आँखाले देख्न नसक्ने संसारमा हेर्दा के प्रकट हुन्छ?

मानिसहरूले नयाँ आविष्कारहरू गरेर मानौं, पहिले छोपिएका कुराहरू खोलेर हेर्दा के प्रकट हुन्छ? त्यसो गर्दा पहिले थाह नभएका कुराहरू के हुन्‌ भनी यकिन गरेर भन्‍न सकिन्छ।—तल दिइएको पेटी हेर्नुहोस्‌।

ब्रह्‍माण्डको केन्द्रविन्दु पृथ्वी हो भनी पहिला पहिला विश्‍वास गरिन्थ्यो। तर टेलिस्कोपबाट हेर्दा पृथ्वीलगायत अरू ग्रहहरूले सूर्यको परिक्रमा गर्छन्‌ भनेर पत्ता लाग्यो। हालै शक्‍तिशाली माइक्रोस्कोपहरूको आविष्कारले परमाणुहरूको अध्ययन गर्नुका साथै कुनै कुनै परमाणु कसरी एकअर्कासित मिलेर अणु बन्छन्‌ भनी पत्ता लगाउन सम्भव भएको छ।

जीवनको लागि नभई नहुने पानीको अणुलाई विचार गर्नुहोस्‌। यसको संरचनाले गर्दा हाइड्रोजनको दुइटा परमाणु, अक्सिजनको एउटा परमाणुसित मिलेर पानीको अणु बन्छ अनि एक थोपा पानीमा अरबौं अणुहरू हुन्छन्‌! पानीको एउटा अणुको  बेग्लाबेग्लै अवस्थामा फरक फरक गुण केलाएर के सिक्न सक्छौं?

पानीको चमत्कार

पानीको थोपा एकदमै साधारण देखिए तापनि यो एकदमै जटिल पदार्थ हो। लण्डन, इंग्ल्याण्डको इम्पेरियल कलेजका विज्ञान लेखक, डा. जोन एम्स्लेअनुसार वास्तवमा “सबैभन्दा बढी अनुसन्धान गरिएको तर सबैभन्दा बुझ्न गाह्रो पदार्थ पनि यही होला।” न्यु साइन्टिस्ट पत्रिकाले यसो भन्यो: “पृथ्वीको सबैभन्दा प्रचलित तरल पदार्थ पानी हो अनि सबैभन्दा रहस्यमय पदार्थ पनि यही नै हो।”

डा. एम्स्लेको वर्णनअनुसार पानीको साधारण संरचनाको बावजूद “यो जस्तो जटिल पदार्थ अरू कुनै छैन।” उदाहरणका लागि, तिनले भने: “H₂O ग्यास हुनुपर्ने हो, . . . तर यो तरल छ। साथै, यो जम्दा . . . यसको ठोस रूप अर्थात्‌ बरफ सामान्य हिसाबले डुब्नुपर्ने हो तर त्यसो नभई तैरिन्छ।” अमेरिकन एसोसिएशन फर दी एडभान्समेन्ट अफ साइन्सका भूतपूर्व अध्यक्ष डा. पल इ. क्लपस्टेगले यस्तो टिप्पणी गरे:

“यस्तो गुणले गर्दा पानीमा बस्ने माछाजस्ता जलचरहरूको जीवन सम्भव भएको हुनसक्छ। पानीको तापक्रम घटेर जम्दा, जस्तो गुण देखाउँछ, त्यसो नभई अर्कै गुण देखाएको भए के हालत हुन्थ्यो होला, सोच्नुहोस्‌ त। बरफ बन्‍नेछ अनि त्यसले पूरै ताल ढाकेर प्राय प्राय सारा जलप्राणीहरूलाई स्वाहा पार्नेछ।” डा. क्लपस्टेगले बताएअनुसार पानीको यो अनौठो गुण “ब्रह्‍माण्ड सिर्जनुहुने महान्‌ तथा उद्देश्‍यपूर्ण व्यक्‍तित्त्वको प्रमाण” हो।

न्यु साइन्टिस्ट पत्रिकाअनुसार अनुसन्धानकर्ताहरू अब भने पानीको यो अनौठो गुणको कारण बुझेको बताउँछन्‌। तिनीहरूले पानीको गुणमा आधारित नमुना बनाएका छन्‌ र त्यसले पानी जम्ने अनि पग्लने तथ्यलाई स्पष्टसित देखाउँछ। अनुसन्धानकर्ताहरूले बुझेअनुसार “यो रहस्यको मूल बुँदा, यसको संरचनामा अक्सिजन परमाणुहरूबीचको दूरी कति छ, त्यो हो।”

के त्यो अचम्मको कुरा होइन र? यस्तो साधारण देखिने अणुबारे पनि मानिसले सबै कुरा बुझ्न सकेका छैनन्‌। अझ त्यसमाथि, हाम्रो शरीरमा पानीको मात्रा सबैभन्दा बढी हुन्छ! के तपाईंलाई दुइटा तत्त्वको तीनवटा परमाणुले बनिएको यो अणु “महान्‌ तथा उद्देश्‍यपूर्ण व्यक्‍तित्त्वको प्रमाण” हो जस्तो लाग्दैन? यद्यपि, पानीको अणु असाध्यै सानो हुन्छ र अरू अणुहरूको तुलनामा त्यति जटिल पनि होइन।

अत्यन्तै जटिल अणुहरू

पृथ्वीमा प्राकृतिक रूपमा पाइने ८८ वटा तत्त्वहरूमध्ये कुनै कुनै मिलेर बनेका अणुहरूमा हजारौं परमाणुहरू हुन्छन्‌। उदाहरणका लागि, डि एन ए-को (डिअक्सिराइबोन्युक्लिक एसिडको संक्षिप्त रूप) एउटा अणुमा प्रत्येक जीवित प्राणीको वंशाणुसम्बन्धी जानकारी हुन्छ र यसमा विभिन्‍न तत्त्वका लाखौं लाख परमाणुहरू हुन्छन्‌!

यस्तो पत्याउनै गाह्रो जटिलताको बावजूद डि एन ए अणुको व्यास ०.०००००२५ मिलिमिटर मात्र हुन्छ र यो एकदमै शक्‍तिशाली माइक्रोस्कोपद्वारा मात्र देख्न सकिन्छ। डि एन ए-ले मानिसको वंशाणु निर्धारण गर्छ भनेर वैज्ञानिकहरूले पत्ता लगाएको १९४४ मा हो। यसपछि यो अत्यन्तै जटिल अणुबारे विस्तृत अनुसन्धान हुन थाल्यो।

यद्यपि, कुनै पनि पदार्थको संरचनामा थुप्रै अणु हुन्छन्‌ र त्यसमध्ये केही उदाहरण डि एन ए र पानी हुन्‌। अनि जीवित तथा निर्जीव पदार्थहरूमा थुप्रै अणु हुने हुँदा जीवित र निर्जीवबीच साधारण भिन्‍नता मात्र होला भन्‍ने निष्कर्षमा पुग्नु के ठीक होला र?

धेरै समयसम्म मानिसहरू त्यही विश्‍वास गर्थे। सूक्ष्म जीवविज्ञानी माइकल डेन्टनले यसो भने, “जीव रासायनिक संरचनाबारे थप ज्ञानले यो भिन्‍नता कम गर्ला भन्‍ने आशा १९२० र ३० को दशकमा थुप्रैले व्यक्‍त गरेका थिए।” यद्यपि, समयको दौडान के पत्ता लाग्यो?

जीवन, अनुपम र अतुलनीय छ

वैज्ञानिकहरूले जीवित र निर्जीवबीच क्रमिक भिन्‍नताहरू पत्ता लगाउने आशा गरेका थिए तर “१९५० दशकको सुरुतिर अणु विज्ञानले आमूल परिवर्तनहरू गरिसकेपछि मात्र” यी भिन्‍नताहरूबारे थाह लागेको डेन्टन टिप्पणी गर्छन्‌। अहिले वैज्ञानिकहरूलाई प्रस्ट भइसकेको  उल्लेखनीय तथ्यबारे डेन्टनले यसो भने:

“अब हामीलाई जीवित र निर्जीवबीचको भिन्‍नता मात्र होइन तर प्रकृतिमा पाइने उल्लेखनीय तथा आधारभूत भिन्‍नताहरू पनि थाह भइसकेको छ। एउटा जीवित कोष र अत्यन्तै जटिल अजैविक प्रणाली, जस्तै, क्रिस्टल वा हिउँको कणबीचको विशाल अन्तर कल्पना गर्नै गाह्रो छ।”

यसको अर्थ, अणु बनाउनु सजिलो छ भनेको चाहिं होइन। मल्युकुल्स टु लिभिङ सेल्स नामक पुस्तकले बताएअनुसार “अणुका स-साना संरचनाहरू नै जटिल छन्‌।” तथापि, “प्रथम जीवित कोष बनाउन के कति गर्नुपऱ्‍यो, त्यसको तुलनामा त यो असाध्यै सजिलो भएको हुनुपर्छ।”

कोषहरू, ब्याक्टेरियाजस्तो एक कोषीय जीवको रूपमा वा मानिसजस्तो बहुकोषीय प्रणालीको सानो भागको रूपमा हुनसक्छन्‌। अंग्रेजी पूर्ण विरामजत्रो थोप्लोमा ५०० वटा जति कोषहरू हुन्छन्‌। त्यसकारण नांगो आँखाले कोषको कार्य देख्न नसक्नु कुनै अचम्मको कुरा होइन। त्यसोभए, मानव शरीरको कोषलाई माइक्रोस्कोपबाट हेर्दा कस्तो देखिन्छ?

कोष —संयोग वा रचना?

सर्वप्रथम, जीवित कोषहरूको जटिलता देखेर मानिसहरू दंग पर्छन्‌। एक जना विज्ञान लेखकले यस्तो टिप्पणी गरे: “एकदमै सरल कोषको सामान्य विकासको लागि पनि क्रमबद्ध ढंगमा हजारौं रासायनिक प्रतिक्रियाहरू हुनुपर्छ।” तिनले यस्तो प्रश्‍न गरे: “एउटा सूक्ष्म कोषमा पनि कसरी एकै चोटि २०,००० वटा रासायनिक प्रतिक्रियाहरू नियन्त्रण गर्न सकिन्छ?”

माइकल डेन्टनले एकदमै सानो जीवित कोषलाई पनि “उच्च प्रविधियुक्‍त कारखानासित तुलना गरे जहाँ करोडौं परमाणु मिलेर बनेका हजारौं प्रकारका उपकरणहरू हुन्छन्‌ र यो मानव-निर्मित मेशिनभन्दा एकदमै जटिल हुन्छ र निर्जीव संसारमा योसित तुलना गर्न मिल्ने अरू कुनै पनि चीज पाइँदैन।”

वैज्ञानिकहरू कोषको जटिलता देखेर आश्‍चर्यचकित छन्‌ भन्दै फेब्रुअरी १५,  २००० को द न्यु योर्क टाइम्स-ले यस्तो टिप्पणी गऱ्‍यो: “जीवशास्त्रीहरूले जीवित कोषबारे जति बढी कुराहरू थाह पाउँछन्‌, कोषले गर्ने सबै कार्य बुझ्न उति नै कठिन भइरहेको छ। सामान्य मानव कोषलाई आँखाले देख्न सकिंदैन तर कोषका नियमित कार्यहरू गर्न यसका १,००,००० मध्ये ३०,००० जिनहरू सक्रिय भइरहेका हुन्छन्‌ वा अरू कोषहरूले संकेत गरेअनुसार काम गरिरहेका हुन्छन्‌।”

टाइम्स-ले यस्तो प्रश्‍न गऱ्‍यो: “यस्तो सूक्ष्म र जटिल मेशिनको कार्यप्रणाली बुझ्न सकिन्छ होला र? अनि निकै प्रयास गरेर एक प्रकारको मानव कोषबारे राम्ररी बुझ्न सके तापनि मानिसको शरीरमा २०० विभिन्‍न प्रकारका कोषहरू छन्‌।”

मानिसको शरीरका कोषभित्र पनि स-साना इन्जिनहरू हुन्छन्‌ भनी पत्ता लागेको कुरा नेचर पत्रिकामा “सृष्टिका वास्तविक इन्जिनहरू” शीर्षकअन्तर्गत छापिएको थियो। यी इन्जिनहरूले गर्दा कोषीय शक्‍तिको स्रोत एडिनोसिन ट्राइफोस्फेट बन्छन्‌। आश्‍चर्यचकित हुँदै एक जना वैज्ञानिकले यसो भने: “हाम्रो कोषको अणुहरूमा हुने जस्तै इन्जिनहरू निर्माण गर्न सक्यौं भने हामीले कस्ता कस्ता उपलब्धि हासिल गर्न सक्छौं होला?”

कोषको सृजनात्मक क्षमतालाई यसो विचार गर्नुहोस्‌ त! हाम्रो शरीरको एउटा कोषको डि एन ए-मा हुने जानकारी लेख्ने हो भने यो पाना जत्रो लाखौं पाना चाहिन्छ! त्यति मात्र होइन, हरेक चोटि कोष विभाजन भएर नयाँ कोष बन्दा त्यही जानकारी नयाँ कोषमा पनि सारिन्छ। यी प्रत्येक कोष अर्थात्‌ हाम्रो शरीरमा हुने सयौं अरब कोषहरूमा यो जानकारी कसरी राख्न सकियो? के यो संयोगको कुरा हो वा यसमा कुशल रचनाकारको हात छ?

सायद, तपाईं पनि जीवशास्त्री रसल चार्ल्स आर्टिस्टजस्तै निष्कर्षमा पुग्नुभएको होला। तिनले यसो भने: “[कोषको सुरुआत] र यसको कार्य सञ्चालन बुझ्नु भनेको असाध्यै गाह्रो अनि हाम्रो क्षमताले नभ्याउने काम हो र एउटा बुद्धिमान्‌ दिमागले यसको सुरुआत गऱ्‍यो भन्‍ने तर्क मानि नलिएसम्म यसको कार्यविधि बुझ्नै सक्दैनौं।”

अद्‌भुत सिलसिला

हार्भड विश्‍वविद्यालयको भूगर्भ विभागका प्राध्यापक, कर्टली एफ. माथर वर्षौंअघि यो निष्कर्षमा पुगे: “हामी संयोग वा गोलमालको ब्रह्‍माण्डमा होइन तर नियम र व्यवस्थाको संसारमा बाँचिरहेका छौं। यसको प्रशासन एकदमै तर्कसंगत र आदरयोग्य छ। प्रत्येक पदार्थको परमाणु संख्या गणना गर्न सकिने अद्‌भुत गणित संरचना पनि विचार गर्नुहोस्‌।”

आउनुहोस्‌, त्यो “अद्‌भुत गणित संरचना” छोटकरीमा छलफल गरौं। पहिले पहिलेका मानिसहरूलाई सुन, चाँदी, तामा, टिन र फलामजस्ता तत्त्वहरूबारे a थाह थियो। मध्ययुगमा रसायनशास्त्रीहरूले आर्सेनिक, बिस्मथ र एन्टिमोनी अनि पछि १७०० को शताब्दीमा अरू थुप्रै तत्त्व पत्ता लगाए। तत्त्वहरूले निष्कासन गर्ने विभिन्‍न रंग छुट्याउन प्रयोग गरिने स्पेक्ट्रोस्कोपद्वारा १८६३ मा इन्डियम पत्ता लगाइयो र पत्ता लगाइएका तत्त्वहरूमध्ये यो ६३ औं हो।

त्यतिबेलाका रूसी रसायनशास्त्री डिमेट्री इभानोभिच मेन्डलेभले तत्त्वहरू जथाभावी सृष्टि गरिएका होइनन्‌ भन्‍ने निष्कर्ष निकाले। अन्ततः १८६९ मार्च १८ का दिन “तत्त्वहरूको प्रणालीको रूपरेखा” विषयक तिनको शोधपत्र  रसियन केमिकल सोसाइटीलाई पढेर सुनाइयो। त्यसमा तिनले यो कुरा स्पष्ट पारेका थिए: ‘संयोगले होइन तर खास अनि निर्दिष्ट सिद्धान्तमा आधारित प्रणाली स्थापना गर्न चाहन्छु।’

मेन्डलेभको त्यो प्रख्यात कागजातमा यस्तो अगमवाणी गरिएको थियो: “हामीले अझ थुप्रै अज्ञात तत्त्वहरू पत्ता लगाउने आशा गरेका छौं; उदाहरणका लागि, परमाणु संख्या ६५ देखि ७५ बीचका एल्मुनियम र सिलिकनजस्ता तत्त्वहरू।” मेन्डलेभले १६ वटा नयाँ तत्त्वहरूको लागि खाली ठाउँ छोडे। तिनका यी अगमवाणीहरूको प्रमाण माग्दा यस्तो जवाफ दिए: “मलाई कुनै प्रमाणको खाँचो छैन। व्याकरणका नियमहरूमा जस्तो प्रकृतिका नियमहरूमा कुनै अपवाद छैनन्‌।” तिनले थप यसो भने: “आशा छ, यी अज्ञात तत्त्वहरू पत्ता लागेपछि अझ थुप्रै मानिसहरूले हाम्रो कुरा पत्याउनेछन्‌।”

ठीक त्यस्तै भयो! इन्साइक्लोपीडिया अमेरिकाना यसो भन्छ, “त्यसपछि १५ वर्षको अवधिमा ग्यालियम, स्क्यान्डियम र जर्मानियमजस्ता तत्त्वहरू पत्ता लागे र यी मेन्डलेभको अगमवाणीसित मिल्दाजुल्दा थिए अनि यसले पिरियोडिक टेबल र यसको आविष्कारकको कार्यलाई अझ प्रमाणित गऱ्‍यो।” बीसौं शताब्दीको सुरुतिरसम्म सबै तत्त्वहरू पत्ता लागिसकेका थिए।

स्पष्टतः एल्मर डब्ल्यु. माउरर नाउँको रसायन अनुसन्धानकर्ताले टिप्पणी गरेअनुसार “यो अत्युत्तम प्रबन्ध, संयोगको फल कदापि हुनसक्दैन।” सबै कुरा मिलेको प्रबन्ध संयोगले भएको हो कि भन्‍ने सम्भाव्यताबारे रसायनशास्त्रका प्राध्यापक जोन क्लिभल्याण्ड कथ्रानले यस्तो टिप्पणी गरे: “[मेन्डलेभले] अगमवाणी गरेका सबै तत्त्वहरू पत्ता लागेको र तिनले ती पदार्थहरूको गुणबारे जे जति भनेका थिए, ती सबै साँचो साबित भएको हुँदा त्यस्तो सम्भावनाको कुरै आउँदैन। तिनको भनाइलाई ‘पिरियोडिक संयोग’ भन्‍न पटक्कै मिल्दैन। बरु, यो त ‘पिरियोडिक नियम’ ” हो।

ब्रह्‍माण्डमा पाइने बेग्लाबेग्लै तत्त्व र त्यसबाट बनिएका विभिन्‍न पदार्थहरूलाई गहिरिएर अध्ययन गरेपछि क्याम्ब्रिज विश्‍वविद्यालयमा कार्यरत गणितका प्राध्यापक, प्रख्यात भौतिकशास्त्री पि. ए. एम. डिराकले यसो भने: “परमेश्‍वर, एकदमै उत्कृष्ट गणितज्ञ हुनुहुन्छ र उहाँले त्यो उच्च स्तरीय गणित प्रयोग गरेर ब्रह्‍माण्ड सृष्टि गर्नुभयो भन्‍न सकिन्छ।”

हाम्रो नांगो आँखाले देख्न सक्नेभन्दा अत्यन्तै सूक्ष्म परमाणु, अणु, जीवित कोषहरूदेखि लिएर अत्यन्तै विशाल आकाशगंगालाई केलाउन सक्नु साँच्चै रोमाञ्चकारी कुरा हो! यसो गर्दा आफू एकदमै नगन्य महसुस हुन्छ। तपाईंलाई व्यक्‍तिगत तवरमा यसले कसरी असर गर्छ? यी कुराहरूमा कुन कुरा झल्किएको पाउनुहुन्छ? के तपाईं नांगो आँखाले देख्न सक्नेभन्दा बढी कुराहरू देख्न सक्नुहुन्छ?

[फुटनोट]

[पृष्ठ ५-मा भएको पेटी/चित्र]

नांगो आँखाले नभ्याउने

एकदमै तेज रफ्तारमा दौडिरहेको घोडाका चारैवटा खुरले एकै चोटि जमिन छोड्‌छ कि छोड्‌दैन भन्‍ने विषयमा १९ औं शताब्दीका मानिसहरूबीच वादविवाद चलेको थियो। अन्ततः १८७२ मा एडवर्ड माइब्रिजले खिचेका तस्बिरहरूले त्यो विवाद सुल्झायो। तिनले तेज रफ्तारमा दौडिरहेका वस्तुहरूको तस्बिर लिने प्रविधि विकास गरे।

माइब्रिजले केही दूरीको फरकमा २४ वटा क्यामरा राखे। प्रत्येक क्यामराको शटरबाट एउटा मसिनो धागो, घोडा दौडने मार्गमा बिछ्याइयो ताकि घोडाले त्यो धागोमा टेक्ने बित्तिकै शटर चलिहाल्थ्यो। यसरी खिचेका तस्बिरहरू हेर्दा कुनै कुनै बेला घोडाका चारैवटा खुट्टाले एकै चोटि जमिन छोड्‌दा रहेछन्‌ भनेर पत्ता लाग्यो।

[स्रोत]

Courtesy George Eastman House

[पृष्ठ ७-मा भएको चित्र]

जमेको पानी डुब्नुको साटो किन तैरिन्छ?

[पृष्ठ ७-मा भएको चित्र]

डि एन ए अणुको व्यास ०.०००००२५ मिलिमिटर हुन्छ तर यसमा पाइने जानकारी लाखौं पानामा पनि अटाउँदैन

[स्रोत]

Computerized model of DNA: Donald Struthers/Tony Stone Images

[पृष्ठ ८-मा भएको चित्र]

प्रत्येक कोष अर्थात्‌ जम्माजम्मी सयौं अरब कोषहरूमा हजारौं रासायनिक परिवर्तनहरू व्यवस्थित ढंगमा भइरहन्छन्‌

[स्रोत]

Copyright Dennis Kunkel, University of Hawaii

[पृष्ठ ९-मा भएको चित्र]

रूसी रसायनशास्त्री मेन्डलेभले तत्त्वहरू जथाभावी सृष्टि गरिएका होइनन्‌ भन्‍ने निष्कर्ष निकाले

[स्रोत]

Courtesy National Library of Medicine