உயிர் என்றால் என்ன

வேறு எந்த கிரகத்திலும் இல்லாத பூமியில் மட்டுமே காணப்படும் ஒரு அரிய வரப்பிரசாதம் உயிர். வேறு கிரகங்களிலும் கண்டிப்பாக இருப்பதற்கான அதிக வாய்ப்புகள் இருந்தாலும், இதுவரை பூமியை தவிர வேறு எங்கும் உயிரினங்கள் கண்டுபிடிக்கபடவில்லை. அண்டத்தில் பூமி மட்டுமே நமக்கு தெரிந்து உயிரினங்கள் இருக்கும் இடம்.

உயிர் எப்படி தோன்றியிருக்கும்? இந்த கேள்விக்கு பதில் தெரிவதற்கு முன், “உயிர் என்றால் என்ன?” என்ற கேள்வியை எழுப்ப வேண்டும். அதிசயமாக கருதப்படும் உயிரை அடிப்படை இயற்பியலால் விளக்க முடியும். எனவே உயிரியல் அல்ல, வேதியியலில் இந்த அடிப்படை கேள்விக்கு பதில் தேட வேண்டும்.

இப்படி தேடும் வேட்டையை ஆரம்பித்தவர் இர்வின் ஷ்ரோடிங்கர் (Erwin Schrödinger) என்ற உலக புகழ் பெற்ற விஞ்ஞானி. ஆண் அழகன் போன்று இருந்து, பல இளம் பெண்கள் மனதை கவர்ந்த இவர், இதுவரை வாழ்ந்ததிலேயே உலகின் தலை சிறந்த இயற்பியல் துறை வல்லுநர்களில் ஒருவர். எலக்ட்ரான் (Electron) எப்படி செல்லும் என்பதை கண்டுபிடித்தவர். இவரின் ஷ்ரோடிங்கர் பூனை சிந்தனை பரிசோதனை எலக்ட்ரானின் அடிப்படை குணங்களை விளக்குகிறது. எலக்ட்ரான் பற்றி அவர் கண்டுபிடித்ததற்காக உலகின் மிக மதிப்புமிக்க விருதான நோபல் பரிசு அவருக்கு 1933இல் வழங்கப்பட்டது.

இயற்பியல் மட்டுமல்ல, ஷ்ரோடிங்கர் ஒரு தத்துவ ஞானியும் கூட. கிரேக்கம் மற்றும் இந்து புராணங்களில் அனைத்தும் படித்தவர். இவர் தன் கவனத்தை உயிர் என்றால் என்ன என்ற அடிப்படை கேள்விக்கு பதில் அளிக்கும் முயற்சியில் ஈடுபடுத்தினார். இதில் அவரின் சிந்தனைகளை தொகுத்து “What Is Life? The Physical Aspect of the Living Cell” என்ற தலைப்பில் ஒரு புத்தகத்தை 1944இல் வெளியிட்டார். உலகின் மிக செல்வாக்கு அடைந்த புத்தகங்களில் இதுவும் ஓன்று.

உயிர் ஒரு சமச்சீரற்ற படிகம் என்று ஷ்ரோடிங்கர் விளக்கினார். வைரம் போன்ற படிகங்கள் சமச்சீர் உடையது. அதாவது வைரத்தின் உள் அமைப்பு அனைத்தும் ஒரு சமமான கனம் (cubic) போன்று இருக்கும். இந்த உள் அமைப்பு பல கோடி ஆண்டுகள் ஆனாலும் மாற்றம் அடையாமல் அப்படியே இருக்கும். இந்த கோடி கணக்கான ஆண்டுகள் மாறா தன்மை எல்லா படிகங்களுக்கும் உண்டு. இதனால் உயிரும் கண்டிப்பாக படிகத்திற்கான குணமுடையது.

ஒவ்வொரு குழந்தையும் பெற்றோரின் சாயலில் இருக்கிறது. இது அனைவருக்கும் தெரியும். பெற்றோரின் உடல் கட்டமைப்பில் பெரும்பான்மையான பங்கு குழந்தையின் உடல் கட்டமைப்பில் உள்ளது. இந்த கட்டமைப்பின் தகவல் பெற்றோரிடம் இருந்து குழந்தைகளுக்கு செல்கிறது. இப்படி நம் பெற்றோர், அவர்களின் பெற்றோர் போன்று இருப்பர். இப்படி தலைமுறை தலைமுறையாக நம் உடலின் கட்டமைப்பிற்கான தகவல் அழியாமல் பாதுகாத்து வருகிறது. உலகின் முதல் உயிரினம் தோன்றியபோது அதில் இருந்த தகவல் கூட நம் உடலில் இன்றும் இருக்கிறது. எப்படி ஆற்றலை உபயோகிக்க வேண்டும், போன்ற தகவல், உயிர் தோன்றிய போதில் இருந்து இப்போது வரை மாறவில்லை. இப்படி தகவலை உருமாறாமல் பாதுகாக்கும் தன்மை படிகங்களுக்கு தான் உண்டு. எனவே உயிருக்கான மூலக்கூறு ஒரு படிகமாக தான் இருக்க கூடும்.

ஆனால், வைரம் போன்று சுமாரான அமைப்பு உயிருக்கான மூலக்கூறில் (molecules) இருக்காது. ஏனென்றால், இந்த மூலக்கூறுக்கு கண்டிப்பாக மேலும் ஒரு குணம் இருக்கவேண்டும். உயிருக்கான மூலக்கூறுக்கு அது தன்னை தானே மீண்டும் தயாரிக்கும் தன்மை இருக்க வேண்டும். இப்படி மீண்டும் தன்னை தானே தயாரிப்பதில் முதலில் இருந்த தகவல் அப்படியே புதிதாக தயாரிக்கப்பட்ட முலக்கூறிலும் இருக்க வேண்டும். இந்த தகவல் மாற கூடாது. இப்படிப்பட்ட குணம் வைரம் போன்ற சுமாரான படிகங்களுக்கு இருக்க முடியாது. எனவே உயிர் ஒரு சமச்சீரற்ற படிகமாக தான் இருக்க முடியும்.

இப்படி சமச்சீரற்ற படிகம் மற்றும் மீண்டும் தயாரித்தல் என்ற இரு குணம் உடைய எந்த முலக்கூராக இருந்தாலும், அது உயிர் என்று கூறப்படுவதற்கான தகுதி உடைய வேட்பாளராக இருக்கும். 1951இல் ரோசலிண்ட் பிராங்கிளின் (Rosalind Franklin) என்ற பெண் உயிர் அணுவினுள் இருக்கும் உயிருக்கான மூலக்கூறாக கருதப்பட்ட ஒரு பொருளை x-கதிர் படிகக்கல் (X-ray crystallography) என்ற நுட்பத்தை பயன்படுத்தி எடுத்த புகைப்படத்தை பயன்படுத்தி, ஜேம்ஸ் வாட்சன் (James Watson) மற்றும் பிரான்சிஸ் கிரிக் (Francis Crick) என்ற இருவர், ஷ்ரோடிங்கர் ஏற்கனவே கணித்தது போன்று ஒரு மூலக்கூறு பூமியின் எல்லா உயிரின் உள் இருப்பதாக கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. 1953இல் அப்படி கண்டுபிடிக்கப்பட்ட பொருளின் பெயர் DNA.

DNA ஒட்டி இருக்கும் இரண்டு நூல் போன்ற அமைப்பு உடையது. இதன் வடிவம் இரட்டை சுருள் நூல் போன்றது. இரு நூலும் A, G, C மற்றும் T என்ற 4 பொருட்களால் ஆனது. இதில் A எப்போதும் C உடன் மட்டுமே ஒட்டும். G எப்போதும் T உடன் மட்டுமே ஒட்டும். இப்படி இந்த இரு நூல் சேர்ந்த அமைப்பை, இரு தனி நூலாக பிரித்தால், ஒரு பக்கத்தில் என்ன இருக்கிறதோ, அதே மறுபக்கத்தில் அது உருவாக்கிவிடும். இப்படி ஒரு நூல் இருந்தால், அதுவே தானியங்கி ஒரு DNA வாக மாற்றிவிடும். இப்படி அந்த இரு ஒட்டி கொண்டு இருக்கும் நூலை இரண்டாக பிரித்தால், இரண்டும் தனித்தியங்கி இரண்டும் ஒரேபோன்ற DNAவை உருவாக்கிவிடும். இப்படி DNA மீண்டும் தயாரித்தல் தன்மையுடையது. இப்படி மீண்டும் தயாரிக்கும் போது, முதலில் இருந்த தகவல் மாறாமல் அப்படியே புதிதாக உற்பத்தியான இரண்டிலும் இருக்கும். அப்படி DNA படிகம் தன்மையுடையது.

DNA மிக நீளமான இரட்டை நூல். DNA வின் சில பகுதி, இன்று வாழும் உலகின் எல்லா உயிரினங்களுக்கும் இருக்கிறது. இது உலகின் எல்லா உயிரினமும் ஒரு காலத்தில் வாழ்ந்த ஒரே ஒரு மூதாதையரில் இருந்து வந்தது என்பதை காட்டுகிறது. அது மட்டுமல்ல, பூமியில் உயிரின் தோற்றம் ஒருமுறை தான் நிகழ்ந்துள்ளது என்பதை காட்டுகிறது.

அண்டத்தில் பூமியில் மட்டுமே உயிர் இருப்பதை கண்டுபிடித்துள்ளோம். ஆனால் இங்கு தோன்றி இருந்தால், கண்டிப்பாக அண்டத்தின் வேறு இடங்களிலும் தோன்றி இருக்க வாய்ப்பு மிக அதிகமாகவே உள்ளது. வேற்றுகிரகவாசிகளை நாம் பல நூற்றாண்டுகளாக தேடி வருகிறோம். ஆனால் யாரையும் நாம் இதுவரை கண்டதில்லை. பூமியில் DNA இருப்பது போன்று, அவர்கள் வேறு எதாவது மூலக்கூறில் இருக்கலாம். உயிருக்கான மூலப்பொருட்களில் நமக்கு DNA மட்டும் தான் தெரியும். DNA போன்று வேறு எதாவது பொருளில் சமச்சீரற்ற படிகம் மற்றும் மீண்டும் தயாரித்தல் தன்மை இருக்கலாம். அவற்றால் வேற்றுகிரக உயிரினங்கள் உருவாகியிருக்கலாம். ஆனால் ஷ்ரோடிங்கர் கூறிய விதி, பூமிக்கு மட்டுமல்ல, அண்டத்தில் எங்கு உயிர் இருந்தாலும் கண்டிப்பாக பொருந்தும்.

பூமி மொத்தம் 92 வகை தனிமங்களால் ஆனது. அவற்றில் சில தனிமங்கள் சேர்ந்து உயிருக்கான அடிப்படை மூலக்கூறுகளை உருவாக்குகிறது. இப்படி உயிருக்கான அடிப்படை தனிமங்கள் கார்பன், ஹைட்ரோஜன், நைட்ரோஜன், ஆக்ஸிஜன், பாஸ்பரஸ், மற்றும் சல்பர். பூமியில் இருக்கும் எல்லா உயிரினங்களின் அடிப்படை மூலக்கூறு இந்த 6 தனிமங்களில் இருந்து தான் வருகிறது. இந்த 6 தனிமங்களும் பூமியின் பரப்பில் அதிக அளவில் இன்று காணப்படுகிறது. பல்வேறு வகையான மூலக்கூறுகளை இந்த 6 தனிமங்கள் இணைகிறது. இப்படி பல்வேறு வகையான இணைப்புகள், பல்வேறு வகையான மூலக்கூறுகளை உருவாக்குகிறது. இதில் உயிருக்கான அடிப்படை கட்டமைப்புக்கான மூலக்கூறுகள் அமினோ அமிலம் எனப்படுபவை.

பல வகை அமினோ அமிலம் உண்டு. DNA வின் உட்பொருட்களான A, G, C மற்றும் T ஒரு வகை அமினோ அமிலம் தான். நம் உடலில் உள்ள புரதம், கொழுப்பு, சதை, போன்ற அனைத்தும் வெவ்வேறு வகையான அமினோ அமிலத்தால் ஆனது தான். நம் உடல் மட்டும் அல்ல, மரங்களும் பசையால் ஆனது தான். பொதுவாக உயிரினங்களுக்கு தேவையான அடிப்படை அமினோ அமிலம் 20. ஆனால் அதை தவிர வேறு பல அமினோ அமிலங்களும் உண்டு. பல்வேறு அமினோ அமிலம் சேர்ந்து நியூக்ளிக் அமிலம் (nucleic acid) ஆகும். DNA மற்றும் RNA மிக பொதுவான நியூக்ளிக் அமிலம். இப்படி எல்லா உயிரினங்களும் அடிப்படையாக அமினோ மற்றும் நியூக்ளிக் அமிலத்தால் ஆனது.

உயிர் எப்படி முதலில் தோன்றி இருக்கும்? இதற்கு சரியான பதில் யாருக்கும் தெரியாது. விண்வெளியில் உள்ள கற்கள் பலவற்றை சோதித்து பார்த்ததில், அதில் பலவற்றில் பல்வேறு அமினோ அமிலம் இருப்பதை கண்டுபிடித்துளோம். அப்படி என்றால், உயிர் வேறு எங்கோ தோன்றி விண்கற்கள் மூலமாக பூமிக்கு வந்திருக்கலாம். வேறு கிரகத்திலோ, அல்லது வேறு சூரிய குடும்பத்திலோ, இல்லை வேறு நட்சத்திர கூட்டத்திலோ தோன்றி விண்கற்கள் மூலமாக பூமியை வந்து அடைத்து, இங்கு நியூக்ளிக் அமிலங்களை உருவாகியிருக்கலாம்.

ஒருவேளை பூமியிலேயே உயிர் தோன்றியிருக்கலாம். செயற்கையாக அமினோ அமிலம் ஆய்வுக்கூடங்களில் தயாரித்துள்ளோம். காற்று, மின்சாரம் போன்ற இயற்கை பொருட்களால் பூமியின் பரப்பில் அமினோ அமிலம் தோன்றியிருக்கலாம் என்று யுரே-மில்லர் சோதனை (Urey-Miller experiment) காட்டியது. ஆனால் அந்த வகை சாத்தியமில்லை என்று விஞ்ஞானிகள் இன்று நம்புகின்றனர். பூமியின் துவக்க காலத்தில் ஓசோன் படலம் இல்லை. எனவே சூரியனின் கடுமையான UV கதிர்கள் உருவான அமினோ அமிலங்களை அழித்திருக்கும்.

பெரும்பான்மையான விஞ்ஞானிகள் நம்பும் யோசனை என்னவென்றால், உயிர் பூமியின் பரப்பில் இல்லாமல், ஆழ் கடலின் அடியில் உருவாகியிருக்கும். துவக்ககால பூமியின் ஆழ்கடலில் உள்ள சூழ்நிலையை ஆய்வுக்கூடங்களில் உருவாக்கி செயற்கையாக பல அமினோ அமிலங்களை உருவாக்கியுள்ளோம். ஆழ்கடலில் உள்ள எரிமலைகள் அவைகளுக்கு அடைக்கலமாக இருந்திருக்க கூடும்.

இப்படி அதிசயமாக நாம் பார்க்கும் உயிரை, இயற்கையின் விளைவால் உருவானது என்று விஞ்ஞானம் நிரூபித்துள்ளது. கிரேக் வெண்டேர் (Craig Venter) என்ற விஞ்ஞானி 2010இல் Mycoplasma laboratorium ஆனது சிந்தியா (Synthia) என்று கூறப்படும் முதல் செயற்கை உயிரினத்தை உருவாக்கியுள்ளார். இப்படி பல்வேறு கண்டுபிடிப்புகள், உயிரின் ஆரம்பத்தில் ஒரு வெளிச்சம் அடிக்கிறது.

முதல் உயிரினங்கள் உருவான பின் என்ன நடந்தது? எப்படி பல்வேறு வகையான உயிரினங்களாக மாறியது? இதை டார்வின் மற்றும் வாலஸின் பரிணாம கொள்கைகள் விளக்குகிறது. அதை பற்றி நாம் தொடர்ந்து பார்க்கலாம்.

நவம்பர் 2018 அமுதம் இதழில் வெளியானது…