Next
कॉरिना टार्निटा गणिती जीवशास्त्रज्ञ
निरंजन घाटे
Friday, October 26 | 04:00 PM
15 0 0
Share this story



गणित आणि वाळवीची वारुळं यांचा काही संबंध असू शकेल, असं आपल्याला चुकूनही वाटणार नाही. तसा आपला या दोन्ही गोष्टींशी फारसा संबंध येत नाही. याचं कारण वाळवंटात व सर्वसाधारणपणे निमवाळवंटी माळांवर आपण सहसा कधी जात नाही आणि गणित हा विषय फार अवघड आहे, असा ठाम गैरसमज आपण बालपणीच करून घेतो किंवा तसं आपल्या मनात भरवून दिलं जातं. यामुळे या दोन्ही गोष्टींबाबत आपण अनभिज्ञच असतो; पण वाळवंटी व निमवाळवंटी भागातील पर्यावरणाच्या बाबतीत ही वाळवींची विविध आकारप्रकाराची वारुळं फार महत्त्वाची भूमिका बजावतात. ही बाब कॉरिना टार्निटा आणि तिच्या सहकाऱ्यांनी जगापुढे आणली. त्या संशोधनात कॉरिनाच्या गणिती ज्ञानाचा फार मोठा वाटा होता. कॉरिना सध्या प्रिन्स्टन विद्यापीठात प्राध्यापक म्हणून कार्यरत आहे.

कॉरिना रोमानियातील एका शेतावर वाढली. शाळेपासूनच तिची गणितातील प्रगती थक्क करणारी होती. स्थानिक पातळीवरील गणिताची सर्व पारितोषिकं तिनं मिळवली होती. मग ती हार्वर्ड विद्यापीठात पुढील शिक्षण घेण्यासाठी दाखल झाली. तिनं तिथे बहुमित भूमिती हा विषय पदव्युत्तर अभ्यासक्रमासाठी निवडला. दरम्यान तिचा जीवशास्त्राशीही संबंध आला आणि तिनं गणिती जीवशास्त्र या विषयाचा अभ्यास सुरू केला. हा विषय दैनंदिन जीवनाशी निगडित असून त्याचा वास्तवाशी संबंध आहे, तो अमूर्त नाही, असं विषय बदलण्याचं कारण तिनं दिलं.

त्यानंतर तिला ‘सहकार’ या विषयात रस निर्माण झाला. मग तिनं सहकारी तत्त्वावर जगणाऱ्या कीटकांचा अभ्यास सुरू केला. सामाजिक कीटकांची उत्क्रांती कशी झाली असावी याचं स्पष्टीकरण देणाऱ्या सिद्धांताची तपासणी करून २०१० मध्ये तिनं नवे निष्कर्ष जगापुढे मांडले. हा शोधनिबंध गाजला. जैवगणिती मार्टिन नोबॅक आणि उत्क्रांतीचे विख्यात अभ्यासक विल्सन यांच्या मदतीनं तिनं हा निष्कर्ष काढला होता. तो गाजण्याचं कारण या सिद्धांताचा गणिती पद्धतीनं उलगडा करण्याचा हा पहिला प्रयत्न होता हे तर होतंच शिवाय मुंग्या, वाळवी, मधमाश्या असे कीटक एकमेकांशी नातेसंबंध असल्यामुळे सहकारी पद्धतीनं जगतात, या समजुतीला कॉरिनाच्या संशोधनानं नवी दिशा दिली होती. फक्त परस्परांशी नातेसंबंध असल्यानं हे सहकार्य होत नव्हतं तर त्याचा व्यावहारिक फायदा कॉॅरिनाच्या संशोधनानं जगापुढे आला. जेव्हा राणीमुंगीच्या मुली तिच्या पिल्लं व अंडी यांची देखभाल करतात, तेव्हा वारुळातील पुढील पिढी बिनधोकपणे वाढायला मदत होते. त्या वारुळाचं व तिथल्या मुंग्यांमधील अपमृत्यूचं प्रमाण खूप कमी असतं, हे कॉरिनानं जगापुढे आणलं.

यानंतर परिस्थितीकीतज्ज्ञ रॉब प्रिंगल याच्याबरोबर तिनं निमवाळवंटी प्रदेशातील वाळवीच्या वारुळांचा अभ्यास सुरू केला. ती रॉबबरोबर २०१३ मध्ये केनियामधील मपाला संशोधनकेंद्रात पोचल्यावर तिच्या संशोधनविषयाचा केंद्रबिंदू असलेल्या सजीवांशी प्रथमच थेट संपर्क साधला. मुंग्यावरील संशोधनात ती कधीच मुंग्यांच्या वारुळाजवळ गेली नव्हती. तिथे ती चिमट्यांच्या साहाय्यानं वारुळातील वाळू बाजूला करून प्रत्यक्षात काय घडतंय ते पाहू शकत होती. त्यांच्या जीवघेण्या लढाया बघून तिला दरवेळी एखादी नवी माहिती मिळत होती. त्यावरून निघालेले निष्कर्ष वास्तवाच्या जवळ जाणारे असतील, आपण संगणकपटल सोडून प्रत्यक्ष मैदानात उतरलो हे योग्य केलं, हे तिला पटू लागलं होतं.

केनियाच्या सपाट, खुरट्या गवताच्या प्रदेशावर तिनं जेव्हा प्रथम नजर टाकली, तेव्हा या भागात वाळवीच्या वारुळांचं निरीक्षण करता येईल अशी खोटी माहिती देऊन आपल्याला फसवलं तर नाही ना, अशी शंका तिच्या मनात आली. सुरुवातीला वाळवीची घरं शोधायला तिला खूप कष्ट घ्यावे लागले मात्र घरं शोधण्याची सवय झाल्यावर ते संपूर्ण माळरानच वाळवीनं व्यापलेलं आहे, हे समजलं. ‘या घरांच्या ठेवणीमागे कसलातरी एक नैसर्गिक आकृतिबंध आहे, हीसंरचना सूत्रबद्ध आहे; हे तिच्या लक्षात आलं. तरी त्या रचनेचं सूत्र तिला सुरुवातीला समजलं नव्हतं.

एक दिवस कॉरिना आणि रॉब नॅशनल सायन्स फाउंडेशनच्या अनुदानासाठी पाठवायच्या अर्जाच्या मसुद्यावर काम करत होते. जवळच शेतीसाठी जाळलेला जमिनीचा एक तुकडा होता. त्या जाळलेल्या गवतात कॉरिनाला काही रचनाबद्धता जाणवली. मात्र ती नक्की कशाप्रकारची आहे हे तिच्या लक्षात येत नव्हतं. तेव्हा तिच्या मनात एक कल्पना आली. ‘ती का व कशी आली, हे मी सांगू शकत नाही’ असं कॉरिना म्हणाली. ती जवळच असलेल्या एका लँडरोव्हरवर उभी राहिली, तेव्हा त्या रचनेचा आकृतिबंध तिच्या लक्षात आला. सर्व वारुळं गोल होती. सर्वांचे परीघ एकाच मापाचे होते. या गोलांची रचना बिबळ्याच्या ठिपक्यांसारखी दिसत होती. त्या ठिपक्यांभोवती असलेल्या जळक्या गवतामुळे ती अगदी स्पष्टपणे पाहता येत होती.

गणिती व जीवशास्त्रज्ञ या दोघांनाही बिबळ्याच्या शरीरावरचे ठिपके अभ्यासावेसे वाटतात याचं कारण तो एक नैसर्गिक आकृतिबंध असून त्यामागे एक गणिती सिद्धांत आहे. बिबळ्याच्या शरीरावर ‘टुरिंग पद्धती’ची नक्षी आहे. अॅलन टुरिंग या ब्रिटिश गणितीनं मांडलेल्या या सिद्धांताला ‘टुरिंग नक्षी’ म्हणतात. सैद्धांतिकरीत्या गणिती पद्धतीनं अशी नक्षी ही आदर्श नक्षी असू शकेल असं त्यांनी १९५२ मध्ये म्हटलं. पुढे निसर्गात अशाप्रकारच्या अनेक नक्षी नजरेस पडल्या. बिबट्याचे शरीर, झेब्र्याच्या शरीरावरील पट्ट्यांची रचना, झेब्रा माशांसह इतर अनेक जलचरांच्या शरीरावरील रंगीबेरंगी रचना, शंख-शिंपल्यांवरील नक्षी हे सर्व टुरिंग गणितानं स्पष्ट करता येतं.

जेव्हा कॉरिनानं त्या भूभागाचं वर्णन ‘बिबट्याच्या शरीरावरील नक्षीसारखं दिसतंय’ असं केलं तेव्हा रॉबचा त्यावर विश्वास बसला नव्हता. ‘हे तर गवताचे पुंजके आहेत’ असं त्याचं म्हणणं होतं. कॉरिनाच्या आग्रहावरून त्यानं काही फोटो घेतले. मग कॉरिनाच्या डोक्यात एक कल्पना आली. त्यांनी काही संशोधनासाठी त्यांच्या मार्गदर्शनाखाली शिकणाऱ्या विद्यार्थ्यांकडे एक कॅमेरा बसवलेला दहा मीटर लांबीचा एक खांब दिला. त्या कॅमेऱ्यानं केलेल्या छायाचित्रणातून आणखी एक आकृतिबंध दिसून आला. रॉब म्हणाला, ‘कॉरिनाच्या डोक्यात काय चालू आहे, हे कळणं फार अवघड आहे. तिची आकलनशक्ती फार अफाट आहे.’

नक्षींचे ते आकृतिबंध बघून कॉरिनाला धन्य झाल्यासारखं वाटलं. ती म्हणते, ‘आफ्रिकेत येण्यापूर्वी मी एक पुस्तकी गणितीजीवशास्त्रज्ञ होते.
आता मला प्रत्यक्षात एखादी वस्तू, प्राणी किंवा आकृतिबंध बघितल्याशिवाय कसलाच विचार सुचत नाही. माझ्यात हा फार मोठा व चांगला फरक पडला आहे.’ तिथे नैसर्गिक प्रेरणेनं आकृतिबंध आहेत हे लक्षात येणं सोपं असलं तरी आता ते तसे का आहेत हे शोधण्याचं अवघड काम सुरू होणार होतं. प्रथम हे आकृतिबंध असे का अवतरलेत, याचा विचार करून त्याचं प्रतिरूप तयार करणं; मग तटस्थपणे विचार करून ते योग्य आहे का याचा विचार करणं आणि नैसर्गिक आविष्कारासह या सैद्धांतिक विचाराची तुलना करून तो विचार व प्रत्यक्ष आविष्कार यातील फरक जाणून घेऊन त्याचं गणीत मांडणं, हे वाटतं तितकं सोपं नाही.
कॉरिना म्हणते, ‘आधी अंत:स्फूर्त असं एक चित्र मनात उभं राहतं. मग त्यामागे कुठले नियम असू शकतील, हा विचार मनात डोकावतो. त्यातून एक कच्चा आराखडा तयार करू शकतो. हा आराखडा तयार झाल्यावर सजीवांची वर्तणूक प्रत्यक्ष पाहून ते असा आराखडा कसा तयार करू शकतील, हे आपल्याला उमगतं. काही बारकावे दुरुस्तीसह करावे लागतात. हे सर्व खरं तर डिटेक्टिव कसं काम करतो तसंच असतं.’ वाळवींच्या आकृतिबंधाचं कोडं असंच तिनं इतर दोन जीवशास्त्रज्ञांच्या मदतीनं सोडवलं. वाळवींची फौज अन्न मिळवण्यासाठी वारुळाबाहेर पडते. त्या वारुळाभोवती हळूहळू परीघ वाढवत वर्तुळाकार पसरत जातात. हे अनेक दशकं चालू असतं. प्रत्येक वारुळाची वाळवी पोषणक्षमता ही एका विशिष्ट नैसर्गिक मर्यादेस पोचली की त्यापेक्षा जास्तीच्या वाळवी त्यांचा सवतासुभास्थापन करतात. जसजशी नवी वारुळं वाढत जातात तसतशी त्यांच्या परिघावर मर्यादा पडते, कारण दोन वारुळांतील वाळव्या एकमेकींसमोर उभ्या ठाकतात. यामुळे वारुळांचं एकमेकांपासूनचं अंतर किती असणार, हे ठरतं. त्या बहुतेक वर्तुळांची त्रिज्या समान असते. एका वर्तुळातील वाळवी दुसऱ्या वर्तुळातील वाळव्यांना टाळतात. ते शक्य होत नाही तेव्हा झुंजतात. या झुंजीमध्ये दोन्ही बाजूंचं प्राणघातक नुकसान होतं. कॉरिना आता या वाळव्यांच्या वारुळांचा तिथल्या ‘परिस्थितिकी प्रणालीवर होणारा परिणाम’ या विषयाचा अभ्यास करत आहे. गणित आणि जीवशास्त्र या दोन विषयांची सांगड घालून निसर्गातील रहस्यं उलगडता येतात, हे तिनं पुन्हा एकदा जगापुढे आणलं आहे.
 
15 0 0
Share this story

Post Your Comment
मराठी English
Your Name *
Email
  Notify me once my comment is published
Comment *
Content limited to 1000 characters,1000 characters remaining.

Select Language
Share Link