पृथ्वीमा जीवको उत्पत्ति खोज सम्बन्धी वैज्ञानिक अवधारणा

१२ पुष २०८०, बिहीबार १४:४७

 लोकपाटी न्यूज

29Shares

• नारायण गिरी

 कुखुरा पहिला कि अण्डा पहिला भन्ने टुक्का हाम्रो समाजमा पहिलेदेखि नै चल्दै आएको हो। कुखुरा नभई अण्डा हुँदैन, अण्डा नभई कुखुरा हुँदैन। यो नटुंगिने सवाल हो। यसले उत्पत्तिको मूलश्रोत भने खोजेको छ। जीव कहाँबाट आयो भन्ने सन्दर्भमा खोज अभियानमा जुटेका विभिन्न वैज्ञानिकहरूका आ-आफ्नै मतहरू छन्। केही वैज्ञानिकहरू जीव अन्तरिक्षबाट नै आएका हुन् भन्ने विश्वास गर्दछन्। पूर्वग्रिक विचारकहरूको मान्यता अनुसार जीवको ‘स्पोर’ नामक इकाई अनेकौं ग्रहहरूमा स्थानान्तरित भए, पृथ्वी पनि तिनीहरूमध्ये एक थियो भन्ने छ। केही खगोल-वैज्ञानिकहरू ‘प्यान-स्पर्पिया’ (सर्वबीजाणु)बाटै जीवको उत्पत्ति भएको ठान्दछन्।

जीवन उत्पत्तिका वैज्ञानिक मतहरू

लुई पाश्चरले सावधानीपूर्वक गरिएका प्रयोगहरूको माध्यमबाट जीवन पहिलेदेखि विद्यमान जीवबाट नै निक्लिएर आउने कुरा प्रदर्शित गरेका थिए। उनका अनुसार पहिलेदेखि जीवाणुरहित गरिएका फ्लास्कमा ‘मृत यीस्ट’बाट जीव उत्पन्न हुँदैनन्, जबकि अन्य खुला फ्लास्कमा ‘मृत यीस्ट’लाई राखेपछि केही समयपछि नयाँ जीव आउँदछन्। यसरी स्वतः प्रजनन सिद्धान्तलाई एक पटक सदैवको लागि खारेज गरियो। तर यी सबै कुराले पृथ्वीमा जीव सबभन्दा पहिले कहिले आए भन्ने कुराको उत्तर प्राप्त हुँदैनथ्यो।

रुसका वैज्ञानिक ए. आई. अपेरिन र इङ्ल्याण्डका जीव वैज्ञानिक होल्डेनले के प्रस्तावित गरेका थिए भने जीवनको पहिलो स्वरूप समुद्र-सतहमा पूर्व-विद्यमान जीवनरहित कार्बनिक यौगिक (जस्तै, आरएनए, प्रोटिन, इत्यादि) बाट जीवनको निर्माण खण्ड एमिनो एसिडको रूपमा भएको हो। यिनीहरूले जीवनको उत्पत्तिको लागि आवश्यक सामग्री जुटाइरहेका थिए। र, जीवको त्यो रचना त्यही रासायनिक विकासपछि घटित भएको थियो, जसबाट अकार्बनिक संघटकहरूद्वारा विविध कार्बनिक अणुहरूको गठन हुन सक्यो।

कार्बनिक अणुहरूको स्व-प्रयोजनबाट

त्यसबेला पृथ्वीमा उच्च तापयुक्त, ज्वालामुखीय तुफानयुक्त वायुमण्डलमा मिथेन, एमोनिया, आदिको कमी थियो। लगातार भएको मुसलधारे वर्षासँगै घुलेर पृथ्वी चिसो भएपछि कार्बनिक अणुहरूले एक घोल बनाए, जसबाट जीवको उद्भव भएको हो। रासायनिक विकासको परिकल्पना जीवको उत्पत्तिको सबभन्दा व्यापक रूपले स्वीकृत सिद्धान्तहरूमध्ये एक हो। यो परिकल्पनाका अनुसार पृथ्वीमा जीव आदिम वातावरणमा कार्बनिक अणुहरूको स्व-प्रयोजनबाट भएको हो।

अन्ततः धेरै जटिल कार्बनिक यौगिकहरूको निर्माणतिर अग्रसर भयो। पछि वैज्ञानिक मिलर र उरेले यो परिकल्पनाको लागि प्रयोगात्मक काम गरेर उनीहरूले प्रयोगशालाका परिस्थितिहरूमा सफलतापूर्वक मिथेन, एमोनिया, जल वाष्प र हाइड्रोजनयुक्त फ्लास्कको माध्यमबाट (विद्युत प्रवाहमा) एमिनो एसिडको उत्पादन गरे। यो प्रोटिनको निर्माण खण्ड हो।

अमेरिकी वैज्ञानिक एस. एल. मिलरले सन् १९५३ मा आफ्नो प्रयोगशालामा यही परिणामको स्थिति पैदा गरेका थिए। यो प्रयोगबाट उनले एउटा बन्द फ्लास्कमा मिथेन, हाइड्रोजन, एमोनिया तथा ८०० डिग्री सेल्सियस तापसँगै एक विद्युत-डिस्चार्ज गर्दा एमिनो एसिड बनेको देखे। ठिक यस्तै प्रकारका प्रयोगद्वारा ग्लूकोज, नाइट्रोजन क्षारक, पिगमेन्ट्स, तेल, आदि प्राप्त गरेका उल्काहरूका अन्तर्वस्तुहरूको विश्लेषणबाट ठिक यस्तै प्रक्रिया अन्तरिक्षका कुनै अन्य स्थानमा घटित भइरह्यो होला भन्ने कुरा प्रकट भयो। सीमित प्रमाणहरूको आधारमा काल्पनिक कहानीहरूको पहिलो भाग अर्थात् रासायनिक विकासलाई पनि केही मात्राको रूपमा स्वीकार गर्न सकिन्छ।

अपेरिनले सन् १९३६ मा आफ्नो पुस्तक ‘द ओरिजिन अफ लाइफ’मा जैव-रसायन विकासको सिद्धान्तको विस्तारपूर्वक वर्णन गरे। यसका अनुसार आदिकालमा हाइड्रोजन ग्यास अधिक मात्रामा भएकोले पृथ्वीको वायुमण्डल अपचायक थियो। यसमा अक्सिजन अनुपस्थित थियो। तापक्रम कम भएकोले हाइड्रोजन, नाइट्रोजन, कार्बन, आदि परमाणुहरूमा आपसमा संयोगबाट यसका अणु बने। यस क्रममा पहिला जटिल कार्बनिक यौगिक तथा कोएसरवेट एवम् न्यूक्लियो-प्रोटीन्सको निर्माण भयो।

स्टेनले मिलरले आफ्नो प्रसिद्ध प्रयोगमा पृथ्वीको प्रारम्भिक वायुमण्डल जस्ता स्थितिहरूलाई पैदा गरेर। उनले बन्द फ्लास्कमा विद्युत धारालाई एमोनिया, मिथेन, हाइड्रोजन र वाफको मिश्रणबाट गुज्रिएर कार्बोहाइड्रेट एवम् एमिनो एसिडको मिश्रण प्राप्त गरे। यी पदार्थमा भएको प्रतिक्रियाको परिणामस्वरूप पोलिसकेराइड, प्रोटिन, लिपिड एवम् न्यूक्लिक एसिड बने।

अन्तिम कडीको रूपमा वायुमण्डलको निर्माण

न्यूक्लिक एसिडले देखाएको प्रतिक्रियापछि त्यसमा आफ्नै प्राकृतिकको क्षमता रहेको थाहा भयो। यिनीहरूको विकासबाट निर्जीव एवम् सजीवको बीचको एक सीमा निर्धारण भयो। अगाडि बढेर प्रारम्भिक कोशिकाहरू, संश्लेषण वृद्धि तथा परिवर्तन हुन लागे। जसको परिणामस्वरूप पोषण-विधिहरूसँगै सम्पन्न भयो। परजीविता, मृतजीविता, प्राण सदृश पोषण विधिहरू पश्चात स्वपोषी पोषण विधिको पनि विकास भयो। यी स्वपोषी जीव दुई प्रकारका रसायन-संश्लेषण तथा प्रकाश-संश्लेषी थिए। यसको अन्तिम कडीको रूपमा वायुमण्डलको निर्माण भयो। जो अक्सिजनको उपस्थितिका कारण यो धेरै महत्त्वपूर्ण हुन गयो।

‘पेन्सपर्मिया’ परिकल्पनाका अनुसार पृथ्वीमा जीवको उत्पत्ति ब्रह्माण्डमा सर्वत्र फैलिएका सूक्ष्मजीव, कार्बनिक अणुहरू र जीवनका पूर्ववर्ती रसायनहरूबाट भएको हो। तिनीहरू बाहिरी अन्तरिक्षबाट उल्कापिण्डहरू अथवा धुम्रकेतुहरूको माध्यमबाट आएका हुन्। जीवनको उद्भव यी सूक्ष्म जीव, पूर्ववर्ती रसायनको पृथ्वी जस्तो जीवनको लागि सहायक वातावरणमा पुगेपछि भएको हो।

यो सिद्धान्तको प्रस्ताव अनुसार जीवनका अन्य ग्रहहरू वा चन्द्रमाहरूमा जीवनको लागि बढी अनुकूल परिस्थितिसँगै उत्पन्न हुन सक्दछ। पुनः यी ब्रह्माण्डीय पिण्डहरूको माध्यमबाट पृथ्वीमा फैलिन सक्दछ। यो परिकल्पनाको समर्थन गर्नको लागि कैयौं प्रयोगहरूले प्रमाण प्रस्तुत गरेका छन्। सन् २०१८ मा शोधकर्ताहरूको एउटा समूहले मंगल ग्रहमा कार्बनिक पदार्थको खोजी गरे, जसले जीवनका सम्भावित निर्माण खण्डहरूको उपस्थितिको संकेत दिन्छ। यद्यपि पेन्सपर्मिया परिकल्पना बहसको विषय बनेको छ। किनभने यसले अन्तरिक्षको माध्यमबाट आफ्नो यात्राको क्रममा सूक्ष्मजीवहरूको उत्तरजीविताको बारेमा प्रश्न उठाउँदछ।

‘आरएनए वर्ल्ड’ परिकल्पनाको प्रस्ताव अनुसार डीएनएको सट्टा आरएनए, पहिलो स्व-प्रतिकृति अणु थियो। यस अणुले पृथ्वीमा जीवन गठनको नेतृत्व गर्‍यो। आरएनए आनुवंशिक जानकारी संग्रहित गर्न सक्ने एक अणु हो। यसले रासायनिक प्रतिक्रियालाई उत्प्रेरित गर्नुपूर्व स्व-प्रतिकृति अणुको लागि एक सम्भावित उम्मेदवार बन्न जान्छ। कैयौं प्रयोगले यो परिकल्पनाको समर्थन गरेका छन्।

सन् २००९ मा शोधकर्ताहरूको एउटा समूहले आरएनएले केही शर्तहरूको माध्यमबाट स्व-प्रतिकृति (facsimile) गर्न सक्दछ भन्ने कुरा प्रदर्शित गरे। आरएनए वर्ल्ड परिकल्पनाले अझै पनि कसरी आरएनए अणु सबभन्दा पहिले आदिम पृथ्वीको वातावरणमा उत्पन्न भए भन्ने सवाल उठाउँदछ।

हाइड्रोथर्मल वेंट

हाइड्रोथर्मल वेंट परिकल्पनाको प्रस्ताव अनुसार पृथ्वीमा जीवन पानी मुनि हाडइड्रोथर्मल वेंटमा उत्पन्न भयो, जहाँ समुद्री जल र ज्वालामुखी चट्टानहरूको बीचमा रासायनिक प्रतिक्रियाहरूले एक अद्वितीय वातावरण बनाए। त्यो वातावरण कार्बनिक अणुहरूको निर्माणको लागि अनुकूल हुन पुग्यो। कैयौं अध्ययनहरूले यो परिकल्पनाको समर्थन गर्नको लागि प्रमाणहरू पेश गरेका छन्।

सन् २०१९ मा शोधकर्ताहरूको एउटा समूहले पृथ्वीमा सुरुवाती जीव रूपहरूका अवशेष हुन सक्दछन् भन्ने सुझाव दिँदै हाइड्रोथर्मल वेंटमा रहने जीवाणुहरूको खोज गरे, जुन आनुवंशिक रूपले अन्य जीवरूपभन्दा अलग थिए। जीवको स्वतन्त्र उद्भवको अवधारणा अनुसार पृथ्वीमा जीवन यहीँ उपलब्ध पदार्थहरूबाट भएको हो। जीवनका लागि उत्तरदायी बल प्राकृतिक छनौट थियो। अणुहरूमा परिवर्तनले तिनीहरूको स्थायित्व तथा दीर्घायुलाई बढवा दियो। यी अणुहरूमा धेरै जटिल संरचनाहरू बने र जसबाट जीव उत्पन्न भए।

जीवको उत्पत्तिको स्थानको सम्बन्धमा विभिन्न वैज्ञानिकहरूले विभिन्न अवधारणहरू बताएका छन्। सागर किनाराको अवधारणा अनुसार पृथ्वीको प्राथमिक जीवको जन्म अत्यधिक तापमानमा भएको थियो। सौर्य मण्डलको जन्मबाट बचेका टुक्राहरू पृथ्वीभन्दा ४.६ अरब वर्ष पहिलेदेखि ३.८ अरब वर्ष पहिलेको बीचमा टकराइरहे। जसबाट भू-तह पग्लिरह्यो र ताप बनिरह्यो। यी टुक्राहरूको पृथ्वीसँग टक्कर कम भएपछि तापक्रम घट्न सुरु गरी ४९ देखि ८८ डिग्री सियल्सियससम्म आयो। पछिल्ला ३.८ देखि ३.५ अरब वर्षको बीचमा सबभन्दा पहिलो जीव उत्पन्न भएपछि पृथ्वी जीवनयोग्य बन्दै गयो।

अर्को मान्यता अनुसार जमेको सागरको माथिल्लो तहमा जीवको उत्पत्ति भएको थियो। जीवको उत्पत्ति वृहस्पतिको चन्द्रमा यूरोपा जस्तै जमेका सागरहरू तलको परिस्थितिमा भएको हो। यो अवधारणा असम्भव जस्तो लाग्छ। किनकि प्राथमिक रूपमा पृथ्वी तातो थियो, जसमा जमेको सागर सम्भव हुँदैन।

अनुकूल स्थान भू-सतह

अर्को मान्यता अनुसार जीवको उत्पत्ति भू-सतह मुनि गहिराइमा भयो। जीवनको उत्पत्ति ज्वालामुखीका गतिविधिहरूको सह उत्पादकको रूपमा खनिज र ग्यासहरूको मिश्रणबाट भएको हो। यो अवधारणालाई गुन्टेर वाचरहोसरले सन् १९८८ मा प्रस्तावित गरेका थिए। पछि उनी असाधारण रासायनिक प्रक्रियाबाट एमिनो एसिडका पूर्ववर्तीहरूलाई बनाउनमा सफल पनि भएका थिए। आलोचकहरूका अनुसार उनका प्रयोगमा रसायनहरूको मात्रा प्रकृतिमा उपलब्ध मात्राभन्दा अति धेरै थियो।

एकअर्को अवधारणा अनुसार जीवको उत्पत्ति माटोमा भएको हो। जीवको उत्पत्ति सिलिकेटको रासायनिक प्रक्रियाबाट भएको हो। माटोमा धनात्मक आवेश हुन्छ र त्यसले कार्बनिक पदार्थका अणुहरूलाई आकर्षित र पानीलाई अलग गर्न सक्दछ। यो परिस्थितिमा जीवनको आरम्भिक अणुहरूको लागि अनुकूल स्थान भू-सतह बन्न जान्छ।

जलतापीय छिद्र वरपर जीवको विकास

अर्को मान्यता अनुसार जीवको उत्पत्ति गहिरो सागरको धरातलमा ज्वालामुखी छिद्र निकट भएको हो। जीवनको उद्भव गहिरो सागरमा ज्वालामुखीय तातो पानीका स्रोतहरूमा भएको हो। जीवनको लागि आवश्यक प्राथमिक रसायनको निर्माण यी छिद्रहरू निकट उपलब्ध धात्विक गन्धक (सल्फाइड) अणुहरूबाट हुन पुग्यो। यी अणुहरूको धनात्मक आवेशले ऋणात्मक आवशेका कार्बनिक अणुहरूका चुम्बकको कार्य गर्दछन्। आधुनिक जिनोमिक्सका अनुसार वर्तमान प्रोकार्योटेसका पूर्वज यी गहिरा समुद्री छिद्रहरू निकट प्राप्त ब्याक्टेरियासँग धेरै मिल्दाजुल्दा छन्।

महासागरका गहिरा समुद्र तलमा छिद्र वा गहिरा दरारहरूमा तीव्र रूपमा घुलेका ताता ग्यास र खनिज जस्ता चीज पृथ्वीको आन्तरिक भागबाट निक्लिन्छन्। समुद्रमा पाइने यिनै जलतापीय छिद्रहरूको वरिपरि जीवको विकास भयो। ब्याक्टेरियाहरू यी छिद्रहरूको वरिपरि फष्टाउँदछन्। किनभने तिनीहरू १०० डिग्री सेल्सियसभन्दा बढी उच्च तापक्रममा रहनका लागि अनुकूलित हुन्छन्। तातो ग्यासबाट रसायन संश्लेषणद्वारा ऊर्जा प्राप्त गर्दछन् र यिनीहरूलाई हाइपरथर्मेफिल्स भनिन्छ। यो सूक्ष्मजीवी विकासको दृष्टिकोणले अत्यन्तै प्राचीन हो र शायद पृथ्वीमा सबभन्दा पहिले रहने प्रथम जीव हो।

जीवको सुरुवात जहाँसुकै र जसरी भए पनि यो अहिलेसम्म नै रहस्यकै विषय हो। जीवनका लागि आवश्यक कार्बनिक यौगिकहरूलाई जम्मा गरेर कुनै पनि प्रकारले तिनीहरूबाट वृद्धि गर्ने प्रजनन र वंशाणुगत नक्साको सञ्चय गर्न तथा त्यसलाई आफ्ना सन्तानहरूमा पारित गर्न सक्षम जीवको उत्पादन गर्न सकिँदैन। वैज्ञानिकहरू जीवको उत्पत्तिमा सम्भव मध्यवर्ती चरणहरूलाई बुझ्ने कोशिस गरिरहेका छन्। उनीहरूले के आशा गरेका छन् भने निकट भविष्यमा एक दिन प्रयोगशालामा आधारभूत कार्बनिक अणुहरूबाट जीवित रूपलाई उत्पादन गर्न सक्नेछन्।

जीवनको स्वतः अनुकरणीय चयापचयी (मेटाबोलिक) क्याप्सुल कहिले उत्पन्न भयो भन्ने कुरा हामीलाई आभास हुँदैन। जीवनको प्रथम अकोशिकीय रूप ३ अरब वर्ष पहिले पैदा भएको हुनुपर्दछ। तिनीहरू विशाल अणु आरएनए, प्रोटिन, पोलिसेक्केराइडहरू हुनुपर्दछ। यी क्याप्सुलले आफ्ना अणुहरूको प्रजनन पनि गरिरहेको हुनुपर्दछ। सर्वप्रथम कोशिकीय प्रकारको जीवको रूप २ अरब वर्षसम्म प्रकट भएन। शायद यिनीहरू एककोशीय जीव रहे। सबै रूप त्यसबेला जलीय वातावरणमै भए। यसरी जीवको अजीवबाट उत्पत्तिको सिद्धान्त आज बहुमतले स्वीकृत भएको छ। तर पनि एक पटक बनिसकेपछि कसरी कोशीकीय जीवनका प्रथम प्रतिनिधिहरूले आजका जटिल जैव विविधता प्राप्त गरे भन्ने कुरामा स्पष्ट हुनुपर्दछ।

जीवनको सबभन्दा प्राचीन प्रमाण सूक्ष्म जीवाश्महरूको रूपमा पाइन्छ। जुन अत्यन्तै सूक्ष्म जीवहरूका अवशेषहरू हुन्। तिनीहरू वर्तमान कालका ब्याक्टेरिया जस्तै थिए। यिनीहरूको आकार १-२ माइक्रोमीटर थियो। यिनीहरू कुनै बाह्य आकृति वा आन्तरिक संरचना नभएका एककोशीय जीव थिए। तातो पानीको झर्नाको उम्लिरहेको पानीमा तथा गहिरो समुद्री ज्वालामुखीका छिद्रको अत्यधिक तापक्रममा प्रारम्भिक जीवका अवशेषहरूलाई आर्कब्याक्टेरिया भनिन्छ।

आर्कब्याक्टेरिया भन्ने शब्द ग्रिकबाट बनेको हो, यसको अर्थ प्राचीन जीव हुन्छ। सबभन्दा पहिले मिथेन ग्यास उत्पन्न गर्ने मिथनोजिंस ब्याक्टेरियाको अध्ययन गरियो। यो सबभन्दा प्राचीन ब्याक्टेरियामध्ये एक थियो र अहिले पनि पाइन्छ। यो सरल संरचनायुक्त थियो। अक्सिजनको अनुपस्थितिमा पनि जीवित रहन सक्दथ्यो।

प्राचीन जीवहरूका बाँकी बचेका भागहरुः जस्तो कि हाड, दाँत, खोल, आदिलाई जीवाश्म भनिन्छ। यिनीहरू मुख्यतः सतही चट्टानहरूमा पाइन्छन्। जीवाश्मको समयावधि यूरेनियम लेड विधि, रेडियोधर्मी कार्बन विधि, फिसन ट्रेक तथा इलेक्ट्रोन चक्रीय रेजोनेन्स, आदि विधिहरूबाट थाहा पाइन्छ। कोपोलाइट यस्तै जीवाश्म हुन्छन्, जसमा प्राणीहरूको मलमा फस्फेट लवणहरूको सञ्चय हुन्छ।

पृथ्वीमा जीव सरल एक कोषीय प्राककेन्द्रीय सूक्ष्मजीवहरूको रूपमा भएको थियो। समयको अन्तरालसँगै यी जीव प्रकाश संश्लेषण नामक रासायनिक प्रक्रियाको माध्यमबाट सौर्य ऊर्जाको उपयोग गर्नको लागि विकसित भए। यो प्रक्रियामा अक्सिजनको उत्सर्जन हुन्छ। अति प्राचीन स्वपोषित जीवहरूको संश्लेषक प्रक्रियाको माध्यमबाट विस्तारै-विस्तारै पृथ्वीको वातावरणमा अक्सिजन जम्मा भयो। जटिल विषप्रमेयी (heterophilous) जीवहरूको विकास सम्भव हुन सक्यो।

पृथ्वीमा प्रोकेरेयोट (न्यूक्लियसरहित कोशिका) ब्याक्टेरियाका विभिन्न समूहहरूको अतिरिक्त कुनै अन्य जीव थिएनन्। त्यहाँ नकुनै बोटबिरुवा र नकुनै जीव नै थिए। लगभग एक अरब वर्ष पहिले युकेरेयोट (न्यूक्लियस सहितका कोशिका) उत्पन्न भए। तर जीव अधिकतम रूपमा एककोशीय नै थिए।

क्याम्ब्रियन विस्फोट: पछि अचानक ६०० मिलियन वर्ष पहिले क्याम्ब्रियन नामक भूगर्भीय अवधिमा जीवको एक विशालतम लगभग विस्फोटक विविधीकरण भयो। बहुकोषीय जीव विभिन्न शारीरिक संरचना र जीवनशैलीसँगै ढाड नभएका र उच्च वनस्पतिहरूको रूपमा उत्पन्न भए। जीव वैज्ञानिकहरूले यसलाई क्याम्ब्रियन विस्फोट भन्दछन्।

-पृथ्वीमा मानिसको उत्पत्ति सम्बन्धी आलेखको यो दोस्रो भाग हो। यस पछि तेस्रो भाग पनि आउने कुरा पाठकहरू समक्ष जानकारी गराउन चाहन्छु। सं.

Tagsजीवको उत्पत्ति नारायण गिरी