ચાલતી વખતે આપણાં હાથ શા માટે હલે છે?

 

 

ઘણાં વર્ષો સુધી વૈજ્ઞાનિકો એવું સમજતા રહ્યાં કે ચાલતી વખતે હાથોનું હલન-ચલન એક નકામું કાર્ય છે. કેમકે હાથને હલાવીને આપણે ક્યાંય પહોંચતા જ નથી/આગળ વધતા જ નથી(જેમ પગને હલાવીને પહોંચીએ છીએ), ફક્ત એનર્જી વેસ્ટ કરીએ છીએ. પરંતુ!!! 2009 માં university of michigan ના કેટલાંક વૈજ્ઞાનિકોએ એ જાણવાની કોશિશ કરી કે હાથોના હલન-ચલનથી શરીર ઉપર શું પ્રભાવ પડે છે?

-

આ માટે તેમણે કેટલાંક લોકોને ત્રણ પ્રકારે ચાલવા માટે કહ્યું. (1) સામાન્યપણે હાથ હલાવીને ચાલવું (2) વગર હાથ હલાવ્યે ચાલવું (3) synchronize movement અર્થાત જમણો પગ જ્યારે આગળ આવે ત્યારે જમણાં હાથને આગળ કરવો અને ડાબો પગ જ્યારે આગળ આવે ત્યારે ડાબા હાથને(ટૂંકમાં આપણાં નોર્મલ હલન-ચલન વિરૂધ્ધ) (જુઓ નીચેની ઇમેજ). ત્રણેય પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન તેઓના શરીરે ખર્ચેલ ઉર્જાનું અધ્યયન કરવામાં આવ્યું. આ ટેસ્ટનું રિઝલ્ટ ચોંકાવનારૂં આવ્યું.

-

વગર હાથ હલાવ્યે ચાલવાથી શરીર(નોર્મલ હલન-ચલનની તુલનાએ) 12% જેટલી ઉર્જા વધુ વાપરતું હતું અને synchronize movement વખતે તો ઘણી વધુ લગભગ 26% જેટલી વધુ ઉર્જા વાપરતું હતું. તમને આશ્ચર્ય જરૂર થતું હશે કે આખરે આવું કેમ? તો તેની પાછળનું કારણ છે.....જ્યારે આપણે પગલું ભરીએ છીએ ત્યારે આપણું શરીર કમરના ભાગેથી ફરે છે/વળે છે. જેને counter balance(પ્રતિસંતુલિત) કરવા માટે આપણી વિરૂધ્ધ બાજુનો હાથ આગળ વધે છે. જેથી આપણે સીધા ચાલી શકીએ છીએ. જ્યારે હાથોને રોકવામાં આવે અથવા ખોટો હાથ આગળ કરવામાં આવે ત્યારે શરીરને સીધા ચાલવામાં વધુ મહેનત કરવી પડે છે. પરિણામે શરીર વધુ ઉર્જા ખર્ચ કરે છે. જે સ્વાભાવિકપણે survival ની દ્રષ્ટિએ યોગ્ય નથી.

-

છતાં ઘણાં વૈજ્ઞાનિકો એવું પણ માને છે કે આપણાં હાથોનું હલન-ચલન અસલમાં ચાર પગ ઉપર ચાલવાવાળા આપણાં પૂર્વજોનો એક ગુણ છે, કે જે હજીસુધી વિલુપ્ત થવાનો બાકી છે. હકિકત જે હોય તે પરંતુ ફિલહાલ આપણી પાસે આ બે ખુલાસાઓ મૌજૂદ છે.

Bio-Signatures

શુક્રના ચક્કર લગાવ્યા બાદ જ્યારે ગેલિલિયો સ્પેસક્રાફ્ટ 1990 માં પૃથ્વી તરફ આવી રહ્યું હતું ત્યારે મિશનના સર્વેસર્વા કાર્લ સાગનના મગજમાં એક રોમાંચક વિચાર આવ્યો કે....અગર એક ક્ષણ માટે આપણે ભૂલી જઇએ કે પૃથ્વી ઉપર કોઇ જીવન છે અને સ્પેસક્રાફ્ટની મદદ વડે અંતરિક્ષમાંથી પૃથ્વીનું રાસાયણિક વિશ્લેષણ કરવામાં આવે, તો શું આપણને પૃથ્વી ઉપર મૌજૂદ જીવનના કોઇ પ્રમાણો મળશે? સ્પેસક્રાફ્ટે પૃથ્વી તરફ પોતાના યંત્રો ફેરવ્યા અને નીચે મુજબના કેટલાંક પ્રમાણો તેણે નોંધ્યા.

-

(1) પાણી:- જો કે આમાં હરખાવા જેવું કંઇ નથી. બ્રહ્માંડમાં સૌથી અધિક માત્રામાં મૌજૂદ અણુઓની યાદીમાં પાણી ત્રીજા નંબરે છે. જળ બ્રહ્માંડમાં લગભગ હર જગ્યાએ મૌજૂદ છે. બેશક જળ જીવન માટે અતિ આવશ્યક તો છે, પરંતુ ફક્ત જળની ઉપસ્થિતિ માત્રથી કોઇ ગ્રહ ઉપર જીવન હોવું સિદ્ધ નથી થતું.

(2) મિથેન:- કાર્બનિક પદાર્થોનું વિઘટન(decomposition) કરી મિથેન ઉત્પન્ન કરનારા સૂક્ષ્મજીવી બેક્ટિરીયા પૃથ્વી ઉપર મિથેનનો મુખ્ય સ્ત્રોત છે. આ બેક્ટિરીયા સ્વતંત્રરૂપે પણ મળી આવે છે અને આપણાં તથા ગાય-ભેંસ સહિત અન્ય જીવોના પેટમાં સહજીવીના રૂપમાં તેમજ ભોજનનું વિઘટન કરી આપણને પોષક પદાર્થ ઉપલબ્ધ કરાવતા રહે છે, સાથેસાથે મિથેનને પણ મુક્ત કરતાં રહે છે. પરંતુ....મિથેનનું નિર્માણ કેટલીક પ્રાકૃતિક અભિક્રિયાઓ વડે પણ સંભવ છે. કોઇપણ હાઇડ્રોજન યુક્ત વાતાવરણમાં મિથેન(4 હાઇડ્રોજન+ 1 કાર્બન પરમાણુ) કાર્બનની થર્મોડાયનામિક રૂપે સૌથી અધિક સ્થિર અવસ્થા છે. જે કારણે હાઇડ્રોજનની પ્રધાનતા વાળા સોલાર નેબ્યુલાની બાહરી સપાટી ઉપર મિથેન મળી આવે છે. મિથેનથી યુક્ત શનિનો ચંદ્ર ટાઇટન આનું ઉદાહરણ છે. આ સિવાય પાણી અને ખડકો વચ્ચે કેટલીક રાસાયણિક ક્રિયાઓ વડે પણ મિથેનનું નિર્માણ સંભવ છે. ઉદાહરણ તરીકે ઓલિવિન(olivine) નામક ખડક(ખનિજ) પર્યાપ્ત દબાણ તથા ઉષ્મા મળતા જળ અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ સાથે ક્રિયા કરી મિથેનનું નિર્માણ કરે છે. મંગળ ગ્રહ ઉપર અલ્પ માત્રામાં મિથેન મળવાનું પણ આજ કારણ છે.

-

તો કહેવાનો મતલબ છે કે ફક્ત મિથેનની ઉપસ્થિતિ માત્રથી જીવનનું અસ્તિત્વ સિદ્ધ નથી થતું પણ...જો કોઇ ઓક્સિજન યુક્ત વાતાવરણમાં મિથેનની હાજરી મળે છે, તો આ જીવનનું એક મજબૂત સાક્ષ્ય છે. કેમકે મિથેન ઓક્સિજન સાથે ખુબજ ઝડપી ક્રિયા કરી કાર્બનડાયોક્સાઇડ અને જળમાં પરિવર્તિત થઇ જાય છે. ઓક્સિજન યુક્ત વાતાવરણમાં મિથેનનો એક અણુ પણ સ્વતંત્રરૂપે મૌજૂદ નથી રહી શકતો જ્યાં સુધી મોટી સંખ્યામાં મૌજૂદ "જીવિત વસ્તુઓ" મિથેનનું સતત નિર્માણ નહીં કરી રહી હો.

-

ગેલિલિયો યાન દ્વારા પૃથ્વી ઉપર જોવાયેલ વિવિધ ચીજોમાં હવે પછીનું નામ છે.....ઓક્સિજન. પૃથ્વી ઉપર ઓક્સિજનનું નિર્માણ મુખ્યત્વે સાયનોબેક્ટીરિયા તથા વૃક્ષો દ્વારા થાય છે. છતાં, પ્રાકૃતિક રીતે પણ ઓક્સિજનનું નિર્માણ સંભવ છે. સૂર્યના અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણો જળ અને કાર્બનડાયોક્સાઇડના રાસાયણિક બંધનને તોડી ક્રમશ: હોઇડ્રોજન-કાર્બનને મુક્ત કરી ઓક્સિજનનું નિર્માણ કરવામાં સક્ષમ હોય છે. આપણે જાણીએ છીએ કે ઓક્સિજનનું ઇલેક્ટ્રોનિક configuration(બાહરી ગોઠવણ) ક્રમશ: 2 અને 6 તથા સંયોજકતા(valency) -2 છે. શરળ શબ્દોમાં કહીએ તો ઓક્સિજનના પરમાણુને પોતાની બાહરી કક્ષાને પૂર્ણ કરવા માટે બે બીજા ઇલેક્ટ્રોનની જરૂર હોય છે. જેના ફળસ્વરૂપ ઓક્સિજન લગભગ કોઇપણ તત્વ સાથે ક્રિયા કરી તેના ઇલેક્ટ્રોન ચોરવા માટે તત્પર રહે છે. આવી બેહદ ક્રિયાશીલ પ્રવૃત્તિના કારણે કોઇપણ ગ્રહ ઉપર ભારે માત્રામાં મુક્ત ઓક્સિજનની મૌજૂદગી મિથેન સમાન ત્યારેજ સંભવ છે જ્યારે કોઇ જીવિત ચીજ લગાતાર ઓક્સિજનનું નિર્માણ કરી રહી હોય.

-

હવે વાત કરીએ નાઇટ્રસ ઓક્સાઇડ(N2O) ની. પૃથ્વી ઉપર માટીમાં રહેનારા સૂક્ષ્મજીવો નાઇટ્રેટ(NO3) નું અવકરણ(reduction) કરી અપશિષ્ટના રૂપમાં નાઇટ્રસ ઓક્સાઇડને મુક્ત કરે છે. આ ગેસના નિર્માણના પ્રાકૃતિક સ્ત્રોત ખુબજ ઓછા છે. માટે આ ગેસને બાયોસિગ્નેચર માટેનો એક સશક્ત ઉમેદવાર ગણી શકાય. કેટલાક વૈજ્ઞાનિકોનું અનુમાન છે કે યુવા અને બેહદ ઉર્જાવાન તારાઓની નજીક મૌજૂદ ગ્રહો ઉપર અલ્ટ્રા-વાયોલેટ કિરણો, નાઇટ્રોજન હાઇડ્રાઇડ અને નાઇટ્રીક ઓક્સાઇડ સાથે રાસાયણિક ક્રિયાઓ કરીને પણ નાઇટ્રસ ઓક્સાઇડને જન્મ આપી શકે છે. અર્થાત આપણે સાવધાન રહેવું પડે કેમકે બની શકે કે કોઇ દૂરના ગ્રહ ઉપર મળેલ નાઇટ્રસ ઓક્સાઇડ જીવનનું નહીં બલ્કે ગ્રહ અને તારાની યુવાવસ્થાનો સંકેત હો!!

-

પૃથ્વી ઉપર બીજા પણ ઘણાં ગેસ મળી આવે છે પરંતુ તેની ચર્ચા નથી કરવી અન્યથા પોષ્ટ લંબાઇ જશે. અહીં વાત સાફ છે કે મિથેન અને ઓક્સિજનને એક સશક્ત બાયો-સિગ્નેચર માની શકાય પરંતુ ત્યારે જ, જ્યારે આ બંન્ને ગેસ સામાન્યથી અધિક માત્રામાં કોઇક ગ્રહની આબોહવામાં મૌજૂદ હો.

-

પૃથ્વીનું નિરીક્ષણ કરતી વખતે ગેલિલિયો સ્પેસક્રાફ્ટે એક એવું બાયો-સિગ્નેચર પણ જોયું જે ખરેખર ખુબજ અજીબોગરીબ હતું. પૃથ્વીના મહાદ્વીપોનો મોટો હિસ્સો પ્રકાશની લાલ વેવલેન્થને શોષતો હતો. પૃથ્વી ઉપર કોઇ ખડક કે ખનિજ એવું આપણી જાણમાં નથી જે ફક્ત લાલ વેવલેન્થને શોષતું હોય. આનો મતલબ સ્પષ્ટ છે કે પૃથ્વી ઉપર કોઇ એવું pigment(રંગદ્રવ્ય) મૌજૂદ છે, જે મોટી માત્રામાં પૃથ્વીની જમીન ઉપર ફેલાયેલુ છે. શું હોય શકે તે?

-

તે રંગદ્રવ્ય છે.....ક્લોરોફિલ. ક્લોરોફિલ વૃક્ષો તથા સાયનો-બેક્ટીરિયામાં મૌજૂદ એક એવો અણુ છે, જે સૂર્યની પ્રકાશ-ઉર્જાને શોષી તેનો ઉપયોગ ભોજન બનાવવા માટે કરે છે. ક્લોરોફિલ સૂર્યની ઉર્જાને મુખ્યત્વે લાલ અને ભૂરા સ્પેક્ટ્રમમાં શોષે છે. સરળ ભાષામાં તે લાલ અને ભૂરા રંગને શોષે છે અને લીલા રંગને reflect કરે છે. એટલા માટેજ વનસ્પતિઓ લીલા રંગની દેખાય છે. ક્લોરોફિલના કારણે ગ્રહની ધરતીના મોટા હિસ્સા દ્વારા પ્રકાનું લાલ વેવલેન્થમાં અવશોષણને Vegetation Red Edge કહે છે, કે જે એક સશક્ત બાયો-સિગ્નેચર છે.

-

અત્યારસુધીની ચર્ચામાં ઉલ્લેખિત સઘળા બાયો-સિગ્નેચર પૃથ્વી ઉપર મૌજૂદ જીવન આધારિત છે અને કમનસીબે જીવનના આ એકમાત્ર સ્વરૂપથી આપણે પરિચિત છીએ. પરંતુ!!! એ સંભાવના પણ નકારી શકાતી નથી કે અન્ય ગ્રહો ઉપર નિર્માણ પામેલ જીવનના બાયો-સિગ્નેચર પોતાની ભૌગોલિક પરિસ્થિતિઓ અનુસાર ભિન્ન પણ હોય શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે પૃથ્વી ઉપર મૌજૂદ વૃક્ષો તથા બેક્ટીરિયા પ્રકાશસંશ્લેષણ વડે ભોજન બનાવવા માટે પ્રકાશની 660 થી 700 નેનોમીટર વેવલેન્થનો ઉપયોગ કરે છે. બની શકે કે અન્ય ગ્રહો ઉપર સૂર્યના પ્રકાશની તીવ્રતા અધિક અથવા મંદ હોવાના કારણે ક્લોરોફિલના બદલે કોઇ અન્ય પ્રકારના પિગમેન્ટ ત્યાંના વૃક્ષોમાં વિકસિત થયા હો, કે જે પ્રકાશની બીજી વેવલેન્થને શોષીને ભોજન બનાવતા હો. પૃથ્વી ઉપર જ આનું એક ઉદાહરણ Halo-Archea ના રૂપમાં મૌજૂદ છે. જે ક્લોરોફિલના બદલે રેટિનલ નામક પિગમેન્ટ વડે પ્રકાશ શોષી લીલા રંગને બદલે ultraviolet (પારજાંબલી) વેવલેન્થનું ઉત્સર્જન કરે છે.

(મિત્ર વિજય દ્વારા)