ప్రకృతిలోని రహస్యాలను వెలికితీయడానికి సైన్స్ లేదా విజ్ఞాన శాస్త్రం దోహదపడుతుంది. సైన్స్ అనే పదం 'సెన్షియా' (Scientia) అనే లాటిన్ పదం నుంచి వచ్చింది. సెన్షియా అంటే జ్ఞానం లేదా తెలుసుకోవడం అని అర్థం. సైన్స్ అంటే... ఒక సత్యాన్వేషణ, క్రమబద్ధీకరించిన జ్ఞానం. దీని గురించి సంక్షిప్తంగా తెలుసుకుందాం.
సైన్స్ లేదా విజ్ఞానశాస్త్ర విభాగాల్లో జీవుల గురించి తెలిపే విభాగమే జీవశాస్త్రం. భూమి ఆవిర్భావం సుమారు 4500 మిలియన్ల సంవత్సరాల కిందట జరిగినట్లు శాస్త్రజ్ఞులు భావిస్తున్నారు. భూమిపై జీవ ఆవిర్భావం సుమారు 3500 మిలియన్ల సంవత్సరాల కిందట జరిగినట్లు పేర్కొంటారు.
* జీవశాస్త్రం అంటే జీవులు, జీవలక్షణాలను గురించి అధ్యయనం చేయడం. జీవశాస్త్రం లేదా బయాలజీ అనే పదం బయోస్, లాగోస్ అనే గ్రీకు పదాల నుంచి ఏర్పడింది. గ్రీకు భాషలో బయోస్ అంటే జీవం అని, లాగోస్ అంటే శాస్త్రం/ అధ్యయనం అని అర్థం.
* జీవశాస్త్రం లేదా బయాలజీ అనే పదాన్ని మొదటిసారిగా ఉపయోగించింది / ప్రతిపాదించింది ట్రివిరానస్ (జర్మనీ), జీన్‌బాప్టిస్ట్ డీ లామార్క్ (ఫ్రెంచ్). ఇందులో ప్రధానంగా వృక్షశాస్త్రం, జంతుశాస్త్రం, సూక్ష్మజీవశాస్త్రం అనే ముఖ్య శాఖలు ఉన్నాయి.
* వృక్షశాస్త్రాన్ని ఫైటాలజీ అని కూడా అంటారు. మొక్కల గురించి అధ్యయనం చేసే శాస్త్రాన్ని వృక్షశాస్త్రం (Botany = plant) అని, జంతువుల గురించి అధ్యయనం చేసే శాస్త్రాన్ని జంతుశాస్త్రం అంటారు (Zoon = Animal). సూక్ష్మజీవశాస్త్రం సూక్ష్మజీవుల గురించి అధ్యయనం చేస్తుంది.
* జీవశాస్త్ర పితామహుడు - అరిస్టాటిల్ (గ్రీకు).
* వృక్షశాస్త్ర పితామహుడు - థియోఫ్రాస్టస్ (గ్రీకు).
* జంతుశాస్త్ర పితామహుడు - అరిస్టాటిల్.
* సూక్ష్మజీవశాస్త్ర పితామహుడు - లూయీపాశ్చర్ (ఫ్రెంచ్).
* క్రీ.పూ. 500 సంవత్సరాల నుంచి క్రీ.శ. 15 వ శతాబ్దం మధ్యకాలంలో శాస్త్ర భావాల కంటే మూఢ నమ్మకాలు, మతపరమైన భావాలు అధికంగా ఉండేవి. (సుమారు 2 వేల సంవత్సరాలు). ఈ కాలాన్నే శాస్త్ర ప్రపంచంలో అంధయుగం లేదా చీకటియుగంగా పిలుస్తారు.
* క్రీ.శ. 16 వ శతాబ్దంలో విలియం హార్వే, వెసాలియస్‌ల పరిశోధనలు శాస్త్రానికి తిరిగి ప్రాణం పోశాయి. జీవశాస్త్రానికి సంబంధించిన లిఖిత రూపంలోని సమాచారం ప్రథమంగా అరిస్టాటిల్, గేలన్‌ల నుంచి లభించింది.
జీవ ఆవిర్భావం
భూమిపై జీవం లేదా ప్రాణి పుట్టుకకు సంబంధించిన ప్రత్యక్ష ఆధారాలు ఏవీ లభించలేదు. కానీ శాస్త్రవేత్తలు జీవం పుట్టుకకు సంబంధించి అనేక ఊహలను ప్రతిపాదించారు. వాటిలో కొన్ని సిద్ధాంతాలు.
ప్రత్యేక సృష్టి సిద్ధాంతం: జీవుల సృష్టికి మూలం దైవశక్తే. ఇది పూర్తిగా మతపరమైన నమ్మకం.
కాస్మోజాయిక్ లేదా పాన్‌స్పెర్మియా సిద్ధాంతం: కాస్మోజువా లేదా పాన్‌స్పెర్మియా అనే సిద్ధబీజాల నుంచి జీవావిర్భావం జరిగింది.
ప్రళయతత్వ సిద్ధాంతం: ఈ సిద్ధాంతాన్ని జార్జ్ కువియర్ ప్రతిపాదించారు. దీని ప్రకారం భూమిపై ఆవర్తనంగా సంభవించిన ప్రళయాల వల్ల జీవులు ఉద్భవించాయి.
బయోజెనిసిస్ సిద్ధాంతం: ఈ సిద్ధాంతాన్ని లూయీ పాశ్చర్ ప్రతిపాదించారు. దీని ప్రకారం జీవులు అంతకు పూర్వం ఉన్న జీవుల నుంచి ఆవిర్భవించాయి.
జీవ పరిణామ సిద్ధాంతం
ఇది జీవ ఆవిర్భావాన్ని వివరించే సిద్ధాంతాల్లో అతి ముఖ్యమైంది. ఈ సిద్ధాంతాన్ని ఎ.ఐ. ఒపారిన్ (రష్యా) ప్రతిపాదించగా, జె.బి.ఎస్. హాల్డేన్ (ఇంగ్లండ్) సమర్థించారు. ఈ సిద్ధాంతం ప్రకారం జీవుల పుట్టుక రసాయన పరిణామం లేదా రసాయన జీవోత్పత్తిలా జరిగింది.
* ఈ సిద్ధాంతం ప్రకారం మొదటి ప్రాణి ప్రీబయాటిక్ సూప్‌లో అకర్బన పదార్థాల నుంచి శక్తిని వినియోగించుకుని, రసాయన పరిణామం చెంది ఏర్పడింది.
స్టాన్లీ మిల్లర్, యురేల సిములేషన్ ప్రయోగం: స్టాన్లీ మిల్లర్, హరాల్డ్ యురే..... అనే శాస్త్రవేత్తలు ఎ.ఐ. ఒపారిన్ ప్రతిపాదించిన 'రసాయన జీవోత్పత్తి'ని అనుకరణ లేదా సిములేషన్ ప్రయోగం ద్వారా నిరూపించారు
* జీవి ఆవిర్భావం జరిగిన జలాన్ని ప్రీబయాటిక్ సూప్/ ఉష్ణ జలీయ పులుసు అంటారు.
* భూమిపై ప్రాథమికంగా ఏర్పడిన వాతావరణంలో 'స్వేచ్ఛా స్థితిలో ఆక్సిజన్' లేనట్లు నిర్ధారించారు.
* జీవ ఆవిర్భావం మొదట సముద్రపు నీటిలో జరిగింది.
* భూమిపై మొదటగా ఏర్పడిన/ ఉద్భవించిన ప్రాణి సయనోబ్యాక్టీరియా. సయనోబ్యాక్టీరియాలు క్రమంగా నీలి ఆకుపచ్చ శైవలాలుగా పరిణామం చెందాయి.
జీవ లక్షణాలు
సజీవులు నిర్జీవుల నుంచి వ్యత్యాసాన్ని చూపడానికి కారణం అవి కొన్ని ప్రత్యేక లక్షణాలను ప్రదర్శించడమే. సజీవులు ప్రదర్శించే లక్షణాలను జీవ లక్షణాలు అంటారు. అవి: 1) పెరుగుదల, 2) చలనం, 3) జీవ క్రియలు, 4) క్షోభ్యత / ప్రేరణ, - ప్రతిస్పందన, 5) విసర్జన, 6) ప్రత్యుత్పత్తి.
పెరుగుదల: పెరుగుదల అనేది సజీవులు చూపించే ముఖ్య లక్షణం. జీవుల శరీర పరిమాణంలో శాశ్వతమైన మార్పు పెరుగుదల. ఇది జీవుల్లో నిర్మాణాత్మకంగానూ, క్రియాశీలకంగానూ ఉంటుంది. ఈ లక్షణం మొక్కల్లో జీవిత కాలమంతా ఉంటుంది. కానీ జంతువుల్లో కొద్దికాలం వరకు మాత్రమే ఉంటుంది.
* సామాన్యంగా విచ్ఛిన్న క్రియల కంటే నిర్మాణ క్రియలు ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు జీవులు పెరుగుదలను చూపుతాయి.
* మొక్కల్లో పెరుగుదల కొన్ని ప్రత్యేక భాగాలకు మాత్రమే పరిమితం. కానీ జంతువుల్లో అన్ని శరీర భాగాల్లో పెరుగుదల కనిపిస్తుంది.
* మొక్కల్లో పెరుగుదలకు తోడ్పడే, నిరంతరం విభజన చెందే కణజాలాన్ని విభాజ్య కణజాలం అంటారు.
* మొక్కల పెరుగుదలను గుర్తించే పరికరం క్రెస్కోగ్రాఫ్/ ఆక్సనోమీటర్.
* క్రెస్కోగ్రాఫ్‌ను కనుక్కుంది డా. జగదీష్ చంద్రబోస్.
* అత్యంత వేగంగా పెరుగుదలను చూపే మొక్క వెదురు.
చలనం: ఒక ప్రాంతం నుంచి మరొక ప్రాంతానికి జీవి కదలి వెళ్లడాన్ని చలనం అంటారు. ఈ లక్షణం జంతువుల్లో మాత్రమే కనిపిస్తుంది. మొక్కల్లో కనిపించదు.
గమనిక: చలనాన్ని ప్రదర్శించని జంతువులకు ఉదాహరణ స్పంజికలు, సీ అనిమోన్స్ మొదలైనవి.
* జంతువులు ఆహారం, రక్షణ, ప్రత్యుత్పత్తి కోసం చలనం చూపుతాయి. కొన్ని జంతువులు రుతువులను అనుసరించి చూపించే ప్రత్యేక చలనాన్ని వలస అంటారు. వీటికి సంబంధించిన కొన్ని ఉదాహరణలు.
* సైబీరియన్ కొంగ రష్యాలోని సైబీరియా ప్రాంతం నుంచి శీతాకాలం ప్రారంభానికి ముందు బయలుదేరి, భారత్‌లోని రాజస్థాన్‌లో ఉన్న భరత్‌పూర్ చేరుకుంటుంది. తిరిగి భారత్‌లో వేసవికాలం ప్రారంభానికి ముందు బయలుదేరి సైబీరియాకు వెళ్లిపోతుంది.
గమనిక: భరత్‌పూర్ పక్షి సంరక్షణ కేంద్రాన్ని ప్రస్తుతం 'Keoladeo National Park' గా పిలుస్తున్నారు.
* కొన్ని చేపలు సముద్రం నుంచి మంచినీటిలోకి వలసలు చూపుతాయి. ఈ వలసను అనాడ్రోమస్ వలస అంటారు.
ఉదా: హిల్సాహిల్సా.
* కొన్ని చేపలు మంచినీటి నుంచి సముద్రంలోకి వలసలు చూపుతాయి. వీటిని కెటాడ్రోమస్ వలస అంటారు. ఉదా: ఈల్ చేపలు.
జీవక్రియ: జీవుల్లో జరిగే జీవరసాయన చర్యలన్నింటినీ కలిపి జీవక్రియ అంటారు. జీవులను నిర్వచించడానికి సరైన జీవలక్షణం జీవక్రియ. ఇవి రెండు రకాలు.
1) నిర్మాణాత్మక క్రియలు 2) విచ్ఛిన్న క్రియలు.
నిర్మాణాత్మక క్రియలు: ఒక సంక్లిష్ట రసాయన పదార్థం ఏర్పడటానికి జరిగే రసాయన చర్యల సముదాయాన్ని నిర్మాణాత్మక క్రియ అంటారు.
ఉదా: కిరణజన్య సంయోగక్రియ.
విచ్ఛిన్న క్రియలు: ఒక సంక్లిష్ట రసాయన పదార్థం విచ్ఛిన్నమవడానికి జరిగే రసాయన చర్యల సముదాయాన్ని విచ్ఛిన్న క్రియ అంటారు.
ఉదా: శ్వాసక్రియ, జీర్ణక్రియ.
క్షోభ్యత: పరిసరాల్లోని మార్పులకు జీవులు ప్రతిస్పందించే లక్షణాన్ని క్షోభ్యత అంటారు. సజీవులు క్షోభ్యతను జ్ఞానేంద్రియాల సహాయంతో ప్రదర్శిస్తాయి.
ఉదా: అత్తిపత్తి మొక్కను తాకగానే ముడుచుకోవడం, మొక్కల కాండం కాంతి దిశగా పెరగడం.
విసర్జన: జీవక్రియల ఫలితంగా ఏర్పడే నత్రజని సంబంధ పదార్థాలను దేహం నుంచి బయటకు పంపించే క్రియను విసర్జన అంటారు. మొక్కల్లో విసర్జక అవయవాలు ఉండవు. మొక్కలు విసర్జక పదార్థాలను తమ రక్షణ అవసరాలకు ఉపయోగించుకుంటాయి. జంతువుల్లో విసర్జన ప్రక్రియ కోసం ప్రత్యేక విసర్జకావయవాలు ఉంటాయి.
ప్రత్యుత్పత్తి: జనకతరం జీవులు, తమను పోలిన పిల్ల జీవులను ఉత్పత్తి చేసే లక్షణాన్ని ప్రత్యుత్పత్తి అంటారు. ప్రత్యుత్పత్తి ఒక జీవజాతి శాశ్వత మనుగడకు తోడ్పడుతుంది. జీవులు రెండు రకాల పద్ధతుల ద్వారా కొత్త జీవులు లేదా పిల్ల జీవులను ఏర్పరుస్తాయి.
లైంగిక ప్రత్యుత్పత్తి: సంయోగబీజాల కలయిక వల్ల కొత్తజీవులు ఏర్పడతాయి. ఇది జీవుల్లో జన్యు వైవిధ్యాలకు కారణమవుతుంది. జన్యుపదార్థం ఒక తరం నుంచి మరొక తరానికి మారడానికి కారణం లైంగిక ప్రత్యుత్పత్తి. అత్యధిక జంతువులు లైంగిక ప్రత్యుత్పత్తిని చూపుతాయి.
అలైంగిక ప్రత్యుత్పత్తి: సంయోగబీజాల కలయిక లేకుండా కొత్త జీవులు ఏర్పడతాయి. జనకతరం జీవుల నుంచి పిల్లతరం జీవులకు అదే జన్యుపదార్థం చేరుతుంది. జన్యుపదార్థం మార్పులకు గురికాని ప్రత్యుత్పత్తి అలైంగిక ప్రత్యుత్పత్తి. అలైంగిక ప్రత్యుత్పత్తి ద్వారా ఏర్పడే జన్యుసమాన ప్రతిరూపాలను క్లోన్స్ అంటారు.
