सजीवांचा बारकोड / Uses of DNA Barcode

प्राणि-प्लवकाचा बारकोड. आभार: http://www.cmarz.org/barcode.html

सुपरमार्केटमध्ये सामान घेताना पाकिटावरील बारकोड स्कॅन करताना पाहिलंय? ते केल्याबरोबर बिलाच्या यादीत वस्तूचं नांव आणि त्याची किंमत आपोआप टाईप केली जाते. आपल्या डोळ्यांना जरी ती केवळ काळी पट्टेरी चौकट दिसली तरी त्या विशिष्ट वस्तूबाबत त्यात माहिती साठवलेली असते. अशीच बारकोडची चौकट प्रत्येक सजीवासाठी असेल तर किती मजा येईल ना? तशी ती आहेच पण वेगळ्या नैसर्गिक स्वरूपात. प्रत्येक सजीवाच्या डीएनए मध्ये त्याची ओळख करून देणारे विशिष्ट गुण असतात हे २००३ साली कॅनडाच्या पॉल हेबर्टनं दाखवून दिलं. त्या जीवाला विशिष्ट ओळख देणाऱ्या गुणांच्या या वर्णनाचं त्यानं 'डीएनए बारकोड' असं नामकरण केलं. म्हणजे असं की या डीएनएची रचना सगळ्या वनस्पती आणि प्राण्यांसाठी वेगवेगळी असते आणि त्यावरून त्यांना ओळखता येतं. मायटोकॉन्ड्रीयातील जनुकाचा एक विशिष्ट भाग सर्वसाधारणपणे यासाठी वापरला जातो, अपवाद काही वनस्पतींचा. त्यांच्यासाठी वेगळ्या जनुकाचा बारकोड मान्यता पावला आहे. वनस्पती आणि प्राणी जिवंत अथवा मृत स्थितीत असो किंवा त्यांचं विघटन झालेलं असो त्यांचा डीएनए बारकोड वापरून तो ओळखणं आता सहज शक्य आहे.

वाघांची शिरगणती / Counting tiger population

बंगाली वाघ.  आभार: विकिपिडिया

'बंगाली वाऽऽघ.., दख्खनचा नाऽऽग.. ढुम-ढुम ढुमाक... ढुम-ढुम ढुमाक' अशा गाण्याच्या ओळी लहानपणी म्हटल्याच्या आठवतात. २०व्या शतकाच्या सुरुवातीला भारतात वाघांची संख्या सुमारे २० ते ३० हजाराच्या घरात होती असं म्हणतात. एकूणच निसर्गसंपन्न देश होता. गेल्या काही वर्षांपर्यंत भारताची ओळख बऱ्याच जणांना एक जंगलांचा, हत्तींचा प्रदेश म्हणून होती त्या वेळी हे गाणं बालक मंदिरात जाणाऱ्या मुलांना शिकवलं जाणं संयुक्तिकच म्हणावं लागेल. पण गेल्या शतकभरात ही संख्या झपाट्यानं खाली आली. १९७२ सालीं प्रथम वाघांची गणती करायचा प्रयत्न झाला. त्यांच्या पंजांचे ठसे घेऊन ही केली गेली. त्यात काही त्रुटी असतीलही. पण त्यातून सुमारे १८०० वाघच उरलेत असा अंदाज काढला गेला. या खंडात, विशेषतः भारतात आढळणाऱ्या या प्राण्याचं अस्तित्व नष्ट होण्यापासून बचाव आणि संवर्धन करण्यासाठी म्हणून भारत सरकारनं 'प्रॉजेक्ट टायगर' नांवानं एक मोहीम आखली. संवर्धन करायचं म्हणजे नेमकं काय करायचं, वाघांची गणना कशी करायची असेही प्रश्न सुरुवातीला होतेच. जनगणना करायला शिक्षकांना आणि इतर सरकारी कर्मचाऱ्यांना कामाला लावण्याइतकं सोपं काम नव्हतं ते! काहीही असो, तेव्हापासून वाघांच्या संवर्धनासाठी अथक प्रयत्न केले गेले. प्राणीमित्र संघटना, इतर जागरुक व्यक्ती यांनी वेळोवेळी सरकारवर दबाब आणून अनेक कायदे केले आणि सावकाश का होईना पण त्या प्रयत्नांना यश येतंय असंच म्हणावं लागेल.

जानेवारी २०१५ च्या वर्तमानपत्रात भारतातील वाघांची संख्या वाढल्याचे मथळे वाचायला मिळाले. सगळ्यांनीच याचं स्वागत केलं. वर्षाच्या सुरुवातीला ही चांगली बातमी आल्यानं अर्थातच सगळेच सुखावले. वाघांच्या २०१४ साली झालेल्या गणनेतून हा निष्कर्ष काढला गेला. सुमारे २००६ साली झालेल्या गणनेपासून वाघांची गणना करण्याच्या पध्दतीत आमूलाग्र बदल केला गेलाय. दर चार वर्षांनी ही गणना केली जात आहे. म्हणजेच २००६ नंतर २०१० आणि आता २०१४ ची ही गणना. या गणना करताना क्लिष्ट पण आवश्यक अशा सांख्यिकी पध्दती, प्रारुपं आणि प्रणालींचा काटेकोरपणे वापर केला गेला आहे आणि म्हणून त्याच्या निष्कर्षात तथ्य असावं असं म्हणायला आधार आहे. कशी करतात ही गणना? भारत सरकारच्या पर्यावरण मंत्रालयानं २०१४ सालच्या गणनेनंतर एक पुस्तिका प्रकाशित केली आहे. त्यात याबद्दल दिलेली माहिती छानच आहे.

देशभरात किती वाघ आहेत याचा आढावा दोन टप्प्यात माहितीचा संयुक्त वापर करुन घेतला गेला. यातून किती वाघ आहेत हेच फक्त कळलं नाही तर ते कसे, कुठे विखुरले आहेत हेही लक्षात आलं. भारतात एकूण १८ राज्यांत वाघांचा वावर आहे. या राज्यांच्या वनखात्यांतर्फे प्राथमिक माहिती गोळा केली गेली. नंतर राज्याचे वनखात्यातील प्रशिक्षित कर्मचारी, प्राणीमित्र संघटना आणि भारतीय वन्यजीव संस्थेतील तज्ज्ञांनी एकत्रित येऊन कामं केली. पहिल्या टप्प्यात जिथं वाघ आढळण्याची शक्यता आहे अशा प्रत्येक भूभागाची (beat) बारकाईनं पाहाणी केली. भारतभर असे सुमारे तीस हजार भूभाग पिंजून काढले. त्यातून सुमारे सव्वातीन हजार भूभागात त्यांचा वावर असल्याचं लक्षात आलं. याकरता लाईन-इंटरसेप्ट पध्दत वापरली गेली. या पध्दतीत ज्याची (उदा. वाघांची, विशिष्ट झाडांची, त्याच्याशी पूरक अशा इतर बाबी, वगैरे) गणना करायची असे भूभाग जिथं आहेत अशा परिसरातून जाईल अशी एक रेषा (transect) आखली जाते. या रेषेवरुन मग चालत जाऊन हव्या असलेल्या घटकांचा शोध घेतला जातो. ही पध्दत अतिशय भरवशाची समजली जाते. अशा सुमारे ९० हजार रेषांवरुन दोन लाख तेरा हजार कि.मी. इतकं अंतर हा आढावा घेताना चाललं गेलं. केवळ महाराष्ट्रातच १८ हजारावर रेषा आखल्या गेल्या आणि सुमारे ४७ हजार कि.मी. अंतर चाललं गेलं. यातून तेथील परिसरात वाघांचं भक्ष्य किती प्रमाणात आहे (भक्ष्याच्या विष्ठेच्या प्रमाणावरुन), कशा प्रकारचं जंगल आहे, मानवाचा हस्तक्षेप किती प्रमाणात त्या भागात होतोय, याची माहिती गोळा केली. याला पूरक म्हणून त्या भूभागाचे उपग्रहाद्बारे भूमिस्वरुप (landscape) स्पष्ट करणारे, मानवाच्या अस्तित्वाची आणि एकूणच परिसराच्या इतर गुणवैशिष्ट्यांची माहिती देणारे नकाशे मिळवून अभ्यासले गेले, त्यांचा भूभागावरुन फिरुन गोळा केलेल्या माहितीशी मेळ साधला आणि वाघाच्या अधिवासाची ठिकाणं निश्चित केली गेली.

स्वयंचलित कॅमेरा.  आभार: विकिपिडिया

गणनेच्या दुसऱ्या टप्प्यावर जिथं वाघांचा अधिवास असण्याची शक्यता आहे अशा ठिकाणी विशिष्ट कॅमेरे बसवले गेले आणि छायाचित्रं मिळवली गेली. गणनेसाठी कॅमेऱ्यांचा वापर प्राण्यांची किमान संख्या तरी अचूक दर्शवितो. या विशिष्ट प्रकारच्या कॅमेऱ्यांवर संवेदक (sensor) बसवलेले असतात. त्यामुळे कॅमेऱ्याच्या ग्रहणमर्यादेत काहीही हालचाल झाली की त्याच्याद्वारे लगेच ती छायाचित्रबध्द केली जाते. या प्रकाराला 'camera trapping' असं म्हणतात. पूर्वी प्राणी पकडण्यासाठी सापळे/ जाळी लावली जायची आणि त्यांना 'traps' असं म्हणलं जायचं. कदाचित या संकल्पनेवरुन त्या प्राण्यांना कॅमेऱ्यात 'बध्द' (trap) केलं असं म्हणण्याची प्रथा पडली असावी. आता तर अंधारातही हे कॅमेरे छायाचित्र काढू शकतात. तसंच छायाचित्र काढताना त्यांचा आवाजही अत्यंत सूक्ष्म होतो त्यामुळं प्राणी सजग होत नाही आणि तो त्याच्या सहज-सुलभ, निर्भय अवस्थेत टिपता येतो. अशा तंत्रज्ञानामुळे आता वन्य प्राण्यांचं सर्वेक्षण करणं, विशिष्ट वेळेत त्यांचा वावर कुठे असतो, वगैरेचा अभ्यास करणं खूपच सुलभ झालं आहे. काही कॅमेऱ्यावर तर ध्वनिमुद्रणाची आणि चलतचित्रणाची सोयही असते. त्यामुळे वेगवेगळ्या स्थितीतील पक्ष्यांचे, प्राण्यांचे आवाज आणि त्यांच्या हालचाली टिपणंही आता शक्य झालं आहे.

या टप्प्यावर गोळा केलेल्या माहितीचंही पृथःकरण केलं गेलं. एखाद्या ठिकाणच्या वाघाची अधिसत्ता किती अंतरापर्यंत चालते, त्याला पुरेसं भक्ष्य उपलब्ध आहे की नाही, त्या भागात माणसाचा वावर किती प्रमाणात आहे, तेथील परिसर अभ्यास याचा एकत्रित विचार करण्यासाठी भौगोलिक माहिती तंत्राचा (geographic information system)  वापर केला गेला. या अभ्यासातून वाघांच्या अधिवासासाठी आवश्यक अशा गरजांची तसंच त्यांच्या वसाहतींची आणि त्यात कशा प्रकारचं संधान साधलं जातं याची माहिती मिळू शकली.

यानंतर कॅमेऱ्यातून टिपलेल्या छायाचित्रांचं पृथ:करण एका प्रणालीच्या सहाय्याने केलं गेलं. वाघाच्या शरीरावरच्या पट्ट्यांवरुन एकाच वाघाची अनेक छायाचित्रं या प्रणालीद्वारे ओळखता येतात. यातून नेमके किती वाघ टिपले गेले हे कळतं. तक्ता क्र. १ मध्ये शेवटच्या रकान्यात २०१४च्या सर्वेक्षणात विभागवार टिपलेल्या एकूण १५४० वाघांची माहिती दिली आहे. भूभागाच्या सर्वेक्षणात नोंदलेली परिसराची वैशिष्ट्ये, भक्ष्याच्या उपलब्धतेचं प्रमाण, मानवाचा त्या भागातला वावर, तसंच उपग्रहाकडून मिळवलेल्या माहितीचा आणि कॅमेऱ्यातून टिपलेल्या वाघांचा एकत्रित अभ्यास करुन विशिष्ट परिसरातील वाघांच्या अस्तित्वाची माहिती प्रारुपात पडताळली गेली. या प्रारुपातून विशिष्ट भूभागात किती वाघ असण्याची शक्यता आहे याचा अचूक अंदाज बांधता येतो म्हणून त्याचा वापर केला गेला.

अरुणाचल प्रदेश, मिझोराम सारख्या राज्यांच्या काही भागात, जिथं दाट जंगलं आहेत तिथं मोठ्या प्रमाणात भूभाग पिंजून काढणं आणि कॅमेऱ्यांचा वापर करणं अशक्य आहे तिथं वेगळीच पध्दत अवलंबिली. शक्य त्या ठिकाणाहून वाघाच्या विष्ठा गोळा केल्या, त्यातून डीएनए वेगळे केले आणि प्रत्येक वाघाच्या डीएनए ची रचना वेगवेगळी असल्यानं तिथं किती वाघांचं अस्तित्व आहे याचा अंदाज या जनुकीय अभ्यासातून बांधला. ही आणि जिथं कॅमेरे ठेवता आले अशा भागात किती वाघ आहेत या माहितीचं एकत्रीकरण करुन तेथील वाघांच्या संख्येचा अदमास बांधण्यात आला.

तक्ता १: तीन सर्वेक्षणात वाघांच्या गणनेचे केलेले अंदाज

भारताचे प्राकृतिक प्रदेश	वर्ष २००६	वर्ष २०१०	वर्ष २०१४	२०१४ च्या सर्वेक्षणात कॅमेर्‍यात टिपलेले वाघ
शिवालिक पर्वताच्या रांगा आणि गंगेचा सखल प्रदेश	२९७ (२५९-३३५)	३५३ (३२०-३८८)	४८५ (४२७-५४३)	३८७
मध्य भारत	६०१ (४८६-७१८)	६०१ (५१८-६८५)	६८८ (५९६-७८०)	४९१
पश्चिम घाट आणि दक्षिणेकडील राज्ये	४०२ (३३६-४८७)	५३४ (५००-५६८)	७७६ (६८५-८६१)	४६४
पूर्वेकडील राज्ये आणि ब्रह्मपुत्रेचा सखल प्रदेश	१११ (०८४-११८)	१४८ (११८-१७८)	२०१ (१७४-२१२)	१३६
सुंदरबन	-	७० (०६४-०९०)	७६ (०६२-०९६)	६२
एकूण	१४११ (११६५-१६५७)	१७०६ (१५२०-१९०९)	२२२६ (१९४५-२४९१)	१५४०

वाघांच्या गणनेची ही अभिनव पध्दत त्यांच्या संख्येचा अचूक अंदाज बांधण्यासाठी खूपच उपयोगी असल्याचं लक्षात आलं आहे. हीच पध्दत वापरुन तीन वेळा केलेल्या सर्वेक्षणातून भारतात वेगवेगळ्या भूभागात (तक्ता क्र. १) वाघांची उत्तरोत्तर वाढ होत असल्याचं दिसून येत आहे. महाराष्ट्रात वाघांचं अस्तित्व मुख्यत्वेकरुन विदर्भात (मेळघाट, ताडोबा-अंधारी, पेंच, नवेगांव-नागझिरा आणि बोर) आणि तुरळक ठिकाणी सह्याद्रिच्या कुशीत दिसून आलं आहे. गोव्याच्या जंगलातही ३-५ वाघ असल्याची नोंद प्रथमच झाली आहे. दक्षिणेच्या राज्यांत, पश्चिम घाट प्रदेशात वाघांची मोठ्या प्रमाणात झालेली वाढ या सर्वेक्षणातून दिसून येते. निसर्गात अन्नसाखळीच्या सर्वात वरच्या टोकाला वाघ हा प्राणी येतो. यांची वाढ म्हणजे निसर्ग सुदृढ असल्याचं लक्षण. सरकारी संस्था, प्राणीमित्र वाढ , वगैरेंच्या एकत्रित प्रयत्नातून हे सावकाश का होईना साधता येत आहे हे लक्षात आल्यावर मनाला उभारी येते.
-----------------------------------------------------------
हा लेख "शैक्षणिक संदर्भ" - अंक ९२; फेब्रु-मार्च २०१५ च्या अंकात पृष्ठ १५-२० वर प्रसिद्ध झाला आहे.

गोव्याच्या मठातला अवशेष जॉर्जियाची राणी केटेवानचाचः डीएनए वापरुन केली चाचणी/ DNA test confirms the relic of Georgian Queen

संत अगुस्तिनचा शिल्लक भाग

दगडी पेटीच्या झाकणाचा नमुना - अशा
पेटीत केटेवान राणीच्या हात जपला होता

राणीच्या हाताचं हाड

इ.स. १६१३ मध्ये इराणचा बादशहा शाह अब्बासनं जॉर्जियावर आक्रमण केलं आणि केटेवान राणीला बंदी बनवून आणलं. त्यानंतर सुमारे दहा वर्षांच्या बंदीकाळात तिला इस्लामची दिक्षा देऊन आपल्या जनानखान्यात सामावून घेण्याचे त्याने अथक प्रयत्न केले पण तिचा छळ करूनही राणी बधली नाही आणि अखेरीस १६२४ साली मृत्यू पावली. यादरम्यान दोन अगुस्तिनीयन साधू तिच्या सोबत राहात होते. तिच्या मृत्युनंतरही १६२४ ते १६२७ च्या दरम्यान तिथंच राहून त्यांनी राणीच्या देहाचे अवशेष तिच्या थडग्यातून मिळवले आणि त्यातील उजवा हात एका दगडी शवपेटीकेतून लपत छपत १६२७ साली गोव्यात आणून संत अगुस्तिनच्या मठातल्या चॅपेलच्या वेदीच्या उजव्या बाजूला दुसर्‍या खिडकीत ठेवला असं इतिहास सांगतो. जॉर्जियातील जनतेच्या मनातील केटेवान राणीच्या बाबतीत असलेली आदरभावना लक्षात घेऊन त्या देशाने भारत सरकारला हे अवशेष शोधण्याची १९८०च्या दशकात विनंती केली आणि तेव्हापासून भारतीय पुरातत्व सर्वेक्षणाने अनेक प्रयत्न केले. जुने गोवे येथील हा मठ १५७२ साली अगुस्तिनीयन साधूंनी बांधला होता. १८३५ मध्ये यातील चर्चची पडझड झाली तर १८४२ मध्ये त्याची कमान पडली आणि ही इमारत नंतर तिच्याकडे झालेल्या दुर्लक्षामुळे उदध्वस्तच झाली होती. त्यातील महत्वाच्या चीजवस्तू गहाळ झाल्या होत्या. इतिहासातील पानात राणीच्या अवशेषांची नेमकी जागा नमूद केलेली असली तरी त्या इमारतीच्या स्थितीमुळे ते अवशेष शोधायला अथक प्रयत्न करावे लागले. अखेरीस २००४ साली पुरातत्ववेत्त्यांना हाताचं एक लांब हाड सापडलं. त्याच्या जवळच दगडी पेटीचं झाकणही सापडल्यामुळे ते राणीचंच असावं असं अनुमान करता येत होतं. या हाडाबरोबरच, आणखीही दोन दग़डी पेट्यात ठेवलेले हाडांचे अवशेष सापडले. लांब हाताचं हाड केटेवान राणीचेच अवशेष आहेत याबाबत पुरातत्ववेत्त्यांमध्ये दुमत नव्हतं पण याची खात्री कशी करणार?

सारे भारतीय माझे बांधव आहेत.... / Genetic evidence for recent population mixture in India

डीएनए किंवा डीऑक्सिरायबोन्युक्लिक अ‍ॅसिड हा अनुवंशिकता सांगणारा मानवाच्या किंवा प्रत्येक जीवाच्या पेशींमधील एक अविभाज्य घटक आहे. १९८०च्या दशकात डीएनए चा उपयोग गुन्हेगार ओळखणं, वंश संबंध सांगणं, वगैरे कामांसाठी व्हायला लागला आणि ही पध्दत आपल्या सगळ्यांनाच वर्तमानपत्रात 'असल्या' बातम्या वाचून ओळखीची झाली. आनुवंशिकता विज्ञानाची (जेनेटिक्स) समाजाला याद्वारे मोठीच देणगी मिळाली. आपल्याला आपले पूर्वज कोण याचं मोठंच कुतूहल असतं. धार्मिक क्षेत्रांच्या ठिकाणी तेथील पुरोहित त्यांच्याकडील नोंदी पाहून आपल्या वंशावळीची माहिती पूर्वी देत असत. आता ती पध्दत आहे की नाही हे माहीत नाही. ख्रिस्ती समाजात त्यांच्या चर्चमध्ये अशा नोंदी ठेवलेल्या असतात त्यावरून माझ्या एका मित्राने त्यांच्या कुटूंबाचा कुलवृक्ष तयार केला होता. पण ही साधनं आपल्याला काही पिढ्यांपर्यंतच मागे घेऊन जाऊ शकतात. म्हणून डीएनए सारखी साधनं वापरून शास्त्रज्ञ एखाद्या देशाचे पूर्वज कोण, त्यांची संस्कृती कशी होती, पूर्वी स्थलांतरं कशी झाली, वगैरे समजावून घेण्यासाठी उपयोग न करतील तर नवलच. गेल्या दोन दशकात याचा वापर करून अनेक बाबींचा उलगडा त्यांनी केला आहे.