आँख का विकास कैसे हुआ?

डार्विन ने खुद समस्या उठाई थी

आँख विकास पर सबसे मशहूर आपत्ति है। वह सबसे पुरानी आपत्ति भी है, और इसे सबसे अच्छी तरह चार्ल्स डार्विन ने ही कहा था।

1859 में प्रकाशित On the Origin of Species में डार्विन ने अत्यंत पूर्णता वाले अंगों के बारे में लिखा। उन्होंने आँख का वर्णन किया, फ़ोकस और रोशनी के लिए उसके सारे समायोजनों के साथ, और कहा कि यह मान लेना कि प्राकृतिक चयन ने उसे बनाया “सर्वोच्च संभव सीमा तक बेतुका” लगता है।

लोग आज भी वह पंक्ति उद्धृत करते हैं। वे आम तौर पर वहीं रुक जाते हैं।

डार्विन वहाँ नहीं रुके। अगले ही वाक्यों में उन्होंने अपना जवाब दिया। उन्होंने कहा, तर्क हमें बताता है कि अगर सरल आँख से जटिल आँख तक क्रमिक चरणों की एक श्रृंखला का मौजूद होना दिखाया जा सके, और हर चरण अपने स्वामी के लिए उपयोगी हो, और आँखों में विविधता हो और वे विविधताएँ विरासत में मिलें, तो यह कठिनाई सिद्धांत पर कोई असली आपत्ति नहीं है। यह सिर्फ़ हमारी कल्पना को असंभव लगती है।

डार्विन समस्या को इसलिए खड़ा कर रहे थे ताकि उसे सुलझा सकें। वे यह सोचने में सही थे कि जवाब उपयोगी चरणों की एक श्रृंखला में है। 1859 में वे जो नहीं कर सके वह था उन सबकी सूची बनाना। हम अब कर सकते हैं।

आपत्ति असल में क्या दावा करती है

तर्क के आधुनिक रूप का एक नाम है: अलघुकरणीय जटिलता (irreducible complexity)। इस शब्द को जैव-रसायनज्ञ माइकल बीही (Michael Behe) ने अपनी 1996 की किताब Darwin’s Black Box में लोकप्रिय बनाया।

दावा इस तरह है। कुछ संरचनाओं को अपने सारे हिस्से एक साथ काम करते हुए चाहिए। कोई एक हिस्सा हटाइए और पूरी चीज़ काम करना बंद कर देती है। इसलिए उन तक कोई क्रमिक रास्ता नहीं है, क्योंकि बीच के चरण बेकार होंगे, और प्राकृतिक चयन किसी बेकार चीज़ को बनाए नहीं रख सकता।

आँख पर लागू करें तो दावा यह है कि आधी आँख कोई आँख ही नहीं है।

यह एक साफ़ दावा है, और यह अच्छी बात है, क्योंकि साफ़ दावे की जाँच हो सकती है। जाँच सरल है। क्या आधी आँख कुछ उपयोगी करती है? अगर सरल आँखें काम करती हैं, तो तर्क गिर जाता है।

एक काम करने वाली श्रृंखला, सब कुछ आज जीवित

यहाँ चौंकाने वाली बात है। इसके लिए आपको जीवाश्म नहीं चाहिए। आपको कंप्यूटर मॉडल भी नहीं चाहिए। आप हर चरण के लिए जीवित जानवरों की ओर इशारा कर सकते हैं।

1. एक प्रकाश-संवेदी पट्टी

कोशिकाओं की एक चपटी पट्टी से शुरू कीजिए जो रोशनी पर प्रतिक्रिया करती है। न लेंस। न प्याला। कोई छवि बिल्कुल नहीं। वह सिर्फ़ रोशनी और अँधेरे में फ़र्क़ बता सकती है।

Euglena, तालाबों में मिलने वाला एक एककोशिकीय जीव, के पास एक आई-स्पॉट (eyespot) है जिसके बगल में प्रकाश-संवेदी इलाका है। वह इसका इस्तेमाल रोशनी की ओर तैरने के लिए करता है, जो तब मायने रखता है जब आपका भोजन प्रकाश-संश्लेषण से आता हो।

यह कमज़ोर संवेदक भी उपयोगी है। रोशनी और अँधेरा किसी जानवर को दिन और रात के बारे में, पानी में गहराई के बारे में, और परछाइयों के बारे में बताता है। आप पर पड़ती परछाईं अक्सर किसी शिकारी की होती है।

2. प्याला दिशा देता है

अब पट्टी को अंदर की ओर मोड़िए और उसमें गहरे वर्णक की परत लगाइए।

अचानक संवेदक को पता चलता है कि रोशनी किस तरफ़ से आ रही है, क्योंकि उठा हुआ किनारा एक तरफ़ छाँह कर देता है। प्लैनेरियन (planarian) जैसे चपटे कृमियों में ठीक यही है: दो वर्णक-प्याले, जो कच्ची दिशा बताते हैं। इसीलिए प्लैनेरियन सिर्फ़ रोशनी को महसूस करने की बजाय उससे दूर रेंग सकता है।

दिशा जानना सिर्फ़ चमक जानने से बड़ा सुधार है। और इसके लिए बस हल्का-सा मोड़ चाहिए था।

3. प्याले को गहरा कीजिए और आपको पिनहोल मिलता है

प्याले को और गहरा करते जाइए और उसका मुँह संकरा करते जाइए। किसी बिंदु पर वह पिनहोल कैमरा बन जाता है, और पिनहोल कैमरा एक असली छवि बनाता है।

नॉटिलस (nautilus), प्रशांत महासागर में रहने वाला स्क्विड और ऑक्टोपस का सीप वाला रिश्तेदार, में ठीक यही है। उसकी आँख समुद्री पानी से भरा एक खुला गड्ढा है। लेंस नहीं है। कॉर्निया नहीं है। पानी सीधे छेद से अंदर बहता है।

नॉटिलस की आँख मद्धम है, क्योंकि छोटा छेद कम रोशनी अंदर आने देता है, और थोड़ी धुँधली भी। फिर भी यह छवि बनाने वाली आँख है, और जानवर इसका इस्तेमाल करता है। इस चरण की किसी को कल्पना नहीं करनी पड़ती। वह अभी तैर रहा है।

4. साफ़ ढक्कन से छेद बंद कीजिए

समुद्री पानी के लिए खुला छेद एक समस्या है। कण अंदर आ जाते हैं। परजीवी अंदर आ जाते हैं।

सामने पारदर्शी ऊतक की पतली परत उगाइए और कक्ष बंद हो जाता है। शुरू में दृष्टि बमुश्किल बदलती है। सुरक्षा बहुत सुधरती है, और अब अंदर समुद्री पानी की जगह साफ़ तरल भरा जा सकता है।

कई समुद्री घोंघों में यह है: साफ़ ढक्कन के पीछे बंद आँख का कक्ष।

5. ढक्कन को मोटा कीजिए और आपके पास कच्चा लेंस है

पारदर्शी ऊतक जो बीच में मोटा हो, रोशनी को मोड़ता है। उसे अच्छी तरह मोड़ना ज़रूरी नहीं। कोई भी मोड़ ग्राहियों पर ज़्यादा रोशनी जुटाता है और छवि को थोड़ा तेज़ करता है।

कुछ समुद्री घोंघों में ठीक यही है: कक्ष में बैठा गाढ़े पारदर्शी पदार्थ का एक गुच्छा, जो मोटे तौर पर फ़ोकस करने का काम करता है।

6. लेंस को आकार दीजिए और वह ठीक से फ़ोकस करता है

गुच्छे को सुधारिए। उसका घनत्व केंद्र से किनारे तक बदलने दीजिए। उसे हिलाने या दबाने के लिए मांसपेशियाँ जोड़िए। अब आपके पास फ़ोकस करने वाली कैमरा-आँख है।

रीढ़धारियों के पास एक है। ऑक्टोपस और स्क्विड के पास भी है, और उन्होंने अपनी हमसे अलग विकसित की।

अकेले मोलस्क श्रृंखला का ज़्यादातर हिस्सा दिखा देते हैं

इसे देखने के लिए आपको जानवरों के समूहों के बीच जाना भी ज़रूरी नहीं। जीवित मोलस्क (molluscs) अकेले ही ज़्यादातर दायरे को कवर करते हैं: सरल खुले वर्णक-प्याले वाली लिम्पेट (limpet), गहरे गड्ढे और संकरे मुँह वाली अबालोन (abalone), मुँह बंद और ढके हुए वाली दूसरी प्रजातियाँ, और पूरे फ़ोकस करने वाले लेंस वाले ऑक्टोपस।

एक अहम सावधानी। ये जानवर हमारे पूर्वज नहीं हैं, और ये वंश की कोई रेखा नहीं हैं। हर एक अपने लंबे इतिहास वाली आधुनिक प्रजाति है। कुछ तो शायद ज़्यादा जटिल आँखों से सरल हो गई हों, उलटा नहीं।

यह बात को कमज़ोर नहीं करता। बात यह है कि सूची की हर बनावट एक असली जानवर में काम करने वाली आँख है, जो उससे अपनी रोज़ी कमा रहा है।

हर चरण अपनी क़ीमत वसूल कर लेता है

सूची पर वापस नज़र डालिए और देखिए कि हर बदलाव को असल में क्या चाहिए।

• एक चपटी चादर को थोड़ा मोड़िए। दिशा पाइए।
• मोड़ को गहरा कीजिए। तेज़ छवि पाइए।
• पारदर्शी त्वचा उगाइए। सुरक्षा पाइए।
• उसे मोटा कीजिए। रोशनी जुटाना पाइए।
• उसका आकार सुधारिए। फ़ोकस पाइए।

इनमें से किसी को छलाँग नहीं चाहिए। इनमें से किसी को अंत में तैयार आँख का इंतज़ार नहीं करना है कि हिस्से पहुँचें। हर रूप पिछले से देखने में बेहतर है, और थोड़ी बेहतर आँख का मतलब है भोजन ढूँढने और खाए जाने से बचने के थोड़े बेहतर मौके।

प्राकृतिक चयन को ठीक यही चाहिए।

इसमें कितना समय लगेगा?

1994 में दो स्वीडिश जीवविज्ञानियों, डैन-एरिक निल्सन (Dan-Eric Nilsson) और सुज़ैन पेल्गर (Susanne Pelger), ने इस पर एक संख्या रखने की कोशिश की।

उन्होंने आँख की श्रृंखला का गणितीय मॉडल बनाया। वह एक चपटी प्रकाश-संवेदी पट्टी से शुरू होकर फ़ोकस करने वाली कैमरा-आँख पर ख़त्म होता था। उन्होंने जानबूझकर सतर्क चुनाव किए, ताकि उनका जवाब आशावादी की बजाय ऊपरी सीमा हो। हर पीढ़ी को किसी भी माप को एक प्रतिशत के बहुत छोटे हिस्से जितना ही सुधारने दिया गया।

उनका नतीजा: लगभग 364,000 पीढ़ियाँ।

कई छोटे जानवर साल में एक बार प्रजनन करते हैं। उनके लिए 364,000 पीढ़ियों का मतलब 364,000 साल है। यह 5 लाख साल से कम है, जो भूवैज्ञानिक संदर्भ में पलक झपकने जैसा है। आँखें 50 करोड़ साल से भी ज़्यादा समय से मौजूद हैं। समय की कभी कमी नहीं थी।

एक सावधानी। उनकी संख्या एक मॉडल है, माप नहीं, और दूसरे शोधकर्ताओं ने उसके पीछे की मान्यताओं पर बहस की है। असली आँकड़ा कई गुना बड़ा भी होता, तो भी निष्कर्ष नहीं बदलता। उपलब्ध समय ज़रूरी समय से कहीं ज़्यादा है।

वह ब्योरा जो खेल का पर्दाफ़ाश कर देता है

अब सबसे मज़बूत सबूत की बात, जो जटिलता के बारे में बिल्कुल नहीं है। वह एक खोट के बारे में है।

आपका रेटिना उलटा जुड़ा है।

आपकी आँख की प्रकाश पहचानने वाली कोशिकाएँ रोशनी से दूर मुँह किए हैं। उनके आगे तंत्रिका कोशिकाओं और रक्त-वाहिकाओं की परतें बैठी हैं। ग्राहियों तक पहुँचने से पहले रोशनी को यह सब पार करना पड़ता है।

और बुरा यह कि उन तंत्रिका-तंतुओं को किसी तरह आँख से बाहर निकलना है। वे एक गुच्छे में इकट्ठे होते हैं और एक ही जगह सीधे रेटिना के आर-पार वापस छेद करते हैं। उस जगह कोई ग्राही बिल्कुल नहीं होता। वह छेद आपका अंध-बिंदु है, हर आँख में आपकी दृष्टि के केंद्र से किनारे की ओर बैठा। आपका मस्तिष्क उसे इतनी सफ़ाई से पाट देता है कि ज़्यादातर लोग पूरी ज़िंदगी उसे नोटिस नहीं करते।

हर रीढ़धारी में यह है। मछलियाँ, मेंढक, छिपकलियाँ, पक्षी और स्तनधारी सबमें वही उलटी बनावट और वही छेद है।

ऑक्टोपस में नहीं है।

ऑक्टोपस और स्क्विड की आँखें बाहर से हमारी जैसी ही लगती हैं: एक लेंस, एक आइरिस, एक रेटिना। लेकिन उनके ग्राही रोशनी की ओर मुँह किए हैं, और नसें पीछे से निकलती हैं। रास्ते में कोई तंतु नहीं। कोई छेद नहीं। कोई अंध-बिंदु नहीं।

दो वंश-रेखाओं ने कैमरा-आँख अलग-अलग बनाई। एक को उलटा रेटिना एक दूर के पूर्वज से विरासत में मिला और वह तब से उसी के साथ अटकी है। दूसरी को नहीं मिला।

निष्पक्ष होने के लिए, रीढ़धारी का रेटिना कोई आपदा नहीं है। उसमें कुछ सहायक कोशिकाएँ कुछ-कुछ फ़ाइबर-ऑप्टिक केबलों की तरह काम करती हैं और रोशनी को ग्राहियों तक पहुँचाती हैं। इससे क़ीमत कुछ घट जाती है, और हमारी दृष्टि बहुत अच्छी है।

लेकिन शुरू से बनाने वाला कोई भी तारों को संवेदक के आगे नहीं चलाएगा और फिर तारों को बाहर निकालने के लिए उसमें छेद नहीं करेगा। यह डिज़ाइन का चुनाव नहीं है। यह इतिहास है, जगह पर जमा हुआ, क्योंकि विकास सिर्फ़ उसी को बदल सकता है जो पिछली पीढ़ी के पास पहले से था।

आँखें एक से ज़्यादा बार विकसित हुईं

एक और सुराग। आँखें दुर्लभ और बनाने में मुश्किल नहीं हैं। जीवविज्ञानी मानते हैं कि छवि बनाने वाली आँखें जानवरों के अलग-अलग समूहों में कई बार अलग-अलग उभरीं: कीड़ों में संयुक्त आँखें, स्कैलप (scallop) में दर्पण वाली आँखें, रीढ़धारियों और सेफ़ेलोपोड (cephalopod) में कैमरा-आँखें।

साथ ही, आनुवंशिक औज़ारों का एक साझा समूह नीचे मौजूद है। Pax6 नाम का एक नियंत्रक जीन चूहों और फल-मक्खियों जैसे बिल्कुल अलग जानवरों में आँख का विकास चालू करने में मदद करता है। प्रयोगशाला परीक्षणों में वह उस फ़ासले के पार भी काम करता है। तो प्रकाश पहचानने की गहरी मशीनरी प्राचीन और साझा है, जबकि प्रकाशिकी को बार-बार नए सिरे से खोजा गया है।

जो संरचना अलग-अलग वंश-रेखाओं में बार-बार प्रकट होती है, वह ऐसी संरचना नहीं है जिसे बनाना लगभग असंभव हो।

यह क्या तय करता है और क्या नहीं

यह पन्ना एक ख़ास दावे का जवाब देता है: कि आँख उपयोगी चरणों में उभर नहीं सकती थी। वह उभर सकती थी, और चरण काल्पनिक नहीं हैं। वे जीवित हैं।

यह आँखों के बारे में हर सवाल को तय नहीं करता। शोधकर्ता अब भी शुरुआती प्रकाश-ग्राही रसायन के ब्योरे, जीनों के दोहराव का क्रम, और रीढ़धारी रेटिना ने अपना ख़ास आकार कैसे लिया, इन पर काम कर रहे हैं। ये असली खुली समस्याएँ हैं, और इन पर काम हो रहा है।

न ही यह किसी की धार्मिक मान्यताओं के बारे में कुछ कहता है। ब्रह्मांड का कोई उद्देश्य है या नहीं, यह ऐसा सवाल नहीं जिसका जवाब नॉटिलस की आँख दे सके।

आँख जो दिखाती है वह यह है कि “विकसित होने के लिए बहुत जटिल” इस बारे में एक कथन है कि किसी चीज़ की कल्पना करना कितना कठिन है, इस बारे में नहीं कि वह हुई या नहीं। डार्विन ने खुद 1859 में यह फ़र्क़ किया था। तब से सूचीबद्ध किए गए जीवित जानवरों ने उनकी ओर से यह फ़र्क़ कर दिया है।

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