आनुवंशिकता व उत्क्रांती स्वाध्याय इयत्ता दहावी

आनुवंशिकता व उत्क्रांती स्वाध्याय इयत्ता दहावी

आनुवंशिकता व उत्क्रांती स्वाध्याय इयत्ता दहावी विज्ञान भाग 2

1. खालील आकृती पूर्ण करा.

उत्तर :

2. पुढील विधाने वाचून त्यांच्या समर्थनार्थ योग्य उदाहरणासहित उत्तरे तुमच्या शब्दांत लिहा.

अ. मानवाच्या उत्क्रांतीस सुमारे 7 कोटी वर्षापूर्वी सुरुवात झाली.

उत्तर :

मानवी उत्क्रांतीचे टप्पे गेल्या 7 कोटी वर्षाच्या कालखंडात आढळून येतात. या संकल्पनेनुसार हा उत्क्रांतीचा प्रवास पुढीलप्रमाणे आहे :

i) सुमारे सात कोटी वर्षापूर्वी पृथ्वीवर हिमयुग सुरू झाले. त्या वेळच्या परिस्थितीमध्ये अखेरचे डायनोसोर नाहीसे झाले. त्यानंतर सस्तन प्राण्यांची उत्क्रांती सुरू झाली.

ii) आजच्या आधुनिक लेम्युरप्रमाणे दिसणाऱ्या प्राण्यांपासून त्या वेळी माकडासारखे प्राणी विकसित होऊ लागले.

iii) 4 कोटी वर्षापूर्वीच्या कालावधीत आफ्रिकेतील या माकडांसारख्या प्राण्यांच्या शेपट्या अतिशय संथ गतीने नाहीशा झाल्या.

iv) त्यांच्या शरीरात आणि मेंदूच्या आकारमानात हळूहळू बदल होत होत मानवसदृश प्राण्यांचा विकास होऊ लागला. झाडांवर राहणाऱ्या माकडांपासून कपि आणि मानव अशा दोन भिन्न उत्क्रांतीचे मार्ग निर्माण झाले.

v) मानवाच्या उत्क्रांतीच्या मार्गावर मेंदूच्या आकारमानात वाढ, ताठ चालण्याची प्रवृत्ती, बुद्धीचा विकास अशा बाबींचा विकास होत मानव उत्क्रांत झाले.

vi) हा सारा प्रवास सुमारे सात कोटी वर्षापासून सुरू झाला. मात्र 50 हजार वर्षापूर्वी खरा बुद्धिमान मानव निर्माण झाला.

आ. सजीवांचे भौगोलिक व पुनरुत्पादनीय अलगीकरण झाल्यास कालांतराने जातिभेद/जातिउद्भव होतो.

उत्तर :

i) उत्क्रांती होत असताना अखेरीस जातिउद्भव कसा होत असावा या संकल्पनेवर आधारित हे विधान आहे.

ii) प्रत्येक जाती ही त्या विशिष्ट भौगोलिक स्थितीत वाढते. तिचा आहार, विहार, फलनक्षमता, समागमकाळ इत्यादी जातिनिहाय भिन्न असतो.

iii) असे सजीव दुसऱ्या जातीतील सजीवांसोबत पुनरुत्पादन करू शकत नाहीत.

iv) या दोन भिन्न जातींचा पूर्वज एकच असू शकतो. परंतु काही कारणाने जर या जातीचे दोन गट पडले आणि खूप मोठ्या कालावधीकरिता ते भौगोलिक व पुनरुत्पादनीय अलग राहिले तर त्यांच्या आनुवंशिक गुणधर्मात बदल होऊन त्यापासून दोन नव्या जाती बनतात.

इ) जीवाश्मांचा अभ्यास हे उत्क्रांतीच्या अभ्यासाचे एके महत्त्वाचे अंग आहे.

उत्तर :

i) पृथ्वीच्या ग्रभात पूर, भूकंप, ज्वालामुखी इत्यादींसारख्या आपत्तीमुळे मोठ्या प्रमाणावर सजीव गाडले जातात.

ii) या जीवांचे अवशेष व ठसे जमिनीखाली सुरक्षित राहतात. यांनाच जीवाश्म म्हणतात.

iii) या जीवाश्मावरून कालनिश्चिती करता येते. त्यावरून सजीवांबद्दल माहिती मिळवणे सोपे जाते.

iv) तसेच कार्बनी वयमापन पद्धतीमुळे पुरातन अवशेषशास्त्र व मानववंशशास्त्रामध्ये मानवी अवशेष अथवा जीवाश्म व हस्तलिखिते यांचा काल ठरविण्यासाठी उपयोग होतो. म्हणून जीवाश्मांचा अभ्यास हे उत्क्रांतीच्या अभ्यासाचे एक महत्त्वाचे अंग आहे.

ई) पृष्ठवंशीय प्राण्यांमध्ये भ्रूणविज्ञानविषयक पुरावे दिसून येतात.

उत्तर :

i) उत्क्रांतीच्या विविध पुराव्यांपैकी भ्रूणविज्ञानविषयक पुरावे ही एक महत्त्वाची संकल्पना आहे.

ii) मत्स, उभयचर, सरिसृप, पक्षी आणि सस्तनी अशा विविध पृष्ठवंशीय प्राण्यांतील भ्रूणवाढीच्या वेगवेगळ्या टप्प्यांचा तुलनात्मक अभ्यास केल्यानंतर असे आढळते की, प्रारंभिक अवस्थेत या सर्व प्राण्यांच्या भ्रूणांमध्ये बरेच साम्य असते.

iii) जसजसा पुढचा विकास होतो तसतसे हे साम्य कमी कमी होत जाते.

iv) परंतु प्रारंभिक अवस्थेतील दिसून येणारे हे साम्य या सर्व प्राण्यांचे पूर्वज एकच असावेत असा पुरावा देते.

3. कंसात दिलेल्या पर्यायापैकी योग्य पर्याय निवडून विधान पुन्हा लिहा.

(जनुक, उत्परिवर्तन, स्थानांतरण, प्रतिलेखन, क्रमविकास, आंत्रपुच्छ)

अ. अचानक घडणाऱ्या बदलांमागील कार्यकारण भाव ह्यगो द ऱ्व्हीस यांच्या ……………….. सिद्धांतामुळे लक्षात आला.

उत्तर :

अचानक घडणाऱ्या बदलांमागील कार्यकारण भाव ह्यगो द ऱ्व्हीस यांच्या उत्परिवर्तन सिद्धांतामुळे लक्षात आला.

आ. प्रथिनांची निर्मिती …………….. मार्फत घडून येते हे जॉर्ज बिडल व एडवर्ड टेटम यांनी दाखवून दिले.

उत्तर :

प्रथिनांची निर्मिती जनुकांमार्फत घडून येते हे जॉर्ज बिडल व एडवर्ड टेटम यांनी दाखवून दिले.

इ. DNA धाग्यावरील माहिती RNA धाग्यावर पाठवण्याची प्रक्रिया म्हणजे …………….. म्हणतात.

उत्तर :

DNA धाग्यावरील माहिती RNA धाग्यावर पाठवण्याची प्रक्रिया म्हणजे प्रतिलेखन म्हणतात.

ई. उत्क्रांती म्हणजेच …………………. होय.

उत्तर :

उत्क्रांती म्हणजेच क्रमविकास होय.

उ. मानवी शरीरात आढळणारे ………………….. हे उत्क्रांतीचा अवशेषांगात्मक पुरावा होय.

उत्तर :

मानवी शरीरात आढळणारे आंत्रपुच्छ हे उत्क्रांतीचा अवशेषांगात्मक पुरावा होय.

4. प्राप्त माहितीच्या आधारे परिच्छेद लिहा.

अ. लॅमार्कवाद

उत्तर :

i) उत्क्रांती होत असताना सजीवांच्या शरीररचनेत बदल होतात व या बदलांमागे त्या जीवाने केलेला प्रयत्न वा केलेला आळस कारणीभूत असतो असा सिद्धांत जीन बाप्टीस्ट लॅमार्क यांनी मांडला. त्यांनी याला इंद्रियांचा वापर व न वापरांचा सिद्धांत असे म्हटले.

ii) लॅमार्क यांनी असे स्पष्ट केले की पिढ्यान्पिढ्या जिराफ आपली मान तणात झाडांवरची पाने खात असल्यामुळे लांब मानेचे झाले, तसेच शहामृग, इमू इत्यादी पक्ष्यांचे पंख न वापल्यामुळे कमकुवत झाले. ही उदाहरणे ‘मिळविलेली वैशिष्ट्ये’ अशा स्वरूपाची असून ती एका पिढीकडून दुसऱ्या पिढीकडे संक्रमित होतात. यालाच लॅमार्कवाद म्हणतात.

iii) लॅमार्कवाद या सिद्धांतात लॅमार्क यांनी असे सुचवले की, प्रत्येक प्राणी अथवा वनस्पती आपल्या आयुष्यादरम्यान बदलत असते व तिच्या पुढच्या पिढीकडे हे बदल पोहोचवले जातात आणि पुढील प्रत्येक पिढीमध्येही असे बदल घडतात.

आ. डार्विनचा नैसर्गिक निवडीचा सिद्धांत

उत्तर :

i) चार्ल्स डार्विनने विविध प्रदेशांतील वनस्पती व प्राण्यांचे असंख्य नमुने गोळा करून त्यांच्या निरीक्षणावरून नैसर्गिक निवडीचा सिद्धांत प्रसिध्दीस दिला.

ii) डार्विन यांनी या सिद्धांतात स्पष्ट केले की, सर्व जीव प्रचंड संख्येने पुनरुत्पादन करतात. हे सर्व जीव एकमेकांशी स्पर्धा करतात जी जीवघेणी असते या स्पर्धेत जो जीव जिंकण्यासाठी आवश्यक गुणधर्म दाखवतो, तोच टिकतो परंतु या व्यतिरिक्त नैसर्गिक निवडही महत्त्वाची ठरते. कारण निसर्गात सुयोग्य जीवच जगतात, बाकीचे मरतात. जगलेले जीव पुनरुत्पादन करू शकतात व आपल्या वेगळ्या वैशिष्ट्यांसकट नवीन प्रजाती तयार करतात.

इ) भ्रूणविज्ञान

उत्तर :

i) भ्रूणविज्ञानात भ्रूणापासून सजीव कसा विकसित होतो याचा अभ्यास केला जातो.

ii) पृष्ठवंशीय प्राण्यांच्या विविध पिढ्यातील भ्रूणांचा तुलनात्मक अभ्यास केल्यास असे आढळते की प्रारंभिक अवस्थेत या भ्रूणांमध्ये खूपच साम्य असते व विकासाच्या पुढील टप्प्यांमध्येच ते कमी होत जाते. यावरून या सर्व प्राण्यांचे पूर्वज एकच असावेत असा पुरावा मिळतो. याचा अभ्यास भ्रूणविज्ञानात केला जातो.

ई) उत्क्रांती

उत्तर :

i) उत्क्रांती म्हणजे सजीवांमध्ये अत्यंत सावकाश होणारा क्रमिक बदल होय. ही प्रक्रिया अत्यंत सावकाश व जीवांचा विकास साधणारी असते.

ii) भिन्न रचना व कार्ये असलेल्या पूर्वजांपासून वनस्पती व प्राण्यांचा प्रागतिक विकास म्हणजे उत्क्रांती होय.

iii) नैसर्गिक निवडीला प्रतिसाद म्हणून सजीवांच्या एखाद्या वर्गाच्या वैशिष्ट्यपूर्ण लक्षणांमध्ये अनेक पिढ्यांपर्यंत बदल घडण्याच्या ज्या प्रक्रियेमुळे अखेर नव्या जीवजाती निर्माण होतात ती प्रक्रिया म्हणजे उत्क्रांती.

iv) सजिवातील बदल व विकास हा सर्वव्यापी, सर्वअंगांनी होत गेला व यातूनच अनेक प्रकारचे सजीव अस्तित्वात आले. त्यामुळेच या सर्व प्रक्रियेला क्रमविकास अथवा उत्क्रांती म्हंटले जाते ही संघटनात्मक उत्क्रांती आहे.

उ) जोडणारे दुवे

उत्तर :

काही सजीवांत अशी शारीरिक लक्षणे असतात की, ती लक्षणे दोन वेगळ्या गटांतील सजीवांत आढळून येतात. दोन वेगळ्या गटांना ही लक्षणे जोडत असल्याने अशा लक्षणांना जोडणारे दुवे असे म्हणतात.

उदा., i) पेरीपॅटस : पेरीपॅटस हा ॲनेलिडा व संधिपाद प्राणी व दोघांना जोडणारा दुवा आहे. ॲनेलिडा व संधिपाद या दोन्ही अपृष्ठवंशीय प्राणी संघाची वैशिष्ट्ये हा प्राणी दर्शवतो. ॲनेलिडा किंवा वलयी प्राण्यांप्रमाणे खंडीभूत अंग, पातळ उपचर्म व पार्श्वपादासारखे अवयव आणि संधिपाद प्राण्यांप्रमाणे श्वासनलिका व खुली रक्ताभिसरण संस्था या प्राण्यात आढळते.

ii) डकबिल प्लॅटिपस : हा प्राणी सरिसृप आणि सस्तन वर्ग यांना जोडणारा दुवा आहे. सरिसृप प्राण्यांप्रमाणे हा अंडी घालतो; परंतु सस्तन प्राण्यांप्रमाणे याच्यात दुग्धग्रंथी व शरीरावरील केस असतात.

iii) लंगफिश : हा मत्स्य आणि उभयचर या वर्गाना जोडणारा दुवा आहे. तो मासा असूनही फुफ्फुसांद्वारे श्वसन करतो.

iv) जोडणाऱ्या दुव्यांवरून उत्क्रांती कशी कशी होत गेली असावी याचा अंदाज येतो.

5. आनुवंशिकता म्हणजे काय हे सांगून आनुवंशिक बदल कसे घडतात हे स्पष्ट करा.

उत्तर :

1) एका जनक पिढीतील जैविक लक्षणे जनुकांद्वारे पुढच्या संततीच्या पिढीत संक्रमित होण्याची प्रक्रिया म्हणजे आनुवंशिकता होय.

2) आनुवंशिक बदल होण्याची कारणे :

i) उत्परिवर्तन : अचानक एखाद्या कारणाने जनक पिढीतील DNA मध्ये बदल घडला, तर आनुवंशिक बदल होतात.

ii) युग्मके तयार होताना अर्धगुणसूत्री विभाजन प्रक्रियेत जनुकांशी सरमिसळ होते; त्यामुळेही आनुवंशिक बदल होतात.

6. अवशेषांचे म्हणजे काय हे सांगून मानवी शरीरातील काही अवशेषांगाची नावे लिहा व तीच अवशेषांगे इतर कोणत्या प्राण्यांसाठी कशी उपयुक्त आहेत हे लिहा.

उत्तर :

सजीवांमधील ऱ्हास पावलेल्या किंवा अपूर्ण वाढ झालेल्या निरुपयोगी इंद्रियांना अथवा अंगांना ‘अवशेषांग’ म्हणतात.

मानवी शरीरातील अवशेषांगाची नावे – माकडहाड, आंत्रपुच्छ, अक्कलदाढा, अंगावरील केस, कानांचे स्नायू.

अवशेषांग इतर प्राण्यासाठी उपयुक्त – i) मानवाला निरुपयोगी असणारे आंत्रपुच्छ हे रवंथ करणाऱ्या प्राण्यांसाठी एक उपयुक्त कार्यक्षम अवयव आहे.

ii) मानवाला निरुपयोगी असणारे कानांचे स्नायू माकडांमध्ये मात्र कान हलवण्याकरिता उपयुक्त आहेत.

7. पुढील प्रश्नांची उत्तरे लिहा.

अ. उत्क्रांतीस आनुवंशिक बदल कसे कारणीभूत ठरतात ?

उत्तर :

आनुवंशिक गुणधर्म आई-वडिलांच्या जनुकातून पुढील पिढीत जात असतात. ज्या गुणधर्मामुळे सजीवात परिसराशी अनुकूलन करून राहण्याची जास्त क्षमता निर्माण होते, असे गुणधर्म असलेली जनुके नैसर्गिक निवडीच्या तत्त्वानुसार पुढच्या पिढीत हस्तांतरित होतात. उत्क्रांतीच्या अतिशय हळुवार चालणाऱ्या प्रक्रियेत चांगली जनुके असलेले सजीव प्रजननातून टिकून राहतात. ज्यांची जनुके जगण्यासाठी अनुकूल नसतील असे सजीव पृथ्वीवर टिकून राहू शकत नाहीत. उत्क्रांतीच्या चालणाऱ्या प्रक्रियेस आनुवंशिक बदलाचेच इंधन असते.

आ) गुंतागुंतीची प्रथिने निर्माण होण्याची प्रक्रिया स्पष्ट करा.

उत्तर :

प्रथिनांची निर्मिती पुढील टप्प्यांत होते :

i) प्रतिलेखन ii) भाषांतरण iii) स्थानांतरण

i) प्रतिलेखन : या प्रक्रियेत DNA वरील जनुकांचा साखळीनुसार m-RNA तयार होतो. प्रतिलेखन पेशीकेंद्रकात होते. मात्र DNA वरील सांकेतिक संदेश घेऊन तयार झालेला m-RNA पेशीद्रव्यात येतो. हा संदेश ‘ट्रिप्लेट कोडॉन’ च्या स्वरूपात असतो. म्हणजेच प्रत्येक अमिनो आम्लाकरिता असलेला संकेत तीन न्युक्लिओटाइडच्या संचाच्या स्वरूपात असतो.

ii) भाषांतरण: प्रत्येक m-RNA मध्ये हजारो कोडॉन असतात. ठराविक कोडॉन ठरावीकच अमिनो आम्लांचीच ओळख पटवतात. ही योग्य m-RNA वर जसा कोडॉन असतो, तसाच त्याला पूरक क्रम असलेला अँटीकोडॉन t-RNA वर असतो. या क्रियेला भाषांतरण असे म्हणतात.

iii) स्थानांतरण : r-RNA चे कार्य पुढीलप्रमाणे असते t-RNA ने आणलेल्या अमिनो आम्लांची पेप्टाईड बंधाने शृंखला तयार करण्याचे काम पूर्ण करणे. या दरम्यान रायबोझोम, m-RNA च्या एका टोकाकडून दुसऱ्या टोकाकडे एक-एक ट्रिप्लेट कोडॉनच्या अंतराने सरकत जातो. या क्रियेस स्थानांतरण असे म्हणतात. प्रथिनांच्या अशा अनेक शृंखलांच्या एकत्र येण्यानेच गुंतागुंतीची प्रथिने तयार होतात.

इ. उत्क्रांतीचा सिद्धांत सांगून त्यासाठी कोणते पुरावे आहेत.

उत्तर :

i) उत्क्रांतीच्या सिद्धांतानुसार पहिले जीवद्रव्य हे समुद्रात निर्माण झाले.

ii) हजारो वर्षांनंतर या जीवद्रव्यापासून एकपेशीय सजीवांची निर्मिती झाली.

iii) या एकपेशीय सजीवांत क्रमाक्रमाने बदल घडून आले व त्यापासून अधिक मोठे व जटिल सजीव विकसित झाले.

iv) भिन्न रचना व कार्ये असलेल्या पूर्वजांपासून वनस्पती व प्राण्यांचा प्रगतिक विकास म्हणजे उत्क्रांती झाली.

v) बाह्यरूपीय पुरावे, शरीरशास्त्रीय पुरावे, अवशेषांगे, पुराजीवविषयक पुरावे, जोडणारे दुवे व भ्रूणविज्ञानविषयक पुरावे हे उत्क्रांतीच्या सिद्धांताचे पुरावे आहेत.

ई. उत्क्रांतीमध्ये शरीरशास्त्रीय पुराव्यांचे महत्त्व सोदाहरण विशद करा.

उत्तर :

i) मानवाचा हात, बैलाचा पाय, देवमाशाचा पर आणि वटवाघळाचा चर्मपर इत्यादी अवयवात वरवर पाहता कोणतेही साम्य नाही.

ii) तसेच या अवयवांचा त्या त्या प्राण्यात असलेला उपयोगही वेगळा आहे. त्यामुळे त्यांच्या रचनेतही भिन्नता आहे.

iii) मात्र, या प्राण्यांच्या अवयवातील हाडांच्या रचनेत व हाडांच्या जोडणीत साम्य दिसून येते.

iv) हे साम्य या प्राण्यांचे पूर्वज समान असावेत याकडे निर्देश करते.

v) अशाप्रकारे, विविध प्राण्यांच्या शरीरातील रचनेमध्ये आढळणारे साम्य हा उत्क्रांतीचा शरीरशास्त्रीय पुरावा आहे.

उ. जीवाश्म म्हणजे काय हे सांगून उत्क्रांतीसाठी पुरावे म्हणून जीवाश्म कसे गृहित धरतात हे उदाहरणासह स्पष्ट करा.

उत्तर :

i) जमिनीखाली सुरक्षित राहिलेले जीवांचे अवशेष व ठसे यांना जीवाश्म म्हणतात.

ii) जीवाश्मांच्या अभ्यासातून आपल्याला पुरातन काळातील सजीवांच्या वैशिष्ट्यांबद्दल कळू शकते.

iii) एखादा प्राणी किंवा वनस्पती मृत झाल्यानंतरचा काळ हा कार्बनी वयमापन पद्धतीने ठरवता येतो.

iv) भूस्तर रचनेनुसार जीवाश्म ठरावीक खोलीवर असतात. अधिक पूर्वीचा जीवाश्म तळाच्या भुस्तरात सापडतो. त्या माहितीच्या आधारे पुराजीव, मध्यजीव आणि नूतनजीव असे महाकल्प ठरवण्यास आले आहेत. अशाप्रकारे जीवाश्म हे उत्क्रांतीच्या अभ्यासातीळ पुरावे म्हणून गृहीत धरतात.

ऊ. सध्याचा मानव कसा उत्क्रांत होत गेला याबाबत माहिती लिहा.

उत्तर :

i) सुमारे सात कोटी वर्षांपूर्वी आजच्या आधुनिक लेम्युरप्रमाणे दिसणाऱ्या प्राण्यांपासून मानवाचे पूर्वज विकसित झाले. पुढच्या 7 कोटी वर्षांत निरनिराळे माकडसदृश प्राणी निर्माण होत गेले.

ii) सुमारे 4 कोटी वर्षांपूर्वी आफ्रिकेतील या माकडसदृश प्राण्यांच्या शेपट्या नाहीशा झाल्या. त्यापासून कपि (एप) आणि मानव अशा दोन गटांची स्वतंत्र उत्क्रांती झाली.

iii) सुमारे अडीच कोटी वर्षांपूर्वी आफ्रिकेत एप सारख्या प्राण्यांपासून पुढे चिंपांझी व गोरिला उदयास आले.

iv) सुमारे 2 कोटी वर्षांपूर्वी हातांचा वापर करणारे, ताठ उभे राहणारे पहिजे मानवसदृश प्राणी अस्तित्वात आले.

v) त्यानंतर आदिमानवाच्या निरनिरळ्या जीवाश्मांवरून मानवी उत्क्रांतीचा आराखडा तयार झाला.

vi) आफ्रिकेतील ‘रामापिथिकस’ या एपची पहिला मानवसदृश प्राणी म्हणून नोंद झाली आहे.

vii) ‘निअँन्डरथाॅल मानव’ हा पहिला बुद्धिमान मानव म्हणजेच ‘होमो सॅपियन’ म्हटला जातो. यानंतरच्या उत्क्रांतीमध्ये जीवशास्त्रीय बदल कमी झाले, मात्र सांस्कृतिक बदल झाले.