जीवोत्पत्ति

जीवोत्पत्ति : सामान्य भाषेत ‘जीवन’ ही संज्ञा भिन्न अर्थांनी वापरली जाते. जीवविज्ञानात तिचा अर्थ जगण्याची (जिवंत राहण्याची) प्रक्रिया असा होतो व ती  क्षमता ज्यात आहे त्याला ⇨जीव  अथवा सजीव (जिवंत) असे म्हणतात हे सजीव (सामान्यतः सर्व प्राणी व वनस्पती) कसे उत्पन्न झाले यासंबंधीची चर्चा येथे केली आहे. सजीव याची अचूक व अर्थपूर्ण अशी व्याख्या करणे कठीण आहे. पुढे दिलेली सजीवांची लक्षणे सर्वमान्य असून त्यांपैकी निदान काही  लक्षणे असलेल्यास सजीव ठरविणे व निर्जिवापासून त्यास वेगळे  समजणे कठीण नाही. मात्र दिवसेंदिवस जो जो सजीव व निर्जिव वस्तूंचा अभ्यास अधिक होत आहे, तो तो त्या दोन्हींमधील सीमारेषा अस्पष्ट होत चालली आहे.

सजीव व निर्जीव : काही बाबतींत तरी सर्व सजीव आसमंतापासून स्वतंत्र असून आसमंतात बरेच फरक पडत असतानाही आपले अस्तित्व अबाधित राखू शकतात. स्वतःसारखे सजीव पुनःपुन्हा निर्माण करण्याचे (प्रजोत्पादनाचे) सामर्थ्य सजीवांत असल्यामुळे त्यांचे सातत्य राखले जाते, हे त्यांचे सर्वांत महत्त्वाचे लक्षण होय पण याबाबतीत प्रत्येक सजीवाच्या प्रकारातील तपशीलात फरक आढळतो.  प्रजोत्पादनाच्या या प्रक्रियेत सजीवाच्या एका पिढीत घडून येणारे काही ⇨उत्परिवर्तनासारखे बदल (आनुवंशिक लक्षणांत एकाएकी होणारे मोठे बदल) पुढील पिढ्यांत परंपरेने येऊन ⇨क्रमविकास  (उत्क्रांती) चालू राहतो. बहुतेक सर्व सजीव काही द्रव्ये बाहेरून शोषून घेतात, त्यांवर रासायनिक संश्लेषणात्मक विक्रिया [→ चयापचय] करतात आणि परिणामतः त्यांचे रूपांतर शरीरातील जटिल ⇨जीवद्रव्यात होते ‘चयापचय म्हणजे जीवन’ असे एका लेखकाने म्हटले आहे. चयापचयात उपलब्ध झालेली ऊर्जा जीवनास उपयुक्त असते. ऊर्जा मुक्त होण्यास बहुधा ऑक्सिजनाची गरज भासते इतकेच नव्हे, तर त्याशिवाय जीवन अशक्य होते [→ श्वसन तंत्र श्वसन, वनस्पतींचे]. जीवद्रव्यातील प्रथिने व तत्सम पदार्थ त्या त्या सजीवाच्या जातीप्रमाणेच भिन्न असतात हे जीवद्रव्य सजीवांचे महत्त्वाचे लक्षण आहे. तसेच त्यांच्या शरीरांची कमी जास्त वाढ होणे हेही  सजीवांचे लक्षण असल्याचे आढळते [→ वृद्धि, प्राण्यांची वृद्धि, वनस्पतींची]. सर्व सजीव आपले परिरक्षण (अस्तित्व टिकवून धरणे) दोन प्रकारे करतात. विशिष्ट परिस्थितीमुळे निर्माण होणारा हानिकारक प्रभाव ते शक्यतो टाळतात किंवा त्यांचे आचरण व संरचना यांमध्ये आवश्यक असे फेरबदल घडवून आणतात कारण त्यांच्या शरीरांतील जीवद्रव्य संवेदनाक्षम (परिस्थितीला प्रतिसाद देणारे) असते, यामुळेच सजीव हालचाल करतात व ती बाह्य चेतनेमुळे किंवा अंतःप्रेरणेने घडून येते [→ प्राण्यांचे संचलन वनस्पतींचे चलनवलन]. बहुतेक सर्व प्राण्यांना कमीजास्त प्रमाणात स्मरणशक्ती व शिकण्याची क्षमता असते. त्यामुळे आणि उपजत प्रतिक्रियेमुळे होणारे त्यांचे आचरण सहेतुक असते. सजीवांच्या वर दिलेल्या काही लक्षणांपैकी एकेकटे लक्षण कित्येक निर्जीव वस्तूंत आढळते, परंतु त्या सर्वांचा समन्वय सजीवात असून त्यापासून जीवनाचा आविष्कार घडून येतो. सजीव व निर्जिव हे दोन्ही अणू व रेणू यांनी बनलेले असतात. दोन्हीतील फरक फक्त अणु-रेणूंच्या मांडणीत असतो. सजीवांत ही  मांडणी भिन्न किंवा उच्च स्तरावर आयोजित केलेली असते, असे काहींचे मत आहे, तर इतरांच्या मते सजीवांची भिन्न लक्षणे जैव घटनेच्या अपूर्वाईमुळे दिसून येतात. पहिले मत जडवाद्यांचे (भौतिकवाद्यांचे) असून दुसरे जैव-शक्तिवाद्यांचे आहे पण येथे असा एक प्रश्न उद्‌भवतो की, जीवन हे सदैव सहेतुक असते किवा कसे? हेतुवादी ते सहेतुक असते असे मानतात कारण जीवनाची त्यांची व्याख्या भिन्न असून त्याकडे पाहण्याचा त्यांचा दृष्टिकोनही वेगळा आहे. त्यांचे या प्रश्नाचे उत्तर ज्ञान आणि शास्त्रीय प्रयोग यांच्याऐवजी श्रद्धा आणि समजुती यांवर आधारलेले आहे.

सजीवांचा आरंभ : सु. पाच ते सहा अब्ज वर्षांपूर्वी पृथ्वीची उत्पत्ती झाली असून त्यानंतर सु. तीन अब्ज वर्षे तिच्यावर कसलेही जीवन असल्याचा पुरावा मिळालेला नाही. त्यापुढे मात्र अत्यंत साध्या, एककोशिक (एका पेशीचे म्हणजे एका शरीर-घटकाचे) किंवा अकोशिकीय (आवरण नसलेल्या, नग्न व कोशिकेत सामान्यपणे आढळणारे व विशेषत्व असणारे कोणतेही भाग नसणाऱ्या जीवद्रव्याच्या लहान मोठ्या थेंबांचे) अथवा अतिसूक्ष्म शरीर असलेल्या सजीवांचे साम्राज्य म्हणजेच ‘जीवन’ प्रथम सुरू झाले असावे, असे सध्या मानतात. साधी शैवले, सूक्ष्मजंतू व तत्सम सूक्ष्मजीव हा त्यातील विकासाचा पहिला टप्पा असून त्यापासून पुढे शैवले, शेवाळी, वाहिनीवंत (पाणी अथवा अन्नरसाची ने-आण करणारे शरीरघटक असलेल्या) वनस्पती आणि विविध प्रकारचे व वाढत्या जटिल संरचनेचे प्राणी कालांतराने हळूहळू अवतरले. वरच्या दर्जाच्या विद्यमान सजीवांपैकी (प्राणी व वनस्पती) कोणीही त्या वेळी म्हणजे आरंभीच्या जीवनात अस्तित्वात नव्हते. सर्वच विद्यमान प्राणी व वनस्पती त्यांच्या प्रारंभिक साध्या पूर्वजांपासून उत्क्रांत झाले असून त्या प्रक्रियेत भिन्नभिन्न जातींची निर्मिती प्रत्येक पिढीतील सजीवांत होणाऱ्या⇨नैसर्गिक निवडीनुसार घडून येते, अशी महत्त्वाची उपपत्ती १८५८ च्या सुमारास प्रसिद्ध निसर्गशास्त्रज्ञ ⇨चार्ल्‌स डार्विन  आणि ⇨आल्फ्रेड रसेल वॉलिस  यांनी सप्रमाण मांडली [→ क्रमविकास]. ह्या उपपत्तीमुळे विद्यमान सजीवांचा उगम प्रारंभिक व अतिप्राचीन साध्या जीवनात आहे, हे स्पष्ट झाले परंतु  अतिप्राचीन जीव केव्हा व कसे आणि कशापासून उगम पावले हे स्पष्ट झाले नाही इतकेच नव्हे, तर अद्यापही ते गूढ पूर्णपणे उकलले नाही. तथापि त्यासंबंधी अनेक कल्पना व साधार तर्क मांडले गेले आहेत, त्यांची रूपरेखा पुढे दिली आहे.

उपपत्ती : एकोणिसाव्या शतकापर्यंत सर्वसाधारण समजूत अशी होती की, सर्व सजीव स्वयंभू असून लैंगिक किंवा अलैंगिक प्रकारांनी त्यांची प्रजा वाढत जाते कुजणाऱ्या कचऱ्यातून सूर्यप्रकाशाच्या सान्निध्यात अनेक कृमिकीटक स्वयंजननाने (आपोआप) उत्पन्न होतात परंतु १६६८ मध्ये फ्रांचेस्को रेअदी यांनी ही गोष्ट खोटी असल्याचे प्रथमच सप्रयोग सिद्ध केले. चंबूसारख्या काचपात्रात ठेवलेल्या मांसखंडांवर मलमलीचे फडके झाकून ठेवल्यास त्यात अळ्या होत नाहीत कारण त्यात माश्यांना अंडी घालता येत नाहीत. उघड्या पात्रात माश्यांनी  अंडी घातल्याने, पुढे ती फुटून त्यांतून अळ्या बाहेर पडतात त्या अळ्या मांसखंडांपासून उत्पन्न होत नाहीत. त्यानंतर १७६५ मध्ये लाद्‌दझारो स्पाल्लानत्सानी यांनी असे दाखवून दिले की, पोषक विद्राव घातलेल्या बाटल्यांची तोंडे हवाबंद करून व तो विद्राव नंतर उकळून ठेवल्यास सूक्ष्मजीवसुद्धा त्यात तयार होत नाहीत. ह्या उपपत्तीवर घेतलेल्या काही आक्षेपांचे स्पाल्लानत्सानी यांनी योग्य समर्थन न केल्याने स्वयंजननाची  उपपत्ती काही अधिक काळ प्रभावी राहिली. शेवटी ⇨लूई पाश्चर  (१८६२) व जॉन टिंडल यांनी काळजीपूर्वक व पद्धतशीर केलेल्या शास्त्रीय प्रयोगांमुळे या उपपत्तीला कायमची मूठमाती मिळाली त्यामुळे जीवाच्या उत्पत्तीसंबंधीच्या चर्चा, प्रयोग इ. प्रयत्नांना चांगली चालना मिळाली.

सर्वच सजीव जगाच्या आरंभी सध्या आहेत तसे परमेश्वराने आपल्या अलौकिक सामर्थ्याने उत्पन्न केले असावेत अशी विचारसरणी अनेक धर्मांत प्रकट केली असली, तरी त्याबाबत वैज्ञानिक संशोधन शक्य नसल्याने वैज्ञानिक विवेचनात त्याला महत्त्व किंवा स्थान राहू शकत नाही. याबाबत चार्ल्‌स डार्विन यांचे कार्य नमूद करण्यासारखे आहे. विद्यमान जीवोत्पत्ती परमेश्वराने केली नसून सर्व सजीव जैव क्रमविकासाने अवतरले आहेत, ह्या त्यांच्या उपपत्तीविरुद्ध धर्ममार्तंडांकडून त्यांना विरोध तर झालाच, शिवाय त्यांचा छळही झाला पण शेवटी  डार्विन यांचीच विचारसरणी ग्राह्य ठरली. परमेश्वराने जीवांची उत्पत्ती केली असे मानण्याने काहींच्या मनाचे समाधान झाले, तरी त्या विचारसरणीमुळे जिज्ञासा खुंटते व शास्त्रीय संशोधनास विराम पडतो.

अवकाशातून एखाद्या उल्केद्वारे प्रथम बीजुक (प्रजोत्पादक सूक्ष्म कोशिका) किंवा तत्सम सजीवाची  एखादी  स्थिर अवस्था प्रथम पृथ्वीवर आली असावी किंवा सूर्यप्रकाशाच्या दाबाने आणली गेली असावी व त्यापासून पुढे जीवनिर्मिती झाली  असावी, अशी एक विचारसरणी १९०३ मध्ये एस्. अऱ्हेनियस यांनी मांडली होती. ती खरी मानली, तर सजीवाला उत्पत्ती नसून इतर काही द्रव्यांप्रमाणे तो चिरकालिक आहे असे मानणे भाग आहे. किरणोत्सर्गी (भेदक कण किंवा किरण बाहेर टाकणाऱ्या) मूलद्रव्यांची उत्पत्ती पाच ते बारा अब्ज वर्षांपूर्वी झाली असून ती सर्वकाल अस्तित्वात नव्हती ही गोष्ट जर खरी असेल, तर सजीव सर्वकाल होते यावर विश्वास बसणे कठीण आहे. जीवन परग्रहावरून येथे आले असावे हे शक्य मानले, तरी ते तेथे कसे निर्माण झाले असावे हा मूलभूत प्रश्न शिल्लक राहतोच. बाह्यावकाशात एका ग्रहावरून दुसऱ्यावर लाखो किलोमीटरांचा प्रवास करून जाण्यास लागणारा काळ व त्यानंतर शेवटी  पृथ्वीच्या वातावरणात प्रवेश करणे यांमध्ये असणारे धोके यांचा विचार केल्यास ज्ञात सजीवांपैकी कोणालाही ते शक्य झाले असण्याचा संभव नाही त्या प्रक्रियेत तो सजीव नाश पावणेच अधिक शक्य आहे, म्हणून अऱ्हेनियस यांची उपपत्ती स्वीकारण्यात आलेली नाही. तिसरी एक विचारसरणी  अशी आहे की, पूर्वी अस्तित्वात असलेल्या अकार्बनी (निरिंद्रिय) द्रव्यांपासून पहिला सजीव आकस्मिक रीत्या (यदृच्छया) बनला असावा. अर्थात पुढे काही काळ त्याला आसमंतातील अकार्बनी पदार्थांवरच पोषण करावे लागून त्याची वाढ झाली असली पाहिजे हे क्रमप्राप्त आहे. पृथ्वीच्या निर्मितीपासून सु. पाच अब्ज वर्षांमध्ये अकार्बनी संयुगापासून एका झटक्यात कोशिकेची निर्मिती होणे असंभवनीय वाटते कारण अत्यंत साध्या सूक्ष्मजंतूचे देखील संघटन अत्यंत जटिल असते.

एकोणिसाव्या शतकाच्या शेवटी टी. एच्. हक्स्ली आणि जॉन टिंडल यांनी अकार्बनी पदार्थांपासून जीवोत्पत्ती शक्य आहे असे मत व्यक्त केले होते, तथापि त्याच्या तपशीलाबाबत त्यांच्या कल्पना स्पष्ट नव्हत्या. जीवोत्पत्तीचा उलगडा होण्यास नवीन जीवरसायनशास्त्राची मदत होऊ शकेल, हे विसाव्या शतकाच्या सुरुवातीस सर एफ्. गोलँड हॉफकिन्स यांनी दाखविले. त्यानंतर ज्यांनी या समस्येसंबंधी आपली  विचारसरणी पुढे मांडली त्यांमध्ये रशियन शास्त्रज्ञ ए. आय्. ओपॅरिन आणि ब्रिटिश शास्त्रज्ञ जे. बी. एस्. हॉल्डेन यांचा उल्लेख करता येईल. या दोघांचे म्हणणे असे की, सजीवांनीच उत्पन्न केलेल्या नव्या परिस्थितीमुळे पहिल्या सजीवाच्या वेळेची परिस्थिती नाहीशी झाली व त्यामुळे कार्बनी (सेंद्रिय, जैव) पदार्थांपासून सजीवांची उत्पत्ती होणे आता अशक्य आहे.

जीवाची  उत्पत्ती ही प्रथम प्रारंभिक पृथ्वीवरील महासागरात झाली असावी कारण त्यामध्ये सजीवांत असतात त्या प्रकारचे विपुल कार्बनी पदार्थ असतात. अशी महत्त्वाची कल्पना ए. आय्. ओपॅरिन यांनी १९३८ मध्ये मांडली. जीवोत्पत्तीच्या सध्या प्रचलित असलेल्या काही समजुती या कल्पनेवरच आधारलेल्या आहेत. ओपॅरिन यांच्या विचारसरणीप्रमाणे सागरातील विपुल कार्बनी संयुगांच्या विक्रियेमुळे अधिकाधिक जटिल पदार्थ क्रमाक्रमाने बनून परिणामतः पहिल्या सजीव पदार्थाची निर्मिती झाली असणे शक्य आहे. पृथ्वीवर हल्ली  असलेले कार्बन डाय-ऑक्साइड, नायट्रोजन, पाणी  व ऑक्सिजन यांनी भरलेल्या ऑक्सिडीकारक [→ ऑक्सिडीभवन] वातावरणाऐवजी आरंभी पृथ्वीवर मिथेन, अमोनिया, पाणी, हायड्रोजन इत्यादींनी भरलेले क्षपक [→ क्षपण] वातावरण होते असे मानले, तर पृथ्वीवर प्रथम कार्बनी संयुगे निर्माण झाली असावी हे तर्कशुद्ध दिसते. हायड्रोजन अधिक प्रमाणात असल्यास कार्बन, नायट्रोजन आणि ऑक्सिजन यांपासून बनलेल्या मिथेन, अमोनिया व  पाणी  यांना स्थिर स्वरूप असते हे एच्. सी. यूरी (१९५२) यांनी दाखवून त्याच्या आधारावर वर दिलेल्या क्षपक वातावरणाच्या उपपत्तीला पाठिंबा दिला. पृथ्वीची निर्मिती अंतरिक्षातील ज्या धुळींच्या ढगांमुळे झाली त्यांमध्ये हायड्रोजनाचे वैपुल्य आढळते. गुरू, शनी आणि युरेनस या ग्रहांवर मिथेन व  अमोनियाचे वातावरण आहे. बुध, शुक्र, पृथ्वी व मंगळ येथे ऑक्सिडीकारक परिस्थिती आहे, कारण तेथून प्रथम हायड्रोजन निघून जाऊन त्यानंतर तेथील पाण्याच्या प्रकाशरासायनिक अपघटनाने ऑक्सिजननिर्मिती होत असते. गुरू, शनी, प्रजापती (युरेनस), वरुण (नेपच्यून) आणि प्लुटो (कुबेर) या ग्रहांच्या कमी तापमानामुळे व अधिक उच्च गुरुत्वाकर्षणामुळे हायड्रोजन वायूला तेथून सुटून जाण्यास पुरेसा वेळ मिळालेला नाही.

ऊर्जा :  ऊर्जेच्या विविध प्रकारांचा (जंबुपार प्रारण म्हणजे वर्णपटातील जांभळ्या रंगाच्या पलिकडील अदृश्य प्रारण, विद्युत् विसर्जन व उच्च ऊर्जाप्रारण यांचा) उपयोग करून कार्बन डाय-ऑक्साइड व पाणी ह्यांपासून कार्बनी पदार्थांचे संश्लेषण (घटक द्रव्ये एकत्र आणून एखादा पदार्थ तयार करण्याची क्रिया) कृत्रिम रीत्या करण्याचे अनेक प्रयत्न आजपर्यंत झाले आहेत, परंतु त्यांना फारसे यश लाभलेले नाही. मिथेन, अमोनिया, पाणी  व हायड्रोजन यांच्या मिश्रणावर विद्युत् विसर्जनाची वा जंबुपार प्रारणाची  क्रिया होऊन साधी ॲमिनो अम्ले, हायड्रॉक्सी अम्ले, ॲलिफॅटिक अम्ले, यूरिया व थोडी शर्करा ही बनतात, असे एस्. एल्. मिलर (१९५३) यांनी दाखवून ओपॅरिन व यूरी यांच्या कल्पनेला पुष्टी दिली. याच प्रयोगांच्या आधारावर पृथ्वीच्या प्रारंभिक महासागरांत वर दिलेली  अम्ले व कार्बनी संयुगे असावीत, असे मानले जाते. तथापि या बाबतीत ⇨न्यूक्लिइक अम्ले  आणि कोशिकांतर्गत प्रकलाशी (कोशिकेतील कार्यावर नियंत्रण ठेवणाऱ्या जटिल गोलसर पुंजाशी) संबंधित असे इतर काही तदनुषंगिक कार्बनी पदार्थ [→ कोशिका], फॉस्फेटबंध ऊर्जेचा उगम, पॉलिपेप्टाइडांचे संश्लेषण व तदंगभूत निर्देशक क्रियाशीलता आणि स्वद्विगुणनाचे (विभागून दुप्पट होण्याचे) सामर्थ्य असलेल्या पॉलिन्यूक्लिओटाइडांची निर्मिती यांसंबंधीची यंत्रणा काय असावी, हे प्रथम समजणे आवश्यक आहे.

प्रारंभिक सजीव : विद्यमान सजीवांचे द्विगुणन त्यांच्या जनुकांच्या [आनुवंशिक लक्षणे निर्देशित करणाऱ्या रंगसूत्रांवरील एककांच्या, → जीन] द्विगुणनामुळे होऊन त्यानंतर वितंचके (जीवरासायनिक विक्रिया घडविण्यास मदत करणारी प्रथिनयुक्त संयुगे, एंझाइमे) व इतर कोशिका-घटकांचे संश्लेषण आणि शेवटी कोशिका-विभाजन घडून येते [→ कोशिका आनुवंशिकी]. कोशिकेतील प्रकलाच्या रंगसूत्रांतील (आनुवंशिक लक्षणे एका पिढीतून दुसऱ्या पिढीत नेणाऱ्या सुतासारख्या सूक्ष्म घटकांतील) जनुके डीएनए (डीऑक्सिरिबोन्यूक्लिइक अम्ल) या पॉलिन्यूक्लिओटाइडांची बनलेली असतात. सजीवांचे मुख्य लक्षण म्हणजे द्विगुणन होय. पहिले सजीव फक्त डीएनए किंवा आरएनए (रिबोन्यूक्लिइक अम्ल) यांचे पट्ट होते व वितंचकांमुळे त्यांचे द्विगुणन होत असावे असे सध्या मानतात. हा सजीव विषाणूप्रमाणे (व्हायरसाप्रमाणे) असून त्यात प्रजोत्पादनाकरिता आवश्यक ती  वितंचके असावीत. विषाणू अनेक  प्रकली  अम्लांच्या पट्ट्यांचे बनलेले असून त्यांवर प्रथिनाचे आवरण असते [→ व्हायरस] तसेच ते दुसऱ्या जिवंत कोशिकेत राहून तेथील वितंचके व चयापचय (शरीरात सतत होणाऱ्या भौतिक व रासायनिक घडामोडी) यांचा उपयोग करून मगच आपले द्विगुणन घडवून आणतात पण निर्जीव पदार्थाप्रमाणेच त्यांचे स्फटिक बनतात. यामुळे त्यांची गणना सजीवांत करण्याबद्दल एकमत नाही. ते अधिक प्रगत अशा सूक्ष्मजीवांपासून परागतीने (विशेषता असलेल्या स्थितीपासून सर्वसाधारण स्थितीत येण्याच्या प्रवृत्तीने ) बनलेले असून प्रारंभिक सजीवांपैकी नव्हेत, असे अनेकांचे मत आहे. पहिले सजीव पॉलिन्यूक्लिओटाइडांचे संराशीयित (एकत्र जमा झालेले) कण (पट्ट नव्हे) असावेत, असे ओपॅरिन यांचे मत आहे. दोन अवस्थांत आढळणारे हे एक कलिल (अतिसूक्ष्म कण लोंबकळत आहेत असे विशिष्ट प्रकारचे द्रवमिश्रण) असून यात इतर कलिलांप्रमाणे न विरघळलेला पदार्थ पूर्णपणे सर्वत्र सारखा विखुरलेला नसतो. एका अवस्थेत तो विद्रावरूपात  व दुसऱ्या अवस्थेत संराशीयित असतो. या कलिलातील काही राशिकण प्रथिने व इतर पदार्थ आसमंतातून शोषण करणारे असून त्यांची वाढ होऊन पुढे विभाजन व तीच प्रक्रिया पुढे चालू राहणे शक्य आहे. कालांतराने अधिक अचूक विभाजन होत जाऊन न्यूक्लिइक अम्लयुक्त अशी जननिक संरचना त्यातून झाली असावी. आद्य सजीवाबद्दलच्या या कल्पना त्याचे मौलिक रासायनिक संघटन विद्यमान सजीवांच्या संघटनेप्रमाणे असावे या समजुतीवर आधारलेल्या आहेत विद्यमान सजीवांत प्रथिने, न्यूक्लिइक अम्ले, कार्बोहायड्रेटे व लिपिडे असतात. वर दिलेली कल्पना बरोबर किंवा चूक असू शकेल, परंतु ते एक उपयुक्त गृहीतक आहे हे निर्विवाद. सध्या तरी पृथ्वीच्या आरंभी असलेल्या महासागरांच्या संघटनाविषयीची माहिती अपूर्ण आहे, त्यामुळे ही व आणखी काही अशाच उपपत्ती जीवांच्या उत्पत्तीची समस्या सोडविण्यास असमर्थ ठरल्या आहेत.

प्रारंभिक सजीवाच्या निर्मितीबद्दल निश्चित अशी  प्रक्रिया मांडणे कठीण असले तरी पुढे त्यापासून साधी शैवले, सूक्ष्मजंतू व आदिप्राणी यांच्या उत्पत्तीबद्दल साधारण पटण्यासारखी उपपत्ती मात्र मांडण्यात आली आहे. प्रारंभिक महासागरांत विपुल कार्बनी संयुगे असून त्यांपासून आद्य सजीव उत्पन्न झाले असल्यास ते स्वोपजीवी (साध्या द्रव्यांपासून अन्ननिर्मिती करण्याची क्षमता असलेले) नसून परोपजीवी (दुसऱ्या जीवांवर जगणारे) असले पाहीजेत, हे उघड आहे. सर्व परोपजीवी सजीव आवश्यक ती आधारभूत  संयुगे (उदा., ॲमिनो अम्ले, न्यूक्लिओटाइडे, कार्बोहायड्रेटे, जीवनसत्त्वे) स्वतः न बनविता प्रत्यक्ष आसमंतातूनच घेतात ते स्वोपजीवीपेक्षा अधिक साधे असून त्यांमध्ये चयापचयास आवश्यक ती वितंचके व विशेष संरचना सापेक्षतः थोड्या असतात. साहजिकच असे परोपजीवी सजीव प्रथम निर्माण झाले असण्याचा संभव अधिक हे निर्विवाद. त्यांना संश्लेषणाचे सामर्थ्य कसे लाभले असावे यासंबंधीची यंत्रणा एन्. एच्. हॉरोविट्स (१९४५) यांनी मांडली आहे. सजीवात एक वितंचक एका जनुकामुळे बनते असे अनेकदा आढळले आहे व म्हणून ‘एक जनुक-एक वितंचक’ हे गृहीतक प्रतिपादन करण्यात आले आहे. अ, आ, इ आणि ई ही संयुगे त्या सजीवाला बनविता येत नाहीत व १, २, व ३ ही  वितंचके ती बनविण्यास आवश्यक असतात अशा परिस्थितीत अ चे संश्लेषण पुढे दिल्याप्रमाणे घडून येते.

आसमंतातून अ सारखे आवश्यक संयुग संपून गेले, तर त्या सजीवाने ते बनविले पाहिजे, नाहीतर नाश अटळ आहे. परंतु ही तीन वितंचके प्राप्त होण्यास एकाच वेळी तीन उत्परिवर्तने घडून येणे जवळजवळ अशक्य तथापि एका उत्परिवर्तनाने १ हे वितंचक बनणे शक्य आहे. अ संयुगाच्या लोपाबरोबर ई, इ आणि आ ही संयुगे आसमंतात असली, तर १ वितंचकयुक्त सजीव वाचेल, परंतु ते नसलेले नाश पावतील. त्याचप्रमाणे आ या संयुगाचा लोप झाल्यास २ वितंचकाची निर्मिती एका उत्परिवर्तनाने होईल, परंतु ते नसलेले सजीव नष्ट होतील. याप्रमाणे ही प्रक्रिया चालू ठेवून जीवरासायनिक विक्रियांच्या अनेक पायऱ्यांचा विकास होऊ शकेल आणि त्यामध्ये शेवटचे वितंचक प्रथम व पहिले वितंचक शेवटी असा क्रम आढळेल.

सजीवांतील विविध संरचनांचे संश्लेषण करणाऱ्या अनेक जीवरासायनिक विक्रियांकरिता त्यांना ऊर्जेची  जरूरी असते. तापमान व दाब स्थिर असताना एखाद्या रासायनिक विक्रियेस लागणारी  उपलब्ध ऊर्जा ही मुक्त ऊर्जा म्हणून ओळखली जाते. प्राणी रेणवीय ऑक्सिजनाच्या साहाय्याने केलेल्या कार्बनी संयुगांच्या ऑक्सिडीकरणापासून मिळालेली ऊर्जा वापरतात. वनस्पती व इतर तत्सम प्रकाशसंश्लेषण (सूर्यप्रकाशात कार्बन डाय-ऑक्साइडापासून हरितद्रव्याच्या साहाय्याने अन्ननिर्मिती) करणारे सजीव आवश्यक ती  ऊर्जा प्रकाशातून मिळवितात. अनेक सूक्ष्मजीव वितंचनद्वारे (किण्वनाच्या म्हणजे आंबवण्याच्या क्रियेद्वारे) ऊर्जा संपादन करतात, हे लॅक्टिक अम्ल सूक्ष्मजंतूंच्या पुढील उदाहरणांवरून दिसून येते.

C₆H₁₂O₆  →  2CH₃CH (OH) COOH.

        ग्लुकोज          लॅक्टिक अम्ल

किण्व (यीस्ट) या कवकाने (हरितद्रव्यरहित सूक्ष्म वनस्पतीने) घडवून आणलेल्या वितंचनात लॅक्टिक अम्लाऐवजी एथिल अल्कोहॉल आणि कार्बन डाय-ऑक्साइड ही निर्माण होतात. यावरून असे अनुमान काढले आहे की, वितंचनीय संयुगे संपून जाईपर्यंत सजीवांनी वितंचनविक्रियेद्वारे मुक्त ऊर्जेचा वापर केला असावा आणि त्यानंतर प्रकाशातील ऊर्जा शोषून घेणाऱ्या प्रकाशसंश्लेषक सजीवांचा उदय व विकास अपरिहार्य झाला असावा. प्रकाशसंश्लेषणाकरिता आवश्यक असे पॉर्फिरीन हरितद्रव्य आसमंतातून उपलब्ध होण्याची जरूरी आहे अथवा ते कोणत्या तरी पद्धतीने जीवसंश्लेषणाने बनले असावे. पहिला प्रकाशसंश्लेषणाचा प्रकार गंधक-सूक्ष्मजंतूंत वा नीलहरित शैवलात आढळतो तसा असावा,

येथे H₂CO म्हणजेच कार्बनाच्या ऑक्सिडीभवनाची पातळी फॉर्माल्डिहाइड या (कार्बोहायड्रेट) संयुगावर येते. H₂S चे विभाजन H₂O पेक्षा सोपे असल्याने प्रकाशसंश्लेषणाची सुरुवात सजीवांनी तेथून केली असावी H₂S आणि S संपून गेल्यावर मात्र H₂O चे विभाजन करून ऑक्सिजनाच्या निर्मितीची जरूरी पडली आणि मुक्त झालेल्या हायड्रोजनाचा उपयोग CO₂ च्या क्षपणाकरिता केला गेला असावा [→ प्रकाशसंश्लेषण].

प्रारंभिक वातावरणातील मिथेन व अमोनिया यांचे प्रकाशरासायनिक अपघटनाने कार्बन डाय-ऑक्साइड व नायट्रोजन यांमध्ये रूपांतर उच्च स्तरात झाल्यावर पाण्याचे अपघटन ऑक्सिजन व हायड्रोजन यांत होते यांपैकी  हायड्रोजन निघून जाऊन उरलेला ऑक्सिजन वातावरणात मिसळतो आणि त्यामुळे पृथ्वीवर ऑक्सिडीकरणाला अनुकूल अशी परिस्थिती निर्माण होते. बव्हंशी वातावरणातील ऑक्सिजनाचा मोठा भाग पाण्याच्या प्रकाशरासायनिक अपघटनापेक्षा वनस्पतीच्या प्रकाशसंश्लेषणामुळेच निर्माण झाला असणे अधिक शक्य आहे. प्रकाशसंश्लेषणाच्या विकासानंतरच बहुधा अनेककोशिक (ज्यांचे शरीर अनेक कोशिकांचे बनलेले आहे अशा) सजीवांचा क्रमविकास घडून आला असणे संभवनीय दिसते. प्रारंभिक अनेककोशिक सजीवांपासून अधिक जटिल जातींचा क्रमविकास व लैंगिक प्रजोत्पादनाचा विकास झाला असावा, हे क्रमविकासाच्या उपपत्तीवरून समजणे शक्य आहे.

ज्या घटनांच्या साखळीतून सजीवाची निर्मिती झाली असावी, तीमध्ये स्वयंनिर्मितीची क्षमता असलेल्या रेणूंचा क्रमविकास हा महत्त्वाचा टप्पा असला पाहिजे. परंतु ते कसे साध्य झाले असावे याबद्दल निश्चित माहिती फार अपुरी आहे. साध्या अकार्बनी द्रव्यांपासून ॲमिनो अम्ले व पॉलिपेप्टाइडे प्रयोगशाळेत बनविण्यात यश आले आहे परंतु जीवद्रव्याची निर्मिती अद्याप बरेच दूर आहे त्यामुळे जीवोत्पत्तीसंबंधीचे तर्क गृहीत स्वरूपाचेच आहेत.

पृथ्वीवर जीवन केव्हा सुरू झाले हे अनिश्चित असून त्यासंबंधीचा साधार तर्क मागे दिलाच आहे. सु. २ अब्ज वर्षांपूर्वीपासून जीवनास अनुकूल परिस्थिती प्राप्त झाली असावी कँब्रियन-पूर्व (सु. ६० कोटी  वर्षांपूर्वीच्या) खडकांत तुरळकपणे व त्यानंतर कँब्रियन (सु. ६०–५५ कोटी  वर्षांपूर्वीच्या) खडकांत पहिले जीवाश्म (जीवांचे शिळारूप अवशेष) भरपूर आढळतात. भविष्यकाळात जोपर्यत सूर्यापासून उपलब्ध असलेली ऊर्जा वनस्पतींना मिळत राहील तोपर्यत पृथ्वीवर जीवन शक्य होईल अन्य प्रकारची  ऊर्जाही तिचा उपयोग करणाऱ्या सजीवांना उपलब्ध झाल्यास त्यांचे सातत्य राहील, कारण जीवनाचा उगम व त्याचे सातत्य ऊर्जेने मर्यादित केले आहे.

वरील सर्व विवेचन पृथ्वीवर ज्या प्रकारचे सजीव आढळतात त्यांनाच लागू आहे. सजीवाच्या अन्यत्र अस्तित्वाची अद्याप माहिती नाही. बरेच तर्कवितर्क मात्र आहेत. पृथ्वीवर आहेत त्यासारखे सजीव सूर्यकुलातील इतर कोणत्याही ग्रहावर असण्याला योग्य असे वातावरण तेथे नाही परंतु चयापचयाच्या अन्य प्रकारांशी समरस झालेले सजीव तेथे नसतीलच असे नाही. चंद्रावर जीवन नसल्याचा प्रत्यक्ष पुरावा आज उपलब्ध आहे. मंगळावर साधी वनश्री असेल असा अंदाज व्यक्त केला गेला आहे. कदाचित गुरूवरही  जीवनास अनुकूल अशी परिस्थिती असणे शक्य आहे. इतर ताऱ्यांच्या ग्रहमालेतील काही  ग्रहांवर कोणत्या तरी प्रकारचे (कदाचित आपल्याहून निराळे) जीवन असणे असंभवनीय नाही.

संदर्भ :

1. Burnal, J. D. The Origin of Life, New York, 1967.

2. Miller, S. L. Urey, H. C. Organic Compound Formation on the Primitive Earth, Science 130 : 245–251 1959.

3. Oparin, A. I. Trans. Synge, A. The Chemical Origin of Life, Springfield, 1964.

4. Wald, G. The Origin of Life, Scientific American 191 (2) : 44-54, New York, 1954.

परांडेकर, शं. आ.

“