क्या विकास जीवन की उत्पत्ति को समझाता है?

दो सवाल जो आपस में गड्ड-मड्ड हो जाते हैं

विकास पर सबसे आम आपत्तियों में से एक यह है: “विकास यह भी नहीं समझा सकता कि जीवन शुरू कैसे हुआ।”

जवाब सीधा और ईमानदार है। वह ऐसा करने की कोशिश भी नहीं करता।

विकास इस बारे में एक सिद्धांत है कि जीवित आबादियाँ पीढ़ियों में कैसे बदलती हैं। वह उन चीज़ों से शुरू होता है जो पहले से प्रजनन करती हैं, पहले से गुण आगे देती हैं और पहले से नकल करने में छोटी-छोटी गलतियाँ करती हैं। ये तीन सामग्रियाँ मिल जाएँ, तो विकास अपने आप चल पड़ता है।

वह पहली प्रजनन करने वाली व्यवस्था अस्तित्व में कैसे आई, यह एक अलग सवाल है। इसका अपना क्षेत्र है, जिसे आम तौर पर अजैविक उत्पत्ति (abiogenesis) या जीवन की उत्पत्ति का शोध कहते हैं, जिसके अपने प्रयोग और अपनी बहसें हैं।

दोनों को मिलाना ऐसा है जैसे उस डॉक्टर को दोष देना जो पढ़ता है कि बच्चे कैसे बढ़ते हैं, क्योंकि उसे यह नहीं पता कि पहला मानव पूर्वज कैसे प्रकट हुआ। दोनों असली सवाल हैं। पर वे एक ही सवाल नहीं हैं।

खाई मान लेने में कोई नुकसान क्यों नहीं

कुछ लोग उम्मीद करते हैं कि यह स्वीकारोक्ति विकास के खिलाफ़ जीत होगी। ऐसा नहीं है, और यह देखना मददगार है कि क्यों।

आग के बारे में सोचिए। भौतिक विज्ञानी और रसायनशास्त्री जलने को बहुत अच्छी तरह समझते हैं। वे आपको ऑक्सीजन, ईंधन, गर्मी और उसमें शामिल रासायनिक अभिक्रियाओं के बारे में बता सकते हैं। अब मान लीजिए कि एक घर जल गया और किसी को कभी पता नहीं चला कि आग किसने लगाई। गिरी हुई माचिस? खराब तार? बिजली?

अनजाना कारण दहन के रसायन को नुकसान नहीं पहुँचाता। दोनों अलग सवाल हैं, जिन्हें अलग प्रमाणों से परखा जाता है।

विकास की स्थिति भी यही है। वह तारीख़ वाली चट्टान-परतों के जीवाश्मों पर, जीवित प्रजातियों के बीच DNA की तुलना पर, और बैक्टीरिया, कीड़ों और फ़िंच में सीधे देखे गए बदलाव पर टिका है। इनमें से कोई भी प्रमाण इस बात पर निर्भर नहीं है कि पहली कोशिका कैसे बनी।

जो हमें पता है: समय-रेखा

इस कहानी के कुछ हिस्सों में कोई संदेह नहीं है।

• पृथ्वी लगभग 4.54 अरब साल पुरानी है, जिसे मुख्य रूप से उल्कापिंडों से रेडियोधर्मी घड़ियों के सहारे मापा गया है।
• जीवन का सबसे पुराना व्यापक रूप से स्वीकृत प्रमाण लगभग 3.5 अरब साल पुराना है। पश्चिमी ऑस्ट्रेलिया के पिलबारा क्षेत्र की 3.48 अरब साल पुरानी ड्रेसर फ़ॉर्मेशन की सूक्ष्मजीवी संरचनाएँ और रासायनिक चिह्न सबसे अच्छे उदाहरणों में से हैं।
• कुछ शोधकर्ता और पुराने निशानों की बात करते हैं। 2016 में एक टीम ने ग्रीनलैंड के इसुआ में 3.7 अरब साल पुरानी चट्टानों में शंकु-आकार की संरचनाएँ बताईं और उन्हें सूक्ष्मजीवों की चटाइयों के जीवाश्म माना। दूसरे वैज्ञानिकों ने उन्हीं चट्टानों को दोबारा जाँचा और निष्कर्ष निकाला कि वे आकार गर्मी और दबाव से बने थे, उनमें कोई जीवन शामिल नहीं था। यह बहस अभी खुली है, इसीलिए ज़्यादा सुरक्षित कथन है “लगभग 3.5 अरब साल”।

तो जीवन एक युवा ग्रह पर, कुछ सौ करोड़ साल की खिड़की में प्रकट हुआ। जीवन की उत्पत्ति की किसी भी व्याख्या को इसी निशाने पर पहुँचना होगा।

मिलर-यूरी प्रयोग, 1953

1953 में शिकागो विश्वविद्यालय में स्टैनली मिलर नाम के एक स्नातक छात्र ने रसायनशास्त्री हैरल्ड यूरी के साथ एक मशहूर प्रयोग किया।

मिलर ने पानी और गैसों के मिश्रण को काँच के उपकरण में बंद किया। उन्होंने पानी को गर्म करके भाप बनाई और गैस में से बिजली की चिंगारियाँ गुज़ारीं, जो आकाशीय बिजली की जगह थीं। फिर उन्होंने मिश्रण को कई दिनों तक घूमने दिया।

पानी भूरा हो गया। जब मिलर ने उसका विश्लेषण किया, तो उसमें अमीनो अम्ल मिले, वे इकाइयाँ जो आपस में जुड़कर प्रोटीन बनाती हैं।

यह परिणाम इसलिए मायने रखता था कि इसने एक पुरानी धारणा तोड़ दी। कई रसायनशास्त्री मानते थे कि जीवन के अणु सिर्फ़ जीवित चीज़ें ही बना सकती हैं। मिलर ने दिखाया कि सरल रसायन, ऊर्जा और समय उन्हें बिना किसी जीव के बना सकते हैं।

प्रयोग ने क्या नहीं दिखाया

मिलर ने जीवन नहीं बनाया। उन्होंने निर्माण-खंड बनाए। ईंटों का ढेर घर नहीं होता।

एक जायज़ आलोचना भी है। मिलर ने गैसों का ऐसा मिश्रण इस्तेमाल किया जिसे 1950 के दशक के वैज्ञानिक शुरुआती पृथ्वी से मेल खाता मानते थे। बाद के शोध ने सुझाया कि शुरुआती वायुमंडल में शायद उन गैसों की उतनी बहुतायत नहीं थी जितनी उन्होंने मानी।

वह अगली कड़ी जिसकी किसी को उम्मीद नहीं थी

मिलर ने अपने नमूनों की शीशियाँ सँभालकर रखी थीं। 2007 में उनकी मृत्यु के बाद, उनके पूर्व छात्र जेफ़री बाडा समेत एक टीम ने रखे हुए अर्क खँगाले। कुछ अर्क एक दूसरे उपकरण से थे जो मिलर ने बनाया था और जिसका पूरी तरह विश्लेषण कभी नहीं हुआ था। टीम ने पुराने नमूनों को आधुनिक उपकरणों में चलाया, जो 1953 में उपलब्ध किसी भी चीज़ से कहीं ज़्यादा संवेदनशील थे।

उनके नतीजे 2008 में Science पत्रिका में छपे, एडम जॉनसन के नेतृत्व वाले एक शोधपत्र में। उस व्यवस्था की शीशियों में, जो भाप भरे ज्वालामुखी विस्फोट की नकल करती थी, बीस से ज़्यादा अमीनो अम्ल थे। यह क्लासिक 1953 वाले प्रयोग से ज़्यादा विस्तृत श्रृंखला है। बिजली और भाप वाली ज्वालामुखीय जगहें शुरुआती पृथ्वी पर रसायन की संभावित कार्यशालाओं जैसी दिखती हैं।

अंतरिक्ष से आते निर्माण-खंड

28 सितंबर 1969 को ऑस्ट्रेलिया के विक्टोरिया में मर्चिसन के ऊपर एक उल्कापिंड टूटकर बिखरा। उसके 100 किलोग्राम से ज़्यादा टुकड़े जल्दी इकट्ठे कर लिए गए, इससे पहले कि वे पड़े-पड़े पृथ्वी का रसायन सोख लेते।

मर्चिसन उल्कापिंड कार्बनिक अणुओं से भरा है। शोधकर्ताओं ने उसमें अमीनो अम्लों का एक बड़ा समूह पहचाना है, और उनमें से ज़्यादातर पृथ्वी के जीवन में बिल्कुल इस्तेमाल नहीं होते। यह बेमेलपन अहम है: यह दिखाता है कि वे अणु मिट्टी या उँगलियों से आया संदूषण नहीं हैं। आइसोटोप मापन पृथ्वी के बाहर की उत्पत्ति की पुष्टि करते हैं।

सबक यह नहीं है कि जीवन अंतरिक्ष से आया। सबक यह है कि जीवन के लिए ज़रूरी रसायन सौरमंडल की आम जगहों पर, किसी जीव की मदद के बिना, आसानी से बन जाता है। निर्माण-खंड आम हैं।

RNA संसार का विचार

आधुनिक जीवन में काम का बँटवारा होता है। DNA जानकारी रखता है। प्रोटीन रासायनिक काम करते हैं। पर DNA की नकल के लिए प्रोटीन चाहिए, और प्रोटीन बनाने के लिए DNA चाहिए।

यह मुर्गी-और-अंडे जैसी समस्या लगती है। RNA संसार परिकल्पना इससे बचने का एक रास्ता सुझाती है।

RNA, DNA का एक रिश्तेदार है। DNA की तरह वह भी रासायनिक अक्षरों के क्रम में जानकारी रख सकता है। लेकिन 1980 के दशक की शुरुआत में थॉमस चेक और सिडनी ऑल्टमैन ने पाया कि कुछ RNA अणु एक दूसरा काम भी करते हैं। वे उत्प्रेरक (catalyst) का काम करते हैं, यानी प्रोटीन की तरह रासायनिक अभिक्रियाओं को तेज़ करते हैं। ऐसा करने वाले RNA को राइबोज़ाइम (ribozyme) कहते हैं। इस खोज को 1989 में नोबेल पुरस्कार मिला।

तो RNA दोनों काम कर सकता है, कम से कम आंशिक रूप से। अगर शुरुआती जीवन जानकारी रखने और रसायन के काम, दोनों के लिए RNA का इस्तेमाल करता था, तो मुर्गी-और-अंडे की समस्या नरम पड़ जाती है। बाद में DNA और प्रोटीन दोनों भूमिकाएँ सँभाल सकते थे, हर एक अपना काम बेहतर करते हुए।

इस समर्थन का एक चौंकाने वाला प्रमाण अभी आपके अंदर ही है। राइबोसोम, वह मशीन जो हर जीवित कोशिका प्रोटीन बनाने के लिए इस्तेमाल करती है, अहम रासायनिक बंधन RNA से बनाता है, प्रोटीन से नहीं। जीवविज्ञानी अक्सर इसे एक पहले के संसार का आणविक जीवाश्म कहते हैं।

हालाँकि यह विचार पूरा नहीं हुआ है। शुरुआती पृथ्वी की परिस्थितियों में RNA को शुरू से बनाना रासायनिक रूप से कठिन है, और शोधकर्ता अब भी बहस करते हैं कि यह कैसे हुआ।

जलतापीय छिद्र (हाइड्रोथर्मल वेंट)

काम की एक और धारा गहरे समुद्र की तलहटी को देखती है।

जलतापीय छिद्र वे जगहें हैं जहाँ चट्टान से गर्म हुआ पानी ठंडे समुद्र में फूटकर निकलता है। कुछ झुलसा देने वाले काले धुआँरे (black smokers) हैं। दूसरे, जैसे 2000 में अटलांटिक में खोजा गया लॉस्ट सिटी क्षेत्र, ठंडे और क्षारीय हैं, और वे छिद्रयुक्त खनिज की ऊँची चिमनियाँ बनाते हैं।

ये छिद्रयुक्त चिमनियाँ तीन कारणों से दिलचस्प हैं। वे छोटे-छोटे कक्ष देती हैं। वे ऊर्जा की एक स्थिर आपूर्ति देती हैं। और वे पतली खनिज दीवारों के आर-पार रासायनिक अंतर बना लेती हैं, कुछ-कुछ वैसे अंतर जिन्हें आज जीवित कोशिकाएँ ऊर्जा बनाने में इस्तेमाल करती हैं।

प्रयोगशाला समूह रिएक्टर बनाकर परखते हैं कि क्या यह माहौल ज़रूरी अभिक्रियाएँ चला सकता है। कुछ नतीजे उत्साहजनक हैं। दूसरे शोधकर्ता तर्क देते हैं कि असली छिद्रों में ये ढाल वैसा व्यवहार नहीं करते जैसा परिकल्पना को चाहिए। यह सामान्य, स्वस्थ वैज्ञानिक असहमति है, और यह तय नहीं हुआ है।

जो अब भी अज्ञात है

इस पन्ने को किसी साफ़-सुथरे जवाब पर खत्म करना बेईमानी होगी। असल स्थिति यह है।

• किसी ने प्रयोगशाला में सरल रसायनों से शुरू से अंत तक खुद को दोहराने वाली कोई व्यवस्था नहीं बनाई है।
• इस पर कोई सहमति नहीं कि यह कहाँ हुआ: गर्म पोखरों में, ज्वालामुखीय सोतों में, गहरे समुद्र के छिद्रों में, या बर्फ़ में।
• इस पर कोई सहमति नहीं कि पहले क्या आया: जानकारी, चयापचय (metabolism) या झिल्लियाँ।
• रिकॉर्ड पढ़ना कठिन है, क्योंकि पृथ्वी ने उस युग की लगभग सारी चट्टानें नष्ट कर दीं।

जीवन की उत्पत्ति के शोध में असली प्रयोग, असली रसायन और असली प्रगति है। उसके पास पूरा जवाब नहीं है।

विज्ञान क्या दावा करता है और क्या नहीं

सीमाओं के बारे में साफ़ होना सबकी मदद करता है।

विज्ञान दावा करता है कि पृथ्वी के जीवन का साझा वंश है, और आबादियाँ आनुवंशिकता, भिन्नता और चयन से बदलती हैं। इसके प्रमाण मज़बूत हैं और कई स्वतंत्र दिशाओं से आते हैं।

विज्ञान फ़िलहाल यह दावा नहीं करता कि उसे पता है कि पहली जीवित व्यवस्था कैसे बनी। शोधकर्ताओं के पास गंभीर परिकल्पनाएँ परखी जा रही हैं, और वे खुलकर कहते हैं कि सवाल खुला है।

विज्ञान यह दावा भी नहीं करता कि अनसुलझे सवाल का मतलब है “इसलिए कोई प्राकृतिक चीज़ इसे कर ही नहीं सकती थी”। अनसुलझी समस्या काम करते रहने की जगह है, कोई निष्कर्ष नहीं।

कई लोगों की जीवन के होने के कारण के बारे में धार्मिक मान्यताएँ हैं। यह एक अलग तरह का सवाल है, इससे कि रसायन ने कैसे काम किया, और इस जैसे पेज को उस पर कुछ नहीं कहना है। विकास का अध्ययन करने वाले कई वैज्ञानिक धार्मिक हैं, और कई नहीं हैं।

संक्षेप में

विकास समझाता है कि जीवन कैसे बदलता है। वह नहीं समझाता कि जीवन कैसे शुरू हुआ, और उसने ऐसा कभी वादा भी नहीं किया।

जीवन की उत्पत्ति सचमुच एक खुली समस्या है, जिसके आंशिक जवाबों का एक दिलचस्प ढेर है: 1953 में चिंगारियों से बने अमीनो अम्ल, 1969 में गिरे एक उल्कापिंड में अमीनो अम्ल, उत्प्रेरक की तरह काम कर सकने वाले RNA अणु, और समुद्र की तलहटी पर ढाल बनाने वाले छिद्र।

उस पहले कदम के बारे में “हमें अभी नहीं पता” कहना उसके बाद आई चीज़ों के प्रमाणों से कुछ नहीं घटाता। अगर आप वे प्रमाण देखना चाहते हैं, तो विकास क्या है? से शुरू करें और फिर प्रमाण खंड पढ़ें।