સાપને એક સમયે પગ હતા, આજે નથી છતાં તે ઝડપથી કેવી રીતે દોડી શકે છે?

આપણે ઘણી વખત સાપને ગુપચુપ જમીન ઉપર આશ્ચર્યજનક ઝડપ અને સ્ફૂર્તિથી સરકતા, સહેલાઈથી ઝાડ ઉપર ચઢતા અને પાણીમાં તરતા જોઈએ છીએ.

પણ તે સમયે ઘણા લોકોના મનમાં એક સામાન્ય સવાલ ઉઠે કે, આ પ્રાણી પગ વિના પણ આટલી કુશળતાથી કેવી રીતે ચાલી શકતું હોય છે?

આ સરળ જણાતાં સરીસૃપ તેના પર્યાવરણને એટલા વૈવિધ્ય સાથે અપનાવી લે છે કે, તે પૃથ્વી પરના લગભગ તમામ ખંડોમાં સહેલાઈથી વસવાટ કરી શકે છે.

જમીન પર વસનારાં મોટાભાગનાં પ્રાણીઓ અસ્તિત્વ ટકાવી રાખવા, ગતિ અને સંતુલન જાળવી રાખવા માટે તેમના પગ ઉપર આધાર રાખે છે.

પણ એવું કેવી રીતે બને કે, સાપ પગ વિના કે તે પ્રકારનાં અન્ય કોઈપણ અંગો વિના તે જ ગતિથી આગળ વધે છે અને સંતુલન જાળવે છે? તેમના શરીરની રચના પાછળ કયો વૈજ્ઞાનિક આધાર રહેલો છે?

પ્રાચીન યુગના પગ ધરાવતા સાપ

પ્રકૃતિના ઈતિહાસ - અર્થાત્ જીવસૃષ્ટિનાં ઇતિહાસનો અને તેમાં આવેલાં પરિવર્તનોનો અભ્યાસ અને અવલોકન કરતાં માલૂમ પડશે કે, સાપ શરૂઆતથી જ પગવિહોણા સરીસૃપ નહોતા.

'નેચર' અને 'સાયન્ટિફિક અમેરિકન' જેવી જર્નલ્સમાં પ્રકાશિત થયેલા સંશોધન પ્રમાણે, આજના સાપના પૂર્વજોને લાખો વર્ષો પહેલાં પગ હતા.

વિજ્ઞાનીઓ કહે છે કે, કહે છે કે, ઘણાં અશ્મિઓની શોધ પરથી આ વાતની પુષ્ટિ થઈ છે. સાપની પ્રાચીન પ્રજાતિઓનું સૌથી મહત્ત્વનું અશ્મિ આર્જેન્ટિનામાંથી મળી આવ્યું હતું. તે પ્રજાતિનું નામ છે 'નજાશ રિઓનેગ્રીના'.

'સાયન્સ ઍડવાન્સિસ' જર્નલમાં પ્રકાશિત થયેલા સંશોધન પત્ર પ્રમાણે, આ સરીસૃપ પ્રાણી આશરે 10 કરોડ વર્ષો પૂર્વે ધરતી પર વસવાટ કરતું હતું. તે સમયે તે નાના પણ સ્પષ્ટપણે જોઈ શકાય, તેવા પાછલા પગ ધરાવતું હતું.

એ જ રીતે, અન્ય કેટલાક અભ્યાસોમાં અશ્મિશાસ્ત્રીઓને 12 કરોડ વર્ષો પહેલાં જીવતા એક સરીસૃપના અવશેષો મળી આવ્યા છે.

'ટેટ્રાપોડોફિસ' તરીકે ઓળખાતા આ પ્રાણીને ચાર પગ હતા. જોકે, આ ચોક્કસ અશ્મિ પણ પ્રાચીન ગરોળીનું હોઈ શકે કે કેમ, તેને લઈને વિજ્ઞાનીઓમાં મતમતાંતરો પ્રવર્તે છે.

આ તારણો દર્શાવે છે કે, સાપ સમય વીતવા સાથે ઉત્ક્રાંતિ પામ્યા અને ગરોળી જેવા સરીસૃપમાંથી ધીમે-ધીમે તેમના વર્તમાન સ્વરૂપમાં રૂપાંતરિત થયા.

અત્યાર સુધીના વૈજ્ઞાનિક પુરાવા પ્રમાણે, તેઓ મૂળભૂત રીતે પગ ધરાવતા હતા, પણ લાખો વર્ષો પસાર થવા સાથે તેમના પગ ટૂંકાને ટૂંકા થતા ગયા અને આખરે સાવ અદૃશ્ય થઈ ગયા.

સાપના પગ ગાયબ થઈ જવાનું રહસ્ય તેમના જીનમાં રહેલું છે

એક સમયે સાપને પગ હતા અને સમય વીતવા સાથે તેમણે ઉત્ક્રાંતિ દરમિયાન પગ ગુમાવી દીધા, એ હકીકત અશ્મિઓથી જ નહીં, બલ્કે આનુવંશિક સંશોધન પરથી પણ પુરવાર થઈ છે.

સાપનાં ભ્રૂણ પર અભ્યાસ કરનારા સંશોધકોએ 2016માં શોધ્યું હતું કે, પગના વિકાસ માટેના કેટલાંક જરૂરી જીન્સ (જનીન) આજે પણ સાપમાં રહેલાં છે.

જોકે, આ અભ્યાસો અનુસાર, જે રીતે ગરોળીમાં પગનાં જનીન સક્રિય છે, તે રીતે સાપનાં જીન્સ હવે પ્રાચીન યુગ જેટલાં સક્રિય રહ્યાં નથી.

વિજ્ઞાનીઓને સૌપ્રથમ 1999માં સાપની શારીરિક રચનામાં સામેલ જીન્સ (જનીન) વિશે મહત્ત્વની કડી પ્રાપ્ત થઈ હતી. તે સમયે યુનિવર્સિટી ઑફ ફ્લૉરિડાના ઉત્ક્રાંતિવાદી જીવવિજ્ઞાની માર્ટિન કોહને સાપના ભ્રૂણ વિશે કેટલીક અસાધારણ વિગતો શોધી હતી.

તે સમયે, તેમણે શોધ્યું હતું કે, તે ગરોળીઓનાં અમુક જીન્સ અન્ય સરીસૃપોનાં જીન્સ કરતાં અલગ રીતે કામ કરતાં હતાં. ચાર વર્ષો પછી બ્રાયન હૅન્કેન અને તેમની ટીમે શોધ્યું કે, 'સોનિક હેજહોગ' તરીકે ઓળખાતું જીન ગરોળીના પગનો આકાર નક્કી કરવામાં મહત્ત્વની ભૂમિકા ભજવે છે.

આ શોધ સૂચવે છે કે, આ સમાન જીન સાપ પગ શા માટે નથી ધરાવતા - તેની સમજૂતી મેળવવામાં પણ મહત્ત્વપૂર્ણ નીવડી શકે છે.

તે પછી 2016માં વિજ્ઞાનીઓએ અજગરનાં ભ્રૂણમાં જીન્સની ગતિવિધિનો અભ્યાસ કર્યો. તેમણે જોયું કે, 'સોનિક હેજહોગ' જીનનું નિયંત્રણ કરનારા ભાગમાં ડીએનએનાં ત્રણ સૅગમેન્ટ્સ ગાયબ હતાં.

'કરન્ટ બાયૉલૉજી' જર્નલમાં પ્રકાશિત થયેલા એક સંશોધન પત્ર પ્રમાણે, આ ડીએનએ સૅગમેન્ટ્સની ગેરહાજરીનો અર્થ એ કે, કેટલાંક મહત્ત્વનાં પ્રોટીન્સ યોગ્ય રીતે એકત્રિત થઈ શકતાં નહોતાં.

એવું પ્રતીત થાય છે કે, સાપમાં ભ્રૂણના વિકાસ દરમિયાન, 'સોનિક હેજહોગ' જીનનું કામ ઘણા અંશે ઓછું થઈ ગયું હોવું જોઈએ.

રસપ્રદ વાત એ છે કે, કેટલાક સાપોમાં તેમના પૂર્વજોના પગના નાના-નાના અવશેષો હજુયે મોજૂદ છે. અજગર અને કેટલાક જમીન પરના સાપની પૂંછડી પાસે અણીદાર નાની-નાની રચના જોવા મળે છે, જે 'કરોડરજ્જૂ' તરીકે ઓળખાય છે. એવું માનવામાં આવે છે કે, તે સાપની પીઠ ઉપર આવેલાં બાહ્ય અંગો, એટલે કે, પગના ઉત્ક્રાંતિ દરમિયાનના વિકાસવાદી અવશેષો છે.

ઍક્સલ વિસેલ કૅલિફોર્નિયાના બર્કલેમાં આવેલી લૉરેન્સ બર્કલે નૅશનલ લૅબોરેટરીમાં જનીન શાસ્ત્રી છે. સાપે શા માટે તેમના પગ ગુમાવ્યા - તેને લઈને તેમણે સંશોધન પણ કર્યું છે.

તેમની ટીમે અજગર અને જમીન પર વસતા સાપના જિનોમની વાઇપર્સ અને કોબ્રા જેવી અનુગામી પ્રજાતિઓ સાથે સરખામણી કરી હતી. આ નવી પ્રજાતિઓમાં પગનાં નિશાન સ્હેજ પણ જોવા મળતાં નથી.

તે પછી તેમણે શોધી કાઢ્યું કે, આ સાપોમાં 'સોનિક હેજહોગ' તરીકે ઓળખાતા જીન (જનીન) સાથે સંકળાયેલાં ડીએનએના ઘણા ભાગો ગેરહાજર હતા. તેમનામાં આનુવંશિક પરિવર્તન આવ્યું હતું. તેનાથી એ વિચાર વધુ પ્રબળ બન્યો કે, તે મહત્ત્વનાં પરિવર્તનોએ ઉત્ક્રાંતિની પ્રક્રિયા દરમિયાન સાપના પગ ગાયબ કરવામાં મહત્ત્વની ભૂમિકા ભજવી હતી.

સાપોએ તેમના પગ શું કામ ગુમાવ્યા?

ઉપરછલ્લી રીતે જોતાં, સાપોએ પગ ગુમાવી દીધા, તે એક નકારાત્મક બાબત લાગી શકે છે. કારણ કે, પગને કારણે પ્રાણીઓ દોડી શકે છે, કૂદકો મારી શકે છે, શિકાર કરી શકે છે અને શિકારીઓ સામે સ્વયંનું રક્ષણ કરી શકે છે. તો પછી સાપોએ ઉત્ક્રાંતિ દરમિયાન તેમના પગ શા માટે ગુમાવ્યા?

આ સંદર્ભમાં વિજ્ઞાનીઓનું માનવું છે કે, સાપોના પૂર્વજો પ્રારંભિક તબક્કામાં એવા વાતાવરણમાં રહેવા માંડ્યા હોવા જોઈએ, જ્યાં પગ ધરાવવા એ ફાયદા કરતાં બોજરૂપ વધારે હતા.

'સાયન્ટિફિક અમેરિકન' જર્નલમાં પ્રકાશિત થયેલા એક લેખ પ્રમાણે, એક અગ્રણી થિયરી એવી છે કે, પ્રાચીન સાપો દરોમાં રહેતાં પ્રાણીઓ હતાં, જે કદાચ માટીની અંદર કે ખડકો અને વનસ્પતિ નીચે સાંકડી જગ્યામાં સરકતાં હતાં.

સાપ પરનું સંશોધન દર્શાવે છે કે, આવી સ્થિતિમાં વધુ કુશળતાપૂર્વક કામ કરવા માટે ઓછાં અંગો ધરાવતું લાંબું શરીર હોવું જરૂરી હતું.

તેનાં ઘણાં સાંપ્રત ઉદાહરણો મોજૂદ છે, ખાસ કરીને તામિલનાડુના પશ્ચિમી ઘાટમાં મળી આવતા ઢાલ જેવી પૂંછડી ધરાવતા સાપ (શિલ્ડ-ટેઇલ્ડ સ્નેક, જેમની પૂંછડી ઢાલ જેવો આકાર ધરાવે છે) તેમનું મોટાભાગનું જીવન જમીનની અંદર રહીને જ પસાર કરે છે.

તે જ રીતે, આંધળો સાપ પોચી જમીન ઉપર સહેલાઈથી સરકે છે. તેને ઘણી વખત અળસિયું માની બેસવામાં આવે છે. તેની આંખો સાવ ઝીણી હોય છે અને તેના માથા ઉપરના નિષ્ક્રિય, અપારદર્શક ભીંગડાંથી ઢંકાયેલી હોય છે.

પરિણામ સ્વરૂપે, તેમની દૃષ્ટિ સાવ કમજોર હોય છે કાં તો પછી તેમને બિલકુલ દેખાતું જ નથી હોતું. આથી જ આ સાપને 'બ્લાઇન્ડ સ્નેક' કહેવામાં આવે છે.

આથી, દરમાં રહેતા સાપ તેમની દૃષ્ટિની સરખામણીમાં તેમની ભોજન ક્ષમતા પર વધુ નભતા હોય છે. તેમની શરીર સંરચના જમીનની અંદર જીવન પસાર કરવા માટે બનેલી હોય છે.

આથી, સંશોધન સૂચવે છે કે, ઉત્ક્રાંતિ કાળ દરમિયાન સાપોએ તેમના પગ ગુમાવી દીધા હોય, એ સંભવ છે, કારણ કે, જ્યારે તેમણે સાંકડી સુરંગો અને ભૂગર્ભમાંથી પસાર થવું પડે, ત્યારે તેમના પગ તેમની ગતિવિધિને અવરોધતા હોય, એ શક્ય છે.

તેમના સુવ્યવસ્થિત અને લાંબા શરીરને કારણે સાપ ચુસ્ત જગ્યામાંથી સહેલાઈથી બહાર નીકળી શકે છે. પગ જેવાં અંગોના અભાવને કારણે તેઓ શિલાઓ, દર, તિરાડો અને ગીચ વનસ્પતિમાંથી પસાર થવા માટે શરીર સંકોરી શકે છે.

વધુમાં, સરકવું જ્યાં ફાયદાકારક હોય, તેવા વસવાટોમાં ટૂંકા પગવાળા સાપ સફળતાપૂર્વક અસ્તિત્વ ટકાવી શક્યા અને પ્રજનન કરી શક્યા. સમય વીતવા સાથે કુદરતી પસંદગીએ પગ જેવાં અંગો ધરાવતી શરીર રચનાને બદલે પગ જેવાં બાહ્ય અંગો વિનાની શરીર રચનાને ઉચિત ગણી હશે.

સાપ પગ વગર કેવી રીતે હલન-ચલન કરે છે?

આ વિશેની સૌથી આશ્ચર્યજનક બાબત એ છે કે, પગ ગુમાવ્યા પછી સાપોએ હલન-ચલન કરવાનો એકદમ નવો જ માર્ગ વિકસાવ્યો હતો.

સસ્તન વર્ગનાં પ્રાણીઓ અને અન્ય સરિસૃપો હલન-ચલન માટે તેમના પગ કે હાથનો ઉપયોગ કરે છે, પણ તેનાથી સાવ વિપરિત, સાપ ચાલવા માટે તેના સમગ્ર શરીરનો ઉપયોગ કરે છે.

માનવીની કરોડરજ્જૂમાં આશરે 33 મણકા આવેલા હોય છે, પણ સાપનું શરીર 200થી 400 મણકા ધરાવે છે, જે મજબૂત હાડકાં સાથે જોડાયેલા હોય છે.

આ અત્યંત લવચિક શરીર રચનાને કારણે તેઓ અસાધારણ ચોકસાઈથી તેમનું શરીર વાળી શકે છે અને મરડી શકે છે. તેમનાં હાડકાંની રચના એટલે કે મણકાને કારણે આ ક્ષમતા વધારે મજબૂત થાય છે.

આથી, સાયન્ટિફિક અમેરિકન જર્નલમાં પ્રકાશિત થયેલા એક અભ્યાસ પ્રમાણે, સાપ જમીન ઉપર તેમના પગ ધકેલીને આગળ વધવાને બદલે તેના શરીરના જુદા-જુદા ભાગોનો ઉપયોગ કરીને આગળ વધે છે અને શરીરને ગતિ પૂરી પાડે છે.

વધુમાં, સાપનાં ભીંગડાં પણ તેમના હલન-ચલનમાં મહત્ત્વની ભૂમિકા ભજવે છે. શરીરના નીચેના ભાગમાં રહેલાં પહોળાં ભીંગડાં જમીન પર દબાણ આપીને અને ઘર્ષણ ઉત્પન્ન કરીને સાપને સરળતાથી આગળ વધવામાં મદદ કરે છે.

સાપ સામાન્યપણે જમીન ઉપર, ઝાડ ઉપર કે રેતી ઉપર સરકવા માટે જુદી-જુદી રીતોનો ઉપયોગ કરે છે. તેનો આધાર તેમના વસવાટ પર રહે છે.

તેમાં સૌથી સામાન્ય ગતિ પાર્શ્વ દોલન ગતિ કહેવાય છે. તેમાં આપણે ઘણી વખત સાપને અંગ્રેજીના 'એસ'ના આકારમાં ગતિ કરતો જોઈએ છીએ.

સાપ તેનું શરીર એક તરફ વાળીને ઘાસ, શિલાઓ, માટી કે અન્ય સપાટી પર આગળ વધે છે. તામિલનાડુમાં સામાન્યતઃ જોવા મળતા મોટાભાગના સાપોની પ્રજાતિઓ (જેમકે, કોબ્રા, બેન્ડેડ વાઇપર્સ અને ગ્લાસ વાઇપર્સ) ગતિની આ જ રીત અપનાવે છે.

સાપના હલન-ચલનની ઘણી પદ્ધતિઓમાં આ પદ્ધતિ સૌથી ઝડપી ગણાય છે. અભ્યાસો દર્શાવે છે કે, સાપ ઝડપથી સરકી શકે છે, કારણ કે, તેનાં ભીંગડાં જમીન પર દબાય છે અને તેના કારણે ઘર્ષણ ઉત્પન્ન થાય છે. તેના લીધે તેના શરીરને ગતિ મળે છે.

એ જ રીતે, પર્વતાળ વિસ્તારોમાં મળી આવે છે, એ પ્રકારના સાપો જેવી મોટી પ્રજાતિઓ લિનીયર લોકોમોશન જેવી અન્ય પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરે છે. વળાંકદાર ગતિને બદલે તે સાપ ધીમી ગતિથી અને સીધી રેખામાં સરકે છે. આમ કરવા માટે સાપ તેમના પેટના સ્નાયુઓને સંકોચીને શિથિલ કરી દે છે.

આ પદ્ધતિ તેની ધીમી પણ સ્થિર ગતિવિધિ માટે જાણીતી છે. ઇન્ડિયન રૉક પાયથન એ સામાન્યપણે તામિલનાડુમાં મળી આવતી અજગરની પ્રજાતિ છે.

આ અજગરને જોતાં તમને માલૂમ પડશે કે, તે બંને બાજુએ વધુ પડતો વળ્યા વિના જ સહેલાઈથી સરકે છે. આ પદ્ધતિ જાડું શરીર કે મજબૂત બાંધો ધરાવતા સાપો માટે અનુકૂળ છે.

જમીનની અંદર, વૃક્ષોમાં અને પથ્થરોની વચ્ચેની સાંકડી જગ્યામાંથી પસાર થનારા સાપ કોન્સર્ટિના લોકોમોશન તરીકે ઓળખાતી પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરે છે. આ પદ્ધતિમાં સાપના શરીરનો આગલો ભાગ મજબૂત પકડ મેળવવા માટે આગળની તરફ ખેંચાય છે અને પછી શરીરનો પાછલો ભાગ આગળ ધપે છે.

આ તમામ પદ્ધતિઓ કરતાં રણમાં મળી આવનારા સાપ સાવ નોખી જ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરે છે. તે સાપ સાઇડવાઇન્ડિંગ તરીકે ઓળખાતી પાર્શ્વીય ગતિનો ઉપયોગ કરે છે. આ પદ્ધતિમાં તેમના શરીરના નાના-નાના ભાગો જ એકી સમયે જમીનને સ્પર્શે છે. તેના કારણે સાપ લપસ્યા વિના કે ગરમીનો અનુભવ કર્યા વિના જ રેતીની લપસણી અને ગરમ સપાટી પર સરી શકે છે.

ઉત્ક્રાંતિની પ્રક્રિયા સાપે સફળતાપૂર્વક પાર કરી છે, કારણ કે તેઓ વૈવિધ્ય ધરાવે છે. સાપની અમુક પ્રજાતિઓ પાણીમાં મોજાં (લહેર) જેવી ગતિ સાથે તરે છે.

અન્ય સાપ વૃક્ષો ચઢવામાં માહેર હોય છે. એ જ રીતે 'ઉડતા' સાપ પણ હોય છે. તે સાપ એક ઝાડ ઉપરથી બીજા ઝાડ ઉપર સરકી શકે છે. સાપની પ્રજાતિઓમાં રહેલું આ વૈવિધ્ય દર્શાવે છે કે, પગવિહોણા હોવું એ નબળાઈ નથી. બલ્કે, તેના કારણે પર્યાવરણમાં ઘણી નવી તકો ઊભી થઈ છે.

પૃથ્વી પર એકમાત્ર ઍન્ટાર્કટિકાને બાદ કરતાં સર્વત્ર સાપ મળી આવે છે. તેઓ વનો, રણપ્રદેશો, ભેજયુક્ત જમીન, તળાવો, મહાસાગરો સહિતનાં વિવિધ રહેઠાણોમાં વસવાટ કરે છે.

સાપનું અસ્તિત્વ ઉત્ક્રાંતિના એ મહત્ત્વના સિદ્ધાંતનો પુરાવો છે કે, "અસ્તિત્વ કે સ્થિતિસ્થાપકતા આપણે અત્યારે જેટલાં છીએ, તેના કરતાં વધુ 'અદ્યતન' બનવા પર નિર્ભર નથી. બલ્કે, તે આપણે કેટલી અસરકારક રીતે પર્યાવરણ સાથે અનુકૂલન સાધીએ છીએ, તેના પર નિર્ભર છે."

બીબીસી માટે કલેક્ટિવ ન્યૂઝરૂમનું પ્રકાશન