கால்களே இல்லாமல் பாம்புகள் அதிவேகமாக நகர்வது எப்படி?

பட மூலாதாரம், Getty Images

பாம்புகள் தரையில் சத்தமின்றி ஊர்ந்து செல்லும், வியக்கத்தக்க வேகத்தில் நகரும், சிரமம் ஏதுமின்றி மரங்களில் ஏறும், நீரில் நீந்தும் பாம்புகளைக் காணும்போது பலருக்கும் ஒரு பொதுவான கேள்வி எழுவதுண்டு. அது, கால்களே இல்லாத ஓர் உயிரினம் எப்படி இவ்வளவு திறமையாக நகர முடிகிறது?

பார்ப்பதற்கு மிகவும் எளிமையானவையாகத் தோன்றும் இந்த ஊர்வன உயிரினம், பூமியின் ஏறக்குறைய அனைத்து கண்டங்களிலும் தடையேதுமின்றி இயங்குவதற்கு உதவும் வகையில், பல்வேறு விதமான தகவமைப்புகளை பெற்றுள்ளது.

பெரும்பாலான நிலவாழ் உயிரினங்கள், உயிர் வாழ்வதற்கு, வேகம் மற்றும் சமநிலையுடன் இயங்குவதற்குக் கால்களையே சார்ந்துள்ளன. ஆனால், அப்படிப்பட்ட எந்த உறுப்புமே இல்லாத பாம்புகள், அதே வேகத்துடனும் சமநிலையுடனும் இயங்குவது எப்படி? அதன் உடலமைப்பின் அறிவியல் பின்னணி என்ன?

ஆரம்பக் காலத்தில் கால்களுடன் இருந்த பாம்புகள்

இயற்கை வரலாற்றைப் புரட்டிப் பார்த்தால், பாம்புகள் ஆரம்பம் முதலே இவ்வாறு கால்களின்றி இருக்கவில்லை என்பதைப் புரிந்துகொள்ள முடிகிறது.

நேச்சர், சயின்டிஃபிக் அமெரிக்கன் உள்ளிட்ட ஆய்விதழ்களில் வெளியான ஆய்வுகளின்படி, லட்சக்கணக்கான ஆண்டுகளுக்கு முன் வாழ்ந்த இன்றைய நவீனகால பாம்புகளின் மூதாதை உயிரினங்களுக்குக் கால்கள் இருந்தன.

பல புதைபடிவ கண்டுபிடிப்புகள் இதை உறுதி செய்வதாக விஞ்ஞானிகள் கூறுகின்றனர். அவற்றில் மிக முக்கியமானது, அர்ஜென்டினாவில் கிடைத்த நஜாஷ் ரியோனெக்ரினா என்ற ஒரு பழங்கால பாம்பு இனத்தின் புதைபடிவம்.

இந்தப் பாம்பினம், சுமார் 100 மில்லியன் ஆண்டுகள் பழமையான நிலவாழ் உயிரினம் என்றும் அது சிறிய ஆனால் தெளிவாகத் தெரியக்கூடிய பின்னங்கால்களைக் கொண்டிருந்தது எனவும் சயின்ஸ் அட்வான்சஸ் ஆய்விதழில் இதுகுறித்து வெளியான ஆய்வுக் கட்டுரை தெரிவிக்கிறது.

இதேபோல, தொல்லுயிரியல் ஆய்வாளர்களுக்குக் கிடைத்த டெட்ராபோடோஃபிஸ் என்ற 120 மில்லியன் ஆண்டுகள் பழமையான ஒரு பாம்பினம் நான்கு கால்களைக் கொண்டு இருந்ததாகச் சில ஆய்வுகள் தெரிவிக்கின்றன. இருப்பினும், இந்தக் குறிப்பிட்ட புதைபடிவம், பழங்கால பல்லியுடையதாக இருக்கவும் வாய்ப்பிருப்பதாக விஞ்ஞானிகள் மத்தியில் விவாதிக்கப்படுகிறது.

இந்தக் கண்டுபிடிப்புகள், பல்லி போன்ற ஊர்வனவற்றில் இருந்து படிப்படியாகப் பரிணாம வளர்ச்சியடைந்து பாம்புகள் இன்றைய நிலையை அடைந்துள்ளன என்பதைக் காட்டுகின்றன. இதுவரையிலான அறிவியல் ஆதாரங்களின்படி, அவை ஆரம்பக் காலத்தில் கால்களுடன் இருந்து, லட்சக்கணக்கான ஆண்டுகளில் மெதுவாக நடந்த இயற்கைத் தேர்வு செயல்முறைகளின் விளைவாக, அந்தக் கால்கள் சிறிதாகி இறுதியில் மறைந்துவிட்டன.

பட மூலாதாரம், Getty Images

மரபணுப் பதிவுகளில் புதைந்திருந்த மர்மம்

பாம்புகளுக்கு கால்கள் இருந்ததும், அவை காலப்போக்கில் மறைந்துவிட்டதும் புதைபடிவ மாதிரிகளில் மட்டுமின்றி மரபணு ஆய்வுகளிலும் பதிவு செய்யப்பட்டுள்ளது.

பாம்புகளின் கருக்களை ஆராய்ந்த ஆய்வாளர்கள், நவீன பாம்புகள் இன்னும் கால் வளர்ச்சிக்குத் தேவையான சில மரபணுக்களைக் கொண்டிருப்பதைக் கடந்த 2016ஆம் ஆண்டில் கண்டறிந்தனர். இருப்பினும் அந்த ஆய்வுகளின்படி, இந்த மரபணுக்கள் பல்லிகளில் செயல்படுவதைப் போல பாம்புகளில் இப்போது செயல்பாட்டில் இல்லை.

பாம்பு போன்ற உடல் வடிவத்துடன் தொடர்புடைய மரபணுக்கள் பற்றிய முக்கிய தடயங்களை விஞ்ஞானிகள் முதன்முதலில் 1999இல் பெறத் தொடங்கினர். அந்த நேரத்தில், ஃப்ளோரிடா பல்கலைக் கழகத்தின் பரிணாமவியல் உயிரியலாளரான மார்ட்டின் கோன், பாம்புகளுடைய கருக்களில் ஓர் அசாதாரணமான விஷயத்தை கண்டுபிடித்தார்.

பிற ஊர்வனவற்றுடன் ஒப்பிடுகையில், இவற்றிலுள்ள சில மரபணுக்கள் வித்தியாசமாகச் செயல்படுவதை அவர் கண்டறிந்தார். நான்கு ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு, பிரையன் ஹான்கன் மற்றும் அவரது குழுவினர், பல்லிகளின் கால்களுடைய அளவைத் தீர்மானிப்பதில் 'சோனிக் ஹெட்ஜ்ஹாக்' எனப்படும் ஒரு மரபணுவின் செயல்பாடு முக்கியப் பங்கு வகிப்பதைக் கண்டறிந்தனர்.

பாம்புகளுக்கு ஏன் கால்கள் வளர்வதில்லை என்பதைப் புரிந்து கொள்வதிலும் இதே மரபணு முக்கியத்துவம் வாய்ந்ததாக இருக்கலாம் என்று இந்தக் கண்டுபிடிப்பு சுட்டிக்காட்டியது.

பின்னர், 2016ல், மலைப்பாம்புகளின் கருக்களில் இருக்கும் மரபணுச் செயல்பாட்டை விஞ்ஞானிகள் ஆராய்ந்தனர். அப்போது, சோனிக் ஹெட்ஜ்ஹாக் மரபணுவைக் கட்டுப்படுத்தும் மரபணு கட்டுப்பாட்டுப் பகுதியில் மூன்று டி.என்.ஏ பகுதிகள் விடுபட்டிருப்பது கண்டறியப்பட்டது.

பட மூலாதாரம், Getty Images

கரன்ட் பயாலஜி என்ற ஆய்விதழில் வெளியான ஆய்வுக் கட்டுரையின்படி, இதன் விளைவாகச் சில முக்கியமான புரதங்களால் சரியாக இணைய முடியவில்லை.

இது, பாம்புகளில் கரு வளர்ச்சியின்போது சோனிக் ஹெட்ஜ்ஹாக் மரபணுவின் செயல்பாடு மிகவும் குறைப்பட்டு இருக்கலாம் என்பதைக் குறிக்கிறது.

சுவாரஸ்யமாக, சில பாம்புகள் இன்னும் தங்கள் மூதாதையரின் கால்களின் சிறிய எச்சங்களைத் தக்கவைத்துள்ளன. மலைப்பாம்புகள் மற்றும் மண்ணுளிப் பாம்புகளின் வால் பகுதிக்கு அருகில் "முட்கள்" எனப்படும் சிறிய அமைப்புகள் உள்ளன. இவை வெளிப்புற பின்னங்கால்களின் பரிணாம எச்சங்களாகக் கருதப்படுகின்றன.

கலிஃபோர்னியாவின் பெர்க்லியில் உள்ள லாரன்ஸ் பெர்க்லி தேசிய ஆய்வகத்தின் மரபணுவியல் நிபுணரான ஆக்செல் விசெல் என்ற மற்றொரு விஞ்ஞானியும், பாம்புகள் ஏன் கால்களை இழந்தன என்பது குறித்து ஆய்வு செய்தார்.

அவரது குழு, மலைப்பாம்புகள் மற்றும் மண்ணுளிப் பாம்புகளின் மரபணுக்களை, பிற்காலத்தில் பரிணமித்த, கால்களின் மிகச்சிறிய எச்சங்களைக்கூட கொண்டிருக்காத விரியன் மற்றும் நாகப் பாம்புகள் போன்ற இனங்களின் மரபணுக்களுடன் ஒப்பிட்டுப் பார்த்தனர்.

அப்போது, இந்த வகைப் பாம்புகளில் அதே சோனிக் ஹெட்ஜ்ஹாக் மரபணுவில் பல டி.என்.ஏ பகுதிகள் விடுபட்டிருப்பதையும், அதில் மரபணு மாற்றங்கள் நிகழ்ந்திருப்பதையும் அவர்கள் கண்டறிந்தனர். இந்த முக்கியமான மாற்றங்களே, பாம்புகள் கால்களை இழந்து பரிணாம வளர்ச்சியடைவதில் முக்கியப் பங்காற்றியுள்ளன என்ற கருத்தை இது மேலும் வலுப்படுத்தியது.

பட மூலாதாரம், Getty Images

பாம்புகள் கால்களை இழந்தது ஏன்?

மேலோட்டமாகப் பார்த்தால், கால்களை இழப்பதென்பது எதிர்மறையான விஷயமாக தோன்றலாம். விலங்குகள், ஓடவும், குதிக்கவும், வேட்டையாடவும், வேட்டையாடிகளிடம் இருந்து தப்பவும் கால்கள் உதவுகின்றன. அப்படியிருக்க, பரிணாம வளர்ச்சி கால்களற்ற நிலையை பாம்புகளுக்கு உருவாக்கியது ஏன்?

அவற்றின் ஆரம்பக்கால மூதாதையர்கள், கால்கள் ஒரு நன்மையாக இருப்பதைவிடச் சுமையாக மாறிய சூழல்களுக்குத் தங்களைத் தகவமைத்துக் கொண்டிருக்கலாம் என்று விஞ்ஞானிகள் நம்புகின்றனர்.

அதற்கு முன்வைக்கப்படும் முதன்மையான கோட்பாடு, பண்டைய கால பாம்புகள் குழிபறித்து வாழக்கூடியவையாக இருந்தன என்பதாகும். அவை பெரும்பாலும் நிலத்தடியில் வாழ்ந்திருக்கலாம் அல்லது மண், பாறைகள், தாவரங்களுக்கு அடியிலுள்ள குறுகிய இடைவெளிகளில் இயங்கியிருக்கலாம் என்று சயின்டிஃபிக் அமெரிக்கனில் வெளியான ஒரு கட்டுரை தெரிவிக்கிறது.

அத்தகைய சூழ்நிலைகளில், குறைவான உறுப்புகளுடன் கூடிய நீண்ட உடல்கள் மிகவும் திறமையாகச் செயல்படுவதற்குத் தேவையாக இருந்ததாக ஆய்வுகள் கூறுகின்றன.

இதனுடன் தொடர்புடைய பல நிகழ்கால உதாரணங்கள் உள்ளன. குறிப்பாக, தமிழ்நாட்டின் மேற்குத் தொடர்ச்சி மலைகளில் காணப்படும் கேடயவால் பாம்புகள் போன்ற இனங்கள் தங்கள் வாழ்வின் பெரும்பகுதியை நிலத்தடியில் கழிக்கின்றன.

அதேபோல, பெரும்பாலும் மண்புழுக்கள் எனத் தவறாகக் கருதப்படும் குருட்டுப் பாம்புகள், தளர்வான மண்ணில் எளிதாக நகர்கின்றன. கண்கள் மிகவும் சுருங்கி, செயலற்று, ஒளி ஊடுருவாத தலைச் செதில்களால் மூடப்பட்டு இருப்பதால், அவற்றுக்கு மிகக் குறைவான பார்வைத் திறனோ அல்லது அறவே பார்வையற்ற நிலையோ இருக்கும். இதனாலேயே அவை 'குருட்டுப் பாம்புகள்' என்று அழைக்கப்படுகின்றன. மண்ணுக்குள் வாழும் இவை பெரும்பாலும் பார்வையைவிட நுகரும் திறனையே அதிகம் சார்ந்திருப்பதால் நிலத்தடியில் வாழ்வதற்குரிய இத்தகைய பரிணாம வளர்ச்சியை அடைந்துள்ளன.

இப்படியாக, குறுகிய சுரங்க அமைப்புகள் மற்றும் நிலத்தடி வளைகளில், கால்கள் இயக்கத்தைத் தடுக்கக்கூடும் என்பதால் இந்தப் பரிணாமம் நிகழ்ந்திருக்கக் கூடும் என்று ஆய்வுகள் சுட்டிக்காட்டுகின்றன.

ஒரு சீரான, நீண்ட உடலமைப்பு, பாம்புகள் குறுகிய இடங்களில் மென்மையாக வழுக்கிச் செல்வதற்கு அனுமதிக்கிறது. வெளியில் நீட்டிக் கொண்டிருக்கும் உறுப்புகளின்றி, பிற விலங்குகளைவிட மிகவும் திறமையாக விரிசல்கள், துளைகள் மற்றும் அடர்ந்த தாவரங்களுக்கு இடையே அவற்றால் நுழைய முடியும்.

அதோடு, ஊர்ந்து செல்வது சாதகமாக இருந்த வாழ்விடங்களில், சிறிய உறுப்புகளைக் கொண்ட பாம்புகள் வெற்றிகரமாக உயிர் பிழைத்து இனப்பெருக்கம் செய்திருக்கலாம். காலப்போக்கில் இயற்கைத் தேர்வு முற்றிலும் வெளியே நீட்டிக் கொண்டிருக்கும் உறுப்புகளற்ற உடலமைப்புக்குச் சாதகமாக அமைந்திருக்கலாம்.

பட மூலாதாரம், Getty Images

கால்களே இல்லாமல் பாம்புகள் இயங்குவது எப்படி?

இவை அனைத்தையும்விட ஆச்சர்யம் தரக்கூடிய விஷயம், அவை கால்களை இழந்த பிறகு, முற்றிலும் மாறுபட்ட ஓர் இயக்க முறையைத் தங்கள் பரிணாமப் பாதையில் பெற்றுள்ளதுதான்.

பாலூட்டிகளும் பிற ஊர்வன உயிரினங்களும் கால் போன்ற உறுப்புகளைச் சார்ந்திருப்பதைப் போலன்றி, பாம்புகள் தமது முழு உடலையும் இயக்கத்திற்காகப் பயன்படுத்துகின்றன.

மனிதர்களுடைய முதுகெலும்பில் சுமார் 33 முள்ளெலும்புகள் (vertebrae) உள்ளன. ஆனால், பாம்புகளுக்கு வலிமையான தசைகளுடன் இணைக்கப்பட்ட 200 முதல் 400 வரையிலான முள்ளெலும்புகள் உள்ளன.

இந்த அதிக நெகிழ்வுத்தன்மை கொண்ட எலும்புக் கட்டமைப்பு, அவை அசாதாரணமான துல்லியத்துடன் உடலை வளைத்து, நெளித்து இயங்க உதவுகிறது. இதன்மூலம், கால்களால் தரையை உந்தி நகர்வதற்குப் பதிலாகத் தங்கள் உடலின் வெவ்வேறு பாகங்களை அழுத்தி, உந்துதல் கொடுத்து நகர்கின்றன என்று சயின்டிஃபிக் அமெரிக்கனில் வெளியான ஓர் ஆய்வுக் கட்டுரை விளக்குகிறது.

இதுமட்டுமின்றி, இயக்கத்தில் அவற்றின் செதில்களும் முக்கியப் பங்காற்றுகின்றன. பாம்புகளுடைய உடலின் அடிப்பகுதியில் இருக்கும் அகன்ற செதில்கள், நிலத்தை அழுத்தி உராய்வை ஏற்படுத்துவதன் மூலம் திறமையாக முன்னோக்கி நகர உதவுகின்றன.

பாம்புகள், வாழ்விடங்களைப் பொறுத்து, நிலத்தில், மரங்களில், மணலில் என நகர்வதற்கு வெவ்வேறு முறைகளைப் பின்பற்றுகின்றன.

அவற்றில் மிகவும் பொதுவான முறை, பக்கவாட்டு அலைவு இயக்கம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. இதுவே மக்கள் அடிக்கடி காணும் வழக்கமான 'S' என்ற ஆங்கில எழுத்து வடிவ இயக்கமாகும்.

பாம்பு தன் உடலைப் பக்கவாட்டில் வளைத்து, புல், கற்கள், மண் அல்லது பிற பரப்புகளில் உந்துதல் கொடுத்து முன்னோக்கி நகர்கிறது. தமிழ்நாட்டில் பொதுவாகக் காணப்படும் நாகம், சாரை, கட்டு வரியன், கண்ணாடி விரியன் எனப் பெரும்பாலான வகைகள் இந்த இயக்க முறையையே அதிகமாகப் பயன்படுத்துகின்றன.

பட மூலாதாரம், Getty Images

பாம்புகளின் பல்வேறு நகர்வு முறைகளில், மிக வேகமாக நகர உதவும் முறை இது எனக் கருதப்படுகிறது. செதில்களால் தரையில் அழுத்தம் கொடுத்து, உராய்வை உருவாக்கி, நெகிழ்ந்து நகர்வதால் அவற்றால் வேகமாக இயங்க முடிவதாக ஆய்வுகள் குறிப்பிடுகின்றன.

அதேபோல, மலைப் பாம்புகள் போன்ற பெரிய உடலமைப்பைக் கொண்ட இனங்கள், நேர்க்கோட்டு இயக்கம் எனப்படும் மற்றொரு முறையைப் பின்பற்றுகின்றன. அதாவது, வளைவு வடிவங்களில் நகர்வதற்குப் பதிலாக, அவை தமது வயிற்றுப் பகுதியில் உள்ள தசைகளை இறுக்கித் தளர்த்துவதன் மூலம் மெதுவாகவும் நேராகவும் நகர்கின்றன.

இது மிகவும் மெதுவான இயக்கமாக இருந்தாலும் நிலையானதாக அறியப்படுகிறது. தமிழ்நாட்டில் அதிகமாகக் காணப்படும் இந்தியன் ராக் பைத்தான் என்ற வகை மலைப்பாம்புகளைப் பார்ப்பவர்கள், அது பக்கவாட்டில் அதிகமாக வளையாமல், மென்மையாக 'ஊர்ந்து செல்வதை' கவனிக்கலாம். இந்த இயக்க முறை கனமான உடலமைப்பைக் கொண்ட பாம்புகளுக்கு நன்றாகப் பொருந்துகிறது.

நிலத்தடியில், மரப் பொந்துகளில், பாறைகளுக்கு இடையிலான இடைவெளிகளில் எனக் குறுகிய இடங்களில் நகரும் பாம்புகள் கன்சர்டினா இயக்கத்தைப் பின்பற்றுகின்றன. இந்த முறையில், உடலின் ஒரு பகுதி உறுதியாகப் பிடித்துக் கொள்ள, முன்பகுதி முன்னோக்கி நீட்டப்படுகிறது, பின்னர் பின்பகுதி உடல் அதைப் பின்தொடர்கிறது.

இந்த முறைகள் மட்டுமின்றி, சில பாலைவனப் பாம்புகள் 'சைட்வைண்டிங்' எனப்படும் தனித்துவமான பக்கச்சாய்வு இயக்க முறையைப் பயன்படுத்துகின்றன. இந்த முறையில், உடலின் சிறிய பகுதிகள் மட்டுமே ஒரு நேரத்தில் தரையைத் தொடுகின்றன. இது தளர்வான, சூடான மணல் பரப்பில் வழுக்காமலும், அதிக வெப்பமடையாமலும் எளிதாக நகர உதவுகிறது.

பாம்புகளின் பன்முகத்தன்மையே, அவை பரிணாம ரீதியாக வெற்றி பெற்றதற்கான முக்கியக் காரணம். சில இனங்கள், நீரில் அலை போன்ற அசைவுகளை உருவாக்கி நீந்துகின்றன.

வேறு சில பாம்புகள் மரம் ஏறுவதில் திறன் மிக்கவை. அதேபோல, ஒரு மரத்தில் இருந்து மற்றொரு மரத்திற்குக் காற்றில் சறுக்கிச் செல்லக்கூடிய 'பறக்கும்' பாம்புகளும் இருக்கின்றன. இந்தப் பன்முகத்தன்மை, கால்களற்ற நிலை என்பது ஒரு பலவீனமல்ல என்பதை உணர்த்துவதுடன் வேறு பல புதிய சூழலியல் வாய்ப்புகளுக்கும் வழிவகுத்துள்ளது.

பூமியில், அன்டார்டிகா தவிர ஏறக்குறைய எல்லா இடங்களிலும் பாம்புகள் காணப்படுகின்றன. அவை, காடுகள், பாலைவனங்கள், சதுப்பு நிலங்கள், நீர்நிலைகள், கடல்கள் எனப் பரவலாக வாழ்கின்றன.

அவற்றின் இருப்பு, "உயிர் வாழ்வது என்பது இருப்பதைவிட மேலும் 'மேம்பட்டதாக' மாறுவதைப் பொறுத்தது அல்ல. அது சுற்றுச்சூழலுக்குத் திறம்படத் தன்னைத் தகவமைத்துக் கொள்வதைப் பொறுத்தது" என்ற பரிணாமவியலின் ஒரு முக்கியக் கொள்கைக்குச் சான்றாக விளங்குகிறது.

– இது, பிபிசிக்காக கலெக்டிவ் நியூஸ்ரூம் வெளியீடு

பிபிசிதமிழ்