শিকড়ের সন্ধানে

লুকা-হাইপোথিসিস
জীবনের গভীরতম শিকড়ের সন্ধান : লুকা (LUCA) হাইপোথিসিসটি লাস্ট ইউনিভার্সাল কমন অ্যানসেস্টর (Last Universal Common Ancestor – LUCA) বা শেষ সর্বজনীন সাধারণ পূর্বপুরুষ-কে কেন্দ্র করে আবর্তিত সহজ কথায় যা একটি তাত্ত্বিক পূর্বপুরুষ কোষের জনসংখ্যা। মনে করা হয় যে পৃথিবীর সমস্ত বর্তমান জীবন এই কোষ থেকেই উদ্ভূত হয়েছে। লুকা নিজে জীবনের উৎপত্তি নয়, বরং এটি বিবর্তনীয় ইতিহাসের সেই একক, সাম্প্রতিকতম বিন্দু, যেখান থেকে সমস্ত বর্তমান জীব একটি সাধারণ জেনেটিক এবং কাঠামোগত বৈশিষ্ট্য ভাগ করে নেয়। জীবনকে এই সাধারণ পূর্বপুরুষের থেকে খুঁজে বের করাই আধুনিক বিবর্তনীয় জীববিজ্ঞানের অন্যতম এক চ্যালেঞ্জিং প্রচেষ্টা।
লুকা-র ধারণাটি হল চার্লস ডারউইন-এর সাধারণ বংশগতির তত্ত্বের চূড়ান্ত পরিণতি। বিভিন্ন প্রজাতির জিনোম সিকোয়েন্সের মধ্যেকার সমরূপতা এই একক পূর্বপুরুষের জনসংখ্যার দিকেই নির্দেশ করে। মনে করা হয় LUCA প্রায় ৩.৫ থেকে ৪.৩ বিলিয়ন বছর আগে পৃথিবীর ইতিহাসের একেবারে প্রাথমিক পর্যায়ে বিদ্যমান ছিল। এই সময়কালটি পৃথিবীর যথেষ্ট ঠান্ডা হওয়ার পরেই ঘটেছিল। এই অনুমানটি ফাইলোজেনেটিক বিশ্লেষণ এবং প্রাচীনতম মাইক্রোফসিল প্রমাণের ডেটিং-এর উপর ভিত্তি করে তৈরি। গুরুত্বপূর্ণভাবে, LUCA এমন একটি কোষীয় জনসংখ্যাকে প্রতিনিধিত্ব করে যা ইতিমধ্যেই সংগঠনের একটি পরিশীলিত স্তর অর্জন করেছিল, যা ইঙ্গিত করে যে এর আগে প্রি-লুকা বিবর্তনের (abiogenesis বা জীবনের উৎপত্তি) একটি উল্লেখযোগ্য সময়কাল অবশ্যই ঘটেছে।
লুকা-র বৈশিষ্ট্যগুলি অনুমান করা : জেনেটিক এবং কোষীয় প্রক্রিয়া
লুকা-র বৈশিষ্ট্যগুলি অনুমান করার জন্য বিজ্ঞানীরা ফাইলোজেনেটিক ব্র্যাকেটিং বা পূর্বপুরুষের অবস্থা পুনর্গঠন নামে একটি কৌশল ব্যবহার করেন। জীবনের তিনটি ডোমেন জুড়ে সাধারণ বৈশিষ্ট্যগুলির তুলনা করে, গবেষকেরা সেই বৈশিষ্ট্যগুলিকে বাদ দিতে পারেন যা সম্ভবত ডোমেনগুলি বিভক্ত হওয়ার পরে উদ্ভূত হয়েছিল।
লুকা-র পক্ষে সবচেয়ে শক্তিশালী প্রমাণের মধ্যে একটি হল জেনেটিক কোডের সর্বজনীনতা। লুকা-র অবশ্যই জেনেটিক তথ্য সংরক্ষণ, প্রতিলিপি এবং প্রকাশের জন্য একটি ব্যবস্থা ছিল :
জেনেটিক উপাদান : যদিও কিছু তত্ত্ব একটি RNA জিনোমকে (যা ‘RNA ওয়ার্ল্ড’ হাইপোথিসিসের সাথে সম্পর্কিত) নির্দেশ করে, তবে বেশিরভাগের মতে লুকা-র একটি ডিএনএ জিনোম ছিল, কারণ এটির ডাবল-স্ট্র্যান্ডেড ডিএনএ বজায় রাখতে এবং প্রকাশ করার জন্য প্রয়োজনীয় যন্ত্রপাতি (DNA পলিমারেজ, টপোআইসোমারেজ) ছিল এবং এরা প্রোটিন সংশ্লেষেও সক্ষম ছিল।
কোষের গঠন
লুকা একটি কোষীয় জীব, যার একটি লিপিড দ্বিস্তরীয় পর্দা ছিল, যা জল-ভিত্তিক সাইটোপ্লাজমকে আবৃত করে রাখত। এই পর্দার কাঠামোটি অভ্যন্তরীণ জৈব রাসায়নিক পরিবেশ বজায় রাখার জন্য এবং সোডিয়ামের মতো ক্ষতিকারক বাহ্যিক উপাদানগুলিকে বাদ দেওয়ার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ছিল, যা নির্দিষ্ট আয়ন ট্রান্সপোর্টার বা পাম্প ব্যবহার করে সম্পন্ন করা হয়েছিল।
বিপাকীয় অনুমান এবং বাসস্থান
লুকা-র বিপাক প্রক্রিয়া অনুমান করা হল আরও চ্যালেঞ্জিং, জীবন যে আদিম পৃথিবীর অবস্থার সাথে খাপ খাইয়ে নিয়েছিল এটি তারই ইঙ্গিত দেয়।
অ্যানারোবিক (অবাত) : আদিম পৃথিবীর হ্রাসকারী, অক্সিজেন-স্বল্প বায়ুমণ্ডলের প্রেক্ষিতে, লুকা প্রায় নিশ্চিতভাবেই অ্যানারোবিক ছিল (অক্সিজেনের প্রয়োজন ছিল না)।
অটোট্রফিক (স্ব-ভোজী) : এটি সম্ভবত রাসায়নিক শক্তি ব্যবহার করে (অটোট্রফিক) নিজের খাদ্য তৈরি করত, সম্ভবত এমন একটি পথের মাধ্যমে যা সেই সময়ের প্রচুর ভূতাত্ত্বিক সম্পদের উপর নির্ভরশীল ছিল।
বাসস্থান : লুকা ভূগর্ভের গভীরে হাইড্রোথার্মাল ভেন্ট (উষ্ণ প্রস্রবণ) সেটিংয়ে বাস করত। এবং রাসায়নিকভাবে সমৃদ্ধ। এই পরিবেশটি ছিল উষ্ণ, অক্সিজেন-মুক্ত, ভূ-রাসায়নিকভাবে সক্রিয়, হাইড্রোজেন (H₂) এবং কার্বন ডাইঅক্সাইড (CO₂)-এর মত গ্যাস ও এর পাশাপাশি ছিল আয়রনে সমৃদ্ধ, যা এর বিপাক প্রক্রিয়াকে চালিত করতে পারত। এই পরিবেশ তীব্র UV বিকিরণ থেকে সুরক্ষা দেওয়ার পাশাপাশি প্রয়োজনীয় কাঁচামাল সরবরাহ করত।
লুকা-র অস্তিত্বের সময়কাল : লুকা-র সঠিক সময়রেখা যদিও গবেষণাধীন, তবে বেশিরভাগ গবেষণা প্যালিও-আর্কিয়ান যুগে এর অস্তিত্বের উপর কেন্দ্রীভূত।
অনুমানিত পরিসর : কিছু মডেল Late Heavy Bombardment (বিলম্বিত ভারী বোমা বর্ষণ)-এর আগে, অর্থাৎ ৪.৩ বিলিয়ন বছর আগে এর অস্তিত্বের পরামর্শ দিলেও, আরও সাম্প্রতিক জেনেটিক বিশ্লেষণ পৃথিবীর গঠনের কয়েকশ মিলিয়ন বছর পরে ৪.২ বিলিয়ন বছরের কাছাকাছি সময়ে লুকা-র অস্তিত্বের ইঙ্গিত দেয়।
লুকা-র সম্প্রদায়
লুকা একটি অত্যন্ত জটিল কোষীয় কাঠামোকে প্রতিনিধিত্ব করে ; এই জটিলতা রাতারাতি আসেনি। লুকা-র পূর্বে অবশ্যই একটি দীর্ঘ সময়কাল ছিল যাকে অ্যাবায়োজেনেসিস বা জীবনের উৎপত্তি বলা হয়, যেখানে অজৈব বস্তু থেকে ধীরে ধীরে জৈব বস্তুর সৃষ্টি হয়েছিল। কিছু মডেল লুকা-কে একটি স্বতন্ত্র প্রজাতি হিসেবে নয়, বরং অবাধে জিন বিনিময়কারী জীবের একটি সম্প্রদায় হিসেবে ধারণা করে। এই ‘সার্বজনীন জিন বিনিময় পুল’ মডেলে, তিনটি ডোমেন একটি একক, নিখুঁত কোষ থেকে উদ্ভূত হয়নি, বরং একটি প্রবহমান, বৈচিত্র্যময় জনসংখ্যা থেকে উদ্ভূত হয়েছিল যা আধুনিক কোষীয় জীবনের স্থিতিশীল, অ-স্থানান্তরকারী বংশধারায় স্থির হওয়ার অপেক্ষায় ছিল। ‘ব্যক্তিগত’ লুকা তখন সেই কোষের শেষ জনসংখ্যাকে উপস্থাপন করবে যা তিনটি আধুনিক ডোমেন তাদের পৃথক বিবর্তনীয় পথ নেওয়ার আগে এই সার্বজনীন বিনিময়ে অংশ নিয়েছিল।
লুকা এইভাবে একটি অত্যাশ্চর্য বিবর্তনীয় সাফল্যকে প্রতিনিধিত্ব করে। এটি সেই চূড়ান্ত, সফল মডেল যা অ্যাবায়োজেনেসিসের প্রাথমিক এবং বিশৃঙ্খল ধাপগুলিকে অতিক্রম করে একটি একক, ঐক্যবদ্ধ জীবন্ত কাঠামো তৈরি করতে সক্ষম হয়েছিল, যা থেকে বর্তমান জীবজগতের বৈচিত্র্যের উদ্ভব হয়েছে।