பூமியின் முதல் சிக்கலான உயிரை விஞ்ஞானிகள் எப்படி தடம் பிடிக்கிறார்கள்

ஆரம்ப யூகேரியோட்டுகளைத் தேடுவது ஏன் முக்கியம்

பூமியைத் தாண்டிய உயிரைத் தேடுவது பெரும்பாலும் செவ்வாய் அல்லது யூரோபா, என்செலடஸ் ஆகியவற்றின் பனியால் மூடப்பட்ட கடல்களில் கவனம் செலுத்துகிறது. ஆனால் உயிர்-விண்ணியல் துறையின் மிக முக்கியமான கேள்விகளில் ஒன்று நமக்கு மிகவும் அருகில் உள்ளது: நுண்ணுயிரிகள் ஆதிக்கம் செலுத்திய உலகத்திலிருந்து, விலங்குகள், தாவரங்கள் மற்றும் பூஞ்சைகளை தாங்கக்கூடிய உலகமாக பூமி எப்படி மாறியது? அந்த மாற்றம் யூகேரியோட்டுகள் என்ற உயிரின வம்சத்தின் எழுச்சியையே சார்ந்தது; இவற்றின் செல்களில் ஒரு அணுக்கரு மற்றும் ஆற்றல் உருவாக்கும் உட்சட்டங்கள் உள்ளன, அவை மேலும் சிக்கலான வாழ்வுமுறைகளை சாத்தியமாக்கின.

ஆக்ஸ்போர்டு பல்கலைக்கழகத்தின் பழைமையுயிரியல் நிபுணர் ராஸ் ஆண்டர்சன் கூறுவதன்படி, முதல் யூகேரியோட்டுகளைப் புரிந்துகொள்வது சிக்கலான உயிரின் அடிப்படைகளையே புரிந்துகொள்வதற்குத் தேவையானது. Universe Today-ல் வெளியான பதிவின் படி, ஆண்டர்சன் வாழ்க்கை 35 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பே தோன்றியது, சயனோபாக்டீரியா மற்றும் ஆக்சிஜன் உற்பத்தி செய்யும் ஒளிச்சேர்க்கை குறைந்தது 23 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன் இருந்தன, மேலும் யூகேரியோட்டுகள் குறைந்தது 17 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன் உருவாகியிருந்தன என்ற காலவரிசையை விவரிக்கிறார். ஆல்கே குறைந்தது 10 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன் வந்தன; விலங்குகள் மிக பின்னர், குறைந்தது 5.7 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன் தோன்றின.

இந்த காலவரிசை அந்த புதிரின் பரப்பை வெளிப்படுத்துகிறது. பூமியின் வரலாற்றின் சுமார் 90 சதவீத காலம் உயிர் நுண்ணுயிரிகளாக இருந்தது. விலங்குகள் மற்றும் தாவரங்களின் பரிச்சயமான பெருஉடல் உலகம் மிக நீண்ட உயிரியல் கதையின் கடைசி கட்டத்தையே பிரதிநிதித்துவப்படுத்துகிறது. இதை மீளமைக்க முயலும் விஞ்ஞானிகளுக்கு, உண்மையான சவால் பழமையான உயிர் இருந்தது என்பதை நிரூபிப்பது மட்டுமல்ல; பாக்டீரியா வாழ்ந்த ஒரு கோள் இறுதியில் அதிகரிக்கும் உயிரியல் சிக்கலுடன் கூடிய பலசெல் உயிரினங்களை எப்படி உருவாக்கியது என்பதைத் தீர்மானிப்பதே.

யூகேரியோட்டுகளை வேறுபடுத்துவது என்ன

யூகேரியோட்டுகள் வெறும் இன்னொரு நுண்ணுயிரி குழு அல்ல. அவற்றின் செல்களில் அணுக்கருவில் அடைக்கப்பட்ட டிஎன்ஏ, மேலும் மைட்டோகாண்ட்ரியா போன்ற உட்கருவிகள் உள்ளன. அந்த உட்சட்டங்கள் அதிக ஆற்றல் தேவைப்படும் வாழ்வுமுறைகளை ஆதரிக்கின்றன மற்றும் சிக்கலான பலசெல் உயிரினங்களுடன் தொடர்புடைய செல்களின் சிறப்பு பண்புகளுக்கு வழிவகுக்கின்றன. ஆண்டர்சனின் விளக்கத்தில், அதனால்தான் யூகேரியோட்டுகளை பூமியின் முதல் சிக்கலான உயிராகக் கருதுவது நியாயமானது.

எல்லா விலங்குகளும், தாவரங்களும், பூஞ்சைகளும் யூகேரியோடிக் கிளையின் பகுதிகள். அதனால் ஆரம்ப யூகேரியோட்டுகள் தோன்றியது பூமி வரலாற்றில் ஒரு திருப்புமுனை: இறுதியில் பெரிய உடலமைப்புகள், சிறப்பு திசுக்கள் மற்றும் பாக்டீரியா சமூகங்கள் மட்டும் உருவாக்கிய அமைப்புகளைவிட மிகச் சிக்கலான சூழலியல் அமைப்புகளைத் தாங்கக்கூடிய ஒரு உயிரியல் தளம் உருவாகியிருந்தது.

ஆனால் அந்த பரிணாமப் படியை நேரடியாக ஆவணப்படுத்துவது கடினம். இந்த காலப்பகுதியின் பழமையான உயிர்கள், பிந்தைய புதைபடிவங்களை எளிதில் கண்டறிந்து வகைப்படுத்த உதவும் வகையான நீடித்த ஓடுகள் மற்றும் எலும்புக்கூடுகளை விட்டுச் செல்லவில்லை. அதன் விளைவாக, ஆரம்ப சிக்கலான உயிரை ஆய்வு செய்யும் ஆராய்ச்சியாளர்கள் பெரும்பாலும் அபூர்வ சூழ்நிலைகளில் மட்டுமே பாதுகாக்கப்பட்ட நுண்மையான தடங்களோடு பணியாற்றுகிறார்கள்.

புதைபடிவப் பதிவுகள் ஏன் இவ்வளவு கடினம்

500 மில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு மேல் பழமையான எந்த உயிரும் ஓடு அல்லது எலும்புக்கூடு வளர்த்திருக்கவில்லை என்று மூல உரை கூறுகிறது. அதனால் பழைமையுயிரியல் நிபுணர்கள் செல்களினதும் மென்மையான திசுக்களினதும் எச்சங்களைப் பாதுகாக்கக்கூடிய அரிய சூழல்களில் சார்ந்திருக்க வேண்டியுள்ளது. அத்தகைய இடங்கள் இருந்தாலும் கூட, விஞ்ஞானிகள் ஆய்வு செய்ய விரும்பும் பொருட்கள் நூற்றுக்கணக்கான மில்லியன் அல்லது பில்லியன் ஆண்டுகளாக மிகுந்த புவியியல் அழுத்தத்தை அனுபவித்துள்ளன.

அந்த சிதைவு துறைக்கே ஒரு முக்கியப் பிரச்சினையை உருவாக்குகிறது. யூகேரியோடிக் நுண்ணுயிர்புதைபடிவங்கள் மாற்றப்படலாம், நசுக்கப்படலாம், வேதியியல் ரீதியாக மாற்றமடையலாம், அல்லது முற்றிலும் அழிக்கப்படலாம். ஒருகாலத்தில் ஒரு ஆரம்ப சிக்கலான செலையை எளிய உயிரிலிருந்து வேறுபடுத்திய அம்சங்கள் இப்போது எளிதில் அடையாளம் காண முடியாத அளவுக்கு மங்கியிருக்கலாம். தெளிவான ஆதாரம் இல்லாதது, உயிர்கள் இல்லையென்ற பொருளல்ல; பெரும்பாலும் பதிவுகள் முழுமையற்றவை அல்லது விளக்கமளிக்க கடினமானவை என்பதையே அது குறிக்கிறது.

அதனால்தான் இந்தத் தேடல், Universe Today சொல்வதுபோல், உயிர்-விண்ணியல் வானவில் ஒன்றைத் துரத்துவது போல உணரப்படலாம். இலக்கு இருந்தது, அது பூமியில் உயிரின் போக்கை மாற்றியது என்பதைக் கூட ஆராய்ச்சியாளர்கள் அறிந்திருக்கலாம்; ஆனாலும் நேரடி சான்றுகள் எட்டாக்கனியாகவே உள்ளன. முக்கியக் குறிப்புகள் உலகம் முழுவதும் சிதறி கிடக்கும் பாறை அடுக்குகளில் தோன்றுகின்றன, மேலும் ஒவ்வொரு சந்தேகத் தளமும் அது உயிரியல் தடமா, பின்னர் ஏற்பட்ட மாசுபாடா, அல்லது வெறும் குழப்பமான வடிவங்களா என்பதை கவனமாக மதிப்பிட வேண்டும்.

இழந்த உயிரை கண்டுபிடிக்க பாறை வேதியியல் ஒரு கருவி

உடல் புதைபடிவங்கள் மட்டும் போதுமானதல்லாததால், விஞ்ஞானிகள் தங்கள் கருவிப்பெட்டியை விரிவுபடுத்தி வருகின்றனர். ஆரம்ப பலசெல் எச்சங்களைப் பாதுகாக்கக்கூடிய சூழல்கள் எவை என்பதை நிர்ணயிக்க பாறைகளின் வேதியியலை ஆய்வு செய்வது தன் பணியின் ஒரு பகுதி என்று ஆண்டர்சன் கூறுகிறார். இந்த அணுகுமுறை பழமையான உயிர் ஆராய்ச்சியில் ஒரு பரவலான மாற்றத்தை பிரதிபலிக்கிறது: இப்போது புதைபடிவம் மட்டுமே இலக்கு அல்ல. சுற்றியுள்ள புவியியல் சூழல், பாதுகாப்பு எங்கு சாத்தியமாக இருந்தது, எந்த அமைப்புகள் நம்பகமான ஆதாரங்களை வழங்க அதிக வாய்ப்புள்ளன என்பதைக் காட்ட முடியும்.

ஒரு புதைபடிவம் அறியப்பட்ட உயிரினத்தை ஒத்திருக்கிறதா என்பதை மட்டும் கேட்பதற்குப் பதிலாக, ஆராய்ச்சியாளர்கள் தாங்கிய பாறையில் என்ன வேதியியல் நிலைமைகள் இருந்தன, அந்த நிலைமைகள் உயிரியல் பாதுகாப்புடன் பொருந்துகிறதா, மற்றும் அந்த இடம் பரிணாம மாற்றம் நடந்துகொண்டிருந்த ஒரு தருணத்தில் ஒரு சூழலமைப்பைப் பதிவு செய்கிறதா என்பதையும் கேட்க முடியும். நடைமுறையில், இதன் பொருள் ஆரம்ப-உயிர் ஆராய்ச்சி பெரும்பாலும் பழைமையுயிரியல், அடுக்கியல், மற்றும் புவியியல் வேதியியல் ஆகியவற்றின் கலவையாக மாறுகிறது.

இதன் முக்கியத்துவம் என்னவெனில், ஒருசெல்லிலிருந்து பலசெல்லாக மாறுதல் பல்வேறு இடங்களிலும் பல்வேறு வம்சங்களிலும் பலமுறை நிகழ்ந்திருக்கலாம். அப்படியானால், ஆரம்ப சிக்கல்தன்மையின் பதிவு ஒரு பிரமாண்டமான இடத்திலோ அல்லது ஒரு தீர்மானமான புதைபடிவத்திலோ மட்டுமே συγκுருக்கப்பட்டிருக்காது. அது பல புவியியல் சூழல்களில் பரவியிருக்கலாம்; ஒவ்வொன்றும் செயல்முறையின் வேறுபட்ட கட்டத்தைப் பாதுகாத்திருக்கலாம்.

இது வெறும் பூமி வரலாற்றுப் பிரச்சினை மட்டுமல்ல

ஆரம்ப யூகேரியோட்டுகளைத் தேடுவது பூமியின் கடந்த காலத்தை மீளமைப்பதற்கான முயற்சியோடு மட்டும் முடிவதில்லை. அது பிற உலகங்களில் உயிரை விஞ்ஞானிகள் எவ்வாறு சிந்திக்கிறார்கள் என்பதையும் வடிவமைக்கிறது. இங்கே சிக்கலான செல்கள் தோன்றி பாதுகாக்கப்பட்டதற்கு ஆதரவு அளித்த சுற்றுச்சூழல் நிலைமைகளை ஆராய்ச்சியாளர்கள் அடையாளம் காண முடிந்தால், அந்த பாடங்கள் உயிர்-விண்ணியலாளர்கள் வேறு இடங்களில் உள்ள உயிர்ச் சின்னங்களை எவ்வாறு விளக்குகிறார்கள் என்பதையும் வழிநடத்தும்.

இதனால் இந்தப் பணியின் முக்கியத்துவம் பழைமையுயிரியலுக்குப் புறம்பாக விரிகிறது. நுண்ணுயிரிகளிலிருந்து சிக்கலான பலசெல் உயிரினங்களாக வாழ்க்கை முன்னேறியிருப்பது அறியப்பட்ட ஒரே கோள் பூமி தான். கட்டங்களின் வரிசை, கால நிர்ணயம், மற்றும் பின்னால் விடப்பட்ட புவியியல் தடங்களைப் புரிந்துகொள்வது, பிரபஞ்சத்தில் சிக்கல்தன்மை எவ்வளவு அடிக்கடி தோன்றலாம் என்பதற்கான கோட்பாடுகளுக்கு ஒரு யதார்த்தச் சோதனையாக அமைகிறது.

அந்த வகையில், மிக ஆரம்ப யூகேரியோட்டுகள் ஒரு தோற்றக் கதையும் ஒப்பீட்டு மாதிரியுமாக இருக்கின்றன. உயிர்மண்டலம் தன்னை எப்படி மாற்றிக்கொண்டது என்பதை அவை விளக்க உதவுகின்றன; அதே நேரத்தில், தொலைதூரக் கோள்கள் அல்லது பனிமூடிய சந்திரன்களில் இதே போன்ற மாற்றங்களை கண்டறிய முடியுமா என்பதையும் அடையாளம் காண ஒரு கட்டமைப்பை வழங்குகின்றன.

அதிக பங்குகளுடன் நீண்ட விஞ்ஞான முயற்சி

பாக்டீரியா ஆதிக்கம் கொண்ட உலகத்திலிருந்து சிக்கலான பலசெல் உயிரினங்கள் உள்ள உலகத்திற்கு ஏற்பட்ட மாற்றம் மீது ஆண்டர்சன் செலுத்தும் கவனம், இந்த ஆராய்ச்சி ஏன் இவ்வளவு ஈர்க்கக்கூடியதாக உள்ளது என்பதைக் காட்டுகிறது. கேள்வி கூற எளிது, ஆனால் நம்பிக்கையுடன் பதில் சொல்ல கடினம்: பூமியில் சிக்கல்தன்மை எப்போது, எங்கு, எந்த சூழ்நிலைகளில் வாழ்க்கையின் நிலையான அம்சமாக மாறியது?

அதற்கான பதில், ஒரே ஒரு மிக நாடகத்தன்மை கொண்ட கண்டுபிடிப்பிலிருந்து அல்ல; நுண்ணுயிர்புதைபடிவங்கள், பாறை வேதியியல், மற்றும் பழமையான சூழல்களைப் பற்றிய மேம்பட்ட புரிதல் ஆகியவற்றில் இருந்து ஆதாரங்கள் மெதுவாக சேர்வதன் மூலம் வரும். இது படிப்படியாகத் தோன்றலாம், ஆனால் பங்குகள் மிகப் பெரியவை. இந்த புதிரைத் தீர்ப்பது உயிரியல் வரலாற்றிலேயே மிக முக்கியமான மாற்றங்களில் ஒன்றை தெளிவுபடுத்தும், மேலும் வேறு இடங்களில் உயிரைக் கண்டறிய அறிவியல் தேடலை கூர்மையாக்கும்.

இப்போதைக்கு, சிக்கலான வாழ்க்கையின் மிக ஆரம்ப அத்தியாயம் பகுதியளவில் மறைக்கப்பட்டே உள்ளது. இருந்தாலும், பாதுகாக்கப்பட்ட ஒவ்வொரு நுண்ணுயிர்புதைபடிவமும், நன்கு விவரிக்கப்பட்ட ஒவ்வொரு பாறை வெளிப்பாடும், மற்றும் வேதியியல் தகவலை வெளிப்படுத்தும் ஒவ்வொரு பாறை அடுக்கும், ஒரு நுண்ணுயிரி கோள் எவ்வாறு காணக்கூடிய, பல்வகைமிக்க, இறுதியில் அறிவுள்ள வாழ்க்கையின் உலகமாக மாறியது என்பதைப் புரிந்துகொள்ள ஆராய்ச்சியாளர்களை மேலும் அருகில் கொண்டு செல்கிறது.

இந்தக் கட்டுரை Universe Today செய்தியிடலை அடிப்படையாகக் கொண்டது. மூலக் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.