প্রাণের উৎপত্তি Origin of Life

বিজ্ঞানী, সাধারণ মানুষ সকলেরই মনে একটি বড় প্রশ্ন পৃথিবীতে প্রাণের/ জীবের শুরু কিভাবে হয়েছে? এই প্রশ্ন বছরের পর ধরে চলে আসছে। তবে আজ আধুনিক বিজ্ঞানের যুগে এসে আমরা অনেকটাই জানি আবার অনেককিছুই জানি না। আমরা যা জানি তা আমরা কতটুকুই বা জানি। এই বড় ইতিহাসের কোর্সে আমরা সবসময় এই বড় প্রশ্নগুলোই করি। আজ জানবো এর উত্তর। পৃথিবীতে প্রাণের উৎপত্তি কিভাবে হল?

 

আমরা এখন পর্যন্ত এই কোর্সে যা দেখেছি তার সব কিছুরই একটি গুণ রয়েছে এবং তা হল এটি জীবিত নয়। এখন, এবং এই কোর্সের বাকি অংশের জন্য, আমরা জীবিত জীবের দিকে তাকাতে যাচ্ছি। জীববিজ্ঞানীরা সন্দেহ করেন যে মহাবিশ্ব জুড়ে প্রাণ আছে, কিন্তু সত্য বলতে আমরা আসলে জানি না আছে কিনা। কারণ আমাদের বর্তমান প্রযুক্তিতে অন্য সৌরজগতে প্রাণের অস্তিত্ব দেখতে পারা খুব কঠিন। আমরা নিশ্চিতভাবে জানি যে প্রাণের অস্তিত্ব রয়েছে একমাত্র স্থানে এবং তা  হচ্ছে আমাদের পৃথিবী। সুতরাং এখানের প্রাণ নিয়েই আমাদের অধ্যয়ন করতে হবে।

 

এখন, প্রাণ কি? কি প্রাণকে এত বিশেষ করে তোলে? আমরা সবাই সম্ভবত স্বজ্ঞাতভাবে অনুভব করি যে আমরা জানি কী প্রাণকে আলাদা করে তোলে, তবে এটিকে সঠিকভাবে পিন-পয়েন্ট  করা আসলেই খুব কঠিন।

 

চলুন এক ধরনের অদ্ভুত তুলনা করা যাক. এরা দুটোই বড় জিনিস। আসুন তুলনা করি একটি হাতি এবং পৃথিবীর। এখন, আমরা বলতে পারি হাতি নড়াচড়া করে, কিন্তু আমরা দেখেছি যে পৃথিবীও গতিশীল। অথবা আমরা বলতে পারি হাতি বড় হয়। ওয়েল, তরুণ পৃথিবীও Accretion প্রক্রিয়ায় শুরুর দিকে বৃদ্ধি পেয়েছে। অথবা সম্ভবত আমরা বলতে পারি যে হাতি, সমস্ত জীবন্ত জিনিসের মতো, এক ধরণের উদ্দেশ্য নিয়ে কাজ করে। এখন, আমরা কিছুটা সত্যের কাছাকাছি এসেছি, কিন্তু এখনও নিশ্চিত করে বলা কঠিন।

 

আমরা যা করতে পারি তা হল আমরা এমন কিছু গুণাবলী তালিকাভুক্ত করতে পারি যা সমস্ত জীবন্ত প্রাণীর আছে বলে মনে হয়। সো এমন চারটি মূল গুণ বর্ণনা করছি যা সমস্ত জীবন্ত জিনিসের আছে বলে মনে হয়।

প্রথম গুণটিকে আমরা মেটাবোলিজম বলি, বাংলায় জীবদেহের রাসায়নিক রূপান্তর। সমস্ত জীবন্ত প্রাণী কোষ দিয়ে তৈরি। সমস্ত কোষ এই রাসায়নিক রূপান্তর করতে পারে, এবং এর দ্বারা আমরা যা বোঝাতে চাচ্ছি তা হল তারা নিজেদের বজায় রাখতে এবং নিজেদের চালিয়ে যাওয়ার জন্য বাইরের বিশ্ব থেকে শক্তি এবং উপকরণ গ্রহণ করতে পারে। এখন, এই জটিল প্রক্রিয়াটি কিছু নির্দেশাবলী দ্বারা পরিচালিত হয় যা প্রধান অণু, ডিএনএ--তে রয়েছে-- ডিএনএ - ডিঅক্সিরাইবোনিউক্লিক অ্যাসিড-- যা সমস্ত কোষে উপস্থিত।

 

দ্বিতীয় গুণটিকে আমরা বলি হোমিওস্টেসিস। শব্দটি কঠিন কিন্তু বুঝতে পারলে সহজ। হোমিওস্ট্যাসিস বলতে আমরা বুঝি সমস্ত কোষ এবং সমস্ত জীবন্ত প্রাণীর সামর্থ্য, যে তারা মেটাবোলিজমের মাধ্যমে যে শক্তি এবং উপকরণ পায় তা ব্যবহার করে তাদের পরিবেশের ক্ষুদ্র পরিবর্তনের সাথে ক্রমাগত সামঞ্জস্য করা। এবং হোমিওস্ট্যাসিসও শেষ পর্যন্ত নির্দেশাবলী দ্বারা পরিচালিত হয় যা আপনি ডিএনএ-তে খুঁজে পাবেন।

তৃতীয় গুরুত্বপূর্ণ গুণ হল প্রজনন। তারা হোমিওস্ট্যাসিসে যতই ভালো হোক না কেন, অবশেষে সমস্ত কোষ, সমস্ত জীবন্ত প্রাণী ভেঙ্গে মারা যায়। কিন্তু এখানেই জীবন নিজেকে রক্ষা করার জন্য সত্যিই একটি চতুর কৌশল তৈরি করে নিয়েছে। এমনকি যখন কোন প্রাণ মারা যায়, মারা যাওয়ার আগে, এটি নিজের এবং তার ডিএনএর অনুলিপি তৈরি করতে পারে এবং সেই অনুলিপিগুলিকে তার চারপাশে ছড়িয়ে দিতে পারে। তাই প্রাণ মারা যেতে পারে, কিন্তু অনুলিপি বেঁচে থাকবে; এবং এটি প্রজনন।

চতুর্থ গুণটিকে আমরা বলি adaptation বাংলায় অভিযোজন। বহু প্রজন্ম ধরে, প্রজাতিগুলি ধীরে ধীরে পরিবর্তিত হতে পারে এবং পরিবেশের পরিবর্তনের সাথে সাথে মানিয়ে নিতে পারে এবং বৈচিত্র্য আনতে পারে। তারা যেভাবে এটি করে তা আসলে অদ্ভুতভাবে ডিএনএ অনুলিপিতে ভুলের মাধ্যমে। শুধু মাঝে মাঝে, ডিএনএ ভুল করে, কিন্তু অনুলিপি কাজ করে। এবং যখন এটি ঘটে আপনি একটি নতুন সংস্করণ পান যা আসলে এই সমস্ত জিনিসগুলি করতে পারে-- এটি metabolize করতে পারে, এটি হোমিওস্ট্যাসিস করতে পারে, এটি পূর্ণ প্রজনন করতে পারে-- আমরা বলি যে একটি নতুন প্রজাতি তৈরি হয়েছে। এটা প্রায় যেন ডিএনএ ধীরে ধীরে শিখছে কিভাবে নতুন প্রজাতি তৈরি করতে হয় যা নতুন পরিবেশে নতুন জিনিস করতে পারে। আর এভাবেই আমরা আজ আমাদের চারপাশে প্রাণের বিশাল বৈচিত্র্য পাই।

কিন্তু আমরা যা জানি তা কীভাবে জানি?

ওয়েল, আমরা এই দাবি পরীক্ষা করতে পারেন. এবং আমরা করি! বিজ্ঞান ব্যবহার করে। আমরা প্রাণের কিছু প্রধান বৈশিষ্ট্য জানলাম, এবং সময়ের সাথে সাথে প্রাণ কীভাবে এবং কেন পরিবর্তিত হয় সে সম্পর্কেও আমাদের একটি ভাল ধারণা রয়েছে।

প্রাণের উৎপত্তি আমাদের কোর্সে ক্রমবর্ধমান জটিলতার পঞ্চম প্রধান থ্রেশহোল্ড বাংলায় প্রান্তিক সীমারেখা, আপনাকে মনে করিয়ে দিই যে আমরা ক্রমবর্ধমান জটিলতার থ্রেশহোল্ড বলতে কি বুঝি। এই থ্রেশহোল্ডগুলির প্রতিটিতে, মহাবিশ্বে নতুন কিছু দেখা দেখা গেছে, সম্পূর্ণ নতুন গুণাবলী সহ কিছু। এখন, যতবার আমরা এই থ্রেশহোল্ডগুলি অতিক্রম করেছি, আমরা একটি প্রশ্ন জিজ্ঞাসা করেছি। যখন আমরা প্রথম প্রান্তিক, মহাবিশ্বের সৃষ্টি, বা নক্ষত্রের সৃষ্টি বা নতুন রাসায়নিক উপাদানের সৃষ্টি বা গ্রহের সৃষ্টি সম্পর্কে কথা বলতাম, তখন আমরা জিজ্ঞাসা করেছিলাম,

কি গোল্ডিলক্সের শর্ত সেই থ্রেশহোল্ডটি অতিক্রম করা সম্ভব করেছিল?

গোল্ডিলক্স বলতে বুঝি সঠিক পরিস্থিতি খুব বেশিও না খুব কমও না। একদম সঠিক পরিস্থিতি বা মুহূর্ত যা এই ঘটনা ঘটাতে পারে। তাই প্রাণ সম্পর্কে একই প্রশ্ন জিজ্ঞাসা করা যাক। পৃথিবীতে প্রাণের উৎপত্তির জন্য কি গোল্ডিলক্সের শর্ত ছিল?

এখন, আমরা এই সত্যটি দিয়ে শুরু করতে পারি যে জীবন্ত প্রাণীরা খুব, খুব জটিল রাসায়নিক পদার্থ নিয়ে গঠিত। তারা শুধু বড় নয়; এগুলি খুব সুনির্দিষ্ট কাঠামোতেও সংগঠিত হয়, যেখানে প্রাণহীন জিনিসগুলি খুব সাধারণ অণু নিয়ে গঠিত। তাই প্রাণ পেতে, আপনার এমন পরিবেশ দরকার যেখানে আপনি অদ্ভুত, আকর্ষণীয় এবং বিস্তৃত রসায়ন করতে পারেন। তাহলে আপনি কোথায় এমন শর্ত খুঁজে পান যেখানে পরমাণুগুলি সব ধরণের অদ্ভুত ফর্মগুলিতে একত্রিত হতে পারে? মহাকাশে, আপনি সহজ রসায়ন করতে পারেন-- পরমাণুগুলি একত্রিত হয়ে অণু তৈরি করতে পারে সম্ভবত দশ, 20, 30, কখনও 100টির বেশি পরমাণু নয়। কিন্তু আমাদের পৃথিবীর মত পাথরে গ্রহতে দেখা যাচ্ছে, ভালো রসায়নের জন্য চমৎকার পরিবেশ।

এই জন্য তিনটি কারণ আছে। প্রথমটি হল পৃথিবী বিভিন্ন উপাদানের বৈচিত্র্য ধারণ করে। এবং জৈব প্রাণের জন্য যা আপনার প্রয়োজন এগুলিতে সেই উপাদানগুলি রয়েছে । গুরুত্বপূর্ণ হল কার্বন... অবশ্যই প্রচুর হাইড্রোজেন আছে। অক্সিজেন, নাইট্রোজেনও আছে। এগুলি এমন সমস্ত উপাদান যা মৃত নক্ষত্রে গঠিত হয়েছিল, এবং এছাড়াও আছে কিছুটা ফসফরাস এবং সালফার।

দ্বিতীয় গোল্ডিলক্সের শর্ত হল শক্তি। কিন্তু এটি সূক্ষ্ম। খুব বেশি থাকার দরকার নেই। যদি খুব বেশি থাকে তবে আপনি জটিল অণুগুলিকে আলাদা করে ফেলবেন। কিন্তু খুব কম থাকলেও হবে না। যদি খুব কম হয়, তাহলে পরমাণুগুলোর একত্রিত করার শক্তি নেই। পৃথিবী নিখুঁত ছিল। এটি সূর্যের কাছাকাছি ছিল তাই এতে শক্তি ছিল, কিন্তু খুব বেশি নয়। এবং এটির গরম, গলিত কোর থেকেও শক্তি উঠেছিল।

তৃতীয় গোল্ডিলক্সের শর্তও কিছুটা সূক্ষ্ম। এটি তরল খুব সোজা ভাবে বললে পানির উপস্থিতি।

কেন?

গ্যাসগুলিতে, পরমাণুগুলি অবিশ্বাস্য-ভাবে দ্রুত ঘোরাফেরা করে এবং তাদের পক্ষে লিঙ্ক করা খুব কঠিন। কিন্তু কঠিন পদার্থে পরমাণু আটকে থাকে। তারা একটি গ্রিডে আটকে আছে, ট্র্যাফিক জ্যামের মতো। কিন্তু তরল পদার্থে, তারা ভেসে ভেসে একে অপরকে অতিক্রম করতে পারে তাই তাদের পক্ষে জটিল রসায়ন ঘটানো অনেক সহজ। সুতরাং এখানে আমাদের তিনটি Goldilocks শর্ত আছে।

শুরুর পৃথিবী, বিস্তৃত রসায়নের জন্য প্রায় নিখুঁত ছিল। আমরা দেখেছি যে গোল্ডিলকের এই সমস্ত শর্ত পৃথিবীতে বিদ্যমান ছিল। সম্ভবত বিস্তৃত রসায়নের জন্য আদর্শ স্থানটি ছিল সমুদ্রের গভীরে পৃথিবীর ভূত্বকের ফাটল, মধ্য-সাগরীয় ভেন্টে। এগুলি আদর্শ ছিল কারণ ম্যান্টল থেকে প্রচুর রাসায়নিক পদার্থ বের হচ্ছে এবং প্রচুর শক্তিও পাচ্ছে। এবং আমরা এখন জানি যে এই অবস্থার অধীনে, সমস্ত জীবন্ত প্রাণীর মধ্যে উপস্থিত সবচেয়ে সহজ জৈব অণু তৈরি করা মোটামুটি সহজ। আমি এমন অণুর কথা বলছি যেখানে মাত্র দশ, 20, 30টি পরমাণু রয়েছে যেমন অ্যামিনো অ্যাসিড, যা সমস্ত প্রোটিনের ভিত্তি, বা নিউক্লিওটাইড, যা ডিএনএর ভিত্তি।

আমরা এটাও জানি যে এই পরিস্থিতিতে প্রোটিন এবং নিউক্লিওটাইড অণু গঠনের জন্য এই সাধারণ অণুগুলিকে বিশাল চেইনে একত্রিত করা খুব কঠিন নয়।

কিন্তু প্রথম প্রাণ কেমন ছিল?

ওকে, বিবর্তনীয় মহাকাব্যের 3.8 বিলিয়ন বছরের মধ্যে 2.1 বিলিয়ন বছরের ইতিহাস দখল করে আছে প্রোকারিওটস নামক ক্ষুদ্র এককোষী জীব দ্বারা। এটি প্রাণের পুরো গল্পের প্রায় 55%। এখন, এই প্রোক্যারিওটগুলির মধ্যে কিছু প্রায় 1.7 বিলিয়ন বছর আগে ইউক্যারিওট নামে সামান্য বড় এককোষী জীবে বিবর্তিত হয়েছিল, এবং এই বিবর্তন ঘটতেই থাকে, ঘটতেই থাকে এবং এত বছর পরে আজ আমরা! Wait wait wait, অনেক দূর চলে গেছি, আসুন আগে প্রোক্যারিওটস সম্পর্কে কথা বলি।

প্রোক্যারিওটস এককোষী জীব যার কোনও nuclear membrane নেই, রাইবোজোম ছাড়া সাইটোপ্লাজমে কোনও অর্গানেল নেই, এবং এর জিনগত উপাদান একক অবিচ্ছিন্ন স্ট্র্যান্ডের আকারে কয়েল বা লুপ তৈরি করে থাকে। প্রোক্যারিওটস সমুদ্রে বাস করত এবং তাদের আশেপাশের পরিবেশে রাসায়নিক খেত।

এবং তারা শুধু আমাদের পূর্বপুরুষই নয় তারা আধুনিক ব্যাকটেরিয়াগুলির দূরবর্তী আত্মীয়ও যেগুলি সর্বত্র রয়েছে, ব্যাকটেরিয়াগুলো কেও সহজ মনে হয়, কিন্তু, আসলে, তারা খুব গুরুত্বপূর্ণ কাজ করে। তাদের মধ্যে অনেকেই বাতাস থেকে নাইট্রোজেন নিয়ে যায় এবং এটিকে অণুতে স্থির করে, যা পরে জীবগুলি তাদের অ্যামিনো অ্যাসিড এবং তাদের নাইট্রোজেন সমৃদ্ধ নিউক্লিওটাইডগুলি তৈরি করতে ব্যবহার করে। তাদের মধ্যে অনেকে সালোকসংশ্লেষণও করে, এবং তাদের সকলেই পূর্ববর্তী জীব থেকে ডেট্রিটাস গ্রহণ করে metabolize করে এবং তারপর খাদ্য শৃঙ্খলে বাকি সকলের জন্য খাদ্যের উৎসে পরিণত হয়। তাই পৃথিবীতে ব্যাকটেরিয়া না থাকলে কয়েক মাসের মধ্যেই জীবন থেমে যেত।

কিন্তু একবার ভেবে দেখুন এই শুরুতেও এক কোষী প্রাণ খুবি জটিল আমাদের জড় মহাবিশ্বের তুলনায়। আমি জানি এগুলো খুবি ছোট মাইক্রোস্কোপিক প্রাণ, কিন্তু অবশেষে আমরা এমন একটি জিনিস পেলাম যা মহাবিশ্বের আর কোন জিনিসের মতো প্রাণহীন নয়। ফাইনালি একটি জিনিস যা কিনা নিজেই নিজের কপি তৈরি করতে পারে। এবং ফাইনালি আমরা এমন একটি জিনিস পেলাম যাকে আমরা বলছি “প্রাণ”।

তো আজকের পর্ব থেকে আমরা কি কি শিখলাম? প্রথমে জানলাম প্রাণের বৈশিষ্ট্য সমূহ, এরপর জানলাম কি সম্ভব করতে পারে প্রাণের শুরু এবং কিভাবে আমাদের পৃথিবীতে প্রাণ শুরু হল। আগামী পর্বে জানবো সেই প্রাণ কিভাবে নতুন ধরণের প্রাণের জন্ম দিলো।