक्टेरिया 33000 पिढ्यांपर्यंत फक्त साखर खाऊन पचवू शकायचे. त्यामुळे आत्तापर्यंत त्यांच्यात जी उत्क्रांती झाली ती साखर पचवण्याची, वापरण्याची क्षमता सुधारण्यात झाली. मात्र गोत्र क्रमांक 3 मधल्या बॅक्टेरियांच्या वंशजांना मात्र सायट्रेट पचवण्याची शक्ती प्राप्त झाली होती! त्यामुळे त्यांना उपलब्ध असलेलं अन्न अनेक पटींनी वाढलं. आणि त्यांची लोकसंख्या खूपच मोठ्या आकड्यावर स्थिरावू शकली. हे लक्षात आल्यावर पुढचा प्रश्न असा येतो की फक्त याच गोत्रात हे म्यूटेशन का दिसून आलं? लेन्स्कीला इ कोलायच्या जनुकांचे म्यूटेशनचे दर माहीत होते. त्याच्या गणिताप्रमाणे 30000 पिढ्यांमध्ये सर्व जनुकं किमान एकदा तरी म्यूटेट व्हायला हव्या. जर एकाच म्यूटेशनमुळे जर हा बदल होत असेल तर हा इतरही गोत्रांमध्ये दिसून यायला हवा होता. त्यामुळे त्याने दुसरी शक्यता विचारात घेतली. समजा, हे एकाच म्यूटेशनमुळे होत नसेल तर? कदाचित दोन किंवा तीन वेगवेगळ्या म्यूटेशन्सची गरज असेल तर? अनेक जनुकीय बदलांच्या बाबतीत नुसत्याच दोन म्यूटेशन्स चालत नाहीत, तर त्या योग्य क्रमाने येणं जरूरीचं असतं. जर दोन किंवा तीन म्यूटेशन्स, विशिष्ट क्रमाने आवश्यक असतील, तर हा गुणधर्म बारांपैकी एकाच गोत्रात दिसणं सहज शक्य आहे. पण हे सिद्ध कसं करायचं?
यासाठी लेन्स्कीने 'रिवाइंड-रिप्ले' ची पद्धत वापरली. त्याच्याकडे गोत्र क्रमांक 3 चे वेगवेगळ्या पिढ्यांमधले पूर्वज गोठवून ठेवलेले होतेच. त्याने त्यापैकी काहींपासून नवीन गोत्रं सुरू केली. त्यापैकी नक्की कितींमध्ये आणि कुणामध्ये ही नवीन शक्ती निर्माण होऊ शकते याचा अभ्यास केला. त्याला असं दिसून आलं की सुमारे 20000 पिढ्यांच्या आधीची पिढी असेल तर त्यांच्यात सायट्रेट खाण्याची शक्ती निर्माण होत नाही. याउलट त्यानंतरच्या पिढीपासून निर्माण केलेलं गोत्र असेल तर तीमध्ये ही शक्ती निर्माण होताना दिसते. यावरून निष्कर्ष असा निघतो की 20000 व्या पिढीच्या आसपास कुठचंतरी एक म्यूटेशन झालं जे सायट्रेट पचवण्याची शक्ती निर्माण व्हायला आवश्यक होतं. केवळ त्या म्यूटेशनमुळे ही शक्ती प्राप्त होत नाही. तर त्यानंतर दुसरं एक विशिष्ट म्यूटेशन आवश्यक असतं. या दोहोंच्या विशिष्ट क्रमातल्या एकत्रीकरणामुळे इ कोलायमध्ये गुणात्मक बदल घडताना दिसतो.
डोळा तयार होण्याइतकी अर्थातच ही प्रक्रिया क्लिष्ट नाही. पण या प्रयोगातून दोन गोष्टी दिसून आल्या. एक म्हणजे अनेक बदल साचून राहून एक मोठा बदल होताना दिसू शकतो. दुसरं म्हणजे गुणात्मक बदल होणं तितकं काही कठीण नाही. लेन्स्कीच्या प्रयोगात एका जीवाच्या 33000 पिढ्यांचा अभ्यास होता. आत्तापर्यंत अशा अब्जावधी पिढ्या कोट्यवधी प्रजातींमध्ये झालेल्या आहेत. या दोन्हीमुळे अविघटनीय गुंतागुंतीचा पायच खचून जातो. सजीवांमध्ये आपल्याला दिसणारे गुणात्मक फरक हे अतर्क्य गुंतागुंतीचे नमुने नसून हा गुंता काळजीपूर्वक सोडवता येईल याची खात्री वाटते.
पुढच्या भागात आपण लेन्स्कीचं उत्तर पाहू.
(क्रमश:)
प्रतिक्रिया
वा! अतिशय सोप्या भाषेत ही
वा! अतिशय सोप्या भाषेत ही गुंतागुंत उलगडताय!
पुढिल भागाच्या प्रतिक्षेत
- ऋ
-------
लव्ह अॅड लेट लव्ह!
वाचतोय...
सतत वाचनात रहावी मालिका म्हणून छापील प्रत सोबत ठेवण्याचा विचार आहे.
वेगळ्या विषयावरचे तपशील; एरव्ही फाअरसे वाचनात यायची शक्यता नव्हती; डोक्यात प्रश्न तसेच राहिले असते.
--मनोबा
.
संगति जयाच्या खेळलो मी सदाहि | हाकेस तो आता ओ देत नाही
.
memories....often the marks people leave are scars
लेख आवडला.
डाव्या बाजूची आकृतीचं स्पष्टीकरण नाही त्यामुळे ती अस्थानी वाटते.
लेन्स्कीचे प्रयोग दिसताना सोपे दिसले तरीही इ. कोलायसारखा सूक्ष्म जीवही उत्क्रांतीची गुंतागुंत दाखवतो त्यामुळे त्यातून उत्क्रांतीसंदर्भात खूप जास्त तपशील समजून घेता येतात ही गोष्ट आवडली.
---
सांगोवांगीच्या गोष्टी म्हणजे विदा नव्हे.
आकृतीचं स्पष्टीकरण
स्पष्टीकरण पुरेसं नाही हे मान्य. भाग ६ आणि ७ मध्ये मी डोंगरमाथ्यापासूनच्या प्रवासाची कल्पना मांडली होती. टोकावरून सोडलेला चेंडू कुठच्यातरी एका दिशेने प्रवास करत खाली जाईल. या रूपकात प्रवास म्हणजे जनुकांत होणारे बदल. सुरूवातीच्या स्थितीपासून अनेक वेगवेगळ्या प्रकारचे बदल होऊ शकतात. हा वेगळेपणा म्हणजे प्रवासाची दिशा. लेन्स्कीच्या प्रयोगात बारा गोत्रांत वेगवेगळ्या दिशांनी प्रवास झाला. प्रत्येक गोत्रात आकाराची वाढ झाली, पण ती वेगवेगळ्या पद्धतींनी आणि वेगवेगळ्या प्रमाणांत झाली. म्हणजे सगळेच साधारण एकाच भागात पोचले, पण एकाच बिंदूला पोचले नाहीत. त्यांचे मार्ग किंचित वेगळे होते.
लेन्स्कीच्या बारा गोत्रांविषयी जे बघितलं तेच आपल्याला एकंदरीत सजीवसृष्टीबाबत म्हणता येतं. लेखात दिलेली पहिली आकृती ही अशाच सांकल्पिक भव्य डोंगराचा टॉप व्ह्यू आहे. एकाच पूर्वजापासून पुरेसा काळ, पुरेशा वेगवेगळ्या दिशांनी प्रवास झाला की आत्ताची दिसणारी प्रचंड विविधता दिसून येते. डोंगराच्या 'कडेला' दिसणाऱ्या प्रजाती या आत्ता दिसणाऱ्या विविधतेचं प्रतिनिधित्व करतात.
त्या एका वर्तुळात मांडण्याचं दुसरं एक कारण असं की हा प्रवास विशिष्ट दिशेला चालू नाही. म्हणजे मानव सगळ्यात उत्क्रांत, प्रगल्भ आहे अशी शंका येत नाही. माणूस सर्वात बुद्धीमान आहे, तर देवमासा सगळ्यात प्रचंड आहे. मानव तयार करण्यासाठी हा सगळा खेळ नसून प्राणी, पक्षी, कीटक, जीवाणू आपोआप तयार होतात. ज्या दिशेने पूर्वजांनी प्रवास केले त्यावरून सध्याच्या स्थिती ठरल्या इतकंच. हे प्रवासही ठरवून झालेले नाहीत, तर चेंडू घरंगळावे, काही या दिशेने जावे तर काही त्या अशा यदृच्छेने ते झाले आहेत.
छान - पुढच्या लेखांकाच्या प्रतीक्षेत
छान - पुढच्या लेखांकाच्या प्रतीक्षेत.
(सजीववृक्षाच्या चित्राबाबत ३_१४ विक्षिप्त अदितीशी सहमत)
दिले आहे की!
@ अदिती, धनंजयः पुढील वाक्ये त्या डाव्या चित्राशी संलग्न आहेत असा माझा समज आहे.
- ऋ
-------
लव्ह अॅड लेट लव्ह!
छान मुद्देसूद आणि सुगम
छान मुद्देसूद आणि सुगम लेख!
किती तरी काळापासून चालू असलेली जन्म-मरणाची प्रक्रिया आणि त्यात घडलेल्या कोट्यवधी योगायोगांनी निर्माण झालेल्या सृष्टीने उच्चतम क्लिष्टता गाठली आहे की काय असा एक विचार मनात येऊन गेला.
पु.भा.प्र.
किती तरी काळापासून चालू
या वाक्यात उत्क्रांतीच्या प्रक्रियेचं सार आहे. फक्त अजून एक गोष्ट अधोरेखित करायची राहिली. ती म्हणजे अशा योगायोगांनी झालेल्या बदलांपैकी जगण्यासाठी उपयुक्त बदल टिकून रहातात, साठून रहातात. त्यामुळे क्लिष्टता वाढत जाऊ शकते. त्यामुळेच शून्य किंवा जवळपास शून्य पासून आता दिसणारं गुंतागुंतीचं जग टप्प्याटप्प्यातून तयार होऊ शकतं - झालं.
आणखी एक उत्तम लेख, या
आणखी एक उत्तम लेख, या मालिकेतला.
सुंदर लेखमालिका.. अप्रतिम.
बाकी "क्लिष्टता" ही संकल्पना इज अ मॅटर ऑफ ओपिनियन.
निसर्गाला काय पडलीय क्लिष्टतेच्या पातळीची चिंता ?
निसर्गाला काय पडलीय
सृष्टीचा अर्थ निसर्ग असा नसून तयार झालेला सजीव-समुह असा आहे. त्यामुळे 'क्लिष्टता वाढवणं' हे उद्दीष्ट नाही हे खरं आहे.
क्लिष्टता मोजणं कठीण आहे हेही खरं आहे, पण ती वाढत जाते याबाबत दुमत नसावं. उदाहरणार्थ, प्रकाश गोळा करणारी, फोकस करणारी लेन्स नसलेला, साधारण काळंपांढरं वेगळं करणारा 'डोळा' आणि भरपूर पिक्सेल असलेली रेटिना, तीवर रंगवैविध्यासकट प्रकाशचित्र उत्तम फोकस करणारी लेन्स असलेला डोळा मी अधिक क्लिष्ट म्हणेन.
तेच म्हटलं..
एक्झॅक्टली.. क्लिष्टता इज अ मॅटर ऑफ ओपिनियन.
मला वाटतं बहुधा स्टीफन हॉकिंग्जच्या "द ग्रँड डिझाईन" मधलं वाक्य आहे हे.
बाकी पुढे ते "निसर्गाला काय पडलीय"वालं वाक्य नकोच होतं तिथे लिहायला..
"क्लिष्टता" ही संकल्पना इज अ
हे खरं असलं आणि क्लिष्टता ही संकल्पना सापेक्ष असली तरी क्लिष्टता वाढली यावर बहुमत असायला हरकत नाही असे वाटते.
सध्या बायोडायव्हर्सिटी कमी होत असल्याची बोंब ऐकू येत असते त्यामुळे क्लिष्टतेची पातळी आहे त्यापेक्षा जास्त वाढण्यासाठी उपलब्ध 'जीन पूल' कमी होऊन सध्या असलेली क्लिष्टता उच्चतम असेल की काय अशी शंका माझ्या मनाला चाटून गेली एवढेच.
नेहमीप्रमाणेच रोचक आणि सोप्या
नेहमीप्रमाणेच रोचक आणि सोप्या शब्दातला लेख. पुभाप्र.
वाचतो आहे.
डावीकडच्या फोटोचा मोठ्या आकाराचा दुवा त्यातच एम्बेड करता येईल का? म्हणजे मोठा करून नीट पाहता येईल.
-Nile
आता केला आहे.
आता केला आहे.
---
सांगोवांगीच्या गोष्टी म्हणजे विदा नव्हे.
आभार! माणूस 'घरगुती उंदीर'
आभार!
माणूस 'घरगुती उंदीर' आणि एका सापाच्या जातीच्या मध्ये फिट झालेला बघुन मौज वाटली
- ऋ
-------
लव्ह अॅड लेट लव्ह!
सगळी लेखमाला पूर्ण
सगळी लेखमाला पूर्ण झाल्याशिवाय उघडणार नव्हतो, पण तरी रहावेना म्हणून हा भाग उघडला,
पहिल्यापासूनचे सगळे लेख वाचले.
अत्यंत सुंदर लिखाण, संतुलीत झाल्यामुळे अजून आवडले.
पुढचे भाग लवकर येउदेत