थोडे आपल्या छोट्याशा डबक्यातून बाहेर पडूयात : मुग्धा कर्णिक

वैज्ञानिक स्वान्ते पेबो यांना २०२२चा फिझियॉलॉजी/वैद्यकविज्ञान या विषयाचा नोबेल पुरस्कार जाहीर झाला आहे. नष्ट झालेल्या मानवप्रजातींच्या जिनॉम म्हणजे जनुकीय अनुवंशावर आणि पुढील उत्क्रांतीवर त्यांचे मूलगामी संशोधन होते.आपण कुठून आलो या प्रश्नाच्या उत्तरासाठी सारी मानवजात उत्सुक असते... आपल्या आधी होऊन गेलेल्या मानववंशाशी आपले वांशिक नाते कसे आहे, आणि होमो सेपियन म्हटल्या जाणारी आपली प्रजाती इतर मानवी वंशांपेक्षा वेगळी का ठरली असे प्रश्न सतत पडत असतात.

स्वान्ते पेबो यांच्या संशोधनातून जे काही हाती आले आहे ते केवळ अशक्य कोटीतलेच म्हणायचे. त्यांनी आता अस्तित्वात नसलेल्या निअन्डर्थल मानवाचा जिनॉम सिक्वेन्स मांडला. शिवाय आधी कुणालाच माहीत नसलेल्या डेनिसोवा या मानवप्रजातीचा अतिशय आश्चर्यकारक शोध त्यांनी लावला. पाबे स्वान्ते यांनी सत्तर हजार वर्षांपूर्वी आफ्रिकेतून बाहेर पडलेल्या अस्तंगत मानव प्रजातींमधील मानवांमार्फत आजच्या होमो सेपिएनमधली काही जनुके कसकशी, कशा प्रकारे आली याचा शोध घेतला. वर्तमानातील मानवसमूहांच्या शरीर रचनेमध्ये या जनुकप्रवाहांचा संदर्भ आहे, उदाहरणार्थ आपली रोगप्रतिकारशक्ती काही संसर्गांशी कशी लढते त्याच्याशी हा शोध जाऊन भिडतो.

पेबोंच्या संशोधनकार्यातून एका नवीनच ज्ञानशाखेचा उदय झाला. पॅलिओजेनॉमिक्स- प्राचीनजनुकशास्त्र. जिवंत असलेल्या मानवप्रजाती आणि अस्तंगत मानवसदृश प्रजातींमधील जनुकीय फरक उघड केल्यामुळे आपण असे एवंगुणविशिष्ट मानव का आहोत हे शोधण्यासाठी भक्कम पाया मिळाला आहे.

आपण कुठून आलो?

आपले मूळ स्थान कोणते आणि आपण एकमेवाद्वितीय का आहोत हा प्रश्न मानवजातीला प्राचीन काळापासून पडत आला आहे. जीवाश्मशास्त्र आणि पुरातत्त्वशास्त्र या दोन्ही शाखांतून मानवी उत्क्रांतीसंबंधाने महत्त्वाचे अभ्यास झाले आहेत. शारीरिकदृष्ट्या प्रगत असा आजचा मानव म्हणजे होमो सेपिएन हा आफ्रिकेत प्रथम तीन लक्ष वर्षांपूर्वी दिसून आला. आपले निकटचे नातेवाईक असलेले निअन्डर्थल मानव ४ लक्ष वर्षांपासून अलिकडच्या ३० हजार वर्षांपूर्वी त्यांच्या अस्ताच्या काळापर्यंत आफ्रिकेच्या बाहेर, पश्चिम आशियाच्या भूमीत विकसित झाले आणि युरोपच्या भूमीत पसरले. सत्तर हजार वर्षांपूर्वी होमो सेपियन्स आफ्रिकेतून स्थलांतर करून मध्यपूर्वेच्या भूभागावर पोहोचले आणि तिथून संपूर्ण जगभरात पसरले. होमो सेपिएन्स आणि निअन्डर्थल्स हे दोघेही युरेशियाच्या काही भागांत सुमारे दहा हजार वर्षांच्या काळात एकाच वेळी नांदत होते. पण आपले आणि अस्तंगत निअन्डर्थल मानवांचे नातेसंबंध काय होते याबद्दल आपल्याला काय माहीत आहे? या संबंधातील काही दिशा जनुकीय माहितीतून लाभू शकेल.

१९९०च्या अखेरपर्यंत जवळपास संपूर्ण ह्यूमन जिनॉम सिक्वेन्सची मांडणी झाली होती. फार मोठा टप्पा गाठला होता आपण आणि या आधारावर वेगवेगळ्या मानवसमूहांमधील जनुकीय नातेसंबंधांचे अभ्यास केले गेले. मात्र आजचा मानव आणि अस्तंगत निअन्डर्थल्स यांच्यामधील जनुकीय नातेसंबंध शोधण्यासाठी प्राचीन नमुन्यांतून गोळा केलेल्या जनुकीय डीएनएचा सिक्वेन्स तयार होणे गरजेचे होते.अशक्यप्राय काम होते हे.

स्वांते पेबे यांना आपल्या कारकीर्दीच्या सुरुवातीच्या काळातच आधुनिक जनुकशास्त्रातील शास्त्रीय पद्धती वापरून निअन्डर्थल डीएनएचा अभ्यास करायची स्वप्ने पडली होती. यातील तांत्रिक अडचणी त्यांना लवकरच समजून आल्या. काळाच्या उदरात डीएनएमध्ये रासायनिक बदल होतात, त्याचा ऱ्हास पावून त्याचे अगदी सूक्ष्म तुकडे होतात. हजारो वर्षांनंतर डीएनएचे केवळ सूक्ष्म रुपातले अंश शिल्लक रहातात आणि त्यातच भरीला सोबतच्या जीवाणू किंवा नंतर आलेल्या माणसांच्या डीएनएचे मिश्रण होत रहाते.

उत्क्रांतीवादी जीवशास्त्र क्षेत्रात दिशादर्शक कामगिरी करणाऱ्या ऍलन विल्सन यांच्या मार्गदर्शनाखाली पोस्टडॉक्टरल काम करतानाच पेबो यांनी निअन्डर्थलच्या डीएनएचा अभ्यास करण्याच्या पद्धती निश्चित करण्याचा प्रयत्न सुरू केला. या प्रयत्नांत त्यांनी अनेक दशके खर्ची घातली.

१९९०मध्ये पेबो यांची म्युनिक विद्यापीठाने नियुक्ती केली. या विद्यापीठातही त्यांनी या प्राचीन डीएनएवरचे काम सुरू ठेवले. निअन्डर्थल मायटोकॉन्ड्रियातील डीएनएचे पृथक्करण करायचा त्यांनी निर्णय घेतला. एका चाळीस हजार वर्षे जुन्या हाडाच्या तुकड्यातून त्यांनी मायटोकॉन्ड्रयल डीएनए काढून त्याचा जिनॉम सिक्वेन्स केला. अशा तऱ्हेने प्रथमच आपल्या हाती आपल्या अस्तंगत पूर्वजाचा जिनॉम सिक्वेन्स लागला. या जनुकीय माहितीशी आधुनिक मानवाची, चिम्पांझींची जनुकीय माहिती ताडून पाहिली असता निअन्डर्थल जनुकीय दृष्ट्या वैशिष्ट्यपूर्ण होते हे स्पष्ट झाले.

२०१०मध्ये त्यांनी प्रथम संपूर्ण निअन्डर्थल जिनॉम सिक्वेन्स प्रसिद्ध केला. याचे तुलनात्मक विश्लेषण केल्यानंतर असे लक्षात आले की निअन्डर्थल्सचे आणि होमो सेपियन्सचे अगदी अलिकडचे पूर्वज आठ लक्ष वर्षांपूर्वी पृथ्वीवर अस्तित्वात होते.

यानंतर त्यांनी दक्षिण सायबेरियातील डेनिसोवा गुंफेतून मिळवलेल्या हाताच्या बोटाचे हाड मिळवले. याच गुंफेवरून या प्रजातीला डेनिसोवन हे नाव मिळाले आहे. होमो सेपियन आणि बाकी अस्तंगत मानवसदृश प्रजातींची उत्क्रांती आणि नाते दाखवणारी फायलोजेनेटिक शाखाविस्ताराची आकृती सोबतच्या एका चित्रामध्ये दिसते. जनुकांचा प्रवास कसा घडला याचा पेबो यांनी घेतलेला शोधही यात दिसतो.आता पेबो आणि त्यांचे सहसंशोधक जगाच्या विविध प्रांतांत निअन्डर्थल्स आणि आधुनिक मानवातील नात्याचा शोध घेत आहेत.

आफ्रिकेतील आधुनिक मानवापेक्षा युरोप आणि आशियातील आधुनिक मानवांशी निअन्डर्थल मानवांच्या जिनॉमचे अधिक निकटचे साधर्म्य आहे असे स्पष्ट होत आहे. याचा अर्थ असा निघतो की निएन्डर्थल्स आणि होमो सेपिएन्स या दोघांमध्ये सहनिवासाच्या एक लाख वर्षांच्या काळात संकर झाला होता. युरोपियन किंवा आशियाई वंशांच्या आधुनिक मानवांत सुमारे १ ते ४ टक्के जिनॉम हा निअन्डर्थल्सकडून आलेला दिसतो.

डेनिसोवा- एक थरारक शोध

२००८मध्ये सायबेरियाच्या डेनिसोवा गुंफेत ४० हजार वर्ष जुने बोटाचे हाडुक मिळाले. यात अतिशय चांगल्या स्थितीतील डीएनएचा तुकडा मिळाला आणि पेबोंच्या संशोधक चमूने त्याचे सिक्वेन्सिंग केले. याचा निकाल आश्चर्यकारक होता, धक्कादायक होता कारण आजवर माहीत असलेल्या निअन्डर्थल आणि होमो सेपिएनांच्या सिक्वेन्सपेक्षा तो अगदी आगळा होता. आजवर कधीच न सापडलेल्या एका मानवसदृश प्रजातीचा शोध पेबोंना लागला होता. आणि या डेनिसोवांचेही होमो सेपिएन्सशी लैंगिक संबंध आले होते हे जनुकीय प्रवाहातून स्पष्ट झाले. मेलानेशिया आणि नैर्ऋत्य आशियातील लोकांमध्ये हे जनुकीय अंश दिसून आले. या लोकसमूहात सुमारे ६ टक्केपर्यंत डेनिसोवा डीएनए दिसून येतो.

पेबोंचे हे शोध आपल्याला आपल्या उत्क्रांतीच्या इतिहासाकडे नवीन दृष्टीने पाहायला शिकवतात. ज्या काळात होमो सेपिएन्स आफ्रिकेतून स्थलांतरित झाले त्या काळापर्यंत किमान दोन प्रकारचे मानवसदृश लोकसमूह युरेशियात वसले होते. निअन्डर्थल्स पश्चिम युरेशियात तर डेनिसोवन्स याच खंडाच्या पूर्व भागात रहात होते. होमो सेपिएन्स आफ्रिकेतून निघून पूर्वेकडे स्थलांतरित गेले तेव्हा त्यांचा शरीर-संबंध निअन्डर्थल्सशी आला तसाच डेनिसोवन्सशीही आला.

प्राचीन अनुवंशशास्त्र आणि त्याचे महत्त्व

स्वांते पेबो यांच्या या मूलगामी संशोधनामुळे पॅलिओजेनॉमिक्स ही नवीन विद्याशाखा आकाराला आली आहे. त्यांच्या चमूने अनेक अस्तंगत मानवसदृश प्रजातींच्या जिनॉम सिक्वेन्सवर काम केले आहे. पेबो यांच्या संशोधनानंतर एक वैज्ञानिकांना जिनॉम सिक्वेन्सच्या पृथक्करणाचे एक नवीन साधन सापडले असे म्हणता येईल. या साधनाचा आधार घेऊन आफ्रिकेतील अतीप्राचीन होमिनिन्सची जनुकेही होमो सेपिएन्समध्ये आलेली असू शकतात हे सिद्ध होऊ शकते. पण उष्ण कटिबंधातील हवामानामुळे चांगल्या प्रकारे टिकलेले डीएनए मिळणे कठीण आहे.

स्वांते पेबोंच्या संशोधनामुळे आज आपल्याला आपल्या शरीराची घडण आपल्या अस्तंगत पूर्वजांच्या डीएनएतूनही मिळाली असेल हे तर नक्कीच समजून घेता येते. उदाहरणार्थ आजच्या तिबेटन्समध्ये जी अतिशय उंचावर अस्तित्व टिकवण्याची जी क्षमता आहे ती डेनिसोवन्सच्या EPASI जनुकामधून मिळाली आहे. वेगवेगळ्या संसर्गांना आपल्या शरीराचा जो प्रतिसाद मिळतो त्यावर निअन्डर्थल्सच्या जनुकांची छाप आहे हे आता आपणांस समजते आहे.

आपण वैशिष्ट्यपूर्ण मानव कशामुळे आहोत?

होमो सेपिएन्सचे वैशिष्ट्य म्हणजे आपण अतिशय गुंतागुंतीच्या संस्कृती, नवनवीन तंत्रे, आणि कलात्मक रचना निर्माण करण्याची क्षमता बाळगतो, तसेच पाणी ओलांडून जगाच्या वेगवेगळ्या भागात पसरू शकतो. निअन्डर्थल्सही समूहाने जगत होते, त्यांचे मेंदूही मोठे होते. त्यांची हत्यारे वापरण्याची सुरुवातही केली पण हजारो वर्षांच्या प्रवासातही त्यातील प्रगती अतिशय संथ होती. होमो सेपिएन्स आणि आपल्या निकटच्या होमिनिन्सपासून आपण जनुकीयदृष्ट्या वेगळे कसे ते पेबोंच्या या संशोधनकार्यातून आपल्याला कळले. या क्षेत्रात चाललेले संशोधन काही काळातच आपल्या वैशिष्ट्यपूर्ण असण्याची सर्व कारणे आपल्याला समजावून देईल.

(हा लेख नोबेलप्राईझच्या वेबसाईटवरील लेखाचा अनुवाद आहे.)