Heredity and Evolution
हा धडा आनुवंशिकता म्हणजे काय, जनुकीय बदल कसे होतात आणि उत्क्रांतीची प्रक्रिया कशी घडते हे स्पष्ट करतो. यात डीएनए (DNA) आणि आरएनए (RNA) द्वारे प्रथिने संश्लेषणाची प्रक्रिया (सेंट्रल डॉग्मा), उत्परिवर्तन (Mutation), उत्क्रांतीचे विविध पुरावे (उदा. रूपात्मक, शारीरिक, अवशेषांगे, जीवाश्म, जोडणारे दुवे, भ्रूणविज्ञान), डार्विनचा नैसर्गिक निवडीचा सिद्धांत, लामार्कवाद आणि मानवी उत्क्रांतीचा प्रवास या महत्त्वाच्या संकल्पनांचा समावेश आहे. हा धडा जीवशास्त्रातील मूलभूत प्रक्रिया समजून घेण्यासाठी महत्त्वाचा आहे.
आनुवंशिकता आणि आनुवंशिक बदल
आनुवंशिकता म्हणजे जैविक गुणधर्मांचे एका पिढीकडून दुसऱ्या पिढीकडे जनुकांमार्फत संक्रमण होय.
- ग्रेगर जोहान मेंडेल यांना आधुनिक आनुवंशिकीचे जनक मानले जाते.
- ह्यूगो डी व्ह्रिस यांनी 1901 मध्ये उत्परिवर्तन (mutation) सिद्धांत मांडला, ज्यामुळे अचानक होणाऱ्या बदलांमागील कारणे स्पष्ट झाली.
- वॉल्टर सटन यांनी 1902 मध्ये नाकतोड्याच्या पेशींमध्ये गुणसूत्रांची जोडी पाहिली.
- 1944 मध्ये ओस्वाल्ड एवरी, मॅकलिन मॅकार्थी आणि कॉलिन मॅक्लिओड या तीन शास्त्रज्ञांनी सिद्ध केले की, विषाणू वगळता सर्व सजीवांमध्ये DNA हे आनुवंशिक द्रव्य आहे.
- 1961 मध्ये फ्रान्स्वा जेकब आणि जॅक मोनोड या फ्रेंच जनुकीय शास्त्रज्ञांनी जीवाणूंच्या पेशींमध्ये DNA च्या मदतीने प्रथिने संश्लेषणाच्या प्रक्रियेचे प्रारूप (मॉडेल) मांडले.
- यामुळे DNA मधील जनुकीय संकेत उलगडण्यास मदत झाली आणि पुनर्संयोजित DNA तंत्रज्ञान (Recombinant DNA technology) विकसित झाले.
आनुवंशिकीचे उपयोग:
- आनुवंशिक विकारांचे निदान, उपचार आणि प्रतिबंध.
- प्राणी आणि वनस्पतींच्या संकरित जातींची निर्मिती.
- सूक्ष्मजीवांचा वापर करून औद्योगिक प्रक्रिया.
आनुवंशिक बदल (Hereditary Changes):
- जनुकांमुळे सजीव आपल्यासारखे नवीन जीव निर्माण करू शकतात.
- काही जनुके पुढील पिढीत बदल न होता संक्रमित होतात, त्यामुळे पालकांचे काही गुणधर्म संततीमध्ये येतात.
- कधीकधी जनुकांमध्ये अचानक बदल होतात, ज्याला उत्परिवर्तन (Mutation) म्हणतात.
- जनुकामधील एखादे न्यूक्लिओटाइड आपली जागा बदलल्यास लहानसा बदल होतो, जो उत्परिवर्तन असतो.
- काही उत्परिवर्तने किरकोळ असतात, तर काही लक्षणीय असू शकतात (उदा. सिकल सेल ॲनिमिया).
आनुवंशिकता (Heredity): जैविक गुणधर्मांचे एका पिढीकडून दुसऱ्या पिढीकडे जनुकांमार्फत संक्रमण होणे.
DNA हे आनुवंशिक द्रव्य आहे (विषाणू वगळता).
प्रतिकृतीकरण, भाषांतरण आणि स्थानांतरण (Central Dogma)
पेशींच्या कार्यात आणि शरीराच्या संरचनेत व कार्यात DNA मधील जनुके RNA च्या मदतीने भाग घेतात.
- प्रथिने संश्लेषण (Protein Synthesis): शरीरासाठी आवश्यक प्रथिने DNA मधील माहितीनुसार तयार होतात. ही प्रक्रिया DNA द्वारे RNA च्या मदतीने होते, याला सेंट्रल डॉग्मा (Central Dogma) म्हणतात.
प्रथिने संश्लेषणाच्या पायऱ्या:
- प्रतिकृतीकरण (Transcription):
- DNA वरील न्यूक्लिओटाइडच्या क्रमानुसार mRNA (संदेशवाहक RNA) तयार होतो.
- DNA च्या दोन धाग्यांपैकी फक्त एका धाग्याचा वापर होतो.
- तयार होणाऱ्या mRNA मधील न्यूक्लिओटाइडचा क्रम DNA च्या वापरलेल्या धाग्याला पूरक असतो.
- DNA मधील थायमिनऐवजी RNA मध्ये युरासिल (Uracil) असतो.
- ही RNA संश्लेषणाची प्रक्रिया प्रतिकृतीकरण म्हणून ओळखली जाते.
- स्थान: केंद्रक (Nucleus).
- भाषांतरण (Translation):
- केंद्रकात तयार झालेला mRNA पेशीद्रव्यात येतो.
- mRNA वर DNA कडून आलेला सांकेतिक संदेश असतो.
- हा संदेश अमिनो आम्लांसाठीचे संकेत (codes) असतो.
- प्रत्येक अमिनो आम्लासाठी तीन न्यूक्लिओटाइडचा समूह असतो, याला ट्रिप्लेट कोडॉन (Triplet Codon) म्हणतात.
- डॉ. हरगोविंद खुराणा यांनी 20 अमिनो आम्लांसाठी ट्रिप्लेट कोडॉनच्या शोधात महत्त्वपूर्ण योगदान दिले, ज्यासाठी त्यांना 1968 मध्ये नोबेल पारितोषिक मिळाले.
- mRNA वरील संदेशानुसार tRNA (स्थानांतरण RNA) अमिनो आम्ले पुरवतो.
- tRNA वर कोडॉनला पूरक असा अँटीकोडॉन (Anticodon) असतो.
- या प्रक्रियेला भाषांतरण म्हणतात.
- स्थानांतरण (Translocation):
- tRNA द्वारे आणलेली अमिनो आम्ले पेप्टाइड बंधांनी (Peptide bonds) rRNA च्या मदतीने जोडली जातात.
- या प्रक्रियेदरम्यान, रायबोसोम mRNA च्या एका टोकाकडून दुसऱ्या टोकाकडे एका ट्रिप्लेट कोडॉनच्या अंतरावर सरकत राहतो.
- याला स्थानांतरण म्हणतात.
- अशा अनेक साखळ्या एकत्र येऊन जटिल प्रथिने तयार होतात.
- ही प्रथिने सजीवांच्या शरीरातील विविध कार्ये आणि त्यांचे स्वरूप नियंत्रित करतात.
महत्वाचे:
- DNA: आनुवंशिक माहिती साठवतो.
- mRNA: DNA कडून माहिती रायबोसोमकडे वाहून नेतो.
- tRNA: अमिनो आम्ले रायबोसोमकडे आणतो.
- rRNA: प्रथिने संश्लेषणात मदत करतो (रायबोसोमचा घटक).
सेंट्रल डॉग्मा (Central Dogma): DNA मधून RNA द्वारे प्रथिने तयार होण्याच्या प्रक्रियेला सेंट्रल डॉग्मा म्हणतात.
प्रतिकृतीकरण, भाषांतरण आणि स्थानांतरण या तीनही प्रक्रिया त्यांच्या व्याख्या, स्थान आणि कार्यांसह लक्षात ठेवा. फरक स्पष्ट करा या प्रश्नासाठी महत्त्वाचे.
उत्परिवर्तन (Mutation)
उत्परिवर्तन म्हणजे जनुकांमधील न्यूक्लिओटाइडच्या क्रमामध्ये अचानक होणारा बदल होय.
- कारणे:
- जनुकामधील एखादे न्यूक्लिओटाइड आपली जागा बदलणे.
- जनुकामधून एखादे न्यूक्लिओटाइड काढून टाकले जाणे.
- जनुकात नवीन न्यूक्लिओटाइड समाविष्ट होणे.
- परिणाम:
- काही उत्परिवर्तने किरकोळ असतात आणि त्यांचा सजीवावर फारसा परिणाम होत नाही.
- काही उत्परिवर्तने लक्षणीय असू शकतात आणि त्यामुळे गंभीर आनुवंशिक विकार होऊ शकतात.
- उदाहरणे:
- सिकल सेल ॲनिमिया (Sickle Cell Anemia): हे उत्परिवर्तनामुळे होणारे एक आनुवंशिक विकार आहे, ज्यात लाल रक्तपेशींचा आकार विळ्यासारखा होतो.
- उत्परिवर्तन हे उत्क्रांतीसाठी महत्त्वाचे असते, कारण ते जनुकीय विविधता निर्माण करते, जी नैसर्गिक निवडीसाठी आवश्यक आहे.
उत्परिवर्तन (Mutation): जनुकांमधील न्यूक्लिओटाइडच्या क्रमामध्ये अचानक होणारा बदल.
उत्परिवर्तन हे जनुकीय विविधतेचे मुख्य स्त्रोत आहे.
उत्क्रांती (Evolution)
उत्क्रांतीची संकल्पना:
- पृथ्वीवर सुमारे 3.5 अब्ज वर्षांपूर्वी जीवसृष्टी अस्तित्वात नव्हती.
- समुद्रातील साध्या मूलद्रव्यांपासून साधी सेंद्रिय आणि असेंद्रिय संयुगे तयार झाली.
- या साध्या संयुगांपासून प्रथिने आणि न्यूक्लिक आम्ले यांसारखी जटिल संयुगे तयार झाली.
- या जटिल संयुगांपासून आदिम प्रकारच्या पेशी (primitive cells) तयार झाल्या.
- या पेशींची संख्या वाढली आणि त्यांच्यात फरक निर्माण झाले.
- नैसर्गिक निवडीच्या तत्त्वानुसार, काही पेशींची चांगली वाढ झाली, तर काही नष्ट झाल्या.
- आज पृथ्वीवर वनस्पती आणि प्राण्यांच्या कोट्यवधी प्रजाती आहेत, ज्या आकार आणि जटिलतेमध्ये प्रचंड विविधता दर्शवतात.
- उत्क्रांती (Evolution): सजीवांमध्ये दीर्घकाळ चालणाऱ्या हळूहळू होणाऱ्या बदलांची प्रक्रिया, ज्यामुळे सजीवांचा विकास होतो.
- नैसर्गिक निवडीला प्रतिसाद म्हणून सजीवांच्या अनेक पिढ्यांमध्ये विशिष्ट गुणधर्मांमध्ये बदल होऊन नवीन प्रजातींची निर्मिती होणे याला उत्क्रांती म्हणतात.
उत्क्रांतीचा सिद्धांत:
- या सिद्धांतानुसार, पहिले सजीव द्रव्य (प्रोटोप्लाझम) समुद्रात तयार झाले.
- कालांतराने, एकपेशीय सजीव तयार झाले.
- एकपेशीय सजीवांमध्ये हळूहळू बदल होऊन मोठे आणि अधिक जटिल सजीव तयार झाले.
- हे सर्व बदल हळू आणि टप्प्याटप्प्याने झाले, ज्याला सुमारे 300 कोटी वर्षे लागली.
- सजीवांमध्ये झालेले बदल आणि विकास सर्वव्यापी आणि बहुआयामी होते, ज्यामुळे विविध प्रकारच्या सजीवांची उत्क्रांती झाली.
- संघटनात्मक उत्क्रांती (Organizational Evolution): भिन्न रचनात्मक आणि कार्यात्मक संघटना असलेल्या पूर्वजांपासून वनस्पती आणि प्राण्यांचा प्रगतीशील विकास.
उत्क्रांती (Evolution): नैसर्गिक निवडीला प्रतिसाद म्हणून सजीवांच्या अनेक पिढ्यांमध्ये विशिष्ट गुणधर्मांमध्ये बदल होऊन नवीन प्रजातींची निर्मिती होणे.
उत्क्रांती ही हळूहळू आणि दीर्घकाळ चालणारी प्रक्रिया आहे.
उत्क्रांतीचे पुरावे
उत्क्रांती ही एक सतत चालणारी प्रक्रिया आहे, हे सिद्ध करण्यासाठी अनेक पुरावे उपलब्ध आहेत.
1. आकारिकीय पुरावे (Morphological Evidences)
- प्राण्यांमधील समानता: तोंड, डोळ्यांची स्थिती, नाकपुड्या आणि कर्णपल्लवांची रचना, शरीरावर दाट केस यांसारख्या विविध प्राण्यांमध्ये दिसणाऱ्या समान रचना.
- वनस्पतींमधील समानता: पानांचा आकार, शिरा-विन्यास, पर्णदेठ यांसारख्या वनस्पतींमध्ये दिसणाऱ्या समान रचना.
- निष्कर्ष: या समान रचना दर्शवतात की या गटांचा उगम समान असावा आणि त्यांचे पूर्वज एकच असावेत.
2. शरीरशास्त्रीय पुरावे (Anatomical Evidences)
- उदाहरणे: मानवी हात, बैलाचा पुढचा पाय, देवमाशाचा पर (flipper) आणि वटवाघळाचा पॅटेजियम (patagium).
- वरवरची समानता नसतानाही: या अवयवांचा उपयोग संबंधित प्राण्यांमध्ये भिन्न असला तरी, त्यांच्या हाडांची रचना आणि सांध्यांमध्ये समानता आढळते.
- निष्कर्ष: ही समानता सूचित करते की या प्राण्यांचे पूर्वज समान असावेत.
3. अवशेषांगे (Vestigial Organs)
- व्याख्या: सजीवांच्या शरीरातील ऱ्हास पावलेली किंवा अविकसित, निरुपयोगी इंद्रिये म्हणजे अवशेषांगे.
- कारण: बदलत्या पर्यावरणात जगण्यासाठी नवीन ऊती किंवा अवयवांचा अचानक विकास शक्य नाही. त्याऐवजी, सध्याच्या अवयवांमध्ये हळूहळू बदल होतात.
- नैसर्गिक निवडीचे तत्त्व: एखादी रचना विशिष्ट परिस्थितीत उपयुक्त असते, परंतु वेगळ्या परिस्थितीत ती निरुपयोगी किंवा हानिकारक ठरते. अशा परिस्थितीत ती रचना नैसर्गिक निवडीनुसार ऱ्हास पावू लागते.
- उदाहरणे:
- मानवातील अवशेषांगे: आंत्रपुच्छ (appendix), कानांचे स्नायू, अक्कलदाढा, माकडहाड (शेपटीचे हाड).
- आंत्रपुच्छ: मानवासाठी निरुपयोगी असले तरी, रवंथ करणाऱ्या प्राण्यांमध्ये (उदा. गाय) ते पूर्णपणे कार्यात्मक असते.
- कानांचे स्नायू: मानवासाठी निरुपयोगी असले तरी, माकडांमध्ये कर्णपल्लव हलवण्यासाठी ते उपयुक्त असतात.
- निष्कर्ष: अवशेषांगे हे उत्क्रांतीचे पुरावे आहेत, कारण ती दर्शवतात की सजीवांनी त्यांच्या पूर्वजांकडून काही रचना वारशाने घेतल्या आहेत, ज्या आता निरुपयोगी झाल्या आहेत.
4. जीवाश्मविज्ञान पुरावे (Palaeontological Evidences)
- जीवाश्म (Fossils): पूर, भूकंप, ज्वालामुखी यांसारख्या आपत्त्यांमुळे गाडले गेलेल्या सजीवांचे अवशेष आणि ठसे जमिनीत सुरक्षित राहतात, त्यांना जीवाश्म म्हणतात.
- जीवाश्मांचा अभ्यास: उत्क्रांतीच्या अभ्यासाचा एक महत्त्वाचा पैलू आहे.
- कार्बन डेटिंग पद्धत (Carbon Dating Method):
- विलार्ड लिबी यांनी नैसर्गिकरित्या आढळणाऱ्या C-14 च्या किरणोत्सर्गी ऱ्हासावर आधारित ही पद्धत विकसित केली (नोबेल पारितोषिक 1960).
- मृत्यूनंतर वनस्पती आणि प्राण्यांचे कार्बन सेवन थांबते आणि त्यानंतर फक्त C-14 चा ऱ्हास सतत होत राहतो.
- मृत शरीरांमध्ये C-14 आणि C-12 (अकिरणोत्सर्गी) यांचे गुणोत्तर सतत बदलते.
- C-14 च्या किरणोत्सर्गीतेचे आणि C-14 ते C-12 च्या गुणोत्तराचे मोजमाप करून वनस्पती किंवा प्राण्याच्या मृत्यूपासूनचा काळ काढता येतो.
- उपयोग: पुरातत्वशास्त्र आणि मानववंशशास्त्रामध्ये मानवी जीवाश्म आणि हस्तलिखितांचे वय निश्चित करण्यासाठी वापरली जाते.
- निष्कर्ष: जीवाश्मांच्या अभ्यासातून सजीवांच्या उत्क्रांतीचा क्रम समजतो. उदा. अपृष्ठवंशीयांपासून पृष्ठवंशीयांची हळूहळू निर्मिती झाली असावी.
5. जोडणारे दुवे (Connecting Links)
- व्याख्या: काही वनस्पती आणि प्राणी असे आकारिकीय गुणधर्म दर्शवतात, ज्यामुळे ते दोन भिन्न गटांशी संबंधित असल्याचे दिसते, त्यांना जोडणारे दुवे म्हणतात.
- उदाहरणे:
- पेरिपॅटस (Peripatus):
- ॲनेलिडाचे गुणधर्म: खंडित शरीर, पातळ उपत्वचा, पॅरापोडियासारखे अवयव.
- आर्थ्रोपोडाचे गुणधर्म: श्वासनलिका श्वसन आणि खुली रक्ताभिसरण संस्था.
- निष्कर्ष: पेरिपॅटस हा ॲनेलिडा आणि आर्थ्रोपोडा यांच्यातील जोडणारा दुवा आहे.
- डकबिल्ड प्लॅटिपस (Duck-billed Platypus):
- सरपटणाऱ्या प्राण्यांचे गुणधर्म: अंडी घालतो.
- स्तनधारी प्राण्यांचे गुणधर्म: स्तनग्रंथी आणि केस.
- निष्कर्ष: डकबिल्ड प्लॅटिपस हा सरपटणारे प्राणी आणि स्तनधारी यांच्यातील जोडणारा दुवा आहे.
- लंगफिश (Lungfish):
- माशाचे गुणधर्म: मासा असूनही फुफ्फुसांनी श्वसन करतो.
- निष्कर्ष: लंगफिश दर्शवतो की स्तनधारी सरपटणाऱ्या प्राण्यांपासून आणि उभयचर माशांपासून उत्क्रांत झाले असावेत.
6. भ्रूणविज्ञान पुरावे (Embryological Evidences)
- तुलनात्मक अभ्यास: विविध पृष्ठवंशीय प्राण्यांच्या भ्रूणांच्या विकासाच्या प्रारंभिक अवस्थांचा तुलनात्मक अभ्यास.
- समानता: सर्व भ्रूण प्रारंभिक अवस्थेत अत्यंत समानता दर्शवतात आणि या समानता हळूहळू कमी होतात.
- निष्कर्ष: प्रारंभिक अवस्थेतील समानता या सर्व प्राण्यांचा उगम समान असल्याचे आणि त्यांचे पूर्वज एकच असल्याचे सूचित करते.
उत्क्रांतीचे पुरावे हा बोर्ड परीक्षेतील एक महत्त्वाचा प्रश्न आहे. प्रत्येक पुराव्याचे नाव, त्याची व्याख्या/उदाहरण आणि तो उत्क्रांती कशी सिद्ध करतो हे स्पष्ट करा.
कार्बन डेटिंग पद्धत जीवाश्मांचे वय निश्चित करण्यासाठी वापरली जाते.
डार्विनचा नैसर्गिक निवडीचा सिद्धांत
चार्ल्स डार्विन यांनी वनस्पती आणि प्राण्यांच्या असंख्य नमुन्यांचे निरीक्षण करून नैसर्गिक निवडीचा सिद्धांत मांडला, जो 'सर्वात योग्य तोच टिकेल' (Survival of the fittest) यावर आधारित आहे.
- त्यांनी 'ओरिजिन ऑफ स्पीसीज' (Origin of Species) नावाचे पुस्तक प्रकाशित केले.
सिद्धांताची मुख्य तत्त्वे:
- प्रचंड प्रजनन (Prolific Reproduction): सर्व सजीव मोठ्या प्रमाणात प्रजनन करतात.
- जीवन-मरणाचा संघर्ष (Life-threatening Competition): सर्व सजीव एकमेकांशी जीवघेणी स्पर्धा करतात.
- योग्यतेचे अस्तित्व (Survival of the Fittest): या स्पर्धेत फक्त तेच सजीव टिकतात, जे स्पर्धेत जिंकण्यासाठी आवश्यक बदल दर्शवतात.
- नैसर्गिक निवड (Natural Selection): निसर्ग फक्त योग्य सजीवांची निवड करतो आणि बाकीचे नष्ट होतात.
- प्रजनन आणि नवीन प्रजातींची निर्मिती: टिकून राहिलेले आणि निवडलेले सजीव प्रजनन करून त्यांच्या विशिष्ट गुणधर्मांसह नवीन प्रजातींना जन्म देतात.
सिद्धांतावरील आक्षेप:
- नैसर्गिक निवड हा उत्क्रांतीसाठी एकमेव घटक नाही.
- डार्विनने उपयुक्त आणि निरुपयोगी बदलांबद्दल कोणतेही स्पष्टीकरण दिले नाही.
- हळू बदल आणि अचानक बदलांबद्दल कोणतेही स्पष्टीकरण नाही.
महत्त्व: या आक्षेपांनंतरही, डार्विनचे उत्क्रांतीवरील कार्य एक महत्त्वाचा टप्पा मानले जाते.
डार्विनचा सिद्धांत 'सर्वात योग्य तोच टिकेल' या तत्त्वावर आधारित आहे.
डार्विनच्या सिद्धांताची मुख्य तत्त्वे आणि त्यावरील आक्षेप दोन्ही लक्षात ठेवा.
लामार्कवाद (Lamarckism)
जीन-बॅप्टिस्ट लामार्क यांनी असा प्रस्ताव मांडला की, सजीवांमध्ये होणारे आकारिकीय बदल हे उत्क्रांतीसाठी जबाबदार आहेत आणि या बदलांमागे सजीवांची क्रियाशीलता किंवा आळस हे कारण आहे.
- त्यांनी या संकल्पनेला 'अवयवांचा वापर किंवा गैरवापर (Use or Disuse of Organs)' असे म्हटले.
लामार्कवादाची तत्त्वे:
- संपादित गुणांचे संक्रमण (Inheritance of Acquired Characters): सजीव जे गुणधर्म आपल्या आयुष्यात संपादित करतात, ते पुढील पिढीमध्ये संक्रमित होतात.
उदाहरणे:
- जिराफची मान: अनेक पिढ्या उंच झाडांची पाने खाण्यासाठी मान ताणल्यामुळे जिराफची मान लांब झाली.
- लोहाराचे खांदे: सतत हातोडा मारण्याच्या हालचालींमुळे लोहाराचे खांदे खूप मजबूत झाले.
- शहामृग आणि एमूचे पंख: पंखांचा वापर न केल्यामुळे ते कमकुवत झाले.
- हंस आणि बदकाचे पाय: पाण्यात राहिल्यामुळे त्यांचे पाय पोहण्यासाठी उपयुक्त झाले.
- सापांचे पाय: बिळे खोदण्याच्या सवयीमुळे शरीरात बदल होऊन सापांनी त्यांचे पाय गमावले.
लामार्कवादावरील आक्षेप आणि खंडन:
- विशिष्ट कार्यांमुळे अवयवांचा विकास किंवा वापर न केल्यामुळे त्यांचा ऱ्हास ही संकल्पना स्वीकारली गेली.
- परंतु, हे संपादित गुणधर्म पुढील पिढीत संक्रमित होतात ही संकल्पना नाकारली गेली.
- कारण, आपल्यामध्ये झालेले बदल पुढील पिढीत संक्रमित होत नाहीत हे अनेक वेळा सिद्ध झाले आहे.
- उदा. व्यायाम करून शरीर कमावल्यास ते गुणधर्म मुलांमध्ये आपोआप येत नाहीत.
- यामुळे लामार्कवादाचा सिद्धांत अमान्य ठरला.
लामार्कवाद: सजीवांनी आयुष्यात संपादित केलेले गुणधर्म पुढील पिढीत संक्रमित होतात, हा सिद्धांत.
डार्विन आणि लामार्क यांच्या सिद्धांतातील फरक स्पष्ट करताना गोंधळ करू नका. डार्विन नैसर्गिक निवडीवर भर देतो, तर लामार्क संपादित गुणांच्या संक्रमणावर.
प्रजाती निर्मिती (Speciation)
वनस्पती आणि प्राण्यांच्या नवीन प्रजातींची निर्मिती हा उत्क्रांतीचा परिणाम आहे.
- प्रजाती (Species): नैसर्गिक प्रजननाद्वारे सुपीक संतती निर्माण करू शकणाऱ्या सजीवांचा समूह.
- प्रत्येक प्रजाती विशिष्ट भौगोलिक परिस्थितीत वाढते.
- त्यांचे अन्न, अधिवास, प्रजनन क्षमता आणि कालावधी भिन्न असतो.
प्रजाती निर्मितीची कारणे:
- जनुकीय विविधता (Genetic Variation): पूर्वीच्या प्रजातींपासून नवीन प्रजातींच्या निर्मितीसाठी जनुकीय विविधता जबाबदार आहे.
- भौगोलिक बदल (Geographical Changes): भौगोलिक अडथळे (उदा. पर्वत, नद्या) प्रजातींना वेगळे करू शकतात.
- प्रजनन बदल (Reproductive Changes): प्रजननाच्या पद्धतींमध्ये किंवा काळात होणारे बदल.
- भौगोलिक किंवा प्रजनन विलगीकरण (Geographical or Reproductive Isolation): यामुळे नवीन प्रजातींची निर्मिती होते.
- भौगोलिक विलगीकरण: जेव्हा सजीवांचे गट भौगोलिक अडथळ्यांमुळे वेगळे होतात, तेव्हा त्यांच्यात जनुकीय देवाणघेवाण थांबते आणि कालांतराने नवीन प्रजाती तयार होतात.
- प्रजनन विलगीकरण: जेव्हा सजीवांचे गट एकत्र असूनही प्रजननाच्या दृष्टीने वेगळे होतात (उदा. भिन्न प्रजनन काळ, भिन्न प्रजनन पद्धती), तेव्हा नवीन प्रजाती तयार होतात.
प्रजाती (Species): नैसर्गिक प्रजननाद्वारे सुपीक संतती निर्माण करू शकणाऱ्या सजीवांचा समूह.
जनुकीय विविधता, भौगोलिक आणि प्रजनन विलगीकरण हे प्रजाती निर्मितीचे मुख्य घटक आहेत.
मानवी उत्क्रांती (Human Evolution)
आजची जैवविविधता अतिशय साध्या एकपेशीय सजीवांपासून उत्क्रांतीमुळे निर्माण झाली आहे. मानवी उत्क्रांतीचा प्रवास खालीलप्रमाणे आहे:
- 7 कोटी वर्षांपूर्वी: शेवटचे डायनासोर नाहीसे झाले. त्यावेळी, आधुनिक लेमूरसारख्या पूर्वजांपासून माकडांसारखे प्राणी उत्क्रांत झाले असावेत.
- 4 कोटी वर्षांपूर्वी: आफ्रिकेतील या माकडांसारख्या प्राण्यांची शेपूट नाहीशी झाली. त्यांच्या मेंदूचा विकास झाला आणि हातांमध्ये सुधारणा झाली, ज्यामुळे कपीसारखे प्राणी (ape-like animals) उत्क्रांत झाले.
- दक्षिण आणि आग्नेय आशियात स्थलांतर: काही कपीसारखे प्राणी दक्षिण आणि आग्नेय आशियात पोहोचले आणि गिबॉन व ओरँग-उटानमध्ये उत्क्रांत झाले.
- 2.5 कोटी वर्षांपूर्वी: आफ्रिकेत राहिलेल्या कपीसारख्या प्राण्यांपासून गोरिला आणि चिंपांझी उत्क्रांत झाले.
- 2 कोटी वर्षांपूर्वी: काही कपी प्रजातींची उत्क्रांती वेगळ्या पद्धतीने झाली. त्यांना अन्न खाण्यासाठी आणि इतर कामांसाठी हातांचा अधिक वापर करावा लागला. कोरड्या वातावरणामुळे जंगले कमी झाल्याने ते जमिनीवर राहू लागले.
- ताठ उभे राहणे: त्यांच्या कमरेच्या हाडांचा (pelvic girdle) विकास अशा प्रकारे झाला की ते गवताळ प्रदेशात ताठ उभे राहू लागले, ज्यामुळे त्यांचे हात कधीही वापरण्यासाठी मोकळे झाले.
- पहिले मानवासारखे प्राणी: सुमारे 2 कोटी वर्षांपूर्वी ताठ उभे राहणारे आणि हातांचा वापर करणारे पहिले मानवासारखे प्राणी उत्क्रांत झाले.
- रामापिथेकस (Ramapithecus): उत्तर भारत आणि पूर्व आफ्रिकेतील 'रामापिथेकस' कपी हे मानवासारख्या प्राण्याचे पहिले ज्ञात उदाहरण आहे.
- 40 लाख वर्षांपूर्वी: दक्षिण आफ्रिकेतील कपी आकारात मोठे झाले आणि अधिक बुद्धिमान बनले.
- 20 लाख वर्षांपूर्वी: या मानवासारख्या प्राण्यांचे स्वरूप 'होमो' (Homo) वंशाच्या सदस्यांसारखे दिसू लागले आणि कुशल मानवाचा (skilled human) विकास झाला.
- 15 लाख वर्षांपूर्वी: ताठ चालणारा मानव (man with erect posture) उत्क्रांत झाला, जो चीन आणि इंडोनेशियामध्ये अस्तित्वात असावा.
- 1 लाख वर्षांपूर्वी: ताठ चालणाऱ्या मानवाच्या मेंदूचा विकास सुमारे 1 लाख वर्षांपर्यंत होत राहिला आणि याच काळात त्याने अग्नीचा शोध लावला.
- 50 हजार वर्षांपूर्वी: 50 हजार वर्षांपूर्वीच्या मानवाचा मेंदू इतका विकसित झाला होता की त्याला 'ज्ञानवान मानव' (Homo sapiens) मानले जाऊ शकते.
- निअँडरथल मानव (Neanderthal man): ज्ञानवान मानवाचे पहिले उदाहरण मानले जाते.
- क्रो-मॅग्नॉन मानव (Cro-Magnon man): सुमारे 50 हजार वर्षांपूर्वी क्रो-मॅग्नॉन मानव उत्क्रांत झाला आणि त्यानंतरची उत्क्रांती पूर्वीपेक्षा वेगाने झाली.
- 10 हजार वर्षांपूर्वी: ज्ञानवान मानवाने शेती करण्यास सुरुवात केली, पशुधन पाळले आणि शहरे वसवली. सांस्कृतिक विकास झाला.
- 5000 वर्षांपूर्वी: लेखनाची कला शोधली गेली आणि इतिहास सुरू झाला.
- 400 वर्षांपूर्वी: आधुनिक विज्ञानाचा उदय झाला.
- 200 वर्षांपूर्वी: औद्योगिक समाजाची स्थापना झाली.
- आज: आपण या टप्प्यावर पोहोचलो आहोत आणि अजूनही मानवी पूर्वजांच्या मुळांचा शोध घेत आहोत.
मानवी उत्क्रांतीचा क्रम आणि त्यातील महत्त्वाचे टप्पे (उदा. रामापिथेकस, कुशल मानव, निअँडरथल, क्रो-मॅग्नॉन) लक्षात ठेवा. वेळेनुसार घटनांचा क्रम विचारला जाऊ शकतो.