सूक्ष्मपुराजीव विज्ञान

सूक्ष्मपुराजीव विज्ञान :जीवाश्मांचे परीक्षण करण्यासाठी व ओळखण्यासाठी सूक्ष्मदर्शकाचा उपयोग करावा लागतो, अशा जीवाश्मासंबंधीचे विज्ञान. सूक्ष्मजीवाश्म (शिलाभूत झालेले जीवांचे सूक्ष्म अवशेष) सामान्यत: अगदी सूक्ष्म असतात आणि त्यांचा व्यास काही मायक्रॉन (एक मायक्रॉन म्हणजे मीटरचा दशलक्षांश भाग) ते काही थोडे मिलिमीटर इतकाच असतो. काही जीवाश्म मोठे असतात, तरीही त्यांच्या परीक्षणासाठी सूक्ष्मदर्शकाचा उपयोग करावा लागतो, म्हणून त्यांचा समावेशही सूक्ष्मपुराजीवविज्ञानात केला जातो. उदा., ब्रायोझोआ, स्ट्रोमॅटोपोरॉयडिया व कॅल्शियम कार्बोनेट स्रवणारे शैवले यांचे जीवाश्म.

अनेक प्रकारच्या लहान व मोठ्या जीवांच्या अवशेषांपासून तयार झालेले अनेक प्रकारचे सूक्ष्मजीवाश्म गाळांच्या खडकांत आढळतात. त्यांच्यापैकी काही सूक्ष्मजीवाश्म सूक्ष्मजीवांच्या टिकाऊ भागांचे असतात. उदा., (१) मूळचे सांगाडे ज्यांच्यात सुरक्षित राहिलेले आहेत, असे फोरॅमिनीफेरा किंवा डायाटम यांच्या कवचांचे किंवा ऑस्ट्रॅकॉडांच्या पृष्ठवर्माचे सूक्ष्मजीवाश्म. (२) मोठ्या जीवांच्या सांगाड्यांच्या सूक्ष्म घटकांचे. उदा., स्पंजांच्या काड्यांचे (कंटिकांचे) किंवा वनस्पतींच्या बीजुकांचे किंवा परागांचे सूक्ष्मजीवाश्म. (३) मोठ्या जीवांच्या काही भागांचे किंवा काही भागांच्या तुकड्यांचे सूक्ष्मजीवाश्म. उदा., मत्स्यांचे दात व शल्क, पृष्ठवंशींचे (पाठीचा कणा असलेल्या प्राण्यांचे) सांगाडे, एकायनोडर्माच्या कवचाची विविध प्रकारची पटले, प्रवाळ तुकडे, कृमी, गॅस्ट्रोपोडा, सेफॅलोपोडा व मत्स्य इत्यादींपासून आलेले बारीक तुकडे, वनस्पतींचे लाकूड, बिया, पानांचे उपचर्म व कॅल्शियम कार्बोनेट स्रवणारे शैवल इत्यादींच्या तुकड्यांचे सूक्ष्मजीवाश्म. (४) शंख, शिंपा व इतर मॉलस्का (मृदुकाय), ब्रॅकिओपोडा इत्यादींच्या भ्रूण किंवा बाल्यावस्थेतील संपूर्ण कवचांचे सूक्ष्मजीवाश्म.

सूक्ष्मजीवाश्मांचे रासायनिक संघटन : काही सूक्ष्मजीवाश्म कॅल्शियम कार्बोनेटाचे असतात उदा., मॉलस्का, प्रवाळ, एकायनोडर्माटा, काही स्पंज, बरेचसे फोरॅमिनीफेरा, काही शैवले इत्यादी. तर काही सूक्ष्मजीवाश्म सिलिकेचे असतात उदा., काही स्पंज व डायाटम. काही मुख्यत: कॅल्शियम फॉस्फेट व थोडे कॅल्शियम कार्बोनेट यांच्या मिश्रणाचे असतात उदा., ब्रॅकिओपोडांच्या कवचांचे व पृष्ठवंशींच्या हाडांचे. काही कायटीन किंवा कायटीन व कमी-अधिक कॅल्शियम कार्बोनेट आणि फॉस्फेट यांच्या मिश्रणाचे असतात उदा., क्रस्टेशियांच्या बाह्य सांगाड्यांचे. काही जटिल कार्बनी संयुगांचे असतात उदा., वनस्पतींचे व काही प्राण्यांचे.

पुराजीव महाकल्पात (सु. ६० ते २४·५ कोटी वर्षांपूर्वीच्या काळात) किंवा त्यानंतरच्या काळात समुद्रामध्ये किंवा इतर क्षेत्रांत साचलेल्या गाळांच्या बहुतेक सर्व खडकांमध्ये सूक्ष्मजीवाश्म सापडतात. काही खडकांत ते विरळ (सु. दहा किग्रॅ. वजनाच्या खडकांत पाच—दहा), तर काहींत ते विपुल (तेवढ्याच वजनाच्या खडकांत कित्येकशे) असतात. काही जैव खडक मुख्यतः किंवा जवळजवळ सर्वस्वी सूक्ष्मजीवाश्मांचे बनलेले असतात. उदा., कॅल्शियम कार्बोनेट स्रवणारे शैवल, प्रवाळ, ब्रायोझोआ किंवा स्ट्रोमॅटोपोरॉयडिया यांच्यापासून बनलेल्या शैलभित्तींचे खडक व न्यूम्युलाइटांचे चुनखडक. कॅनल कोल जातीच्या दगडी कोळशाचा पुष्कळसा भाग जीवाश्मी परागांचा बनलेला असतो.

ज्याच्यातील सूक्ष्मजीवाश्मांचे अध्ययन करावयाचे असेल त्या खडकाचे पाच ते दहा किग्रॅ. वजन भरेल इतके तुकडे घेतले जातात. जमिनीच्या पृष्ठाशी असलेल्या खडकांचे नमुने घ्यावयाचे असतील, तर त्याच्या स्वच्छ व कोऱ्या भागाचे तुकडे छिन्नी व हातोडी वापरून काढले जातात. जमिनीखालील खडकांचे तुकडे खणून किंवा गिरमिटाने भोके पाडून मिळविले जातात. विशेष प्रकारचा फाळ वापरून खोल जागेतील खडकांचे वरवंट्यासारखे नमुने गिरमिटाच्या साहाय्याने मिळविता येतात. खोल जागेतील नमुने काढीत असताना किती अंतरावरचे निरनिराळ्या खोलीचे नमुने घ्यावयाचे हे स्थानिक परिस्थितीवर अवलंबून असून व प्रत्यक्ष अनुभवाने ठरवावे लागते. खणून काढलेल्या नमुन्यांची खोली व खणण्याचे स्थान यांची काळजीपूर्वक नोंद केली जाते. नमुन्यांत भेसळ होणार नाही आणि ते सुरक्षित राहतील अशी काळजी घेतली जाते. त्यांच्यातील सूक्ष्मजीवाश्मांची तपासणी प्रयोगशाळेत केली जाते. तपासणीसाठी खडकांच्या नमुन्यातील सूक्ष्मजीवाश्म वेगळे काढावे लागतात. कित्येक खडक मऊ मातीचे, कित्येक वाळूचे मात्र कण घट्ट न चिकटलेले व सहज भुगा होणारे असे व कित्येक घट्ट चिकटलेल्या वाळूच्या कणांचे असतात. कण एकमेकांपासून अलग होतील, परंतु त्यांची फूटतूट मात्र होणार नाही अशी काळजी घेवून खडकाचा भुगा करावा लागतो. निरनिराळ्या खडकांतील सूक्ष्मजीवाश्म वेगळे काढण्यासाठी निरनिराळ्या पद्घती वापराव्या लागतात. कठीण खडकांसाठी सामान्यत: पुढील पद्घत वापरली जाते. खडकाचे पावट्याएवढे तुकडे करतात व त्यांपैकी एकेक तुकडा खलबत्त्यात घालून अलगद कुटून त्याचा भुगा करतात. खडक मातीसारख्या पदार्थांचा असला, तर त्याचे पावट्याएवढे तुकडे पाण्यात भिजत ठेवले किंवा मंद उकळत्या पाण्यात ठेवले म्हणजे कण अलग होऊन चिखलासारखी राशी तयार होते. खलबत्त्यात तुकडे कुटून तयार झालेला भुगा किंवा मातीसारख्या खडकांपासून मिळालेला चिखल पाण्यात कालवितात. ते पाणी ढवळून निरनिराळ्या आकारमानांच्या (प्रथम भरड व नंतर अधिकाधिक बारीक) गाळण्यांतून गाळतात. गढूळ पाणी वाहून जाऊ दिले जाते. निरनिराळ्या चाळण्यांवर जो गाळ अडकून राहिलेला असतो तो सुकवून त्याची तपासणी केली जाते. तो भुगा काळा तळ असलेल्या चौकोनी बशीत पसरून टाकतात आणि ती बशी सूक्ष्मदर्शकाच्या मंचकावर ठेवून १५–२० X विवर्धक भिंगे वापरून तपासतात. त्याच्यात सु. अर्धा मिमी. व्यासाचे जीवाश्म असले तर ते सहज ओळखता येतात. ओलसर केलेल्या सुईच्या किंवा कुंचल्याच्या केसाच्या टोकाने ते उचलून घेता येतात आणि ते वेगळे काढून त्यांची तपासणी केली जाते. सूक्ष्मजीवाश्म फार लहान असले, तर सु. ७·५ X २·५ सेंमी. च्या लांबट काचपट्टीवर कॅनडा बाल्सम किंवा त्यासारखा एखादा पातळ पदार्थ पसरून त्याच्यात खडकाचा धुतलेला व वाळविलेला भुगा मिसळतात आणि त्याच्यावर पातळ काचेचे आच्छादन करतात. सूक्ष्मदर्शकाच्या साहाय्याने काचेवरील भुग्यात असलेल्या जीवाश्मांचे परीक्षण केले जाते.

खडकाचा भुगा करण्यासाठी व त्याच्यातील सूक्ष्मजीवाश्म वेगळे करण्यासाठी कधीकधी काही विशेष पद्घती वापराव्या लागतात. कोणती पद्घती वापरावयाची हे खडकांच्या व सूक्ष्मजीवाश्मांच्या प्राकृतिक व रासायनिक गुणधर्मांवर अवलंबून असते आणि अनुभवाने ठरवावे लागते. खडकाचे तुकडे खूप तापवून एकदम थंड पाण्यात बुडविणे किंवा ते तुकडे बर्फासारखे थंड करून नंतर वातावरणाइतके ऊबदार होऊ देणे यांसारख्या उपायांनी कित्येक खडकांचे कण सुटे होण्यास मदत होते. असे संस्कार केलेले तुकडे खलबत्त्यात अलगद कुटून इष्ट प्रकारचा भुगा मिळणे शक्य असते. 

सूक्ष्मजीवाश्म वेगळे काढण्यासाठी रसायनांचा उपयोगही केला जातो. सूक्ष्मजीवाश्मांना अपाय होणार नाही मात्र इतर शक्य तितके घटक विरघळून नाहीसे होतील, अशी द्रव्ये वापरावी लागतात. उदा., विरल म्हणजे सौम्य हायड्रोक्लोरिक किंवा ॲसिटिक अम्लात खडकाचा भुगा राहू दिला म्हणजे त्याच्यातील कार्बोनेटी पदार्थ विरघळून जातात आणि त्या अम्लात न विरघळणारी खनिजे व सूक्ष्मजीवाश्म शिल्लक राहतात. दगडी कोळसा किंवा त्याच्यासारखे पदार्थ असणाऱ्या खडकातील वनस्पतिजीवाश्म मिळविण्यासाठी खडकाचे बारीक तुकडे नायट्रिक अम्ल व पोटॅशियम क्लोरेट यांच्या मिश्रणात शिजवितात. यामुळे तुकड्यांचे बारीक कण होतात. ते पाण्याने धुवून केंद्रोत्सारक यंत्राच्या साहाय्याने त्यांच्यातील सूक्ष्मजीवाश्म वेगळे केले जातात आणि सूक्ष्मदर्शकाने त्यांचे परीक्षण केले जाते. 

ब्रायोझोआ, स्ट्रोमॅटोपोरॉयडिया, कॅल्शियम कार्बोनेट स्रवणारे शैवल व काही फोरॅमिनीफेरा यांचे जीवाश्म मोठे असतात, परंतु त्यांच्या परीक्षणासाठी सूक्ष्मदर्शकाची आवश्यकता असते. अशा जीवाश्मांचे तुकडे इष्ट त्या दिशेने घासून त्यांच्या पातळ चकत्या करतात. त्या चकत्या कॅनडा बाल्समाने काचपट्टीवर चिकटवितात व पातळ होईपर्यंत पुन्हा घासतात. नंतर त्यांच्यावर कॅनडा बाल्सम पसरून त्यावर आच्छादन काच चिकटवितात. चकत्या पुरेशा पारदर्शक असतात व सूक्ष्मदर्शकाने त्यांचे परीक्षण केले जाते.

पुराजीवविज्ञान व सूक्ष्मपुराजीवविज्ञानाची मूलतत्त्वे सारखीच आहेत. सूक्ष्म किंवा मोठ्या जीवाश्मांपासून गतकालीन जीवांविषयी व जीवाश्म ज्या खडकांत सापडतात ते खडक कोणत्या भौगोलिक परिस्थितीत तयार झाले यांविषयी माहिती मिळते. काही जीवाश्मांचा उपयोग खडकांचा भूवैज्ञानिक काल ठरविण्यासाठी होतो. काही जीवाश्म असे असतात की, त्यांच्या साहाय्याने पृथ्वीच्या इतिहासाचे लहानसे विभागही निश्चित ठरविता येतात. सारांश, एकाच भूवैज्ञानिक कालात तयार झालेले खडक ओळखण्यासाठी कित्येक सूक्ष्म किंवा मोठ्या जीवाश्मांचा उपयोग होतो परंतु सूक्ष्मजीवाश्मांचा उपयोग करण्यात काही विशेष फायदे आहेत. खडक फोडून, खणून किंवा उकरून नमुने मिळवीत असताना मोठ्या जीवाश्मांची सामान्यतः मोडतोड होते, तशी सूक्ष्मजीवाश्मांची होत नाही. खडकांपासून मिळणाऱ्या मोठ्या जीवाश्मांच्या मानाने सूक्ष्मजीवाश्मांची संख्या सामान्यतः पुष्कळच अधिक असते आणि खडकाच्या लहानशा तुकड्यापासूनही असंख्य सूक्ष्मजीवाश्म मिळणे शक्य असते. एखाद्या खडकाच्या नमुन्याचे परीक्षण करून त्याच्यात एकूण किती जातींचे जीवाश्म आहेत व प्रत्येक जातीचे प्रमाण किती टक्के आहे, याची गणती करता येते आणि त्या गणतीचा उपयोग एकाच कालातील खडक ओळखण्यासाठी होतो. निरनिराळ्या स्थानी असलेल्या खडकांतील सूक्ष्मजीवाश्म सारख्याच जातींचे असले व त्यांची प्रमाणेही सारखीच किंवा जवळजवळ सारखीच असली म्हणजे ते खडक एकाच भूवैज्ञानिक कालातील असले पाहिजेत हे ओळखता येते. सर्वत्र सारख्याच व एकजिनसी दिसणाऱ्या, ज्यांच्यात मोठे जीवाश्म नाहीत अशा गाळाच्या खडकांच्या प्रचंड जाडीच्या राशी कित्येक प्रदेशांत आढळतात. त्यांच्यापैकी कित्येकांत सूक्ष्मजीवाश्म असून काही कालसूचक असतात. त्यांचा उपयोग करून गाळाच्या थरांचा अनुक्रम म्हणजे राशीच्या निरनिराळ्या भागांचे काल ठरविता येतात, तसेच त्या राशीचे निरनिराळ्या जागी पसरलेले निरनिराळे भाग ओळखता येतात. अशा कामासाठी अतिशय उपयोगी पडणारे सूक्ष्मजीवाश्म म्हणजे फोरॅमिनीफेरा, ऑस्ट्रॅकॉड आणि वनस्पतींचे पराग व बीजुक यांचे जीवाश्म होत.

अनुप्रयुक्त किंवा आर्थिक सूक्ष्मपुराजीवविज्ञान : खनिज तेलाचे साठे शोधून काढण्यासाठी सूक्ष्मजीवाश्मांचा फार उपयोग होतो, असे १९३० च्या सुमारास आढळून आले आणि तेव्हापासून त्यांच्या अध्ययनाकडे विशेष लक्ष दिले गेले आहे. त्यांच्याविषयी आतापर्यंत मिळालेली माहिती प्रचंड आहे व तिच्यात सतत भर पडत आहे. खनिज तेलाचे साठे शोधून काढणाऱ्या कंपन्यांच्या प्रयोगशाळांत सूक्ष्मजीवाश्मांचे परीक्षण करणाऱ्या वैज्ञानिकांची एकूण संख्या हजाराहून अधिक आहे. यावरून सूक्ष्मजीवाश्मांच्या अध्ययनाचे आर्थिक महत्त्व कळून येईल.

किनाऱ्याजवळच्या उथळ समुद्रात गाळ साचून तयार झालेल्या खडकांत खनिज तेलाचा उगम सामान्यतः असतो आणि त्या तेलाचे साठे तयार होण्यासाठी खडकांच्या विशिष्ट प्रकारच्या रचना असाव्या लागतात. म्हणून खनिज तेलासाठी एखाद्या प्रदेशाची पाहणी करताना त्या प्रदेशातील जमिनीखालच्या खडकांची व त्यांच्या रचनांची निश्चित माहिती मिळवावी लागते. अनेक व एकमेकांपासून किंचित दूर अशा ठिकाणी गिरमिटाने भोके (विहिरी) पाडून मिळविलेले खडकांचे नमुने तपासून पाहिले म्हणजे जमिनीखालील भागात सागरी खडक आहेत की नाही हे कळते. त्यांच्यातील सूक्ष्मजीवाश्मांवरून विशेषत: ⇨ फोरॅमिनीफेरांवरून ते स्थूलमानाने किती खोलीच्या व तापमानाच्या समुद्रात साचले असतील, हे कळते. ते किनाऱ्याजवळ किंवा त्याच्यापासून दूर असलेल्या जागी साचले असतील, हे ठरविण्यास परागजीवाश्मांचेही साहाय्य होते. खडकांच्या नमुन्यातील सूक्ष्मजीवाश्मांचे परीक्षण करून प्रत्येक नमुन्यात कोणत्या व एकूण किती जाती आहेत आणि प्रत्येक जातीच्या जीवाश्माचे प्रमाण किती आहे याची मोजणी केली जाते. निरनिराळ्या विहिरींतून मिळालेल्या नमुन्यांची तुलना करून पाहिली म्हणजे जमिनीखाली खडकांच्या रचनेची माहिती मिळू शकते. एखाद्या विहिरीतून मिळालेल्या अनेक नमुन्यांपैकी एखादा नमुना इतर नमुन्यांहून अगदी वेगळा असतो. त्याचा रंग किंवा टणकपणा किंवा त्याच्या कणांचे आकारमान इतर नमुन्यांहून वेगळे असते किंवा त्याच्यातील सूक्ष्मजीवाश्मांपैकी एखादी (किंवा अधिक) जाती इतरांहून भिन्न असते. खुणेचा खडक म्हणून अशा खडकाचा उपयोग होतो. तसेच नमुने इतर विहिरींपासून मिळणे शक्य असते. एखादा खुणेचा खडक निरनिराळ्या विहिरींत किती खोल जागी सापडला ते पाहून खोल जागेतील खडकांची रचना कळते. एखादा खडक तेलाचा उद्‌गम खडक आहे, हे माहीत असले म्हणजे त्या खडकातील सूक्ष्मजीवाश्मांसारखे सूक्ष्मजीवाश्म असणारे खडक इतर कोणकोणत्या जागी आहेत याचा शोध घेतला जातो. तसेच खडकांची रचना जर अनुकूल असेल तर अशा खडकांपासून तयार झालेल्या खनिज तेलाचे साठे मिळण्याचा संभव असतो.

परागजीवाश्म : खनिज तेलाच्या शोधात परागांच्या व बीजुकांच्या जीवाश्मांचेही पुष्कळ साहाय्य होते. आधुनिक व जीवाश्मी परागबीजुकांचे अध्ययन करणारे परागविज्ञान हे एक स्वतंत्र विज्ञानच गणले जाते. प्रत्येक वर्षी अनुकूल हवामानाच्या ऋतूत जमिनीवरील वनस्पतींपासून असंख्य पराग व बीजुक निर्माण होतात. त्यांच्यापैकी पुष्कळ वाऱ्याबरोबर व वाहत्या पाण्याबरोबर नेले जाऊन जमीन व सागराच्या विस्तीर्ण तसेच दूरदूरच्या क्षेत्रात पसरून टाकले जातात. त्यांपैकी निरनिराळ्या जागी साचणाऱ्या वाळू , माती इत्यादींच्या गाळात पुरले जातात. त्यांच्या भित्ती टिकाऊ असतात व गाळात पुरले गेल्यावर त्या कुजून किंवा इतर नैसर्गिक क्रियांनी सामान्यतः नाश पावत नाहीत. गाळांच्या खडकात आढळणाऱ्या पराग-बीजुक जीवाश्मांची संख्या सामान्यतः पुष्कळ असते. जीवाश्म कोणत्या वर्गातील किंवा गटातील वनस्पतींचे आहेत हे ओळखता येते. जमिनीवरील वनस्पतींच्या पराग-बीजुकांचे जीवाश्म जमीन व सागरात साचलेल्या खडकातही असतात. म्हणून जमिनीवर व समुद्रात तयार झालेल्या खडकांचे सहसंबंध दाखविण्यासाठी त्यांचा उपयोग होतो. जमिनीपासून जो जो दूर जावे तो तो वाऱ्याबरोबर जाणाऱ्या पराग-बीजुकांची आणि परिणामत: त्यांच्यापासून तयार होणाऱ्या जीवाश्मांची संख्या साहजिकच कमी होत असते. किनाऱ्यालगत साचलेल्या गाळांत ती अधिक व किनाऱ्यापासून अधिकाधिक दूर साचलेल्या गाळांत उत्तरोत्तर कमी होत जाते. खनिज तेलाचा शोध करीत असताना किनाऱ्याजवळ साचलेले खडक शोधून काढावे लागतात. निरनिराळ्या विहिरींतून मिळविलेल्या नमुन्यांतील पराग-बीजुक जीवाश्मांचे प्रमाण मोजून पाहिल्यावर त्यांच्यापैकी कोणते पूर्वीच्या काळातील समुद्रकिनाऱ्याच्या अधिक जवळच्या क्षेत्रात साचले असले पाहिजे हे ठरविता येते. 

पहा : पुराजीवविज्ञान पुराप्राणिविज्ञान पुरावनस्पतिविज्ञान भूविज्ञान स्तरविज्ञान.

संदर्भ : 1. Colbert, E. H. Evolution of the Vertebrates, 1991.

            2. Cowan, R. History of Life, 1991.

            3. Halstead, L. B. Search for the Past, 1983.

            4. McKinney, M. Evolution of Life, 1993.

            5. Moore, R. C. Lalicker, C. G. Fischer, A. G. Invertebrate Fossils, 1952.

            6. Moore, Ruth E. Ed., Man, Time and Fossils : The Story of Evolution, 1961.

            7. Wicander, R. Monroe, J. S. Historical Geology : Evolution of the Earth and Life Through Time, 1989.

केळकर, क. वा.

“