सत्याचा विजय - लेन्स्की विरुद्ध श्लाफ्ली (भाग ५)

स्टॅटिस्टिकल मेकॅनिक्समध्ये यदृच्छेला स्थान आहे : Determinism मानूनही. पुंजभौतिकीतही यदृच्छेला स्थान आहे. तिथे determinism मानावा की नाही याबाबत एकमत नाही. जनुकांमध्ये होणारे बदल या दोन प्रक्रियांमुळे होत असतात. (यदृच्छा म्हणजे पुरता अनियम नाही. ते असे.)

स्टॅटिस्टिकल मेकॅनिक्स
काही घटना एक-एक करून यादृच्छिक नाहीत. उदाहरणार्थ दोन रेणूची टक्कर घेऊया - ही पुंजभौतिकी (क्वांटम मेकॅनिक्स)च्या क्षेत्राच्या थोड्याफार बाहेरची आहे. आधीचे वेग आणि स्थाने, रेणूंची वस्तुमाने... ठाऊक असली, तर टकरेनंतर रेणूंचे काय होते ते गणित करायला यदृच्छेचे काहीच स्थान नाही. परंतु जर अनेक वेगवेगळे वेग असलेले अनेक रेणू असतील, त्यांच्या वेगांचे वितरण (डिस्ट्रिब्यूशन) ठाऊक असेल, तरी त्या रेणूंच्या समूहाबाबत बरीच नेमकी गणिते करता येतात. (उदाहरणार्थ ० सेल्सियस तापमानाचा १ लीटर वायू पासून +२७३.१५ सेल्सियस इतका तापवला, दाब कायम ठेवला, तर तो २ लीटर इतका होतो, अशा प्रकारची गणिते करता येतात. ही गणिते बर्‍यापैकी नेमकी [अ‍ॅक्युरसी ची] असू शकतात, आणि उपयोगीसुद्धा असू शकतात.) पण या गणितांमध्ये 'च', 'छ', 'ज'... हे रेणू कुठल्या काळी कुठल्या वेगाने जात असतात, कधी टक्कर देतात, ही नियत-डिटर्मिनिस्टिक गणिते आपण करत नाही. ज्या स्तरावर आणि उपयोगाकरिता आपण गणित करत असतो, त्या स्तराकरिता या 'च'-नमक रेणूचा वेग त्या वितरणाच्या अंतर्गत, पण नाहीतर यादृच्छिक मानला जातो. (वितरणाच्या अंतर्गत असल्यामुळे यदृच्छेचे प्रमाण किंचित कमी होते, उरलेली यदृच्छा कायम राहाते.)

पुंजभौतिकी
आता रसायन-प्रक्रियेत पुंजभौतिकी क्रियासुद्धा येतातच. अमुक रेणू आणि तमुक रेणूंची ढमुक-ढमुक वेगा-दिशेने टक्कर झाल्यास इलेक्ट्रॉन आलटून-पालटून वेगळे रेणू तयार होतात का? याचे 'च'-नामक आणि 'छ'-नामक विवक्षित रेणूंबाबत सांगता येत नाही (यदृच्छा). पुंजभौतिकीतली यदृच्छा "सत्य"-यदृच्छा आहे की स्टॅटिस्टिकल मेकॅनिक्ससारखी "सोयिस्कर" यदृच्छा आहे ही बाब अजून स्पष्ट नाही. पण हजारो रेणूंच्या टकरांमध्ये किती प्रमाणात रसायनप्रक्रिया होईल ते मात्र अगदी नेमके गणित करता येते. ही गणिते नेमकी (अ‍ॅक्युरेट) असतात, आणि उपयोगीसुद्धा असतात.

काही का असेना. म्यूटेशन म्हणजे डीएनए रेणूंची रासायनिक प्रक्रिया होय. डीएनए रेणूंची अन्य रेणूंशी टक्कर फार वेगाने झाली तरच रासायनिक प्रक्रिया होते. (शिवाय नवीन डीएनए बनवताना यंत्रणेला भरपूर-रासायनिक धक्का बसला तरच चुकीची कॉपी बनते.) "च"-नावाच्या विवक्षित रेणूला "ध" नावाचा धक्का बसण्याच्या प्रक्रियेत स्टॅटिस्टिकल मेकॅनिक तितकी "सोयिस्कर" यदृच्छा असते, आणि रासायनिक बदल होण्यात पुंजभौतिकी तितकी यदृच्छा असते.

आता याला तुम्ही विज्ञानात-स्थान-असलेली-यदृच्छा म्हणाल की विज्ञानात-स्थान-नसलेली-यदृच्छा म्हणाल ते मला ठाऊक नाही. माझ्या मते ही "विज्ञानात-स्थान-असलेली-यदृच्छा" आहे.

(माझ्या मते विज्ञान असण्याकरिता verifiability/falsifiability/successive approximation/accuracy वगैरे तत्त्वे व्याख्याजनक आहेत. Determinism या यादीत नाही. विज्ञानाच्या काही शाखांत deterministic सिद्धांत वापरून गणिते केली जातात, हे खरे आहे. पण काही शाखा म्हणजे सर्व शाखा नव्हेत. आणि व्याख्या तर नव्हेच.)

> उत्क्रांती होत नाही याचा अर्थ बदल किंवा म्युटेशनं होतच नाहीत असं नाही.
म्यूटेशने होत नाहीत असा अर्थ माझ्या प्रतिसादातून निघत असेल, तर माझे शब्दांकन चुकले. प्रत्येक मानवी अपत्यात त्याच्या आईबापांच्या गुणसूत्रांपेक्षा बदल दिसतात. (अंदाज १-२ म्यूटेशने/१०,००,००,००० अक्षरे. मनुष्याचा गुणसूत्रांत ~३,००,००,००,००० अक्षरे आहेत, तर भरपूर म्यूटेशन दर पिढीत होतात.)

१. बॉटलनेक आणि ड्रिफ्ट
> दुष्काळ, महामाऱ्या, युद्धं इत्यादी. यातून जनुकसाठ्याची (जीन पूलची) काही ना काही काटछाट झाली असावी असा अंदाज करता येतो.
लोकसंख्या बॉटलनेक आणि सिलेक्शन प्रेशर यांच्यात फरक केला पाहिजे. "पॉप्युलेशन बॉटलनेक" मध्ये मोठ्याप्रमाणात मृत्यू होतात, पण त्याच्या पुढच्या पिढीत मात्र मृत्यूची कारणे वेगळी असतात, "फायदेशीर" काय ते वेगळे असते, आणि "तोट्याचे" काय ते वेगळे असते. त्यामुळे सिलेक्शन प्रेशर असे राहात नाही. बॉटलनेकमुळे "जेनेटिक ड्रिफ्ट (भरकटणे)" होते.
उदाहरणार्थ, १०० पैकी ९० लोक मेले (आणि ही स्थिरसंख्या नसली, याच पिढीत मेले - आदल्या पिढीत भरपूर तगत, पुढल्या पिढीत भरपूर तगतील), तर त्या पिढीत तगलेल्या १० व्यक्तींमध्ये यादृच्छिकरीत्या असलेले सर्व जनुके पुढच्या पिढीत दिसतील - ती त्या विवक्षित महामारी-पिढीतल्या व्यक्तींकरिता फायदेशीर असोत वा नसोत.
उदाहरण घ्या : एखाद्या पिढीत ब्लॅकडेथ-प्रतिबंधक जनुक काही थोड्या लोकांत आहे, मात्र कुरळे केस-जनुक अर्ध्या लोकांत आहे. आणि कुरळे-केस असून नसून तगण्यात फरक पडत नाही, म्हणा. ब्लॅकडेथ-विरोधी जनुक फार थोड्या लोकांत असल्यामुळे, यादृच्छिकरीत्या त्यांच्यात कुरळे-बिनकुरळे-केस प्रमाण बरोबर ५०-५०% नसणार. एका पिढीच्या ब्लॅकडेथ बॉटलनेकमध्ये तेच कमीअधिक कुरळे-केसवाले तगतील आणि पुढच्या पिढीत कुरळ्या केसांचे प्रमाण ५०-५०%पेक्षा वेगळे असेल. पुढच्या पिढीतला बॉटलनेक ब्लॅकडेथ नसल्यामुळे, दुसर्‍या कुठल्या बॉटलनेक ब्लॅकडेथ-विरोधी जनुक यादृच्छिकरीत्या नाहिसे होऊ शकेल... म्हणजे सिलेक्शन प्रेशन पिढ्यान् पिढ्या टिकले नाही, तर जनुके भरकटत (रँडम वॉक) राहातात, दिशा-असल्यासारख-भासणारी उत्क्रांती होत नाही.
सारांश १: काटछाट झाली असेल, पण विवक्षित दिशेला काटछाट करत राहाणारे सिलेक्शन झालेले नाही.

२. आप्रवास संकर (मायग्रेशन आणि अ‍ॅडमिक्श्चर) : गेल्या काही शतका-सहस्रकांत शेजारपाजारच्या प्रदेशांत संकर-संतती होण्याइतपत प्रवास लोक करत आहेत. त्यामुळे महामारीत एखाद्या प्रदेशात जनुक-फ्रीक्वेन्सी बदलली म्हणा. आप्रवास-संकर होता संकरित प्रदेशातल्या फ्रीक्वेन्सीशी मिसळून जाते. त्या आजूबाजूच्या प्रदेशात नेमकी तीच महामारी नसली, तर सिलेक्शन प्रेशर असे काही राहात नाही. (गालापागोस बेटांवरती फिंच पक्ष्यांच्या प्रजाती एकमेकांशी संकर-संतती निर्माण करत नव्हत्या, म्हणून प्रत्येक स्वतःच्या-स्वतःच्या दिशेने दूरदूर गेल्या. संकर होत राहिला असता, तर थोडीशी-बाकदार-चोच-फायदेशीर आणि सरळसोट-चोच-फायदेशीर पक्ष्यांची जनुके मिसळत राहिली असती. प्रत्येक पिढीत थोडी अधिक बाकदार चोच तगतेय, आणि प्रत्येक पिढीत सरळसोट चोच फायदेशीर, अशा दोन प्रजाती एकमेकांपासून जनुकीयदृष्ट्या दूरदूर होत गेल्या नसत्या.

संख्येने.

पिढी क (जन्माच्या वेळी संख्या क-जन्मसंख्या, संततिप्राप्तीच्या वेळी संख्या, क-प्रौढसंख्या क-जन्मसंख्या, मृत्यूमुळे)
->
पिढी ख (जन्माच्या वेळी संख्या ख-जन्मसंख्या, संततिप्राप्तीच्या वेळी संख्या, ख-प्रौढसंख्या ख-जन्मसंख्या, मृत्यूमुळे)
-> पिढी ग -> पिढी घ ....

डार्विनच्या सिद्धांतामधील ओहरप्रोडक्शन गृहीतक म्हणजे "ख-जन्मसंख्या >> क-प्रौढसंख्या"
डार्विनच्या सिद्धांतामधील नॅचरल सिलेक्शन गृहीतक म्हणजे "ख-प्रौढसंख्या ख-जन्मसंख्या"
डार्विनच्या सिद्धांतानुसार इन्हेरिटेबल व्हेरिएशन गृहीतक म्हणजे "ख-जन्मसंख्या इतक्या विविध व्यक्तींमध्ये थोडे-थोडे वैविध्य असते, आणि ते वैविध्य तगण्याची संभवनीयता कमीअधिक करते. तगण्याची संभवनीयता कमी असलेले व्यक्ती मरतात, संभवनीयता अधिक असलेले व्यक्ती जगतात, अशा तर्‍हेने ख-प्रौढसंख्याख-जन्मसंख्या इतके व्यक्ती पुढची पिढी प्रसवण्याकरिता शिल्लक राहातात."

डार्विनच्या सिद्धांताकरिता आवश्यक नाही, पण ठळक नवीन प्रजाती उपजण्याकरिता ख-प्रौढसंख्या ~= क-प्रौढसंख्या .
जर ख-प्रौढसंख्या >> क-प्रौढसंख्या, तर सरासरी-पिढी-क सारखे भरपूर व्यक्ती पिढी-खमध्ये दिसतात, (कारण व्हेरिएशन हे सरासरीच्या दोही-चोहीदिशेला असते. तगणार्‍यांची संख्या खूप असली, तर फायदेशीर दिशेला व्हेरिएशन असलेले थोडे व्यक्ती निपजले, तरी सरासरी-पिढी-क सारखे बहुतेक व्यक्ती तगतात, आणि तगतात. थोडाफार तोट्याचे व्हेरिएशन असलेले भरपूर व्यक्ती तगतात.

आजकाल काही मानवी समाजांत "ख-जन्मसंख्या >> क-प्रौढसंख्या" हे गृहीतक बाद झालेले आहे.
आणि गेली काही शतके सहस्रके "ख-प्रौढसंख्या ख-जन्मसंख्या" हे गृहीतक मानवी समाजांत बाद झाले आहे.

त्यामुळे ईषत्-फायदेशीर म्यूटेशने, ईषत्-तोटेशीर म्यूटेशने, न-बदललेली जनुके... सर्वच तगतात. एक प्रकार विशेषकरून मृत्यू पावला, दुसरा प्रकार तगला, तर नव्या पिढीतला मध्यवर्ती सरासरी गुण बदललेला दिसतो. प्रजाती "जुन्या प्रकारापासून नव्या प्रकाराकडे उत्क्रांत होते". सर्वच व्यक्ती तगले, तर मध्यवर्ती गुण "बिगरव्हेरिएशन" असाच राहातो. प्रजातीचा पसारा वाढलेला दिसतो, गुण कमीअधिक प्रमाणात दिसतो, पण सरासरी गुण आदल्या पिढीसारखाच राहातो.

अर्थात पर्यावरण आणि प्रजोत्पादनावरचा दबाव मोठ्या कालावधीत भविष्यातही बदलत राहाण्याची शक्यताच मला अधिक दिसते (ऐतिहासिक बदलांवरून असे वाटते.) त्यामुळे दोन्ही-तिन्ही कलमे बहुधा लागू होतील. खूप कालावधी वाट बघितली तर ठळक बदल दिसतील असा माझा कयास/भाकित आहे. परंतु हे भाकित "भविष्यातही पर्यावरण बदलत राहील" या गृहीतकावरून आहे, व्याख्येवरून नाही. माझे गृहीतक चुकलेले असले तर माझे भाकितही चुकेल, पण व्याख्येस (तेवढ्यावरून) बाधा पोचणार नाही.

सर्वच नियमात काही चलपदे/गृहितके असतात, नियमांची निरीक्षणे/निष्कर्ष पडताळण्यासाठी त्या चलपदांच्या किमती/मूल्ये पुरेशा/योग्य असाव्या लागतील म्हणजेच नियम विषयास(इथे सजीवास) लागू होतो हे पडताळण्यासाठी योग्य ती गृहितके व मुल्ये असणे गरजेचे आहे. चलपदांच्या पुरेशा मूल्यांअभावी नियमास बाधा येणार नाही, पण मूल्यांबद्दल असलेल्या अपूर्‍या ज्ञानामुळे नियम पूर्णपणे विषयास लागू होतो अथवा नाही हे ठरवणे गैर ठरेल.

जी म्यूटेशने पिढीपासून पुढच्या अपत्याकडे जातात, आणि त्यांच्यामुळे होणारा शारिरिक फरक अपत्यसंख्या कमी/अधिक करत नाही, अशी न्यूट्रल (उदासीन) म्यूटेशने होत राहिली, तरी "रेफरन्स" बदलत नाही. अशा परिस्थितीत वरील उद्धृत वाक्य लागू होत नाही. म्हणजे "अनेक छोटे-छोटे बदल झाले, तरी ते बदल वेगवेगळ्या व्यक्तींमध्ये झालेले असतात. त्यामुळे "खूप बदललेले व्यक्ती असलेला समूह = नवी उपप्रजाती" असे चक्षुर्वै निरीक्षण होत नाही.

उत्क्रांतीच्या नियमांत विषद केलेल्या परिस्थितीच्या/पर्यावरणाच्या पुरेशा उपलब्धतेत चक्षुर्वै निरीक्षण शक्य आहे, जर परिस्थिती उपलब्ध झाली नाही तर उत्क्रांतीचा नियम योग्य असूनही सजीवांस पुर्णपणे लागू होतो हे सिद्ध करणे शक्य होणार नाही. पण तुमच्याप्रमाणेच मलाही पर्यावरण आणि प्रजोत्पादनावरचा दबाव मोठ्या कालावधीत भविष्यातही बदलत राहाण्याची शक्यताच अधिक दिसते.