- ફયુચર સાયન્સ-કે.આર.ચૌધરી
બ્ર હ્માંડમાં જીવનની શરૂઆત કેવી રીતે થઈ? આ પ્રશ્નનો જવાબ શોધવા માટે વિજ્ઞાનીઓ સદીઓથી પ્રયત્નશીલ છે. નાસાની એક અભૂતપૂર્વ શોધે, આ રહસ્યને ઉકેલવામાં મહત્વપૂર્ણ પગલું ભર્યું છે. ૨૦૨૫માં જાહેર કરાયેલા સંશોધનમાં એસ્ટરોઇડ બેન્નુની સપાટી પરથી લાવેલા નમૂનાઓમાં જીવન માટે જરૂરી અને ઉપયોગી શર્કરા (સ્યુગર) મળી આવી છે. આ શોધ પૃથ્વી પર જીવનની ઉત્પત્તિનો ઇતિહાસ ફરીથી લખી શકે તેવી છે. જાપાનની ટોહોકુ યુનિવર્સિટીના ડૉ. યોશિહિરો ફુરુકાવાની આગેવાની હેઠળની સંશોધન ટીમે નાસાના ઓસાયરિસ-રેક્સ મિશન દ્વારા લાવવામાં આવેલા ૧૨૧.૬ ગ્રામ નમૂનાઓનું વિશ્લેષણ કર્યું છે. આ નમૂનાઓ ૨૪ સપ્ટેમ્બર ૨૦૨૩ના રોજ પૃથ્વી પર સુરક્ષિત પરત આવ્યા હતા. વિશ્લેષણમાં પાંચ-કાર્બન વાળી શર્કરા 'રાયબોઝ' અને છ-કાર્બન વાળી શર્કરા 'ગ્લુકોઝ' મળી આવી છે. આ પહેલી ઘટના છે, જયારે બાહ્ય અવકાશમાંથી લાવવામાં આવેલા નમૂનામાં આ શર્કરા (સ્યુગર) શોધાઈ હોય. ડિસેમ્બર ૨, ૨૦૨૫, મંગળવારે ડૉ. યોશિહિરો ફુરુકાવા અને તેમની ટીમે તેમના અભ્યાસનું વિગતવાર પરિણામ Nature Geoscience જર્નલમાં પ્રકાશિત કર્યું છે. આ શોધ 'આરએનએ વર્લ્ડ હાયપોથેસિસ'ને મજબૂત આધાર આપે છે. જે સૂચવે છે કે પૃથ્વી પરના પ્રારંભિક જીવનરૂપોએ આનુવંશિક માહિતી સંગ્રહ કરવા અને રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ ચલાવવા માટે આરએનએનો ઉપયોગ કર્યો હશે. આવું છાતી ઠોકીને કેવી રીતે કહી શકાય?
પ્રારંભિક જીવનની કોસ્મિક સ્વિસ નાઇફ
રશિયન બાયોકેમિસ્ટ અલેક્ઝાન્ડર ઓપારિન અને બ્રિટિશ ફિઝિયોલોજિસ્ટ જેબીએસ હોલ્ડેને ૧૯૨૦ના દાયકામાં સ્વતંત્ર રીતે સૂચવ્યું હતું કે 'બાહ્ય ઊર્જા સ્ત્રોતની હાજરીમાં, ઓછા ઓક્સિજનવાળા વાતાવરણમાં અકાર્બનિક પદાર્થોમાંથી કાર્બનિક અણુઓ જેવા કે અમિનો એસિડ્સ અને શર્કરા બની શકે'. આ 'પ્રાઇમોડયલ સૂપ' અથવા આદિમ જીવરસની વિભાવનાએ જીવનની ઉત્પત્તિ સમજવા માટે પાયારૂપ બની હતી. ૧૯૫૩માં, શિકાગો યુનિવર્સિટીમાં નોબેલ પુરસ્કાર વિજેતા હેરોલ્ડ યુરીની દેખરેખ હેઠળ સ્ટેનલી મિલરે એક મહત્વપૂર્ણ પ્રયોગ કર્યો. મિલર-યુરી પ્રયોગમાં, પાણીના વરાળ, મિથેન, એમોનિયા અને હાઇડ્રોજન સાથેના બંધ સિસ્ટમમાં વીજળીના સ્પાર્ક મોકલવામાં આવ્યા, જે વાતાવરણીય વીજળીનું અનુકરણ કરતા હતા.
૧૯૬૦ના દાયકામાં, કાર્લ વૂઝ, ફ્રાન્સિસ ક્રિક અને લેસ્લી ઓર્ગેલે પહેલીવાર આરએનએની સંભાવના રજૂ કરી કે 'પ્રારંભિક જીવનમાં ડીએનએ કરતાં પહેલાં, આરએનએ આવ્યું હશે. ૧૯૮૨-૮૩માં બે સ્વતંત્ર સંશોધક જૂથોએ શોધી કાઢયું કે 'આરએનએ પોતે ઉત્પ્રેરક તરીકે કામ કરી શકે છે. આ શોધથી 'રાયબોઝાઇમ' નામના એન્ઝાઇમનું અસ્તિત્વ સાબિત થયું હતું. જે આરએનએ અણુ છે. પોતે જ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ ચલાવી શકે છે. ૧૯૮૬માં આ શોધને આધાર બનાવીને હાર્વર્ડના મોલેક્યુલર બાયોલોજિસ્ટ વોલ્ટર ગિલ્બર્ટે, પ્રકાશિત લેખમાં પ્રથમ વખત 'આરએનએ વર્લ્ડ' શબ્દનો ઉપયોગ કર્યો હતો. આરએનએ વર્લ્ડ હાયપોથેસિસ દર્શાવે છે કે 'લગભગ ૪ અબજ વર્ષ પહેલાં, મુખ્યત્વે આરએનએ જ પ્રાથમિક જીવંત પદાર્થ હતો, કારણ કે આરએનએ જનીન અને એન્ઝાઇમ બંને તરીકે કાર્ય કરી શકે છે'. આ લાક્ષણિકતા કયો દિશા નિર્દેશ કરે છે? તે જૈવ રાસાયણિક પ્રક્રિયાને ઉત્તેજિત કરવા માટે કેટાલિસ્ટ એટલે કે ઉત્સેચકનું કામ કરે છે. જેમ સ્વિસ આર્મી નાઇફમાં અનેક સાધનો હોય છે, તેમ આરએનએ પણ બહુઉપયોગી અણુ છે. બેન્નુમાંથી મળેલી શર્કરાઓ 'આરએનએ વર્લ્ડ' અને 'આરએનએ ફર્સ્ટ' સિદ્ધાંતોનો મજબૂત પુરાવો રજૂ કરે છે.
મરઘી-ઈંડા ગૂંચને ઉકેલતા વિજ્ઞાનીઓ
ઘણા લોકો સવાલ કરે છે કે પહેલા મરઘી કે પહેલા ઈંડુ? વૈજ્ઞાનિક ભાષામાં પ્રશ્ન આ હતો : પહેલા શું આવ્યું? ૧. માહિતી સંગ્રહિત કરતો ડીએનએ કે ૨. પ્રતિક્રિયાઓ ચલાવતા પ્રોટીન્સ? આ વાતનો સીધો જવાબ આપીએ તો, પ્રોટીન અને ડીએનએ બંનેના ગુણધર્મો આરએનએ પાસે છે. જેથી આરએનએ, માહિતી સંગ્રહ કરી શકે છે. આ કારણે વિજ્ઞાનીઓ માને છે કે 'સૌપ્રથમ આરએનએનું સર્જન થયું હશે, ત્યારબાદ, ધીમે ધીમે વધુ સ્થિર ડીએનએ અને વધુ કાર્યક્ષમ પ્રોટીન્સ વિકસિત થયા હશે! સંશોધકોએ બેન્નુના પેરેન્ટ એસ્ટરોઇડમાં બ્રાઇન્સ પ્રવાહીઓ હતા, તે પણ શોધી કાઢયું છે. આ ખારા પાણીમાં ફોર્માલ્ડિહાઇડ જેવા રસાયણો હતા, જે શર્કરા બનાવવા માટે આદર્શ પરિસ્થિતિનું નિર્માણ કરે છે છે. અંદાજે ૪.૫ અબજ વર્ષ પહેલાં, જ્યારે સૌરમંડળની રચના થઈ રહી હતી, ત્યારે આ રસાયણો એસ્ટરોઇડ્સમાં પ્રાકૃતિક રીતે બનતા હતા. આ સંશોધનની વિશિષ્ટતા એ પણ છે કે 'તેમાં મળેલા બધા જ ઘટકો, પાંચ ન્યુક્લિયોબેસ, ફોસ્ફેટ્સ, અમિનો એસિડ્સ, અને હવે રાયબોઝ, પ્રારંભિક આરએનએ બનાવવા માટે જરૂરી સંપૂર્ણ 'મોલેક્યુલર ટૂલકિટ' એક જ એસ્ટરોઇડમાં હાજર છે.'
સૌપ્રથમ, બેન્નુના પાઉડર નમૂનાને પાણી અને એસિડમાં પલાળવામાં આવ્યા હતા, જેથી તેમાં હાજર કોઈપણ શર્કરા પ્રવાહીમાં ભળી જાય. પછી ગેસ ક્રોમેટોગ્રાફી-માસ સ્પેક્ટ્રોમેટ્રી નામની અદ્યતન પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો. આ પ્રક્રિયામાં શર્કરાઓને ડેરિવેટાઇઝ કરવામાં આવે હતાં. ત્યારબાદ ગેસ ક્રોમેટોગ્રાફીમાં, નમૂનાને ગરમ કરી વાષ્પ સ્વરૂપમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવ્યા હતા. અહીં દરેક શર્કરા, કૉલમમાંથી અલગ ગતિએ પસાર થાય છે. જેના ઉપરથી શર્કરાઓ-સુગરનો 'રિટેન્શન ટાઇમ' માપવામાં આવ્યો હતો. જેમ દરેક વ્યક્તિની આંગળીના નિશાન અનન્ય હોય છે, તે રીતે દરેક પ્રકારની શર્કરા માટે 'રીટેન્શન ટાઇમ' અલગ અલગ હોય છે. અંતમાં માસ સ્પેક્ટ્રોમેટર વડે દરેક અણુઓનું વજન માપવામાં આવ્યું હતું. અંતમાં તેની 'રાસાયણિક હસ્તાક્ષર' શોધવામાં આવી હતી. પૃથકરણમાં જાણવા મળ્યું કે 'બેન્નુના નમૂનાઓમાં ખરેખર રાયબોઝ અને ગ્લુકોઝ હતા.'
રાયબોઝનું રહસ્ય
બેન્નુ એસ્ટરોઇડનો સૂર્ય-આસપાસનો ભ્રમણકાળ લગભગ હાલ ૧.૧૯ વર્ષ છે, પરંતુ ૨૧૩૫ પછી તે ૧.૨૪ વર્ષ થઈ શકે. ૨૧૮૨માં બેન્નુ એસ્ટરોઇડની પૃથ્વી સાથે અથડાવાની ૧:૨,૭૦૦ની સંભાવના છે. ઓસાયરિસ-રેક્સએ બેન્નુ એસ્ટરોઇડની મુલાકાત લીધી હતી. તેની સપાટી પર ઉતરીને, એસ્ટ્રોઇડ સપાટીના નમૂનાઓ એકત્રિત કર્યા હતા. આ મિશનને વિશેષતા એ હતી કે 'તે અમેરિકાનું એસ્ટરોઇડમાંથી નમૂના એકત્રિત કરનારું પ્રથમ મિશન હતું.' અવકાશયાનને ૮ સપ્ટેમ્બર ૨૦૧૬ના રોજ કેપ કેનાવેરલ, ફ્લોરિડાથી એટલાસ ફ રોકેટ દ્વારા લોન્ચ કરવામાં આવ્યું હતું. લગભગ બે વર્ષની સફર બાદ, ૩ ડિસેમ્બર ૨૦૧૮ના રોજ તે બેન્નુ એસ્ટરોઇડ પાસે પહોંચ્યું હતું. બેન્નુ એક કાર્બનથી સમૃદ્ધ પૃથ્વી-નજીકનો એસ્ટરોઇડ છે. અવકાશયાને બે વર્ષ સુધી બેન્નુની સપાટીનું વિગતવાર અભ્યાસ કરીને સલામત નમૂના લેવાનું સંગ્રહ સ્થળ શોધી કાઢયું હતું.
૨૦ ઓક્ટોબર ૨૦૨૦ના રોજ ઓસાયરિસ-રેક્સે, તેનો રોબોટિક હાથ ખોલીને બેન્નુની સપાટી પર સંક્ષિપ્ત રીતે સ્પર્શ કર્યો હતો. 'ટચ-એન્ડ-ગો પ્રક્રિયા દ્વારા બેન્નુની સપાટી પરથી ૧૨૫ ગ્રામ ધૂળ અને કાંકરીઓ એકત્રિત કરી હતી. ૨૪ સપ્ટેમ્બર ૨૦૨૩ના રોજ અવકાશયાને બેન્નુનો નમૂનો પૃથ્વી પર પહોંચાડયો. નમૂના કેપ્સ્યુલ યુટા ટેસ્ટ અને ટ્રેનિંગ રેન્જ, યુએસએમાં પેરાશૂટ દ્વારા સુરક્ષિત રીતે ઉતર્યું. આ મિશન શરૂ થયું ત્યારે વિજ્ઞાનીઓએ આશા રાખી હતી કે 'શું અબજો વર્ષો પહેલા પૃથ્વી સાથે અથડાયેલા એસ્ટરોઇડ્સ, આપણા ગ્રહ પર પાણી અને જીવન માટેના અન્ય ઘટકો લાવ્યા હતા કે નહીં?' આજે વિજ્ઞાનીઓનું આ અનુમાન સાચું પડયું છે. 'નાસાના નમૂનાઓમાં મળેલા રાયબોઝ અને ગ્લુકોઝ અબજો વર્ષો જૂના છે. છતાં આજે પણ રાસાયણિક રીતે સક્રિય છે.' બેન્નુના નમૂનાઓમાં ડીઓક્સીરાયબોઝ મળી આવી નથી. વિજ્ઞાનીઓ અનુમાન લગાવે છે કે 'જીવસર્જન માટેની આરએનએ વર્લ્ડ હાયપોથેસિસને વધુ મજબૂત આધાર મળ્યો છે અને ડીઓક્સીરાયબોઝ ઓછો ઉપલબ્ધ હોય તો, વિજ્ઞાનીઓ એવું અર્થઘટન કરી શકે કે 'આરએનએ આધારિત જીવન, ડીએનએ આધારિત જીવન પહેલાં વિકસિત થયું હશે.'
પ્રાઇમોડયલ સૂપથી સિંથેટિક સજીવ સુધી
આજના જટિલ ડીએનએ અને પ્રોટીન આધારિત જીવન પહેલાં, આરએનએનો યુગ હતો. રાયબોઝએ આરએનએનો મહત્વપૂર્ણ ઘટક છે, જ્યારે ગ્લુકોઝ પૃથ્વી પરના લગભગ તમામ જીવોનો મુખ્ય ઊર્જા ોત છે. આ શોધ એટલા માટે વિશેષ મહત્વની છે, કારણ કે બેન્નુના નમૂનાઓમાં આ પહેલાં ડીએનએ અને આરએનએના બધા જ પાંચ ન્યુક્લિયોબેસ, ફોસ્ફેટ્સ, અમિનો એસિડ્સ અને કાર્બોક્સિલિક એસિડ્સ શોધી કાઢવામાં આવ્યા હતા. હવે રાયબોઝની શોધ સાથે, આરએનએના નિર્માણ માટે જરૂરી તમામ ઘટકો બેન્નુ પર હાજર હોવાની પુષ્ટિ થઈ છે.
જો આરએનએના તમામ ઘટકો એક એસ્ટરોઇડમાં હાજર હોય, તો આપણા સૌરમંડળના અન્ય પિંડો પર પણ જીવનની શરૂઆત માટેના મૂળભૂત ઘટકો હાજર હોઈ શકે. મંગળ, યુરોપા, અને એન્સેલેડસ જેવા સ્થાનો પર પ્રવાહી પાણી અને કાર્બનિક અણુઓ હોવાનું પુરાવા મળ્યા છે. નાસા અને અન્ય અંતરિક્ષ એજન્સીઓ હવે એવા મિશન્સ રચી રહી છે, જે આવા પિંડોમાંથી નમૂનાઓ લાવશે. તેમાં જીવનના ચિહ્નો શોધશે. સરળ ભાષામાં એમ કહી શકાય કે બેન્નુની શોધે આપણને જીવન શોધવાનો ડ્રાફ્ટ કે પ્રાથમિક નકશો' આપ્યો છે. જેના ઉપરથી વિજ્ઞાનીઓ જાણી શકશે કે 'હવે શું શોધવું? અને ક્યાં શોધવું?
બેન્નુની શોધનું સૌથી મોટું મહત્વ એ છે કે 'તેણે આપણને વિશ્વાસ આપ્યો કે 'બ્રહ્માંડમાં જીવનની શક્યતા એ સાર્વત્રિક ઘટના છે. જો એક નાના એસ્ટરોઇડમાં જીવનના બધા જ મૂળભૂત ઘટકો હાજર હોય, તો અબજો તારાઓ અને તેમની આસપાસ ફરતા ગ્રહોમાં જીવન ઉવ્યું હોવાની સંભાવના ઘણી વધી જાય છે. આપણે કદાચ બ્રહ્માંડમાં એકલા નથી. આ વિચાર માનવજાતના સ્થાન અને ભવિષ્ય વિશેની આપણી સમજણને ફરીથી આકાર આપી શકે છે.' હવે મહત્વનો સવાલ એ થાય કે આવનારા ૫૦ વર્ષમાં આપણે બીજા ગ્રહ પર જીવન શોધી શકીશું? આર્ટિફિશિયલ ઇન્ટેલિજન્સ અને સિન્થેટિક બાયોલોજીનું સંયોજન માનવજાત માટે આશીર્વાદ સાબિત થશે કે શ્રાપ?
