विज्ञानवाटा : छोट्या शेपटीची मोठी कहाणी

मानवाला शेपूट होती का, मग ती कधी नष्ट झाली, त्यामागची कारणे काय, अशा अनेक प्रश्‍नांचा निरंतर शोध घेतला जात आहे. जनुकांमधील उत्परिवर्तनांचा त्याच्याशी संबंध आहे काय, याचाही अभ्यास सुरू आहे. यासंदर्भात सुरू असलेल्या संशोधनाशी संबंधित विविध मुद्द्यांचा परामर्ष.

बहुतेक सर्व पृष्ठवंशीय प्राण्यांना शेपटी असते किंवा शेपटासारखा भाग असतो. शेपटी हे प्राणीविश्वाचे सामान्य वैशिष्ट्य आहे. या शेपटीचे प्राण्यांच्या प्रकारानुसार किंवा वर्गानुसार वेगवेगळे उपयोग होत असतात. सरपटणाऱ्या प्राण्यांमध्ये स्वरक्षण आणि भक्ष्य पकडणे किंवा भक्ष्यावर हल्ला करणे, अन्य काही प्राण्यांमध्ये तोल सांभाळणे, पक्ष्यांमध्ये मार्गक्रमणा करणे अशी विविध कामे शेपटीद्वारे केली जाऊ शकतात.

मानवाच्या पूर्वजांनासुद्धा शेपटी होती. एका झाडावरून दुसऱ्या झाडावर उड्या मारताना आपले पूर्वज झाडांच्या फांद्या पकडण्यासाठी शेपटीचा वापर करीत असत. जीवाश्मांच्या अभ्यासावरून आणि संशोधनावरून आपले पूर्वज झाडावरून उतरून दोन पायावर चालायला लागले; तोपर्यंत म्हणजे सुमारे अडीच कोटी वर्षांपूर्वीपर्यंत शेपटी होती, ती उत्क्रांतीच्या एका महत्त्वाच्या प्रदीर्घ टप्प्यात नाहीशी झाली असावी, असे समजले जाते.

वानर किंवा माकड यांच्यामध्ये शेपूट असते तर मानव व कपी (गोरिला, चिम्पान्झी इ.) यांच्यामध्ये दृश्य शेपटी नसते. शास्त्रज्ञही ठामपणे सांगू शकत नाहीत की, उत्क्रांतीच्या कोणत्या दबावामुळे किंवा कारणामुळे कपींमधील शेपूट नाहीशी झाली असावी. परंतु आपण वृक्षांवर राहायचे सोडून जमिनीवर राहायला लागलो, सरळ उभे राहून चालायला लागलो तेव्हापासून शेपूट नाहीशी होत गेली असावी, असे उत्क्रांतीविषयक शास्त्रज्ञ म्हणतात.

आता मात्र प्रथमच कपींमधील शेपटीच्या नाहीशा होण्यामागील जनुकीय क्रिया शोधण्यात शास्त्रज्ञांना यश आले आहे. आपल्यातील शेपूट नाहीशी होण्यामागील जनुकीय कारणांचा उहापोह करणारा शोधनिबंध नुकताच ‘नेचर’ या विख्यात नियतकालिकात प्रसिद्ध झाला आहे.

जनुकीय विश्‍लेषणाने छडा

अमेरिकेतील ब्रॉड इन्स्टिट्यूट ऑफ एमआयटी अँड हॉर्वर्ड इन केब्रिंज, मॅसॅच्युसेट्स येथील शास्त्रज्ञ बो क्षिया, ज्यांनी कपींमध्ये शेपटी का नाही याविषयी संशोधन केले, ते लहान असताना असाच विचार त्यांच्या मनात आला होता. परंतु त्यांनी तो सोडून दिला नव्हता. त्यांनी पीएच. डी.साठी न्यूयॉर्क विद्यापीठात संशोधन सुरू केले. २०१९मध्ये त्यांना मोटार अपघात झाला. त्या अपघातात त्यांच्या माकडहाडास (टेलबोन किंवा कोकिक्स) इजा झाली.

वर्षभर वेदना सोसाव्या लागल्या. या वेदना त्यांना आपल्या शेपटीचे काय झाले असावे, हा प्रश्न विसरू देत नव्हत्या. त्यांनी मानव आणि अन्य कपींमधील शेपटी नाहीशी होण्यासाठी कारणीभूत असणाऱ्या जनुकांचा शोध घेण्याचे आणि त्यांच्या जनुकांमधील फरकांचा अभ्यास करण्याचे ठरविले.

या संशोधकांनी कपींमधील शेपटी नाहीशी होण्यामागे असू शकणारे जनुकरचनेतील हजारो बदल शोधले आणि शेपटीच्या विकसनासाठी सहाय्यभूत अशा १४० जनुकांचे विश्लेषण केले. त्यांच्या असे लक्षात आले की, उंदरांमध्ये सुमारे शंभरहून अधिक जनुके शेपूट नाहीसे होण्यास कारणीभूत असावीत आणि मानवामधील तत्सम एखाद्या जनुकाच्या उत्परिवर्तनामुळे (म्युटेशन) मानवामधील शेपूट ‘गळून’ पडली असावी आणि त्यांनी तसे गृहितकच शोधनिबंधात मांडले आहे.

या कामी त्यांना जनुकांचा एक घटक ‘एल्यु वाय’ (AluY) लक्षात आला. या घटकास ‘जंपींग जिन’ किंवा ‘उसळणारा जनुक’ असेही संबोधले जाते. हा घटक किंवा जनुक संपूर्ण जनुकरचनेमध्ये कोठेही उसळी घेतो किंवा आढळतो. बो क्षिया यांना असे आढळून आले की, ‘एल्यु वाय’ घटक किंवा उसळणारा जनुक एका टी बॉक्स ट्रान्सक्रिप्शन फॉक्टर टी (टीबीएक्सटी) नावाच्या जनुकांमध्ये अचानक प्रवेश करतो आणि प्रकट होतो; त्याला ‘इन्सर्शन’ म्हणतात.

बो क्षिया यांच्या म्हणण्यानुसार, या ‘एल्यु वाय’ घटकाच्या ‘टीबीएक्सटी’ जनुकामधील घुसखोरी मानवाच्या पूर्वजांमधील शेपूट नाहीशी होण्यास कारणीभूत असावी. ‘टीबीएक्सटी’ जनुक हा मणक्याच्या विकासासाठी महत्त्वपूर्ण प्रथिनांची निर्मिती करतो.

‘एल्यु वाय’ घटकासारखे लक्षावधी घटक आपल्या पेशींमध्ये असतात, शास्त्रज्ञ त्यांना ‘डीएनए कचरा’ किंवा ‘जंक डीएनए’ असेही म्हणतात. कारण ते मानवी जनुकरचनेत कसेही, कोठेही शिरतात. त्यांचा उपयोग नसतो, असे शास्त्रज्ञांना वाटते. आता असे लक्षात येते की, ही जनुकेसुद्धा महत्त्वाची आहेत, ती अनेक महत्त्वपूर्ण कार्ये करतात. हे घटक शोधणे, त्यांची जनुकांमध्ये घुसडण्याची प्रक्रिया शोधणे हे महाकठीण काम असते.

गवताच्या गंजीत काडी शोधण्यासारखा तो प्रकार आहे. त्यापुढील भाग म्हणजे बो क्षिया व त्यांच्या सहकाऱ्यांचे गृहितक उंदरांवर प्रयोग करून सिद्ध करणे हा होता. त्या प्रमाणे त्यांनी जनुक संपाद‌नाचे नवीन तंत्र ‘क्रिस्पर’च्या सहाय्याने ‘एल्यु वाय’ घटक उंदरांच्या गर्भातील ‘टीबीएक्सटी’ जनुकात घातला. प्राथमिक स्तरावर किंवा प्रारंभीच्या काही प्रयोगांनंतर त्या उंदरांची शेपटी नाहीशी झाली नव्हती. या शास्त्रज्ञांनी ‘एल्यु वाय’ घटकाची मात्रा वाढविल्यानंतर काही उंदरांची शेपूट लहान झाली, तर काही उंदरांमध्ये शेपूटच नव्हते.

धक्कादायक निरीक्षणे

असे लक्षात येते की, ‘एल्यु वाय’ घटक शेपूट नाहीशी करण्यासाठी किंवा न वाढण्यासाठी मुख्यत्वे कारणीभूत असला तरी तेवढेच कारण असेल, असे नाही. प्रयोगातील उंदरांच्या शेपटीची लांबी जशी वेगवेगळी होती तशीच आपल्या पूर्वजांच्या शेपटीचीही लांबी वेगवेगळी असावी, नंतर अधिकची जनुकीय उत्परिवर्तने झाल्यामुळे शेपटी आखडत गेली असावी.

अखेरीस पूर्णपणे नाहीशी झाली असावी किंवा बाह्य वाढ झाली नसावी, असे वॉशिंग्टन विद्यापीठातील जनुकशास्त्रज्ञ डेव्हिड किमलमन म्हणतात. आणखी एक धक्कादायक निरीक्षण समोर आले, ते म्हणजे ज्या उंदरांमध्ये शेपटीची वाढ झाली नाही, त्यांच्या मणक्यातील शेवटचा मणका बंदिस्त होऊ शकला नाही. मणका बंदिस्त होऊ शकला नाही तर मणक्याची गर्भात असताना योग्य वाढ होत नाही.

अशा प्रकारच्या व्याधीला ‘स्पायना बायपीडा’ म्हणतात. ही व्याधी हजारामधील एका बालकामध्ये होत असते. कपी प्रकारच्या प्राण्यांमध्ये शेपूट न वाढण्यामागील या नवीन संशोधनामुळे जनुकीय उत्परिवर्तन हे कारण समोर आले असले तरी तेच एकमेव कारण असेल का, याविषयी शास्त्रज्ञांमध्ये वेगवेगळे विचार आहेत. शेपूट नसलेल्या प्रत्येक प्रजातीसाठी वेगवेगळी कारणे असू शकतात, असे काही शास्त्रज्ञांचे मत आहे.

या संदर्भातील जीवाश्मांच्या अभ्यासानुसार, कपी प्रकारचे प्राणी झाडावरून खाली येणे, ताठ उभे राहणे, दोन पायावर चालणे व शेवटी शेपटी आकसणे या घटना लक्षावधी वर्षांच्या टप्प्या-टप्प्यांनी घडल्या असाव्यात, असे शास्त्रज्ञ समजतात. बो क्षिया यांचा हा शोधनिबंध ‘नेचर’ने अनेक दिवस प्रसिद्ध केला नाही. ‘नेचर’ला अजून प्रयोग केल्यानंतर मिळणारे निष्कर्ष हवे होते.

शोधनिबंधाचे तज्ज्ञपरीक्षक माल्टे स्पाईलमन संतापले. 'संशोधकांचा आदर करा, या संशोधनाने आम्ही अतिशय उत्साहित झालो आहे', असे त्यांनी सुनावले. अखेर ९०० दिवसांनी तो शोधनिबंध प्रसिद्ध झाला. अशी आहे नाहीशी झालेल्या शेपटीची एक गोष्ट!

(लेखक वैज्ञानिक घडामोडींचे अभ्यासक आहेत.)