निसर्ग काय शिकवतो?

“पशूंस विचार, ते तुला शिकवितील; आकाशातील पक्ष्यांस विचार, ते तुला समजावून देतील, अथवा पृथ्वीशी बोल, ती तुला शिकवील; समुद्रातील मत्स्य तुला सांगतील.”—ईयोब १२:७, ८.

मागच्या काही वर्षांत वैज्ञानिकांनी व अभियंत्यांनी खरोखरच झाडाझुडुपांकडून व प्राण्यांकडून बरेच धडे घेतले आहेत. किंबहुना, या ज्ञानाच्या आधारे बायोमिमेटिक्स नावाचे एक नवे शास्त्रच उदयास आले आहे. यात निरनिराळ्या प्राण्यांच्या शरीराच्या रचनेचा व त्यांतील वैशिष्ट्यांचा अभ्यास व नक्कल करून नवी उत्पादने निर्माण केली जातात व अस्तित्वात असलेल्या यंत्रांत सुधारणा केल्या जातात. खाली दिलेली काही उदाहरणे पाहा आणि ती पाहताना आपल्या मनाशीच विचार करा की मुळात या कल्पक रचनांचे श्रेय कोणाला मिळाले पाहिजे?

देवमाशाच्या अरित्रांचे गुपीत

विमानांची अभिकल्पना करणाऱ्‍या अभियंत्यांना हंपबॅक व्हेल नावाच्या देवमाशाकडून काय शिकायला मिळू शकते? बरेच काही. प्रौढ हंपबॅक देवमाशाचे वजन जवळजवळ ३० टन, म्हणजे, माल भरलेल्या ट्रकएवढे असते. या देवमाशाचे शरीर ताठ असते आणि त्याला पंखांसारखी मोठी अरित्रे असतात. दहा मीटर लांबीचा हा प्राणी पाण्याखाली अतिशय चपळाईने हालचाल करतो. उदाहरणार्थ, जर या हंपबॅक देवमाशाला अन्‍न शोधताना माशांचा किंवा इतर समुद्री प्राण्यांचा थवा दिसला तर तो त्या थव्याच्या खालोखाल, गोलगोल चक्कर लावत वरच्या दिशेने पोहत जातो. आणि असे करताना तो आपल्या वायूछिद्रांतून हवा सोडतो ज्यामुळे बुडबुड्यांची जणू काय एक जाळी तयार होते. साधारण १.५ मीटर व्यासाच्या या जाळीत लहान माशांचा थवा समुद्राच्या पृष्ठभागावर कैद होताच, हंपबॅक देवमासा क्षणार्धात त्यांना फस्त करतो.

पण संशोधकांसमोर एक कोडे होते. हा ताठ शरीराचा अवाढव्य प्राणी इतक्या कमी व्यासाच्या क्षेत्रात गोल गोल फिरून पोहतोच कसा? त्यांनी शोध लावला की या कोड्याचे गुपीत देवमाशाच्या विशिष्ट आकाराच्या अरित्रांमध्ये आहे. अरित्रांच्या पुढच्या कडा, विमानाच्या पंखांप्रमाणे गुळगुळीत नसून दातेरी असतात. अरित्रांच्या कडांवर दिसणाऱ्‍या उंचवट्यांना ट्यूबरकल्स म्हणतात.

हंपबॅक देवमासा पाण्यात जलद गतीने पोहत असतो तेव्हा अरित्रांवरचे हे उंचवटे त्याच्या शरीराला आवश्‍यक उत्थापन गती देतात आणि पाण्याचा प्रतिकार कमी करतात. तो कसा? नॅचरल हिस्टरी या पत्रकात याचा अशाप्रकारे खुलासा करण्यात आला की, हंपबॅक देवमासा अगदी उभ्या कोनात वरच्या दिशेने पोहतो तेव्हा देखील, त्याच्या अरित्रांच्या कडेला हे उंचवटे असल्यामुळे पाणी अरित्रांखाली जमा होऊन गरगर फिरण्याऐवजी सुरळीतपणे व वेगाने वाहून जाते. अरित्रांच्या कडा जर गुळगुळीत असत्या तर हंपबॅक देवमासा इतक्या कमी व्यासाच्या वर्तुळात वरच्या दिशेने पोहू शकला नसता आणि अरित्रांखाली पाणी जमून भोवरा तयार झाल्यामुळे त्याच्या शरीराला उठाव मिळाला नसता.

या संशोधनाचा व्यवहारात काही उपयोग होऊ शकेल का? हंपबॅक देवमाशाच्या अरित्रांच्या रचनेप्रमाणे विमानाच्या पंखांची अभिकल्पना केल्यास, हवेचा प्रवाह नियंत्रित करण्याकरता विमानाच्या पंखांना अनेक झडपा असण्याची किंवा इतर नियंत्रक उपकरणांची गरज उरणार नाही. हे पंख अधिक सुरक्षित असतील आणि त्यांचे परीक्षण व दुरुस्ती करणे जास्त सोपे जाईल. बायोमेकॅनिक्स शास्त्राचे तज्ज्ञ जॉन लाँग यांना खात्री आहे की तो काळ आता दूर नाही, जेव्हा “प्रत्येक जेटलायनर विमानाच्या [पंखांना] हंपबॅक देवमाशाच्या अरित्रांसारखे उंचवटे असतील.”

समुद्री गल पक्ष्यांच्या पंखांची नक्कल

अर्थात, विमानाचे पंख मुळात पक्ष्यांच्या पंखांची नक्कल करूनच तयार करण्यात आले आहेत. पण अलीकडेच, ही नक्कल करण्यात अभियंत्यांनी एक नवे शिखर गाठले आहे. न्यू सायंटिस्ट मासिकानुसार, “फ्लोरिडा विद्यापिठाच्या संशोधकांनी रिमोट कंट्रोलने चालणारे एक प्रायोगिक विमान तयार केले आहे. हे विमान समुद्री गल पक्ष्याप्रमाणे हवेत तरंगू शकते, झेप घेऊ शकते आणि वेगाने वर चढू शकते.”

समुद्री गल पक्षी हवेत अतिशय आश्‍चर्यकारक हालचाली करू शकतात. यासाठी ते आपले पंख खांद्यांच्या व कोपराच्या सांध्यांपासून पसरतात. याच लवचीक पंखांच्या अभिकल्पाची नक्कल करून, “या २४-इंची प्रायोगिक विमानात एक लहानशी मोटर बसवण्यात आली आहे. ही मोटर, विमानाच्या पंखांना हालचाल करायला लावणाऱ्‍या अनेक धातूच्या रॉड्‌सवर नियंत्रण करते,” असे सदर मासिकात सांगितले आहे. अतिशय कल्पकतेने रचना केलेल्या या पंखांच्या साहाय्याने हे लहानसे विमान हवेत तरंगू शकते तसेच उंच इमारतींच्या मधल्या जागेत झेप घेऊ शकते. मोठमोठ्या शहरांत रासायनिक अथवा जैविक शस्त्रांचा छडा लावण्याकरता अशाप्रकारचे बहुपयोगी विमान मोठ्या प्रमाणावर तयार करण्यास अमेरिकी वायूसेना अतिशय उत्सुक आहे.

पालीच्या पायांची नक्कल

जमिनीवर राहणाऱ्‍या प्राण्यांकडूनही बरेच काही शिकण्यासारखे आहे. उदाहरणार्थ, पाल भिंतीवर चढू शकते आणि छताला चिकटून चालू शकते. बायबल लिहिण्यात आले त्या काळातही पालींच्या या अद्‌भुत करामतीविषयी लोकांना माहीत होते. (नीतिसूत्रे ३०:२८, पं.र.भा.) पण पालीत अशी कोणती खासियत आहे की ज्यामुळे ती छताला उलटी चिकटू शकते व खाली पडत नाही?

पालीला काचेसारख्या गुळगुळीत पृष्ठभागावरही पकड घेता येते. याचे गुपीत तिच्या पायांच्या वैशिष्ट्यपूर्ण रचनेत आहे. तिच्या पायांचा तळभाग अगदी बारीक केसांसारख्या वाढींनी आच्छादलेला असतो. तिच्या पायांतून डिंकासारखा कोणताही चिकट पदार्थ निघत नाही. तर ती अगदी सूक्ष्म रेणवीय शक्‍तीचा उपयोग करते. पालीने एखाद्या पृष्ठभागावर पाय टेकताच, तिच्या पायांचे व त्या पृष्ठभागाचे रेणू, वॅन डर वाल्स शक्‍ती म्हटलेल्या अगदी क्षीण आकर्षक शक्‍तींमुळे एकमेकांना चिकटतात. सहसा, गुरुत्वाकर्षणाची शक्‍ती या क्षीण आकर्षक शक्‍तींपेक्षा प्रबल असते. म्हणूनच, जर तुम्ही भिंतींवर हात टेकून चढण्याचा प्रयत्न केला तर तुम्हाला ते जमणार नाही. पण पालीच्या पायांवर असलेल्या बारीक केसांसारख्या वाढींमुळे भिंतीच्या संपर्कात असलेल्या पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ वाढते. केसांसारख्या या वाढींची संख्या हजारोंच्या घरात असल्यामुळे वॅन डर वाल्स शक्‍ती तितक्याच पटीने वाढते आणि यामुळे लहानशा पालीचे वजन पेलण्याकरता पुरेशी आकर्षण शक्‍ती निर्माण होऊन, पाल भिंतींना चिकटून जलद हालचाल करू शकते.

या शोधाचा व्यवहारात काही उपयोग होऊ शकतो का? पालीच्या पायांची नक्कल करून जर कृत्रिम कापड तयार करण्यात शास्त्रज्ञांना यश आले तर वेल्क्रो चिकटपट्टीसारखा त्याचा उपयोग करता येईल. वेल्क्रो चिकटपट्टीही निसर्गातूनच उचलेल्या सिद्धान्ताच्या आधारावर तयार करण्यात आली होती.a दी इकोनॉमिस्ट या माहितीपत्रकात एका संशोधकाचे मत उद्धृत करण्यात आले होते. या संशोधकाच्या मते “वैद्यकीय उपचारांत जेव्हा रासायनिक चिकटवण्याचे पदार्थ वापरता येत नाहीत अशावेळी [विशेषतः] पालीच्या पायांची नक्कल करून तयार केलेली ही चिकटपट्टी उपयोगी पडू शकेल.”

श्रेय कोणाला मिळाले पाहिजे?

काही काळापासून नॅशनल एअरोनॉटिक्स ॲन्ड स्पेस ॲडमिनिस्ट्रेशन ही संघटना, विंचवासारखा चालू शकणारा अनेक पाय असलेला यंत्रमानव तयार करण्याच्या प्रयत्नात आहे. शिवाय, फिनलंड येथील अभियंत्यांना सहा पायांचा एक ट्रॅक्टर निर्माण करण्यात यश आले आहे. हा ट्रॅक्टर एखाद्या भल्या मोठ्या किड्याप्रमाणे, रस्त्यातील अडथळ्यांवर चढून पुढे जाऊ शकेल. इतर संशोधकांनी, पाईन वृक्षाचे शंखू कशाप्रकारे उघडतात व बंद होतात त्याचा अभ्यास करून, लहानलहान उघडबंद होणारी रंध्रे असलेले कापड तयार केले आहे. एक कार उत्पादक कंपनी, बॉक्सफिश नावाच्या माशाच्या कर्षण बल कमी करणाऱ्‍या व वेगाने पोहण्यास उपयुक्‍त असणाऱ्‍या शरीराचे अनुकरण करून एक नवे वाहन तयार करण्याच्या प्रयत्नात आहे. शिवाय, इतर संशोधक ॲबेलोन शंखांच्या धक्काशोषण क्षमतेचा अभ्यास करून या गुणधर्मांच्या आधारावर हलके पण मजबूत असे चिलखत तयार करू पाहात आहेत.

निसर्गातून शास्त्रज्ञांना इतक्या उपयुक्‍त अभिकल्पना मिळाल्या आहेत की या असंख्य जैविक रचनांची माहिती असणारे हजारो माहितीसंग्रह त्यांनी संगणकांमध्ये साठवून ठेवले आहेत. दी इकॉनॉमिस्ट या माहितीपत्रकाने म्हटल्याप्रमाणे, “यांत्रिक समस्या निर्माण झाल्यास त्यांवर नैसर्गिक उपाय” काढण्याकरता शास्त्रज्ञ आज या माहितीसंग्रहात शोध घेऊ शकतात. या माहितीसंग्रहात ज्या नैसर्गिक रचनांची माहिती नोंदून ठेवण्यात आली आहे त्यांना “जैविक पेटंट” म्हटले जाते. सहसा एखादी व्यक्‍ती किंवा कंपनी कोणतीही नवी कल्पना किंवा यंत्र तयार करून त्याची कायदेशीर नोंदणी करते तेव्हा त्या व्यक्‍तीला किंवा कंपनीला त्या नव्या कल्पनेचा पेटंट होल्डर मानले जाते. वर उल्लेख केलेल्या जैविक पेटंट्‌सच्या माहितीसंग्रहाविषयी दी इकॉनॉमिस्ट पत्रकाने म्हटले: “निसर्गातून उचललेल्या कल्पनांना ‘जैविक पेटंट’ म्हणण्याद्वारे संशोधक याच गोष्टीला पुष्टी देत आहेत की मुळात या कल्पनांचा पेटंट होल्डर निसर्गच आहे.”

पण निसर्गाला या अद्‌भुत कल्पना कशा काय सुचल्या? निसर्गात दिसून येणाऱ्‍या कल्पक रचना कोट्यवधी वर्षांपासून चाललेल्या उत्क्रांतीच्या प्रकियेमुळे आपोआपच चुकतमाकत घडून आल्या आहेत असे बरेच संशोधक म्हणतील. पण इतर संशोधक मात्र एका वेगळ्या निष्कर्षावर आले आहेत. सूक्ष्मजीवशास्त्राचे तज्ज्ञ मायकल बीही यांनी २००५ साली द न्यू यॉर्क टाईम्स या दैनिकात असे लिहिले: “[निसर्गात] आढळणाऱ्‍या अभिकल्पनांच्या आधारावर एक अतिशय पटण्याजोगा व साधा तर्कवाद करता येतो: जर एखादी वस्तू बदकासारखी चालते, बदकासारखाच आवाज करते आणि ही वस्तू बदक नाही असे सिद्ध करणारा पुरावा जर कोणीही देऊ शकत नसेल, तर मग ती वस्तू बदकच आहे असा निष्कर्ष काढणे निश्‍चितच वावगे ठरणार नाही.” मग बीही यांचा निष्कर्ष काय आहे? “निसर्गातील वस्तूंची रचना करण्यात आली आहे हे जर इतके उघड आहे, तर मग त्याकडे मुद्दामहून दुर्लक्ष केले जाऊ नये.”

साहजिकच, जो अभियंता विमानाचे अधिक सुरक्षित व कार्यक्षम पंख निर्माण करील त्याला त्याच्या अभिकल्पाचे श्रेय मिळणे योग्यच आहे. हे श्रेय मिळण्यास तो पात्र आहे. तसेच जो संशोधक पूर्वीपेक्षा अधिक बहुपयोगी चिकटपट्टी, किंवा जास्त आरामदायी कापड, किंवा जास्त कार्यक्षम असे वाहन तयार करेल त्याला त्याच्या किंवा तिच्या कल्पक रचनेचे श्रेय मिळालेच पाहिजे. किंबहुना, एखाद्या उत्पादकाने दुसऱ्‍या कोणाच्या अभिकल्पाची नक्कल केली व मूळ अभिकल्पकाला श्रेय दिले नाही तर कायद्याच्या नजरेत तो उत्पादक गुन्हेगार ठरतो.

तर मग, उच्च प्रशिक्षण मिळवलेले तज्ज्ञ गुंतागुंतीच्या यांत्रिक समस्या सोडवण्याकरता निसर्गातील यंत्रणांची नक्कल करून या यंत्रणांमागील मूळ कल्पनेचे श्रेय एका बुद्धिमान सृष्टिकर्त्याला न देता उत्क्रांतीवादाला देतात हे तुमच्या तर्काला पटते का? जर नक्कल करण्यासाठी एका बुद्धिमान अभिकल्पकाची गरज आहे तर मग मूळ रचनेविषयी काय म्हणावे? दुसऱ्‍या शब्दांत, अधिक श्रेय कोणाला मिळाले पाहिजे, मूळ कलाकाराला की त्याच्या कलेचे अनुकरण करणाऱ्‍या त्याच्या शिष्याला?

तर्कशुद्ध निष्कर्ष

निसर्गातील कल्पक रचनांचे निरीक्षण केल्यावर बरेच विचारशील लोक स्तोत्रकर्त्याच्या या शब्दांशी सहमत होतात: “हे यहोवा, तुझी कृत्ये किती नानाप्रकारची आहेत! ती सर्व तू ज्ञानाने केली आहेस; पृथ्वी तुझ्या संपत्तीने [निर्माण केलेल्या वस्तूंनी] भरलेली आहे.” (स्तोत्र १०४:२४, पं.र.भा.) बायबलचा आणखी एक लेखक पौल हाही याच निष्कर्षावर आला. त्याने लिहिले: “सृष्टीच्या निर्मितीपासून [देवाच्या] अदृश्‍य गोष्टी म्हणजे त्याचे सनातन सामर्थ्य व देवपण ही निर्मिलेल्या पदार्थांवरून ज्ञात होऊन स्पष्ट दिसत आहेत; अशासाठी की, त्यांना कसलीहि सबब राहू नये.”—रोमकर १:१९, २०.

पण बायबलचा आदर करणारे आणि देवाला मानणारे बरेच प्रांजळ लोक कदाचित असे म्हणतील की निसर्गातील अद्‌भुत गोष्टी निर्माण करण्याकरता देवाने उत्क्रांतीच्या प्रक्रियेचा वापर केला असावा. बायबल याविषयी काय शिकवते? (g ९/०६)

[तळटीप]

[५ पानांवरील संक्षिप्त आशय]

निसर्गाला इतक्या अद्‌भुत कल्पना कशा काय सुचल्या?

[६ पानांवरील संक्षिप्त आशय]

निसर्गाचा पेटंट होल्डर कोण?

[७ पानांवरील चौकट/चित्रे]

जर नक्कल करण्यासाठी एका बुद्धिमान अभिकल्पकाची गरज आहे, तर मग मूळ रचनेविषयी काय म्हणावे?

हे बहुपयोगी विमान समुद्री गल पक्ष्याच्या पंखांची नक्कल करून तयार करण्यात आले आहे

पालीच्या पायांवर कधीही मळ साचत नाही, त्यांचे निशाण मागे राहात नाही. टेफ्लॉनचा अपवाद वगळता, पाल सर्व प्रकारच्या पृष्ठभागांची पकड घेऊ शकते आणि अगदी सहज पकड सोडूही शकते. संशोधक पालीच्या पायांची नक्कल करण्याचा प्रयत्न करत आहेत

बॉक्सफिशच्या शरीराची, कर्षण बल कमी करणारी अतिशय आश्‍चर्यकारक रचना वाहनाच्या निर्मितीची प्रेरणा ठरली

[चित्राचे श्रेय]

विमान: Kristen Bartlett/ University of Florida; पालीचा तळपाय: Breck P. Kent; बॉक्सफिश आणि कार:Mercedes-Benz USA

[८ पानांवरील चौकट/चित्रे]

उपजत बुद्धीने प्रवास करणारे

कित्येक जीवजंतू आपल्या उपजत बुद्धीच्या बळावर पृथ्वीच्या एका ठिकाणाहून दुसऱ्‍या ठिकाणी प्रवास करतात. दोन उदाहरणे लक्षात घ्या.

▪ मुंग्यांचे वाहतूक नियंत्रण अन्‍नाच्या शोधात निघालेल्या मुंग्या आपल्या वारुळात कशा काय परत येतात? संयुक्‍त राज्यात संशोधकांनी शोध लावला आहे की वाटेवर एका विशिष्ट प्रकारचे रासायनिक द्रव्य पसरवण्यासोबतच, काही मुंग्या भूमितीच्या साहाय्याने पाऊलवाटा तयार करतात, ज्यामुळे त्यांना आपल्या वारुळात परत येणे सोपे जाते. उदाहरणार्थ, न्यू सायंटिस्ट नावाच्या मासिकानुसार, फॅरो ॲन्ट्‌स नावाच्या मुंग्या “आपल्या वारुळापासून ५० ते ६० अंशाच्या कोनात दुभंगणाऱ्‍या पाऊलवाटा मागे सोडून जातात.” अशा प्रकारच्या पाऊलवाटा मागे सोडण्याचे वैशिष्ट्य काय? वारुळाकडे परत येताना, मुंगी जेव्हा या दुभंगलेल्या वाटांजवळ येते तेव्हा जी पाऊलवाट कमी दुभंगलेली असेल त्याच पाऊलवाटेवर ती पुढे जाते आणि अशारितीने वाट न चुकता घरी पोचते. सदर लेखात म्हटल्याप्रमाणे, “भाकणाऱ्‍या वाटांमुळे अनेक दिशांना जाणाऱ्‍या अनेक वाटांच्या जाळ्यातून मुंग्या अचूकपणे आपली वाट शोधू शकतात. विशेषतः जेव्हा एकाच वाटेवरून, एका दिशेने मुंग्यांची एक रांग आणि दुसऱ्‍या दिशेने दुसरी अशी जात असतात तेव्हा ही पद्धत उपयोगी ठरते. तसेच, चुकीच्या दिशेने गेल्यामुळे मुंग्यांची शक्‍ती विनाकारण वाया जात नाही.”

▪ पक्ष्यांचा कंपास बरेच पक्षी सर्व प्रकारच्या हवामानात, वाट न चुकता हजारो किलोमीटरचा प्रवास करतात. तो कसा? संशोधकांनी लावलेल्या शोधानुसार पक्ष्यांना पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्राचे ज्ञान असते. पण साइन्स माहितीपत्रकानुसार, पृथ्वीच्या “चुंबकीय क्षेत्राच्या रेषा प्रत्येक ठिकाणी वेगवेगळ्या असतात आणि त्या नेहमीच अचूकपणे उत्तरेकडे निर्देश करत नाहीत.” पण मग तरीसुद्धा पक्षी वाट न चुकता कसे काय प्रवास करू शकतात? पक्षी कदाचित दररोज संध्याकाळी आपल्या शरीरातील कंपास मावळत्या सूर्याशी जुळवून घेत असावेत असे दिसते. सूर्यास्ताची स्थिती ही अक्षवृत्त व मोसमासोबत बदलत जात असल्यामुळे संशोधकांचे म्हणणे आहे की या बदलांसोबत जुळवून घेण्याकरता नक्कीच या पक्ष्यांच्या शरीरात “एक जैविक घड्याळ असावे. व हे घड्याळ त्यांना वर्षातल्या विशिष्ट काळाची सूचना देत असावे,” असे साइन्स पत्रकात म्हटले आहे.

मुंग्यांना भूमितीचे ज्ञान कोणी दिले? पक्ष्यांना कंपास, जैविक घड्याळ आणि या उपकरणांच्या साहाय्याने मिळणाऱ्‍या माहितीचा योग्य अर्थ लावणारा मेंदू कोणी दिला? उत्क्रांतीच्या बुद्धिहीन प्रक्रियेतून हे घडून आले असावे का? की ही एका बुद्धिमान सृष्टिकर्त्याची किमया आहे?

[चित्राचे श्रेय]

© E.J.H. Robinson २००४