பரிணாமம்: Natural Selection (இயல் தெரிவு)

தான் வாழும் சூழலில் தன்னை தக்கவைத்துக் கொள்ளும் ஒரு தனி விலங்கு/இனம்/குழுவிற்கு அதிகமான சந்ததிகள் இருக்கும் என்று டார்வினும், வாலஸும் தான் முதலில் கண்டறிந்தனர். எடுத்துக்காட்டாக, சில சமயம், சில தனிச்சை மாற்றங்கள் (mutations) சில உயிரினங்களின் வாழ்நாளை அதிப்படுத்துகிறது. அதாவது மற்ற முயல்களை விட வேகமாக ஓடக்கூடிய ஒன்று எளிதில் தன் எதிரியிடமிருந்து தப்பி விடுகிறது, மற்ற தாவரங்களை விட அதிகமான சக்தியை சூரியனிடமிருந்து கிரகிக்கும் திறன் கொண்டதால் பாசியினம் (algae) வேகமாக வளர்கிறது. ஒரு உயிரியின் வாழ்நாள் அதிகரிக்கும் போது தானாகவே அதன் இனமும் பெருகுகிறது. 

“…as natural selection acts by competition for resources, it adapts the inhabitants of each country only in relation to the degree of perfection of their associates” (Charles Darwin, On the Origin of Species, 1859).

Natural selection-ஐ விளக்கமாகப் பார்க்க இங்கிலாந்தில் நடந்த ஒரு சம்பவத்தை பார்ப்போம்:

Peppered moths (Photo courtesy: © Wikimedia/ Olaf Leillinger)

கி.பி. 1800-களில், இங்கிலாந்து அதீதமான தொழில் வளர்ச்சி கண்டது. அப்போது தொழிற்சாலைகள் வெளியிட்ட மாசுபட்ட புகையினால் சுமார் 70 அந்துப்பூச்சி (moth) இனங்கள் பாதிக்கப்பட்டன, அதில் அதிகம் ஆராயப்பட்டது மரங்களில் காணப்படும் Peppered moth எனும் அந்துப்பூச்சி. இந்த பூச்சியினத்தில் பல வேறுபட்ட குழுக்கள் காணப்பட்டன. குறிப்பாக வெள்ளை மற்றும் கருப்பு நிற பூச்சிகள்.

Peppered moths on tree (Photo courtesy: © Wikimedia/ Martinowksy)

கி.பி. 1800-களுக்கு முன்னால் வெள்ளை நிறபூச்சிகளே அதிகமிருந்தது, சொற்பமாகவே கருப்பு நிறப் பூச்சிகளிருந்தன. தொழிற்சாலைகளின் கறுப்புப்புகையால் அநேகமான இடங்கள் கார்பன் படிந்து கறுப்புநிறமாக மாறின. மரங்களிலும் கறுப்புநிறம் படிந்தது. பறவைகளுக்கு உணவாகவும் இந்த பூச்சிகள் இருந்தது. மரங்களின் கறுப்பு நிறமாற்றத்தால் அதன்மேல் வாழ்ந்து வந்த வெள்ளை நிற பூச்சிகள் தனித்து தெரிந்தன. இதனால் பறவைகளால் இந்த வெள்ளைப் பூச்சிகளை எளிதில் கண்டுபிடித்து இரையாக்க முடிந்தது, கறுப்பு நிறப்பூச்சிகள் தப்பித்துக்கொண்டன. சில காலம் கடந்தபின் வெள்ளைநிறப் பூச்சிகளின் எண்ணிக்கைகள் பலமடங்கு குறைந்துவிட்டது. தன்னை உண்ணும் பறவைகளிடமிருந்து தப்பித்துக் கொண்டதால் கறுப்பு நிறப்பூச்சிகள் பலமடங்கு பெருகிவிட்டன. Natural selection-ஐ விளக்குவதற்கு இது ஒரு சிறந்த எடுத்துக்காட்டு.

Natural selection (modified from the original photo. Courtesy: © Univ.Calif.Berkely)

”I have called this principle, by which each slight variation, if useful, is preserved, by the term Natural Selection.” (Charles Darwin, On the Origin of Species, 1859).

இப்படிப் பல வகையில் எல்லா நேரங்களிலும் இயற்கை எப்போதும் தேர்வு செய்துகொண்டே இருக்கிறது. சூழ்நிலைக்கு தன்னை தப்பவைத்துக்கொள்ளும் குழுவோ/உயிரோ மட்டும்தான் நிலைத்துநிற்கும். ஒரு உயிரினத்தில் பல வேறுபாடுகள் கூடிய குழுக்களில் தப்பித்துக்கொள்ளும் குணத்தை ஒரு உயிரோ/குழுவோ தேர்ந்தெடுக்கமுடியாது முக்கியமாக அதை இயற்கைதான் தேர்வுசெய்யும் இதைத்தான் இயல் தெரிவு (Natural selection) என்கிறோம். பூமியில் உயிர் தோன்றிய காலம் முதலே நடந்துவந்த இயற்கையின் எல்லா தேர்விலும் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட உயிரினங்கள் தான் இன்றுவரை வாழ்ந்து வருகின்றன. ஒரு செல் உயிரிலிருந்து இப்போது இருக்கும் உயிர் வரை ஏற்பட்ட மாற்றங்கள் தான் பரிணாமம்.

ஒரு உயிர் பரிணாமம் அடைந்துவிட்டது என்று எந்த உயிரையுமே சொல்ல முடியாது ஏனென்றால் பரிணாமம் என்பது எப்பொழுதும் நடந்துகொண்டேயிருக்கும் ஒரு செயல், இந்த நொடியும் இயற்கையின் தேர்வு நடந்துகொண்டேயிருக்கிறது. நாம் இப்போது மனிதனாயிருக்கிறோம் என்று வேண்டுமானால் சொல்லிக்கொள்ளலாம்.

Phylogenetic tree (Image courtesy © Open University; பெரிதாய் பார்க்க படத்தை க்ளிக் செய்யவும். மேலும் விளக்கமான படத்துக்கு இங்கு செல்லவும்)

ஆதிகாலத்திலிருந்த ஒற்றை செல் உயிர் எப்படியெல்லாம் பரிணமித்து புழு, பூச்சி, மனிதன் என பலகோடி உயிர்களாய் பரிணமித்திருப்பது மிகவும் ஆச்சர்யமான விஷயம். தனிச்சை மாற்றங்கள் (mutation) எப்போதும் தற்செயலாகவே (chance) நடக்கின்றன. ஆனால், அதனால் உடம்பில் ஏற்படும் மாற்றங்களில் எந்த மாற்றங்களை தக்கவைக்க வேண்டுமென்பது தான் Natural Selection (இயல் தெரிவு). தனிச்சை மாற்றங்களைப் போல் Natural Selection என்பது தற்செயலாக (chance) நடக்காது.

- (தொடரும்)

பரிணாமம்: Natural variation (இயல் வேறுபாடு)

Natural Variation என்பது ஒரே உயிரினத்தில் காணப்படும் பல்வேறு மாற்றங்கள் மற்றும் வேறுபாடுகள். இவ்வகை மாற்றங்கள் இயற்கையாக அனைத்து உயிரினங்களிலும் காணப்படும். பெரும்பாலும் இந்த மாறுபாடு அவற்றை பாதிப்பதில்லை, உதாரணமாக மனிதர்களில்,

1. கண் நிறம் (கருப்பு, பழுப்பு, நீலம், பச்சை…).
2. ரோமத்தின் நிறம் (கறுப்பு, செந்நிறம், பழுப்பு…) போன்றவை. கீழுள்ள படத்தில், ஒரே வகை பூச்சியில் காணப்படும் வேறுபாடுகள்.

(Photo courtesy: © Univ.Calif.Berkeley)

இதுபோன்ற வேறுபாடுகள் உயிரினங்களின் ஜீனோம் (Genome)-களில் நடக்கும் தனிச்சை மாற்றங்களினால் ஏற்படுகிறது. ஜீனோம்களில் ஏற்படும் மாற்றங்கள்தான் நம் உடம்பு செல்களிலும், உடம்பிலும் மாற்றங்களை ஏற்படுத்துகின்றன.


ஒரு உயிரினத்தின் ஒட்டுமொத்த மரபுத் தகவல்கள் தான் Genome (ஜீனோம்) என்கிறோம். ஜீனோம்களின் இயக்கக்கூறு (functional unit) தான் Genes (ஜீன்கள்), (ஜீன்களற்ற இடங்களும் ஜீனோம்களில் உண்டு - intron). பெரும்பாலான உயிரினங்களின் ஜீனோம் டி.என்.ஏ (D.N.A)-வால் ஆனது. இந்த டி.என்.ஏ அமைப்பில் திடீரென்று தனிச்சையாக ஏற்படும் மாற்றங்களைத் தான் mutation (தனிச்சை மாற்றங்கள்) என்கிறோம். 

(Photo courtesy: The Diabetes Web)

இப்படிப்பட்ட தனிச்சை மாற்றங்கள் நம் உடம்பு செல்லில் அன்றாடம் நடந்துகொண்டேவும் இருக்கிறது. புறஊதா (Ultra violet) கதிர்கள், கதிர் வீச்சு (Radiation), மிகவும் ஆபத்தான வேதிப்பொருட்கள் போன்றவைகளாலும் ஏற்படுகின்றன. இவ்வகை தனிச்சை மாற்றங்கள் நம் உடம்பு செல்களிலோ (somatic mutations) அல்லது விந்து (Sperm), நாதத்திலோ (Egg) நடந்தால் அவை சந்ததிகளுக்கும் கடத்தப்படும். தனிச்சை மாற்றங்களால் நன்மையோ, தீய விளைவுகளோ அல்லது ஒன்றுமே நடக்காமலும் போகலாம்.


தனிச்சை மாற்றங்கள் உடம்பு செல்களில் நடந்தால் மாற்றம் ஒன்றும் நேராது அல்லது நோய்களை ஏற்படுத்தலாம். தனிச்சை மாற்றங்கள் விந்து-நாதத்தில் ஏற்பட்டால் அவை மேலே சொன்னது போல் ஒரு மாற்றத்தையும் ஏற்படுத்தாமலும் போகலாம் அல்லது சந்ததிகளுக்கு நோயை உண்டுபடுத்தலாம் அல்லது நன்மை செய்யலாம்.


(தொடரும்)

பரிணாமம்: டார்வின் மற்றும் வாலஸ்

சார்லஸ் டார்வின் (Charles Darwin, 1809-1882), தனது 5 வருட கடற்பயணத்தில் தொகுத்த ஆதாரங்கள் அனைத்தையும் வைத்து ஆராய்ச்சி செய்துகொண்டிருந்தார். 1830-களின் கடைசியில் பரிணாமக் கோட்பாடு ஒன்றை உருவாக்கி அதை பல்வேறு காரணங்களால் வெளியிடாமலிருந்தார். கடவுள் மனிதனை நேரடியாகப்படைத்தார் என்று நம்பிக்கொண்டிருந்த காலமது அதனால் தன் கருத்தை நிரூபிக்க தகுந்த ஆதாரங்களை சேகரித்துக்கொண்டிருந்தார். அதற்காக சுமார் 20 வருடங்கள் ஆரய்ச்சி செய்தார். அதேகாலத்தில், ஆல்ஃப்ரெட் வாலஸ் (Alfred Wallace, 1823-1913) என்பவரும் தனியாக பரிணாமத்தைப் பற்றி ஆராய்ச்சி செய்து கொண்டிருந்தார்.

ஆல்ஃப்ரெட் வாலஸ் (Photo courtesy: © University College London)

சார்லஸ் டார்வின் (Photo courtesy:  © Flickr.com/serkel)

இவர்கள் இருவருக்கும் பொருளியல் (Economics) மேதையான தாமஸ் மால்தஸ் (Thomas Malthus, 1766-1834) 1797-ல் வெளியிட்ட An Essay on the Principle of Population as it affects the Future Improvement of Society-ல் மக்கட்தொகை பெருக்கத்தையும் உணவு தட்டுப்பாட்டையும் இணைத்து தாமஸ் தெரிவித்த கருத்துதான் பரிணாமம் பற்றிய தங்கள் கருத்துக்கு தூண்டுதலாக அமைந்தது. இருவரும் (தனித்தனியே) ஒரு உயிர் பரிணமிப்பதற்கு இயற்கையை சார்ந்த காரணங்கள் இருப்பதாக நம்பினர். இந்த முறையை இயல் தெரிவு (Natural Selection) என்று டார்வின் அழைத்தார். டார்வினின் ஆராய்ச்சிக்கு வாலஸ் பறவைகளை கொடுத்து உதவினார். 


1858-ல் வாலஸ் தன் பரிணாமம் பற்றிய கோட்பாடை பிரசுரிப்பதற்கு முன் அதை டார்வினுக்கு அனுப்பி அவரின் கருத்துகளை கேட்டார். வாலஸின் ஆராய்ச்சி முடிவுகள் டார்வினுக்கு மிகுந்த அதிர்ச்சியையும் ஆச்சர்யத்தையும் தந்தது. ஏனென்றால் அது டார்வினின் கருத்துக்களை அப்படியே ஒத்திருந்தது. பிறகு, 1858-ல் டார்வின் மற்றும் வாலஸின் கருத்துக்களை லண்டனிலுள்ள லின்னியன் கழகத்தில் (உலகின் முக்கியமான இயற்கை வரலாறு பற்றிய ஆராய்ச்சிக் கழகத்தில்) ஒன்றாக வழங்கினர். அதற்குப்பின் டார்வின் அதை ஒரு புத்தகமாக வெளியிடுவதற்கான வேலையில் இறங்கினார், வாலஸ், தன் உயிர்புவியியல் குறித்த ஆய்வுக்கான பயணத்தை தொடர்ந்தார். 1859-ல் டார்வின் On the Origin of Species by Means of Natural Selection, or the Preservation of Favoured Races in the Struggle for Life என்ற புத்தகத்தை வெளியிட்டார். 

(Photo courtesy: © WikiMedia)

வழக்கம்போல இந்த புத்தகத்திலுள்ள கருத்துக்களை முதலில் விஞ்ஞானிகள் ஏற்க மறுத்தனர், பின்னர் பல விவாதங்களுக்குப் பிறகு உயிரினங்கள் பொதுவான மூதாதைகளிலிருந்து பரிணமித்தன என்பதை அநேகமான விஞ்ஞானிகள் ஏற்றுக்கொண்டனர். ஆனால், டார்வின் சொன்ன Natural Selection-ஐ பல காலம் வரை ஏற்க மறுத்தனர். 20-ம் நூற்றாண்டில், ஜீன்கள் மற்றும் தனிச்சை மாற்றங்களை (mutation) கண்டுபிடித்தபின் பரிணாமத்திற்கு Natural Selection தான் காரணமென்பது தவிர்க்க முடியாததாகிவிட்டது. இன்றுவரை இந்த புத்தகம்தான் அறிவியலில் அதிகம் படிக்கப்பட்ட, மிகுந்த செல்வாக்கான மற்றும் பிரபலமான புத்தகம். டார்வினுக்கு முன்னரே மனிதன் குரங்கிலிருந்து வந்தான் என்று பலர் சொல்லியுள்ளனர் (7-ம் நூற்றாண்டில் கிரேக்க தத்துவர்கள் Anaximander மற்றும் Empedocles போன்றோர்) ஆனால், டார்வினை பரிணாமத்திற்காக கொண்டாடுவதற்குக் காரணம் இவர் தான் அறிவியல் பூர்வமாக பரிணாமத்தை விளக்கி அதற்கு பல்வேறு ஆதாரங்கள் கொண்டு நிரூபித்தார். ஆனால், பரிணாமம் சார்பாக டார்வினுக்கு கிடைத்த அங்கிகாரம் வாலஸுக்கு இன்னும் கிடைக்காதது மிகவும் துரதிர்ஷ்டவசமானது.


Natural Selection (இயல் தெரிவு) & Natural variation (இயல் வேறுபாடு):
பல்வேறு உயிரினங்களை ஆராய்ந்த டார்வின், ஒவ்வொரு இனத்திலும் (Species) வேறுபாடு (variation) கொண்ட பல்வேறு குழுக்கள் இருக்கின்றன என்றும், இந்த குழுக்களுக்குள் உணவுக்கு, நீருக்கு, மற்றும் எதிரிகளிடமிருந்து காத்துக்கொள்ள பாதுகாப்பான இடம் போன்றவைகளுக்கு எப்போதுமே போட்டியிருந்துக் கொண்டேயிருக்கிறது என்றார். இது போன்ற உயிர்ப் போராட்டத்தில் பிழைத்துக் கொள்ளும் ‘தனிப்பட்ட குழுக்கள்’ தங்கள் ‘தனிப்பட்ட குணங்களை’ (heritable traits) தங்கள் சந்ததியினற்கு கடத்துகின்றன. அதனால், இந்தப் போராட்டத்தில் பிழைத்துக்கொள்ள முடியாத குழுக்களுக்கு இருப்பதைவிட பிழைத்துக் கொள்ளும் இந்த குழுக்களுக்கு அதிகமான சந்ததிகள் இருக்கும். நீண்ட காலத்துக்கப்பறம் பிழைத்துக் கொள்ளும் குழுக்கள் மட்டும் நிலைத்து நிற்கும் (Survive), மற்ற குழுக்கள் அழிந்துவிடுகின்றன (Extinct) என்றார். இப்படிப்பட்ட இயற்கையின் தேர்வுதான் Natural Selection.


குறிப்பு:
அநேகமானோர் நினைப்பது போல் ‘தக்கன பிழைக்கும்’ (survival of the fittest) என்று டார்வின் தன் புத்தகத்தில் எழுதவேயில்லை. அப்படி ஒர் வாக்கியத்தை டார்வினின் புத்தகத்தைப் படித்தபின் ஹேர்பர்ட் ஸ்பென்ஸர் (Herbert Spencer, 1820-1903) என்பவர் தான் அறிமுகப்படுத்தினார்.

-தொடரும்
-

பரிணாமம்

உலகெங்கிலுமுள்ள அநேக உயிரியல் ஆராய்ச்சியாளர்களின் கனவு  பரிணாம ஆராய்ச்சியைப் பற்றியதாகத்தான் இருக்கும். ஆனால், அறிவியலில் அதிகம் தவறாக புரிந்துக்கொள்ளப்பட்ட கருத்தும் பரிணாமம் தான். பரிணாமத்தை பற்றிய ஆராய்ச்சியை சார்லஸ் டார்வின் (Charles Darwin; 1809 –1882) ‘On the Origin of Species’ எனும் புத்தகமாக 1859-ல் வெளியிட்டார். பிறகு இந்த புத்தகம் தான் பரிணாமத்தைப் பற்றிய ஆராய்ச்சியின் மூலப்புத்தகமாகியது. டார்வினுக்கு முன் பல ஆய்வாளர்கள் தன் பரிணாமக் கோட்பாடுகளை முன் வைத்தனர்.

குறிப்பாக லமார்க் (Lamarck; 1744 - 1829) என்னும் பிரஞ்சு ஆய்வாளரின் கோட்பாடு (Lamarkism) மிகுந்த விமர்சனத்துக்கு உள்ளானது (பரிணாமத்தைப் பற்றி பகிரங்கமாக தன் கோட்பாடுகளை முதன் முதலில் வெளியிட்டதும் இவரே). அவர், ”ஒரு உயிரி தன் உறுப்பை (குணம்) தனக்கு சாதகமாக மாற்றிக் கொள்ளக்கூடும் அல்லது புதிய உறுப்பை (குணம்) பெற்றுக்கொள்ளக்கூடும் அல்லது தனக்குத் தேவையில்லாத ஒரு உறுப்பை (குணம்) இழக்கக்கூடும் - இந்த குணங்களை சந்ததிகளுக்கும் கடத்தக்கூடும் (inheritance) என்றும் அறிவித்தார் (inheritance of acquired characteristics as creatures adapted to their environments)”.  

Lamarck in 1821. From © Desmond 1989

உதாரணமாக, ஒட்டகச்சிவிங்கி ஒரு காலத்தில் ஆடு போன்றதொரு விலங்காய் இருந்திருக்கலாம், அது மரங்களின் மேல் நுனியிலுள்ள இலைகளை உண்பதற்காக அதன் கழுத்து நீளமாக வளர்ந்திருக்கூடும் என்பதுதான் அது. அதாவது, ஒட்டகச்சிவிங்கி கழுத்து அதன் விருப்பத்தினால் பல தலைமுறைகளின் பின் நீளமாகியிருக்கலாம்.  ஆனால் இதற்கு fossil தடயங்கள் மற்றும் போதிய ஆதாரங்கள் ஏதுமில்லை. 

© Dennis O'Neil, Palomar College.

மேலும் இவரின் கோட்பாட்டை சரி பார்க்க எலிகளின் வாலை 22 தலைமுறைகள் வெட்டிவிட்டனர், 22 தலைமுறைக்கப்பால் வால் வெட்டிவிடப்பட்ட எலிக்கு பிறந்த எலிக்கும் வாலிருந்தது - லமார்க்கின் கூற்றுப்படி பார்த்தால் பல தலைமுறைக்குப் பின்னால் பிறக்கும் எலிகளுக்கு வாலில்லமல் இருந்திருக்க வேண்டும். மேலும் இவரின் கோட்பாட்டில் பல சிக்கல்கள் இருந்தன. இவரின் கோட்பாடின்படி பார்த்தால் ஒரு பளு தூக்கும் விளையாட்டு வீரரின் பிள்ளைகளுக்கும் தசை வலிமையாய் இருக்கவேண்டும் - ஆனால் அது சாத்தியமில்லை. 19-ம் நூற்றாண்டின் ஆரம்பத்தில் லமார்கிஸம் மிகப் பிரபலமாக இருந்தது, பிறகு டார்வினின் இயற்கைத் தேர்வு கோட்பாடே (Theory of Natural selection) பெரிதும் ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்டது.

© Wikimedia.

மனிதன் குரங்கிலிருந்து வந்தான் என்னும் கருத்து அனைவரும் அறிந்ததே. குரங்கின் ஜீனோம்களில் ஏற்பட்ட தனிச்சை மாற்றங்களின் (mutations) ஒட்டு மொத்த கூட்டு பல தலைமுறைகளை கடந்தபின் குரங்கை மனிதனாக உருமாற வைத்தது. மிக முக்கியமாக இந்நிகழ்வு குரங்கின் விருப்பத்தினால் ஏற்படவில்லை என்பதே உண்மை.
 

- தொடரும்.