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:)