శాస్త్ర విజ్ఞానము

జార్జ్ గామోవ్ (చిత్రం) గత శతాబ్దానికి చెందిన ఓ ప్రఖ్యాత సైద్ధాంతిక భౌతిక శాస్త్రవేత్త, ఖగోళశాస్త్రవేత్త. లమేత్ర్ మొదట ప్రతిపాదించిన ‘బిగ్ బాంగ్’ సిద్ధాంతాన్ని ఇతడు పెంచి పోషించాడు. Quantum tunneling ద్వారా Alpha decay ని వివరిస్తూ ఇతడు ఓ సిద్ధాంతాన్ని రూపొందించాడు.


గామోవ్ గొప్ప జనవిజ్ఞాన (పాపులర్ సైన్స్) రచయిత కూడా. లోగడ జార్జ్ గామోవ్ రాసిన ‘Mr Tompkins in wonderland’ అన్న పుస్తకంలో ఓ భాగాన్ని ‘సుబ్బారావు సాపేక్ష వాదం’ అన్న పేరుతో అనువదించి ఈ బ్లాగ్ లో పోస్ట్ చెయ్యడం జరిగింది.

గామోవ్ రాసిన మరో అద్భుతమైన పుస్తకం ‘One, two, three… infinity.’ ఆ పుస్తకం అనువాదాన్ని సీరియల్ గా ఈనాటి నుండి పోస్ట్ చేద్దామని ఉద్దేశం.





అనంతం అంచుల దాకా

జార్జ్ గామోవ్



అధ్యాయం 1

మహమ్మారి సంఖ్యలు

1. నువ్వు ఎంత వరకు లెక్కించగలవు?

హంగరీ దేశంలో రాచకుటుంబానికి చెందిన ఇద్దరు పెద్దమనుషుల గురించి ఓ కథ వుంది. ఇద్దరూ ఓ రోజు ఓ ఆట ఆడుకుంటున్నారు. ఇద్దరిలో ఎవరు పెద్ద సంఖ్య చెప్తే వాళ్లు గెలిచినట్టు.

“ముందు నువ్వు మొదలెట్టు,” అన్నాడొకడు.

కొన్ని నిమిషాలు దీర్ఘంగా ఆలోచించి రెండోవాడు వాడికి చేతనైన అతి పెద్ద సంఖ్య చెప్పాడు.

“మూడు.”

ఇప్పుడు మొదటి వాడి వంతు వచ్చింది. ఓ పావుగంట లోతుగా ఆలోచించి,

“లాభం లేదు. నువ్వే గెలిచావ్,” అని ఓటమి ఒప్పుకున్నాడు.

పై కథలోని హంగేరియన్లు ప్రత్యేకించి ప్రతిభావంతుల కోవలోకి రారని చెప్పకనే తెలుస్తోంది. హంగరీ దేశస్థులంటే గిట్టని వాళ్ళెవరో అల్లిన కథ అయ్యుంటుంది. ఇలాంటి సంభాషణ హంగరీ దేశస్థుల మధ్య కాదు గాని, హాటెంటాట్ ల మధ్య అయితే నిజంగా జరిగి ఉండేదేమో. ఈ హాటెన్ టాట్ లు ఆఫ్రికాకి చెందిన ఆదిమ జాతులు. ఆఫ్రికాని అన్వేషించిన అన్వేషుల కథనాల బట్టి ఈ హాటెన్టాట్ ల పదకోశంలో మూడు కన్నా పెద్ద అంకెలకి పేర్లు లేవని తెలుస్తోంది. కావాలంటే ఆ జాతి వాళ్లలో ఒకణ్ణి పట్టుకుని ‘నీకు ఎంత మంది పిల్లలు అనో, నువ్వు ఎంత మంది శత్రువుల తలలు నరికావనో అడగండి. ఆ సంఖ్య మూడు కన్నా పెద్దది అయితే “బోలెడు” అని సమాధానం వస్తుందంతే. అంటే ఈ హాటెన్టాట్ జాతి వారిలో వీరాధి వీరులు కూడా అంకెలు లెక్కెట్టే కళలో ఎల్. కె. జి. పిల్లల ముందు కూడా ఎందుకూ పనికి రారు!



ఈ రోజుల్లో మనక ఎంత పెద్ద అంకె కావలిస్తే అంత పెద్ద అంకెని రాయగలం అన్న నమ్మకం వుంది. అది ఒక దేశపు ఆదాయాన్ని అణా పైసలలో లెక్కెట్టడం కావచ్చు, తారల మధ్య దూరాలని ఇంచిలలో కొలవడం కావచ్చు. ఓ అంకె రాసి దాని పక్కన కావలసినన్ని సున్నాలు రాస్తే సరిపోతుందని మనకి తెలుసు. మీ చెయ్యి నొప్పి పుట్టిందాకా సున్నాలు రాస్తూ పోతే ఇంతలోనే విశ్వంలో మొత్తం పరమాణువుల సంఖ్య కన్నా పెద్ద సంఖ్యని రాసేయొచ్చు. నిజానికి ఆ సంఖ్య విలువ –

300,000,000,000, 000,000,000, 000,000,000, 000,000,000, 000,000,000, 000,000,000, 000,000,000, 000,000,000.

మూడు పక్కన 74 సున్నాలు. దీన్నే మరింత సంక్షిప్తంగా ఇలా వ్యక్తం చెయ్యొచ్చు. 3 X 10^74.

10 పైన చిన్న పరిమాణంలో సూచించిన సంఖ్య 74. ఇది 3 తరువాత ఎన్ని సున్నాలు ఉండాలో చెప్తుంది.

కాని ఈ రకమైన “అంకగణితంలో సులభ సూత్రాల” గురించి ప్రాచీన కాలంలో తెలిసేది కాదు. నిజానికి ఈ పద్ధతిని సుమారు రెండు వేల ఏళ్ల క్రితం ఓ భారతీయ గణితవేత్త కనిపెట్టాడు. అలవాటు పడిపోవడం వల్ల గుర్తించం గాని ఇది నిజంగా చాలా ఘనమైన ఆవిష్కరణ.

(ఇంకా వుంది)

కొలంబియాలో ని గువచారా గుహని హంబోల్ట్ మహాశయుడు సందర్శించాడు గాని ఆ గుహ ఎంత లోతు వుందో పూర్తిగా తెలుసుకోలేకపోయాడు. 2500 అడుగుల లోతుకి వెళ్ళాడు గాని అంత కన్నా లోతుకి పోలేకపోయాడు. అలాగే కెంటకీ లో కూడా అతి విశాలమైన గుహ ఒకటుంది. అందులో పెద్ద సరస్సు ఉంది. సరస్సు మీద ఐదొందల అడుగుల ఎత్తున గుహ యొక్క చూరు ఉంటుంది. అందులోని సొరంగాల శాఖల పొడవు నలభై మైళ్ల పొడవు ఉంటుందని దాన్ని చూసిన యాత్రికులు చెప్తారు. కాని నా ఎదుట ప్రస్తుతం కనిపిస్తున్న విశాలమైన గుహ్య ప్రాంతంతో పోల్చితే అవన్నీ చిన్నపాటి బొరియలు. పైన మెరిసే మేఘాలు, చుట్టూ తుళ్ళిపడే విద్యుల్లతలు, కింద అందరాని ఆవలితీరం గల సంద్రం – ఇవన్నీ చూస్తూ ఉంటే నా మనసుని ఏదో నిశ్చేష్టత ఆవరించింది.



ఈ వింతలన్నీ మౌనంగా తిలకిస్తూ ఉండిపోయాను. నా మనోభావాలని వ్యక్తం చెయ్యడానికి మాటలు చాలడం లేదు. యురేనస్ మీదనో, నెప్ట్యూన్ మీదనో మరే ఇతర సుదూర గ్రహం మీదనో ఉన్న అనుభూతి కలుగుతోంది. నాకు ప్రస్తుతం కలుగుతున్న అనుభూతులని అర్థం చేసుకోడానికి నా జీవితంలో నేను ఇంతవరకు సేకరించిన ధరాగత అనుభవాలు సరిపోవు. అలాంటి కొత్త అనుభవాలని వర్ణించడానికి కొత్త మాటలు అవసరం. నా ఊహాశక్తికి అలాంటి పదాలు అంతుచిక్కలేదు. భయం, సంభ్రమం కలగలసిన మనోభావంతో ఎదుట దృశ్యాన్ని తిలకిస్తూ ఉండిపోయాను.



చుట్టూ కనిపించే అలౌకిక సౌందర్యాన్ని చూస్తుంటే మనసుకి ఎంతో హాయి కలిగింది. సాంద్రమైన శీతల పవనాలు ముఖాన్ని నిమిరి పోతుంటే ఎంతో స్వాంతన చేకూరింది.



నలభై ఏడు రోజులు కరకైన, ఇరుకైన సొరంగ మార్గాలలో బందీగా పడి వున్న తరువాత ఇలా గుండెల నిండా చల్లగా ఊపిరి నింపుకునే భాగ్యం కలగడం చెప్పలేని ఆనందంగా వుంది.



సొరంగాన్ని వదిలి బయటికి రావడం గొప్ప వరంలా అనిపించింది.

“నడవడానికి కాస్త ఓపిక వుందా?” మామయ్య అడిగాడు.

“ఓ బోలెడు. ఈ క్షణం నడవగలగడం ఓ గొప్ప వరంలా తోస్తోంది.”

“అయితే చెయ్యి పట్టుకో. తీరం వెంట అలా తిరిగొద్దాం.”

మామయ్య, నేను నెమ్మదిగా ఆ సముద్ర తీరం వెంట సంచారం మొదలెట్టాం. ఎడమ పక్క కొండలు శంఖాకారపు రాళ్లు గుట్టలుగుట్టలుగా పేర్చినట్టు ఉన్నాయి. ఆ గుట్టల మీదగా జాలువారే వేవేల సెలయేళ్ల కలకలం వీనుల విందుగా వుంది. అప్పుడప్పుడు ఉప్ఫున ఎగసిపడే మెరిసే ఆవిర్లు వేణ్ణీటి బుగ్గల ఉనికిని సూచిస్తున్నాయి.



ఇన్ని చిట్టేళ్ల మధ్యలో మా చిన్నారి నేస్తం హన్స్ బాక్ ని పోల్చుకోగలిగాను. చీకటి సొరంగం లోంచి నెమ్మదిగా బయటికి ప్రవహిస్తూ ఆ విశాల సాగరంలో కలసిపోతోంది ఆ కలయికే తన జీవన సాఫల్యం అన్నట్టు…

“అది మళ్ళీ కనిపించదు కదా?” నిట్టూరుస్తూ అన్నాను.

“దారి చూపడానికి ఏదో ఒకటి కావాలి. అదైతేనేం, మరొకటి ఐతేనేం?” మామయ్య తేలిగ్గా అన్నాడు.

అది వట్టి కృతఘ్నత అనిపించింది.

ఆ క్షణం నా దృష్టి ఓ అనుకోని దృశ్యం మీద పడింది.

(ఇంకా వుంది)

వైరస్ లు కణాలని ఎలా ఇన్ఫెక్ట్ చేస్తాయి అన్న విషయం మీద ఎంతో సవివరమైన సమాచారం ఓ ప్రత్యేకమైన వైరస్ ల మీద జరిగిన అధ్యయనాల వల్ల తెలిసింది. ఆ వైరస్ ల పేరు బాక్టీరియో ఫేజ్ (bacteriophage). వీటి గురించి ఫ్రెడెరిక్ విలియం ట్వార్ట్ అనే శాస్త్రవేత్త 1915 లో కనుక్కున్నాడు. 1917 లో కెనడా కి చెందిన ఫెలిక్స్ హుబర్ట్ ద హెరెల్ కూడా స్వతంత్రంగా ఈ వైరస్ ల మీద అధ్యయనాలు జరిపాడు. చిత్రం ఏంటంటే ఈ వైరస్ లు బాక్టీరియాలని నాశనం చేస్తాయి. అంటే క్రిములని చంపే క్రిములన్నమాట! అందుకే ద హెరెల్ వీటికి ‘బాక్టీరియో ఫేజ్’ అని పేరు పెట్టాడు. అంటే ‘బాక్టీరియా భక్షకులు’ అని అర్థం.




ఈ బాక్టీరియో ఫేజ్ లు అధ్యయనం చెయ్యడానికి చాలా అనువుగా ఉంటాయి. ఈ ఫేజ్ లని (బాక్టీరియో ఫేజ్ లని క్లుప్తంగా ఫేజ్ లంటుంటారు), అవి నాశనం చేసే బాక్టీరియాలని, ఈ రెండిటి మధ్య జరిగే చర్యలని టెస్ట్ ట్యూబ్ లలో పరిశీలించవచ్చు. ఈ ఫేజ్ లు బాక్టీరియాలని అటకాయించి నాశనం చేసే విధానం ఇలా ఉంటుంది.





బాక్టీరియా కణాన్ని అటకాయిస్తున్న ఫేజ్
http://dennehylab.bio.qc.cuny.edu/



ఫేజ్ ల పని తీరు గురించి ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోప్ లతో చేసిన పరిశీలన వల్ల తెలిసింది. ఒక సగటు ఫేజ్ ఓ చిన్న tadpole లా ఉంటుంది. దీనికి ఓ పెట్టెలాంటి ‘తల’ ఉంటుంది. అడుగున ఓ ‘తోక’ ఉంటుంది. ముందుగా ఫేజ్ తన తోకతో బాక్టీరియం యొక్క ఉపరితలాన్ని గట్టిగా పట్టుకుంటుంది. తోకలో ఉండే అమినో ఆసిడ్ల యొక్క విద్యు దావేశాల ఏర్పాటు, బాక్టీరియా ఉపరితలం మీద ఉండే అణువుల విద్యుదావేశాల ఏర్పాటు ఒక దానికొకటి వ్యతిరేకంగా ఉండడం వల్ల, భిన్న విద్యుదావేశాలు ఆకర్షించుకుంటాయి కనుక, ఫేజ్ యొక్క తోకకి, బాక్టీరియా యొక్క ఉపరితలానికి మధ్య ఆకర్షణ ఏర్పడుతుంది. ఆ విధంగా వైరస్ తన తోకతో బాక్టీరియా ఉపరితలాన్ని ఒడిసి పట్టుకున్నాక, కణం యొక్క పొరకి చిన్న గాటు పెడుతుంది. ఇప్పుడు వైరస్ యొక్క తల లో ఉండే న్యూక్లీక్ ఆసిడ్ ని వైరస్ కణ పొరలో ఏర్పడ్డ రంధ్రం లోంచి బాక్టీరియా లోపలికి ప్రవేశపెడుతుంది. ఇది జరిగిన అరగంటలో వైరస్ చేత అటకాయించబడ్డ బాక్టీరియం పెటేలు మని పగిలి అందులోంచి వందల కొద్ది ‘బాల’ వైరస్ లు బిలబిల మంటూ బయటికి ఉరుకుతాయి.



బక్టీరియా కణంలోకి వైరస్ ప్రవేశపెట్టిన న్యూక్లీక్ ఆసిడ్ కణం లోపల ఏం చేస్తుంది? ఇది తెలుసుకునే ముందు, అసలు వైరస్ ప్రవేశపెట్టిన పదార్థం న్యూక్లీక్ ఆసిడ్ మాత్రమే నని ఎలా తెలిసింది? అని ప్రశ్నించుకోవాలి. ఈ విషయాన్ని మొట్టమొదట్ నిర్ధారించింది ఆల్ఫ్రెడ్ డే హెర్షీ అనే బాక్టీరియాలజిస్ట్. ఈయన తన అధ్యయనాలలో రేడియోథార్మిక ట్రేసర్ (radioactive tracers) వాడాడు. రేడియో థార్మిక ఫాస్ఫరస్ మరియు రేడియో థార్మిక సల్ఫర్ అణువులు ఉన్న ఆహారాన్ని బాక్టీరియా కి మేతగా వేసి ఆ రేడియో థార్మిక అణువులు బాక్టీరియాలోకి ప్రవేశించేలా చేశాడు. ప్రోటీన్ లలోనే కాక న్యూక్లీక్ ఆసిడ్ లలో కూడా ఫాస్ఫరస్ ఉంటుంది. కాని సల్ఫర్ మాత్రం ప్రోటీన్ల లో మాత్రమే ఉంటుంది. కనుక రెండు రకాల ట్రేసర్ లు ఉన్న ఫేజ్ యొక్క సంతతిలో రేడియో థార్మిక ఫాస్ఫరస్ మాత్రమే ఉంటే జనక వైరస్ నుండి న్యూక్లీక్ ఆసిడ్ మాత్రమే బాక్టీరియాలోకి ప్రవేశించింది అన్నమాట. వైరస్ సంతతిలో రేడియో థార్మిక సల్ఫర్ లేదంటే సంతతి లోని ప్రోటీన్ పదార్థం బాక్టీరియా నుండి వచ్చిందన్నమాట. ఆల్ఫ్రెడ్ హెర్షీ చేసిన ప్రయోగాలలో సరిగ్గా ఆ సత్యమే నిర్ధారించబడింది.

ఆ విధంగా బాక్టీరియాని అటకాయించిన వైరస్ ఆ బాక్టీరియాలో ఓ జీవరాసి లాగా పునరుత్పత్తి చెందుతుందని, ఆ పునరుత్పత్తిలో జనక వైరస్ నుండి వచ్చిన న్యూక్లీక్ ఆసిడ్ కీలక పాత్ర ధరిస్తుందని అర్థమయ్యింది.

ఇంతకీ తాను అటకాయించిన బాక్టీరియాలో వైరస్ ఎలా పునరుత్పత్తి చెందుతుంది?

(ఇంకా వుంది)

మొదట్లో నాకు ఏమీ కనిపించలేదు. ఒక్కసారిగా అంత కాంతి కనిపించేసరికి కళ్లు బైర్లు కమ్మాయి. తిరిగి కళ్లు తెరిచేసరికి ఎదుట కనిపించిన దృశ్యం చూసి అదిరిపోయాను.

“సముద్రం!” గట్టిగా అరిచేశాను.

“అవును” అన్నాడు మామయ్య సమర్ధిస్తూ. “ఇది లీడెన్ బ్రాక్ సముద్రం. దీన్ని మొట్టమొదట కనుక్కున్నది నేనే నని ఒప్పుకోడానికి మరే ఇతర అన్వేషకుడికి అభ్యంతరం ఉండదేమో.”

ఎదురుగా ఓ విశాలమైన జలాశయం. దీన్ని సముద్రం అనాలో, సరస్సు అనాలో అర్థం కావడం లేదు. దాని ఆవలి గట్టు కనిపించడం లేదు. ఈ దృశ్యం చూస్తే గ్రీకు ఇతిహాసంలో ఓ సన్నివేశం గుర్తొస్తోంది. యుద్ధంలో ఓడిపోయి పలాయనం చిత్తగిస్తున్న జీనోఫోన్ సేనలోని పదివేల మంది సిపాయిలు దిక్కు తెన్ను తెలీకుండా సంచరిస్తున్న సమయంలో ఒక్కసారిగా సముద్రం కనిపించగానే “తలట్టా! తలట్టా!” (సముద్రం! సముద్రం!) అని అరిచారట.



తీరం మీద కనిపించే మెరిసే ఇసుక జరీ అంచులా ఆ ప్రాంతానికి అందాన్నిస్తోంది. ఆగాగి తీరాన్ని తాకే చిన్నారి అలల రవం మనసుకి హాయి కలిగిస్తోంది. అక్కడక్కడ విసిరేసినట్టున్న గవ్వలు ఆ నిగూఢ లోకంలో వసించిన పురాతన జీవాల తొలి ఆనవాళ్లు. ఈ విశాలమైన భూగర్భ మందిరంలో కెరటాల సవ్వళ్లు చిత్రంగా ప్రతిధ్వనిస్తున్నాయి. తరంగాలపై సవారీ చేసే నురగ తరగలు గాలి వాటుకి ఎగిరి పడి నా ముఖం మీద చిందాయి. కొద్దిగా వాలుగా ఉన్న ఈ తీరానికి సుమారు రెండొందల గజాల దూరంలో ఉవ్వెత్తున పైకి లేచిన కొండల వరుస కనిపిస్తోంది. కొన్ని చోట్ల తరంగాల నిత్య తాండవానికి కొండల అంచులు ఒరుసుకుపోయి వాడిగా, కరకుగా కనిపిస్తున్నాయి. ఇక ఆ కొండల వెనుక నేపథ్యం అంతా అలుక్కుపోయినట్టు అవిస్పష్టంగా, అలౌకికంగా దర్శనమిస్తోంది.

ఈ విశాలమైన సముద్రం ఇంత మేరకు అయినా కనిపిస్తోందంటే దానికి కారణం ఈ పరిసరాలలో వ్యాపించిన ఏదో చిత్రమైన కాంతే. అది నిశ్చయంగా సూర్యకాంతి కాదు. భానుడి ప్రచండ కిరణపుంజాలు ఈ లోకంలోకి ప్రవేశించే అవకాశం లేదు. పోనీ అవి పాలిన, పలచని వెన్నెల కాంతులు కూడా కావు. ఒక మూలం నుండి వెలువడుతున్నట్టు కాకుండా అంతటా సమంగా విస్తరించి వుందీ కాంతి. దానికి తెల్లదనంతో పాటు కాస్తంత వెచ్చదనం కూడా ఉంది. ఈ కాంతికి మూలం ఏదో విద్యుత్ ప్రభావం అయ్యుంటుంది. భూమి మీద ధృవాలని ప్రజ్వలితం చేసే అరోరా బోరియాలిస్ కాంతి లాంటిదే ఈ కాంతి అయ్యుంటుంది.

నా నెత్తి మీద కనిపిస్తున్న దాన్ని ఆకాశం అనొచ్చో లేదో తెలీదు గాని, అక్కడ కొన్ని మబ్బులు మాత్రం కనిపిస్తున్నాయి. మారే ఆవిరుల ప్రభావానికి వర్షం పడే సూచనలు కూడా కనిపిస్తున్నాయి. వాతావరణ పీడనం ఇంత ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు నీరు ఆవిరి ఎలా అవుతుంది అనుకున్నాను ముందు. కాని ఈ సందర్భంలో ఏ భౌతిక నియమం పని చేస్తోందో ఏమో గాని గాలిలో తెల్లని ఆవిరి చారలు కనిపిస్తున్నాయి. విద్యుత్ కాంతుల ప్రభావం వల్ల మబ్బుల్లో అవర్ణనీయమైన దృశ్యాలు కనిపిస్తున్నాయి. మబ్బుల అడుగుభాగాల్లో చిక్కని చీకట్ళు తారాడుతున్నాయి. కొన్ని సార్లు రెండు మబ్బుల మధ్య నుండి ఏదో చెప్పలేని ప్రకాశం జాలువారుతోంది. అది సూర్యకాంతి కాదు. అందులో వెచ్చదనం లేదు. ఈ వెలుగు నీడల లాస్యం వల్లనో ఏమో ఆ ప్రాంతం అంతా ఒకవిధమైన శోకం అలముకున్నట్టు కనిపించింది. వజ్రాల్లాంటి తారలు పొదిగిన చీకటి ఆకాశానికి బదులుగా పైన ఏదో తేజం వుంది. ఈ పరిసరాల చుట్టూ కఠిన కంకర శిలతో చేయబడ్డ ఎత్తైన గోడలు ఉన్నాయి. భారమైన ఈ గోడలు నన్ను ఉక్కిరిబిక్కిరి చేస్తున్నట్టు అనిపించినా కొన్ని ప్రత్యేక ఖగోళవస్తువులని మాత్రం అవి ఆపలేవు అనిపించింది.

ఆ సమయంలో బ్రిటన్ కి చెందిన ఓ కెప్టెన్ ప్రతిపాదించిన సిద్ధాంతం ఒకటి గుర్తొచ్చింది. ఇతడు భూమి లోపల అంతా డొల్లగా ఉంటుందని ఊహించేవాడు. పైపొర చేసే అపారమైన ఒత్తిడి వల్ల లోపల గాలి ప్రకాశవంతం అవుతుందట! అలాంటి భూమి యొక్క అంతరంగంలో ప్లూటో, మరియు ప్రోసర్పిన్ అనే రెండు తారలు పరిభ్రమిస్తూ ఉంటాయట.



మేం వున్నది హద్దుల్లేని గుహలాంటి ప్రాంతం. దాని వెడల్పు ఎంతో తెలియడం లేదు. మసక మసక వెలుతురులో సముద్రం యొక్క ఆవలి గట్టు కూడా తెలీడం లేదు. ఈ గుహ ఎత్తు కొన్ని కోసులు ఉంటుందేమో. పైన కనిపిస్తున్న మేఘం ఎత్తు 12,000 అడుగులు ఉండొచ్చు. భూమి మీద మబ్బుల కన్నా దీని ఎత్తు చాలా ఎక్కువన్నమాట. దానికి కారణం ఇక్కడ గాలి సాంద్రత ఎక్కువ కావడమే అయ్యుంటుంది.



ఇంత బృహత్తరమైన ప్రాంతాన్ని గుహ అంటే సరిపోదేమో. భూగర్భపు లోతుల్లోని వింతలని వర్ణించడానికి మానవభాష సరిపోదేమో.

(ఇంకా వుంది)

వైరస్ యొక్క పరిమాణం గురించి కొంత ప్రాథమిక అవగాహన ఏర్పడ్డాక శాస్త్రవేత్తలు వైరస్ ల అంతరంగ నిర్మాణం మీద దృష్టి సారించారు. యూనివర్సిటీ ఆఫ్ కాలిఫోర్నియా కి చెందిన హైన్జ్ ఫ్రెంకెల్-కాన్రాట్ మరియు రాబ్లీ విలియమ్స్ లు కలిసి టోబాకో మొసాయిక్ వైరస్ లోని ప్రోటీన్ అంశాలని శోధించారు. వైరస్ పదార్థాన్ని తగు రసాయనిక సంస్కారాలకి గురి చేస్తే అందులోని ప్రోటీన్ పదార్థం 2,200 శకలాలుగా విరిగిపోయింది. ఒక్కొక్క శకలంలో సుమారు 158 అమినో ఆసిడ్లు ఉన్న ప్రోటీన్ గొలుసులు ఉన్నాయి. శకలాల అణుభారం సుమారు 18,000 అని తెలిసింది. ఈ ప్రోటీన్ శకలాలలోని అమినో ఆసిడ్ల విన్యాసం గురించి 1960 ల కల్లా క్షుణ్ణంగా తెలిసింది. ఆ శకలాలని కరిగించినప్పుడు అవన్నీ కలిసి మళ్లీ వైరస్ లో ఉన్నట్లుగా కడ్డీ ఆకారంలో రూపొందాయి. కాల్షియమ్, మెగ్నీషియమ్ పరమాణువులు అ శకలాలని కలిపి ఉంచుతున్నాయి.



సామాన్యంగా వైరస్ లలోని ప్రోటీన్ శకలాలు తీరైన జ్యామితీయ ఆకారాలలో ఏర్పడతాయి. టొబాకో మొసాయిక్ వైరస్ లోని ప్రోటీన్ శకలాలు హెలిక్స్ (helix) ఆకారంలో ఏర్పడతాయి. పోలియో మైలైటిస్ లోని ప్రోటీన్ శకలాలు పన్నెండు పంచభుజులుగా ఏర్పాటు అవుతాయి. టిపులా అనే విరాజమాన (iridescent) వైరస్ లోని ఇరవై శకలాలు ఇరవై ముఖాలు గల క్రమబహుముఖి (icosahedron) ఆకారంలో ఏర్పడతాయి.




(ఇకోసా హెడ్రన్ ఆకారంలో ఉన్న వైరస్ కి ఉదాహరణ)


వైరస్ లోని ప్రోటీన్ అంశం డొల్లగా ఉంటుంది. ఉదాహరణకి టొబాకో మొసాయిక్ వైరస్ లోని ప్రోటీన్ అంశంలో 130 చుట్లు ఉన్న ప్రోటీన్ గొలుసు ఉంటుంది. ఆ చుట్ల మధ్య పొడవైన ఖాళీ ప్రదేశం ఉంటుంది. ఈ ఖాళీ ప్రదేశంలోనే వైరస్ లో ఉండే డీ.ఎన్. ఏ. గాని, ఆర్. ఎన్. ఏ. గాని ఉంటుంది.







టోబాకో మొసాయిక్ వైరస్ లోని ప్రోటీన్ అంశాలని శోధించిన ఫ్రెంకెల్- కాన్రాట్ యే, వైరస్ లోని ప్రోటీన్ అంశాన్ని, న్యూక్లీక్ ఆసిడ్ అంశాన్ని వేరు చేశాడు. ఇప్పుడు ఈ రెండు అంశాలకి వేరు వేరుగా వైరస్ కి ఉండే విషప్రభావం ఉంటుందాని అని పరీక్షించాడు. ఈ రెండు పదార్థాలు వేరు వేరుగా మాత్రం కణాన్ని ఇన్ఫెక్ట్ చెయ్యలేక పోయాయని ప్రయోగాలలో తేలింది. కాని ప్రోటీన్ ని, న్యూక్లీక్ ఆసిడ్ ని కలిపినప్పుడు మాత్రం మొదటి విషప్రభావం మళ్లీ కనిపించింది.

ఈ ప్రయోగాలని ఈ విధంగా వివరించడం జరిగింది. ప్రోటీన్, న్యూక్లీక్ ఆసిడ్ పదార్థాలని విడివిడిగా చూస్తే అవి జీవరహిత పదార్థాలే. కాని వాటిని కలిపినప్పుడు మాత్రం వాటికి ప్రాణం పోసినట్టు అయ్యింది. ఫ్రెంకెల్-కాన్రాట్ ప్రయోగాలు జీవశాస్త్రంలో కీలక ప్రయోగాలుగా కొనియాడబడ్డాయి.జీవరహిత పదార్థం సరిగ్గా ఎలాంటి పరిస్థితుల్లో జీవపదార్థంగా మారుతుంది అన్న విషయం ఈ ప్రయోగాలు తెలుపుతున్నట్టు అనిపించింది. అయితే పదార్థానికి ఈ విధంగా ‘జీవసహిత’, ‘జీవరహిత’ అనే లక్షణాలని ఆపాదించడం పొరబాటని తదనంతరం మాలిక్యులర్ బయాలజీలో జరిగిన పురోగతి దృష్ట్యా స్పష్టమయ్యింది.

వైరస్ యొక్క విషప్రభావం ఎక్కణ్ణుంచి వస్తోంది? ప్రోటీన్ నుండా, న్యూక్లీక్ ఆసిడ్ నుండా? ఈ ప్రశ్నని శోధిస్తూ ఫ్రెంకెల్-కాన్రాట్ ఓ చక్కని ప్రయోగం చేశాడు. వైరస్ యొక్క ఒక జాతి (strain) నుండి ప్రోటీన్ పదార్థాన్ని తీసుకుని, మరో జాతి నుండి న్యూక్లీక్ ఆసిడ్ అంశాన్ని తీసుకున్నాడు. ఈ రెండు పదార్థాల సంకరం వల్ల ఏర్పడ్డ కొత్త వైరస్ కి రెండు మూల వైరస్ ల లక్షణాలని కలగలిపిన మిశ్రమ లక్షణాలు ఉన్నాయి. ఏ వైరస్ జాతి నుండి ప్రోటీన్ తొడుగు వచ్చిందో, ఆ వైరస్ యొక్క ‘విషప్రభావపు తీవ్రత’ (అంటే పొగాకు ఆకులని పాడు చెయ్యడంలో వైరస్ యొక్క సామర్థ్యం) సంకర జాతి వైరస్ కి వచ్చింది. ఏ వైరస్ జాతి నుండి న్యూక్లీక్ ఆసిడ్ వచ్చిందో, ఆ వైరస్ నే పోలి వుంది ఈ కొత్త సంకరజాతి వైరస్.

ప్రోటీన్ యొక్క, న్యూక్లీక్ ఆసిడ్ యొక్క అంతవరకు తెలిసిన లక్షణాలకి, వైరస్ లో ఈ రెండు అంశాల క్రియలకి మధ్య చక్కగా పొంతన కుదిరింది. వైరస్ ఒక కణాన్ని అటకాయించినప్పుడు ఈ రెండు అంశాలు ఎలా కలిసి పని చేస్తున్నాయో అర్థమయ్యింది. ముందుగా వైరస్ యొక్క ప్రోటీన్ తొడుగు కణానికి గట్టిగా అతుక్కుని, కణాన్ని భేదించి, కణం లోపలికి చొరబడడానికి ఓ రంధ్రం చేస్తుంది. వైరస్ లోని న్యూక్లీక్ ఆసిడ్ ఆ రంధ్రం లోంచి కణం లోకి చొరబడుతుంది. లోపలికి చొరబడ్డ న్యూక్లీక్ ఆసిడ్ పదార్థం, ఆ కణంలోని జన్యు యంత్రాంగాన్ని తన సొంత ప్రయోజనాలకి వాడుకుంటూ కొత్త వైరస్ లని ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

Reference:

Asimov, I., Guide to science 2: Biological sciences.

(ఇంకా వుంది)

నా ముఖంలో ఆశ్చర్యం చూసి మామయ్య అడిగాడు –

“ఏవయ్యింది ఏక్సెల్?”

“నిన్నో ప్రశ్న అడగాలి? నేనిప్పుడు ఆరోగ్యంగానే ఉన్నానంటావా?”

“అందులో సందేహం ఏవుంది?”

“నా ఎముకలన్నీ కుదురుగానే ఉన్నాయా?”

“నిశ్చయంగా.”

“మరి నా తల?”

“ఏవో కొన్ని దెబ్బలు తగిలాయి గాని, ఉండాల్సిన చోటే భుజాల మీదే కుదురుగా వుంది.”

“కాని ఏమో నా తలకి ఏదో అయినట్టు అనిపిస్తోంది.”

“తలకి ఏమీ కాలేదు. కాని కాస్త మతిస్థిమితం తప్పింది.”

“అంతే అయ్యుంటుంది. మరైతే మనం తిరిగి ఉపరితలానికి వచ్చేశామా?”

“ముమ్మాటికీ లేదు.”

“కాని మరి నాకు ఎక్కడో వెలుగు కనిపిస్తోంది, గాలి ఊలలు వినిపిస్తున్నాయి. అలల కలకలం వినిపిస్తోంది.”

“ఓహ్! అదా? నా వద్ద కూడా పూర్తి సమాధానం లేదు. కాని ఒక్కటి మాత్రం చెప్పగలను. భౌగోళిక శాస్త్రానికి తెలీని రహస్యాలు ఇంకా ఎన్నో వున్నాయి. ”

“సరే ఇక బయల్దేరుదాం పద.”

“వద్దు ఏక్సెల్. ఈ పరిస్థితిలో నీకు చల్లగాలి సోకడం మంచిది కాదు.”

“లేదు లేదు. నేను బానే వున్నాను.”

“కాస్త ఓపిక పట్టు అల్లుడూ. పరిస్థితి మళ్లీ మొదటికి వస్తే మంచిది కాదు. ఇక ఆలస్యం చెయ్యడానికి లేదు. మన సముద్ర యాత్ర సుదీర్ఘమైన యాత్ర అయ్యేలా వుంది.”

“సముద్ర యాత్రా?”

“ఇప్పటికి విశ్రాంతి తీసుకో. హైలెస్సా అంటూ రేపే మనం బయల్దేరుతున్నాం.”

“హైలెస్సానా?” ఎగిరి గంతేసినంత పని చేశాను.

అసలేంటి ఇదంతా? ఇక్కడ ఏదైనా నదిగాని, చెరువు గాని, సముద్రం గాని ఉందా? ఈ భూగర్భపు ఓడ రేవులో మా కోసం ఏదైనా ఓడ సిద్ధంగా వుందా?

నా ఉత్సాహం చూసి మామయ్య నన్ను శాంతింప జేయడానికి చూసి విఫలయం అయ్యాడు. నా అసహనం నాకు కీడు చేస్తోందని గుర్తించినా ఏమీ చెయ్యలేకపోయాడు.

హడావుడిగా యాత్రకి సిద్ధం అయ్యాను. అదనపు రక్షణ కోసం నా చుట్టూ ఓ దుప్పటి చుట్టుకుని ఆ గుహ లోంచి బయటపడ్డాను.



(ఇరవై తొమ్మిదవ అధ్యాయం సమాప్తం)

రచన - రసజ్ఞ 1910లో Drosophila melanogaster (fruit fly) ఈగల మీద మోర్గాన్ కొన్ని ప్రయోగాలను జరిపాడు. అయితే వీటిలో ముఖ్యమయిన విషయం లింగ వివక్ష. ఆడ (జన్యు పరిభాషలో ఆడవారిని ♀ గుర్తుతో సూచిస్తారు) ఈగలు, మగ (జన్యు పరిభాషలో మగవారిని ♂ గుర్తుతో సూచిస్తారు) ఈగలు అని రెండు రకాలుగా ఉంటాయి. X, Y అనే క్రోమోజోముల మీదే లింగ నిర్ధారణ ఆధారపడి ఉంటుంది. ఆడ ఈగలకి XX అనే క్రోమోజోములు వుంటే, మగ ఈగలకి మాత్రం XY ఉంటాయి. వీటిల్లో మళ్ళీ పసుపురంగు శరీరం (yellow body, yy), తెలుపు రంగు కళ్ళు (white eyes, ww), కురచ రెక్కలు (miniature wings, mm) - మూడూ అంతర్గత లక్షణాలున్న ఆడ ఈగలు; బూడిద రంగు శరీరం (grey body, y+), ఎరుపు రంగు కళ్ళు (red eyes, w+), పొడవు రెక్కలు (long wings, m+) - మూడూ బహిర్గత లక్షణాలున్న మగ ఈగలతో సంపర్కం చెందగా F1 తరంలో వచ్చిన ఆడ ఈగలను (Xy+w+m+Xywm - బూడిద రంగు శరీరం, ఎరుపు రంగు కళ్ళు, పొడవు రెక్కలు) మగ ఈగలతో (XymwY - పసుపురంగు శరీరం, తెలుపు రంగు కళ్ళు, కురచ రెక్కలు) సంపర్కం జరిపారు. తద్వారా F2 తరంలో వచ్చిన ఈగలను గమనించగా, ఎనిమిది వివిధ లక్షణాలతో ఆడ/మగ ఈగలు వచ్చాయి.



వీటిల్లో కూడా జనక తరాలలో తీసుకున్న లక్షణాలు, అవే combinationతో ఉన్న ఈగలే ఎక్కువగా వచ్చాయనీ, దీనికి కారణం తను తీసుకున్న మూడు లక్షణాలూ (శరీర రంగు, కాళ్ళ రంగు, రెక్కల ఎత్తు) కూడా X క్రోమోజోము మీదనే వుండటం వలన ఆ మూడూ కలిసి ఒక జట్టుగా తరువాత తరానికి చేరుతున్నాయనీ, అదే సంపూర్ణ సహలగ్నతనీ వివరించాడు. అంతేగాక, ఒక లక్షణాన్ని నియంత్రించే జన్యువుకి సంబంధించిన బహిర్గత జన్యువులు లేదా అంతర్గత జన్యువులు రెండూ ఒకే క్రోమోజోము మీద ఉంటే cis అమరికనీ, అటువంటి జన్యువులు సంధానము చూపిస్తాయని చెప్పాడు. అలాగే, ఒక లక్షణాన్ని నియంత్రించే జన్యువుకి సంబంధించి ఒక బహిర్గత జన్యువు, ఒక అంతర్గత జన్యువు ఒకే క్రోమోజోము మీద ఉంటే trans అమరికనీ, అటువంటి జన్యువులు వికర్షణను చూపుతున్నాయని చెప్పాడు. అంతకుమించి వివరించలేక, సహలగ్నతకు సంధానము, వికర్షణ అనే రెండు భిన్న రూపాలు ఉంటాయి అని మాత్రం చెప్పాడు.



1922లో William Ernest Castle (October 25, 1867 — June 3, 1962) అనే శాస్త్రవేత్తతో మోర్గాన్ కూడా కలిసి తమ ప్రయోగాలని Drosophila ఈగల మీదే కొనసాగించారు. ఇప్పటికీ, జంతువుల మీద జరపవలసిన ఎన్నో రకమయిన జన్యుశాస్త్ర ప్రయోగాలకు వీటినే ఎక్కువగా వాడతారు. దానికి ముఖ్య కారణాలు:

1. వీటిల్లో ఉండే జన్యువుల సంఖ్య చిన్నది (మనుషులలో దాదాపు 40,000 జన్యువులుంటే వీటిలో 13,600 జన్యువులు వున్నాయి).

2. ఇంచుమించు రెండు వారాల్లోనే పిల్లలు వస్తాయి కనుక తక్కువ సమయంలో ఎక్కువ తరాలను చదివే అవకాశం ఉంది.

3. వీటిల్లోని క్రోమోజోముల మీద ఉండే జన్యువులు మనం చూసే బార్ కోడ్ (barcoad) రూపంలో ముదురు, లేత రంగుల్లో (dark and light bands) ఉండటం వలన చదవటం వీలుగా ఉంటుంది.

4. ఏ జంతువులని పెంచాలన్నా, వాటి పోషణకి చాలా ఖర్చు అవుతుంది, పైగా ప్రత్యేక శ్రద్ధ తీసుకుని పెంచాలి. ఈ ఈగలతో ఆ పని ఉండదు. గుడ్లు పెడతాయి, త్వర త్వరగా ఎదిగిపోతాయి. వీటి కోసం ప్రత్యేక శ్రద్ధ తీసుకోవలసిన అవసరం (మిగతా జంతువులతో పోలిస్తే) కూడా లేదు.

5. గుడ్డు నుంచీ అవయవాలు ఏర్పడి, ఒక రూపు సంతరించుకుని, ఈగ ఎదిగే వరకూ ప్రతీదీ మనం చూడచ్చు. కానీ మిగతా జంతువులలో పిల్లలు గర్భాశయంలో వుంటూ అన్ని అవయవాలూ ఏర్పడి అప్పుడు బయటకి వస్తాయి.

6. ఏ జన్యువులో ఏ మార్పులు చేస్తే ఏ అవయవంలో మార్పులొస్తున్నాయో కూడా సులభంగా తెలుస్తుంది.



ఇరువురూ (మోర్గాన్ మరియు Castle) చాలా పరిశోధనలను జరిపి క్రోమోజోమ్ సహలగ్నతా సిద్ధాంతాన్ని (chromosomal theory of linkage) ప్రతిపాదించారు. ఈ సిద్ధాంతం ఏమి చెప్తోందంటే,

1. జన్యువులు క్రోమోజోముల మీద వరుసగా (linear) అమరి వుంటాయి.

2. సహలగ్నతను చూపించే జన్యువులెప్పుడూ ఒకే క్రోమోజోము మీద వుంటాయి.

3. వరుస క్రమంలో అమరిన రెండు ప్రక్క ప్రక్క జన్యువులు జన్యువుల మధ్య వున్న దూరం ఆధారంగా ఆ రెండూ సహలగ్నతను చూపిస్తాయా? లేదా? చూపిస్తే, ఎంత బలంగా చూపిస్తాయి అనే అంశాలు తెలుస్తాయి. దగ్గర దగ్గరగా వుండే జన్యువుల మధ్యన సహలగ్నత ఎక్కువగానూ, దూరంగా వుండే వాటి మధ్య సహలగ్నత తక్కువగానూ ఉంటుందని చెప్పారు.

4. జన్యువుల మధ్యన దూరాన్ని కనుగొన్న వ్యక్తి మోర్గాన్ కనుక క్రోమోజోము మీద వుండే రెండు జన్యువులు మధ్య దూరానికి కొలమానం మోర్గాన్ యూనిట్లు (Morganian units).

5. జన్యువులు సాధారణంగా జనక తరాలలో ఉన్నట్టుగానే వ్యక్తమవటానికి ఇష్టపడతాయి (అనగా సంపూర్ణ సహలగ్నతను చూపిస్తాయి). వినిమయము చెందిన జన్యువులు "మాత్రమే" క్రొత్త లక్షణాలను చూపిస్తాయి (అనగా అసంపూర్ణ సహలగ్నత ఎప్పుడూ వినిమయం చెందిన జన్యువులకే పరిమితం).



అక్కడిదాకా బాగానే వుంది, ఇప్పుడు ఆలోచించవలసినది జనక లక్షణాల గురించి కాదు, పిల్లలలో క్రొత్తగా వచ్చే లక్షణాల గురించి కనుక వినిమయము అంటే ఏమిటి? ఎలా జరుగుతుంది? పిల్లలలో ఇన్ని రకాల క్రొత్త combinations ఎలా ఏర్పడుతున్నాయి? క్రోమోజోములో జన్యువులు వుండే భాగమేమయినా వేరుపడి, క్రొత్త వాటితో కలవటం వలన ఏర్పడుతున్నాయా? లేదా వున్న వాటిల్లోనే మార్పులొస్తున్నాయా? ఇత్యాది ఆలోచనలతో తన ప్రయోగాలను కొనసాగించాడు.



References:

GENETICS Analysis and Principles. Brooker; Fourth edition

Principles of Genetics. Robert H Tamarin; Willard Grant Press

Molecular Biology of the Gene. James D Watson, Tania A Baker, Stephen P Bell, Alexander Gann, Michael Levine, Richard Losick; Fifth edition

Principles of Genetics. Edmund W., Dunn, L.C. And Dobzhansky, Th. Sinnott, McGraw-Hill Book Company; Fourth edition