उत्क्रांती

‘आपण पृथ्वीवरचे सर्वात प्रगत आणि यशस्वी प्राणी आहोत’ असा माणसाचा समज असतो. निसर्गतः ज्या क्षमता माणसात नाहीत, त्या त्याने यंत्रे बनवून मिळवलेल्या आहेत. माणूस विमान बनवून उडू शकतो किंवा दुर्बिणीतून दूरवरचे बघू शकतो. त्यामुळे माणूस प्रगत आहे असे म्हणता येईल. पण प्रगत असला म्हणून माणूस पृथ्वीवरील सर्वात यशस्वी प्राणी ठरतो का? उत्क्रांतीमध्ये (evolution) जो जीव जास्तीत जास्त वर्षे टिकून राहतो, तो यशस्वी समजला जातो. या व्याख्येनुसार माणूस यशस्वी ठरेल की नाही? या प्रश्नाचे उत्तर काय असेल याचा विचार करण्याआधी उत्क्रांती म्हणजे काय, ती कशी घडते आणि माणसाची उत्क्रांती कशी झाली हे समजून घेतले पाहिजे. या लेखापुरते उत्क्रांती म्हणजे सजीव सृष्टीची उत्क्रांती असे गृहीत धरले तर उत्क्रांती म्हणजे निर्जीव घटकांपासून सृष्टीमधील सर्व सजीव कसे अस्तित्वात आले आणि त्यानंतर कसे बदलत गेले याचा घटनाक्रम. सजीव सृष्टी निर्माण होताना निर्जीव घटकांपासून सर्वप्रथम एकपेशीय जीव (जीवाणू, विषाणू, यीस्ट) तयार झाले. त्यानंतर जास्त गुंतागुंतीची शरीररचना असलेले बुरशी, कीडे, प्राणी, पक्षी, वनस्पती हे बहुपेशीय जीव निर्माण झाले. पृथ्वीवरील वेगवेगळ्या घटनांमुळे वातावरण बदलत राहिले. बदलणाऱ्या परिस्थतीत जगण्यासाठी सोयीस्कर किंवा फायदेशीर बदल ज्या सजीवांमध्ये झाले, ते टिकले, बाकीचे लुप्त झाले. असे अनेक बदल घडल्यानंतर हळूहळू नवीन प्रकारचे जीव निर्माण झाले; यालाच उत्क्रांती म्हणतात.

उत्क्रांती सतत चालणारी प्रक्रिया आहे, ती आजही चालूच आहे. उत्क्रांतीमध्ये टिकून राहण्यासाठी कुठल्याही सजीवाला प्रजनन (reproduction) करून जास्तीत जास्त प्रमाणात सुदृढ किंवा धडधाकट संतती तयार करणे आवश्यक असते. धडधाकट संततीमुळे ती जात निसर्गात टिकून राहण्याची शक्यता वाढते. पण यात कळीचा मुद्दा असतो संतती धडधाकट आहे की नाही! कारण जशी परिस्थिती बदलते तशी “सुदृढ किंवा धडधाकट म्हणजे काय” याची व्याख्या बदलत जाते. एखादी व्यक्ती धडधाकट आहे असे आपण म्हणतो तेव्हा त्याचा अर्थ या व्यक्तीला काहीही आजार झालेले नाहीत असा असतो. पण उत्क्रांतीमध्ये “धडधाकटपणा” किंवा “fitness” या शब्दाची जास्त व्यापक व्याख्या असते. इथे धडधाकट याच अर्थ “एका ठराविक परिस्थितीत टिकून राहण्यासाठी योग्य” असा असतो. तसेच धडधाकटपणा एका व्यक्तीचा नसून एकाच प्रकारच्या सजीवांच्या समूहाचा धडधाकटपणा असतो. निसर्ग सतत बदलत असतो. जसे पृथ्वीवर वेगवेगळ्या युगांमध्ये वातावरणातील वायूंचे प्रमाण कमी-जास्त झाले, तापमान बदलले किंवा भूगर्भिय (geological) घटनांमुळेही परिस्थती बदलली. त्यामुळे एका विशिष्ट परिस्थितीमध्ये ज्याला धडधाकट म्हणता येईल असा जीव बदललेल्या परिस्थितीत धडधाकट ठरेलच असे नाही. उदाहरणार्थ, साधारणपणे ज्या भागात तापमान जास्त असते, त्या भागातील प्राण्यांच्या कातडीवर कमी केस असतात. थंड तापमानाच्या प्रदेशात मात्र भरपूर केस असलेले प्राणी आढळतात. याचे कारण सोपे आहे. गरम हवेच्या जागी अंगावर भरपूर केस असतील तर शरीर थंड करण्यासाठी त्वचेमधून अतिरिक्त उष्णता बाहेर टाकणे अवघड होईल. त्याउलट थंड हवेच्या जागी त्वचेमधून उष्णता बाहेर टाकली जाऊ नये म्हणून भरपूर केस असणे फायदेशीर ठरते. गरम हवेच्या जागी भरपूर केस असणे आणि थंड हवेच्या जागी कमी केस असणे फायदेशीर नाही. म्हणजेच परिस्थितीप्रमाणे शरीरावर किती केस असणे योग्य हे बदलत जाते किंवा “धडधाकट म्हणजे काय” याची व्याख्या बदलत जाते. उत्क्रांती होऊन कमी किंवा जास्त केस असलेले प्राणी कसे तयार होतात? यासाठी दोन महत्वाचे घटक आवश्यक असतात. प्रथम एखाद्या जीवामध्ये जनुकीय बदल (genetic change) होणे आवश्यक असते. जनुकीय बदल झाल्यामुळे त्या जीवाचे गुणधर्म बदलतात. दुसरा महत्वाचा घटक असतो हा गुणधर्म किंवा जनुकीय बदल टिकून राहण्यासाठी अनुकूल परिस्थिती. जनुकीय बदलामुळे त्या जीवाला काही फायदा होऊन त्या विशिष्ट परिस्थितीत टिकून राहायची शक्यता वाढली पाहिजे. बदलामुळे काहीही फायदा झाला नाही तर असे बिनकामाचे बदल झालेले जीव लुप्त होतात. जनुकीय बदल, बदल टिकून राहण्यासाठी अनुकूल परिस्थती आणि त्यामुळे वाढलेली बदललेल्या जीवांची संख्या यामुळे उत्क्रांती होते. त्वचेवरील केस किती दाट असतील हेही जनुकांवर (genes) अवलंबून असते. एखाद्या प्राण्यामध्ये केस बनवणाऱ्या पेशींची संख्या कमी असेल तर त्या प्राण्याच्या त्वचेवर विरळ केस येतील. पण वेगवेगळ्या नैसर्गिक घटनांमुळे जनुकांमध्ये बदल होत असतात. काही विशिष्ट जनुकीय बदल झाले (जसे जनुकीय बदलामुळे केस बनवणाऱ्या पेशींचे विभाजन जास्त प्रमाणात झाले किंवा पेशींच्या नैसर्गिक मृत्यूचा वेग कमी झाला) तर जास्त दाट केस येऊ शकतात. पण शरीरामध्ये लाखो पेशी असतात, त्यांपैकी कुठल्या पेशीमध्ये हे बदल होतील हे सांगता येत नाही. जर हा बदल केस नसलेल्या अवयवाच्या पेशींमध्ये झाला तर त्यामुळे प्राण्याच्या केसांमध्ये काहीच फरक पडणार नाही. त्वचेच्या एका भागातील पेशींमध्ये हा बदल झाला तर त्वचेच्या तेवढ्या भागात दाट केस येतील. पण शरीराच्या संपूर्ण त्वचेवर किंवा त्या प्राण्याच्या संततीमध्ये हे बदल घडणार नाहीत. पण जर हा जनुकीय बदल अंडे आणि शुक्राणू बनवणाऱ्या पेशींमधील जनुकांमध्ये झाले तर जनुकीय बदलाचे परिणाम त्या प्राण्यात नाही तर त्यापासून तयार होणाऱ्या संततीमध्ये दिसून येईल. अंडे आणि शुक्राणूंच्या संयोगातून जी पेशी बनते त्यापासून शरीरातील इतर सर्व पेशी बनतात. त्यामुळे संततीच्या सर्वच पेशींमध्ये हा बदल झालेला असेल. संततीमध्ये सर्व त्वचेवर दाट केस येतील. असा बदल अनुवंशिक असल्यामुळे पुढच्या पिढ्यांमध्येसुद्धा दाट केस असतील. उत्क्रांतीसाठी जनुकीय बदल अनुवंशिक असला पाहिजे कारण झालेला बदल पुढील पिढीकडे पोहोचणे महत्वाचे असते. असे हे केस दाट करणारे बदल जर गरम हवेत राहणाऱ्या प्राण्यांमध्ये झाले तर मात्र त्यांच्यासाठी तो एक भार होईल. त्यांना शरीराचे तापमान राखणे अवघड होईल आणि हे बदललेले प्राणी जगण्याची शक्यता कमी होईल. काही कारणांनी तापमान कमी होताना हेच बदल झाले (जसे हिमयुग येताना) तर मात्र हे बदल फायदेशीर ठरतील. कारण आता या प्राण्यांना उबदार राहणे सोपे होईल. तापमान असेच कमी राहिले तर या बदलाची या उत्क्रांतीमध्ये “निवड” किंवा “selection” होईल. नवीन प्रकारच्या, भरपूर केस असलेल्या प्राण्यांची भरभराट होईल. मूळच्या कमी केस असलेल्या प्राण्यांची संख्या मात्र हळूहळू कमी होत जाईल. या प्राण्यांमध्ये थंडीपासून बचाव करणारा दुसरा काहीही बदल झाला नाही तर ते प्राणी लुप्त होतील. काही कारणाने परत हवा गरम होऊ लागली तर हे केसाळ प्राणी जगायला अपात्र ठरतील. योगायोगाने केस कमी करणारे अनुवांशिक बदल त्यांच्यात घडले तर ते टिकून राहतील, नाहीतर लुप्त होतील. निसर्गातील उत्क्रांतीचे असे चक्र सतत चालू असते.

या सर्व प्रक्रियेत कोणीही हे जनुकीय बदल “घडवून” आणत नाही. जनुकीय बदल होणे ही random किंवा अनियमित घटना असते. काही नैसर्गिक प्रक्रियांमुळे हे बदल होतात आणि विशिष्ट जनुकीय बदलामुळे विशिष्ट गुणधर्म बदलतो. परिस्थतीनुसार हा बदल फायदेशीर आहे की नाही हे ठरते. म्हणजेच हा बदल टिकणार की नाही हे ठरते. या प्रक्रियेला “natural selection” किंवा नैसर्गिक निवड म्हणतात. नैसर्गिक निवडीच्या या प्रक्रियेत परिस्थतीनुसार “सर्वात धडधाकट जीवाचा टिकाव” (survival of the fittest) लागतो. या प्रक्रियेत वेगवेगळ्या काळात पृथ्वीवर लाखो जीव आले, जगले आणि लुप्त झाले. काही प्राणी मात्र लाखो वर्षे टिकून आहेत. जसे लंगफिश (Lungfish) नावाचे मासे निदान १० कोटी तर सिलकँथ (Coelacanth) मासे ४२.५ कोटी वर्षे पृथ्वीवर जगत आहेत. अशा प्रकारच्या जीवांना उत्क्रांतीमधील सर्वात यशस्वी जीव समजले जातात. त्यामानाने माणूस पृथ्वीवर उत्क्रांत होऊन फारच कमी काळ लोटला आहे. मानवाची जात म्हणजे Homo sapiens उत्क्रांत होऊन फक्त दोन लाख वर्षे झाली आहेत! इतकी “बाल्यावस्थेतील” जात पुढे यशस्वी ठरणार की नाही हे सांगणे अवघड आहे! उत्क्रांतीमध्ये बदलाच्या निवडीची प्रक्रिया हजारो वर्षे चालू राहते. एक बदल होऊन तो टिकून राहण्यासाठी सुद्धा काही पिढ्या जाव्या लागतात. पहिले एकपेशीय जीव साधारण ३५० कोटी वर्षांपूर्वी पृथ्वीवर होते पण पहिले बहुपेशीय प्राणी निर्माण व्हायला त्यानंतर २६० कोटी वर्षे जावी लागली. Homo sapiens ची उत्क्रांती असेच हळू हळू बदल होऊन, वेगवेगळ्या गुणधर्मांच्या माणसांची नैसर्गिक निवड होत झाली आहे. मनुष्यांची शरीराची ठेवण, उंची, केस, रंग, आजारांशी झगडायची शक्ती आणि इतर असंख्य प्रकारची डोळ्यांना न दिसणारी पण महत्वाची असलेली जनुकीय विविधता हे सर्व त्या त्या भागातल्या माणसांच्या आजूबाजूची परिस्थिती काय होती आणि त्यामुळे कुठले जनुकीय बदल टिकून राहिले यावर अवलंबून असते. उदाहरणार्थ माणसाचा रंग. माणसाची उत्क्रांती आफ्रिकेत झाली आणि या माणसांची त्वचा काळी होती. आफ्रिकेमध्ये भरपूर ऊन असल्यामुळे त्या परिस्थितीसाठी ती फायदेशीर होती, आजही आहे. काळ्या रंगाची त्वचा सूर्यप्रकाशामधील हानिकारक अतिनील लहरींच्या (UV rays) दुष्परिणामांपासून संरक्षण करते. या किरणांमुळे फोलेट या ब गटातील जीवनसत्व नष्ट होऊन त्याची कमतरता निर्माण होऊ शकते. त्वचेचा कर्करोगही होऊ शकतो. जेव्हा माणूस आफ्रिकेमधून बाहेर पडून युरोप आणि आशियामध्ये गेला तेव्हा उन्हाची तीव्रता कमी झाली. त्यामुळे काही जनुकीय बदलांमुळे त्वचेचा रंग उजळला तरी फोलेटची कमतरता निर्माण झाली नाही. गोऱ्या त्वचेचा फायदाच झाला कारण त्वचेमध्ये ड जीवनसत्व (vitamin D) बनण्यासाठी काही प्रमाणात अतिनील किरणे मिळणे गरजेचे असते. त्यामुळे गोरी त्वचा फायदेशीर ठरून उत्क्रांतीमध्ये गोरी त्वचा निवडली गेली. आफ्रिकेमध्ये गोरी त्वचा फायदेशीर नव्हती त्यामुळे असा बदल झाला असेल तर तो उत्क्रांतीमध्ये टिकून राहिला नसावा. माणसाच्या उत्क्रांतीमधील एक अत्यंत महत्वाची घटना आहे चार पायाच्या प्राण्यापासून दोन पायाच्या प्राण्यामध्ये झालेली उत्क्रांती. माणसाचे पूर्वज साधारण ५८ लाख वर्षांपूर्वी दोन पायावर चालू लागले. शरीराचा सर्व भार चारऐवजी दोन पायांवर पेलण्यासाठी या उत्क्रांतीमध्ये माणसाच्या पूर्वजांमध्ये अनेक शारीरिक बदल झाले. मुख्यतः पाठीचा कणा (vertebral column), पाठ आणि ओटीपोटाच्या (pelvis) हाडांच्या रचनेत बदल झाले. पायाचे जास्तीत जास्त स्नायू ओटीपोटाच्या हाडांना जोडता यावेत यासाठी ओटीपोटाची हाडे (pelvic bones) जास्त पसरट झाली. त्याचबरोबर तोल राहावा म्हणून ओटीपोटाची हाडे जास्त जवळ सुद्धा आली.पाठीचा कणासुद्धा सरळ न राहता मान, छाती आणि ओटीपोटाच्या भागात वाकला. अर्थातच हे बदल कोणी घडवून आणले नाहीत तर वर लिहल्याप्रमाणे या प्रत्येक बदलासाठी जनुकीय बदल घडावे लागले. बदलांमुळे या पूर्वजांना जगण्यासाठी काही फायदा झाल्यामुळे हे बदल टिकून राहिले. दोन पायांवर चालणे माणसाच्या पूर्वजांना अनेक प्रकारे फायद्याचे ठरले. यावेळी पृथ्वी थंड होत होती आणि त्यामुळे दाट जंगलांचे प्रमाण कमी होऊन गवताळ प्रदेशांचे प्रमाण वाढत गेले. अशा वेळी त्यांना दोन पायांवर चालण्याच्या क्षमतेमुळे झाडावरून खाली उतरून गवताळ भागात फिरणे सोपे झाले. जगण्यासाठी वेगवेगळ्या प्रकारच्या भूप्रदेशात जाणे शक्य झाले. माकडांप्रमाणे चार पायांनी जमिनीवर चालणे शक्य असले तरी त्यासाठी बरीच जास्त ऊर्जा लागते. दोन पायांवर चालताना कमी ऊर्जा लागते. त्यामुळे दोन पायांवर चालण्याची क्षमता आल्यानंतर ऊर्जा मिळवण्याची म्हणजे अन्नाची गरज कमी कष्टात भागू लागली. माणसाचे हात आता मोकळे झाल्यामुळे त्यांचा वापर इतर गोष्टींसाठी करणे शक्य झाले. ते पूर्वज दगडापासून हत्यार बनवू लागले. त्यांना आग तयार करून नियंत्रित ठेवता येऊ लागले. त्यानंतर आग वापरून अन्न शिजवता येऊ लागले. शिजवलेले अन्न जास्त उष्मांक (calories) देणारे, तसेच पचनासाठी कमी ऊर्जा लागणारे असल्यामुळे माणसाला गोळा केलेल्या अन्नामधून जास्त ऊर्जा मिळू लागली. या अतिरिक्त ऊर्जेचा माणसाच्या मेंदूची वाढ व्हायला मदत होऊन माणूस “हुशार” झाला! असे सगळे (आणि इथे न लिहिलेले इतरही अनेक बदल होऊन) माणूस आज आहे त्या उत्क्रांतीच्या स्थितीला पोचला. दोन पायांवर चालू लागल्यापासून आजचा Homo sapiens या जातीचा माणूस उत्क्रांत व्हायला साधारण ५६ लाख वर्षे जावी लागली! उत्क्रांतीमध्ये अनेक सुरस आणि चमत्कारिक अशा घटना घडत असतात. चार पायांपासून दोन पायांपर्यंत झालेली ही उत्क्रांती पण अशीच एक चमत्कारिक परिणाम होणारी उत्क्रांती होती. कारण स्त्रियांना यासाठी मोठी किंमत चुकवावी लागली. या सर्व गडबडीत मणके आणि ओटीपोटाच्या हाडांमध्ये जे बदल झाले त्यामुळे मानवी बाळाचा जन्म ही एक अवघड प्रक्रिया झाली. आता ओटीपोटाची हाडे मोठी झाली होती आणि दोन पायांवर चालणे सोपे व्हावे म्हणून एकमेकांच्या जवळही आली. त्यामुळे बाळाच्या वाढीसाठी असलेली जागा कमी झाली आणि बाळचा जन्ममार्ग छोटा झाला. शिवाय बाळ वाढताना ते ज्या orientation मध्ये असते ते बदलले. माकडामध्ये बाळ पाठीच्या कण्याला समांतर आणि आईच्या पोटाच्या बाजूला तोंड असलेले असे वाढते आणि तसेच बाहेर येते. माणसाचे बाळ मात्र कण्याला समांतर न वाढत आडवे वाढते. हाडांच्या रचनेमुळे पोटाच्या आडव्या भागातच बाळासाठी पुरेशी जागा असते. जन्माला येताना मात्र बाळ मणक्याला समांतर असे बाहेर येते. यामुळे आणि माणसाच्या बाळाचे खांदे रुंद असल्यामुळे जन्माला येताना बाळाला वळावे लागते. जन्माला येणाऱ्या बाळाचे तोंडही आईच्या पाठीकडे असते. माकडांमध्ये बाळाचे तोंड आईच्या पोटाकडे असल्यामुळे आई बाळाला ओढून बाहेर यायला मदत करू शकते. असे माणसात केल्यास बाळाच्या मानेला दुखापत होऊ शकते त्यामुळे आई बाळाला बाहेर येताना मदत करू शकत नाही. उत्क्रांतीमध्ये याचवेळी माणसाचा मेंदूही मोठा झाल्यामुळे बाळाचे डोके जन्ममार्गाएवढेच मोठे झाले आणि जन्माची प्रक्रिया अजूनच अवघड झाली.

या सर्वांचा परिणाम म्हणजे बाळंतपण अवघड झाले! इतर प्राणी जसे एकट्याने बाळाला जन्म देऊ शकतात तसे माणसामध्ये करणे बाळ आणि बाळंतिणीसाठी धोकादायक झाले. शिवाय माणसाचा मेंदू मोठा झाला पण जन्ममार्ग मात्र होता तेवढाच राहिला त्यामुळे मेंदूची पूर्ण वाढ व्हायच्या आधीच बाळाचा जन्म होणे गरजेचे ठरले! तसेच बाळ जितके मोठे तितके त्याचे पोषण जास्त. या पोषणामधील साधारण २०% वाटा मेंदूसाठी असतो. आईचे शरीर एका ठराविक मर्यादेनंतर ही गरज भागवू शकत नाही. म्हणून माणसाचे बाळ मेंदूची वाढ पूर्ण होण्याआधीच जन्माला येते आणि मेंदूची बरीच वाढ जन्मानंतर होते. यामुळे माणसाचे बाळ जन्माला आल्यानंतर बराच काळ पालकांवर अवलंबून असते. अशा अवघड परिस्थितीत माणूसजात कशी टिकली? यावेळी अजून काही बदल घडले जे माणूसजात टिकण्यासाठी उपयोगी ठरले. ती म्हणजे मनुष्यप्राणी जास्त “social animal” म्हणजे समूहामध्ये राहणारा प्राणी बनला. एकत्र राहिल्यामुळे मूल जन्माला येताना आणि बाळाच्या संगोपनामध्ये गटामधील इतर व्यक्तींची मदत घेणे शक्य झाले. असे माणसांमधील एकत्रित बालसंगोपन साधारण १८ लाख वर्षांपासून अस्तित्वात आहे. यासाठी आई-वडीलांनी प्रजननानंतर दीर्घ काळ एकत्र राहणे तसेच गटामधील सर्व व्यक्तींनी सामोपचाराने एकत्र राहणे आवश्यक ठरले. ज्या समूहांमध्ये यासाठी आवश्यक बदल झाले, तिथे संतती जगण्याची शक्यता वाढली. ते उत्क्रांतीमध्ये निवडले गेले आणि टिकून राहिले. या बदलामुळे आणि इतरही काही बदलांमुळे हळूहळू समाज अस्तित्वात आला. पुढे कुटुंबव्यवस्था आणि विवाहसंस्था निर्माण झाल्या. मानवजात टिकून राहिली पण या बदलांमुळे आणि इतरही काही बदलांमुळे संसाधनांवरील (resources ) नियंत्रण पुरुषांच्या हातात गेले आणि स्त्रियांच्या स्वातंत्र्यावर बंधने आली. म्हणजे ज्या बदलांमुळे माणसाची बौद्धिक प्रगती झाली त्याच बदलांमुळे स्त्रियांच्या स्वातंत्र्यावर बंधनेही आली. उत्क्रांतीमध्ये अशा अनपेक्षित घटना घडत असतात आणि त्यामुळे भविष्यात काय होणार याच अंदाज मांडणे कठीण असते. त्यामुळे आज माणूसप्राणी सर्वात प्रगत प्राणी असला तरी तो पुढे हजारो किंवा लाखो वर्षे टिकून राहील का हे सांगणे अवघड आहे. माणसाचे वंश, धर्म, भाषा, जात यांवर आधारित अनेक समूह तयार झालेले आहेत. हे समूह नैसर्गिक निवडीमधून तयार झालेले नसून माणसांनी स्वतःच निर्माण केलेले आहेत. उत्क्रांतीच्या दृष्टीने ही व्यवस्था निर्माण होऊन फारच थोडी म्हणजे फक्त काही हजार वर्षे झालेली आहेत त्यामुळे नैसर्गिक निवडीमध्ये ही व्यवस्था टिकणार की नाही, वेगवेगळ्या समूहांमध्ये विभागलेला माणूस एकोप्याने राहणार की नाही हे आज ठरवणे अवघड आहे. पण माणूस असो किंवा नसो, निसर्गातील उत्क्रांतीचे चक्र चालूच राहील.

पूर्वप्रकाशित: प्रेरक ललकारी, सप्टेंबर २०१७