Origin of Life Questions in Gujarati

(C) $1953$ માં,સ્ટેનલી મિલર અને હેરોલ્ડ યુરેએ જીવનના રાસાયણિક ઉદભવના ઓપેરિન-હેલ્ડન સિદ્ધાંતને ચકાસવા માટે એક પ્રયોગ કર્યો હતો. તેમણે $2:1:2$ ના પ્રમાણમાં $CH_4$ (મિથેન),$NH_3$ (એમોનિયા),$H_2$ (હાઈડ્રોજન) અને $H_2O$ (પાણીની વરાળ) ના મિશ્રણ ધરાવતી એક બંધ પ્રણાલી બનાવી હતી. વીજળીના ચમકારાની નકલ કરવા માટે તેમણે આ મિશ્રણને $800^{\circ}C$ તાપમાને વિદ્યુત વિભાર (electric discharge) આપ્યો હતો. એક અઠવાડિયા પછી,તેમણે ગ્લાયસીન,એલેનાઈન અને એસ્પાર્ટિક એસિડ જેવા સરળ એમિનો એસિડનું નિર્માણ અવલોક્યું હતું. આમ,મિશ્રણમાં રહેલો સાચો ઘટક મિથેન $(CH_4)$ છે.

(C) જીવનની અજીવજનન ઉત્પત્તિની કલ્પના મુજબ,પ્રોટોબાયોન્ટ્સ એ પ્રથમ જીવંત કોષોના પુરોગામી હતા. તેમના લક્ષણોમાં નીચે મુજબનો સમાવેશ થાય છે:
$1$. તેઓ પટલ જેવી રચના દ્વારા તેમના આસપાસના વાતાવરણથી આંશિક રીતે અલગ હતા.
$2$. તેઓ આસપાસના અણુઓના સમૂહને અલગ કરી શકતા હતા.
$3$. તેઓ બાહ્ય પર્યાવરણથી અલગ આંતરિક પર્યાવરણ જાળવી શકતા હતા.
જો કે,તેઓ સ્વતંત્ર રીતે પ્રજનન કે તેમના આનુવંશિક દ્રવ્યનું સ્વયંજનન કરી શકતા ન હતા,જે સાચા જીવંત સજીવોનું મુખ્ય લક્ષણ છે. તેથી,વિકલ્પ $C$ સાચો જવાબ છે.

(A) બ્રિટિશ વૈજ્ઞાનિક $J.B.S. Haldane$ એ પ્રસ્તાવ મૂક્યો હતો કે આદિ સમુદ્ર, જે રાસાયણિક ઉત્ક્રાંતિ દ્વારા રચાયેલા કાર્બનિક અણુઓથી સમૃદ્ધ હતો, તે 'પ્રીબાયોટિક સૂપ' અથવા 'હોટ ડાયલ્યુટ સૂપ' તરીકે કાર્ય કરતો હતો.
આ વાતાવરણે જટિલ કાર્બનિક સંયોજનોના સંશ્લેષણ માટે જરૂરી પરિસ્થિતિઓ પૂરી પાડી હતી, જે અંતે જીવનની ઉત્પત્તિ તરફ દોરી ગઈ.

(A) સ્ટેન્લી મિલરે તેમના $1953$ ના પ્રયોગમાં પૃથ્વીના આદિ વાતાવરણની પરિસ્થિતિઓનું અનુકરણ કર્યું હતું.
તેમણે $CH_4$,$NH_3$,$H_2$ અને પાણીની વરાળ $(H_2O)$ ના મિશ્રણ ધરાવતા બંધ ફ્લાસ્કનો ઉપયોગ કર્યો હતો.
વીજળીના ચમકારાનું અનુકરણ કરવા માટે,તેમણે ફ્લાસ્કમાં ઇલેક્ટ્રોડ્સનો ઉપયોગ કરીને વિદ્યુત વિભાર (electric discharge) ઉત્પન્ન કર્યો હતો.
ફ્લાસ્કમાં રહેલા પાણીને $800^{\circ}C$ તાપમાને ગરમ કરવામાં આવ્યું હતું જેથી પાણીની વરાળ ઉત્પન્ન થાય,જે સમગ્ર સાધનમાં પરિભ્રમણ કરતી હતી.
તેથી,પ્રયોગમાં વપરાયેલી પાણીની વરાળનું સાચું તાપમાન $800^{\circ}C$ હતું.

(C) વૈજ્ઞાનિક સર્વસંમતિ અને ઉત્ક્રાંતિ જીવવિજ્ઞાન મુજબ,પૃથ્વીનું નિર્માણ આશરે $4.5$ અબજ વર્ષો પહેલા થયું હતું. પૃથ્વી પર જીવનના સૌથી જૂના પુરાવા આશરે $3.8$ થી $4$ અબજ વર્ષો પહેલાના છે. તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાંથી જીવનની ઉત્પત્તિ માટેનો સૌથી સચોટ અંદાજ $4$ અબજ વર્ષો પહેલા છે.

(C) એવું માનવામાં આવે છે કે જીવની ઉત્પત્તિ $Pre-Cambrian$ (કેમ્બ્રિયન પૂર્વ) સમયગાળા દરમિયાન થઈ હતી (ખાસ કરીને $Archean$ અથવા $Proterozoic$ ઇઓન દરમિયાન). $Pre-Cambrian$ સમયગાળો પૃથ્વીના ઇતિહાસનો સૌથી મોટો ભાગ આવરી લે છે,જે લગભગ $4.6$ અબજ વર્ષ પહેલાં પૃથ્વીની રચનાથી શરૂ થઈને લગભગ $541$ મિલિયન વર્ષ પહેલાં $Cambrian$ સમયગાળાની શરૂઆત સુધીનો છે. જીવના સૌથી જૂના પુરાવા,જેમ કે આદિકોષકેન્દ્રી (prokaryotic) કોષો,આ સમયગાળા દરમિયાન લગભગ $3.5$ થી $3.8$ અબજ વર્ષ પહેલાંના જોવા મળે છે.

(B) કોસ્મોઝોઈક વાદ,જેને $Panspermia$ (પેન્સપર્મિયા) ના સિદ્ધાંત તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે સૂચવે છે કે જીવનની ઉત્પત્તિ અવકાશમાંથી થઈ છે અને તે બીજા ગ્રહો પરથી બીજાણુઓ અથવા જંતુઓના સ્વરૂપમાં પૃથ્વી પર પહોંચ્યું છે.
આ સિદ્ધાંત $1865$ માં $Richter$ દ્વારા રજૂ કરવામાં આવ્યો હતો અને પાછળથી $1908$ માં $Arrhenius$ દ્વારા તેને સમર્થન આપવામાં આવ્યું હતું.

(D) $Azoic$ $Era$ (ગ્રીક શબ્દ '$a$' એટલે 'વગર' અને '$zoe$' એટલે 'જીવન') એ પૃથ્વી પર જીવનની શરૂઆત પહેલાનો ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય સમયગાળો છે. તે પ્રીકેમ્બ્રિયન સમયના સૌથી શરૂઆતના ભાગને અનુરૂપ છે,ખાસ કરીને હેડિયન ઇઓન,જ્યાં પરિસ્થિતિઓ જીવનના અસ્તિત્વ માટે ખૂબ જ પ્રતિકૂળ હતી.

(C) સ્ટેનલી મિલરે $1953$ માં જીવનની ઉત્પત્તિ અંગેની ઓપેરિન-હલ્ડેન ઉત્કલ્પનાને ચકાસવા માટે એક પ્રખ્યાત પ્રયોગ કર્યો હતો.
તેમણે $800^{\circ}C$ તાપમાને વિદ્યુત વિભારનો ઉપયોગ કરીને $CH_4$,$NH_3$,$H_2$ અને પાણીની વરાળ $(H_2O)$ ધરાવતી એક બંધ પ્રણાલી બનાવી હતી,જેમાં તેમનું પ્રમાણ $2:1:2$ હતું.
એક અઠવાડિયા પછી,તેમણે સરળ કાર્બનિક સંયોજનો,ખાસ કરીને ગ્લાયસીન,એલનાઈન અને એસ્પાર્ટિક એસિડ જેવા એમિનો એસિડના નિર્માણનું અવલોકન કર્યું હતું.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(C) ઓપરિન-હેલ્ડન ઉત્કલ્પના મુજબ,પૃથ્વીનું આદિ વાતાવરણ રિડક્શનકર્તા (reducing) પ્રકારનું હતું.
તેમાં મિથેન $(CH_4)$,એમોનિયા $(NH_3)$,હાઇડ્રોજન $(H_2)$ અને પાણીની વરાળ $(H_2O)$ જેવા વાયુઓનો સમાવેશ થતો હતો.
આ સાદા અણુઓ વીજળી અને અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણો જેવા ઉર્જા સ્ત્રોતોની હાજરીમાં પ્રક્રિયા કરીને જટિલ કાર્બનિક સંયોજનો બનાવે છે,જે અંતે જીવનના ઉદભવ તરફ દોરી જાય છે.

(A) અજીવજનનવાદ (સ્વયંજનનવાદ) નો સિદ્ધાંત સૂચવે છે કે જીવન નિર્જીવ પદાર્થોમાંથી ઉદ્ભવી શકે છે. લૂઈસ પાશ્ચરે તેમના પ્રખ્યાત 'સ્વાન-નેક ફ્લાસ્ક' પ્રયોગ દ્વારા સાબિત કર્યું કે જીવન ફક્ત અગાઉથી અસ્તિત્વ ધરાવતા જીવનમાંથી જ આવે છે (જીવજનનવાદ). તેમણે સ્વાન-નેક ફ્લાસ્કમાં પોષક દ્રાવણને ઉકાળ્યું,જે હવાને અંદર આવવા દેતું હતું પરંતુ ધૂળના રજકણો અને સૂક્ષ્મજીવોને ગળાના ભાગમાં જ રોકી રાખતું હતું. દ્રાવણમાં કોઈ વૃદ્ધિ જોવા મળી ન હતી,જે સાબિત કરે છે કે જીવન નિર્જીવ પદાર્થોમાંથી આપમેળે ઉદ્ભવતું નથી.

(A) લુઈ પાશ્ચરનો હંસ-ગ્રીવા ફ્લાસ્ક પ્રયોગ જીવવિજ્ઞાનમાં એક સીમાચિહ્નરૂપ અભ્યાસ છે,જેણે સ્વયંભૂ ઉત્પત્તિ (અજીવજનનવાદ) ના સિદ્ધાંતને અસરકારક રીતે ખોટો સાબિત કર્યો હતો.
તેમના પ્રયોગમાં,તેમણે કોઈપણ અસ્તિત્વ ધરાવતા સૂક્ષ્મજીવોને મારવા માટે હંસ-ગ્રીવા ફ્લાસ્કમાં પોષક દ્રાવણને ઉકાળ્યું હતું.
વળાંકવાળી ગ્રીવા હવાને અંદર આવવા દેતી હતી,પરંતુ હવામાં રહેલા ધૂળના રજકણો અને સૂક્ષ્મજીવોને વળાંકમાં જ ફસાવી દેતી હતી.
જ્યાં સુધી ગ્રીવા અકબંધ રહી,ત્યાં સુધી દ્રાવણ જંતુરહિત રહ્યું,જે સાબિત કરે છે કે જીવન નિર્જીવ પદાર્થોમાંથી આપમેળે ઉત્પન્ન થતું નથી.
જ્યારે ગ્રીવા તોડવામાં આવી અથવા નમાવવામાં આવી જેથી ધૂળ અંદર પ્રવેશી શકે,ત્યારે સૂક્ષ્મજીવોની વૃદ્ધિ જોવા મળી.
આમ,આ પ્રયોગે જીવજનનવાદ માટે નિર્ણાયક પુરાવા પૂરા પાડ્યા,જે જણાવે છે કે સજીવો માત્ર અગાઉથી અસ્તિત્વ ધરાવતા સજીવોમાંથી જ ઉત્પન્ન થાય છે.

(D) પૃથ્વીનું આદ્ય વાતાવરણ રિડક્શનકર્તા (reducing) પ્રકારનું હતું. તેમાં $CH_4$ (મિથેન),$NH_3$ (એમોનિયા),$H_2$ (હાઈડ્રોજન) અને પાણીની વરાળ જેવા વાયુઓ હતા. આદ્ય વાતાવરણમાં મુક્ત ઓક્સિજન $(O_2)$ ગેરહાજર હતો કારણ કે તે અત્યંત સક્રિય હતો અને પાણી તથા અન્ય તત્વોના ઓક્સાઈડ બનાવવામાં વપરાઈ જતો હતો. ઓક્સિજન પાછળથી સાયનોબેક્ટેરિયા દ્વારા પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા દ્વારા વાતાવરણમાં મુક્ત થયો હતો.

(D) $Azoic$ (એઝોઈક) શબ્દ ગ્રીક શબ્દો '$a$' (જેનો અર્થ 'વગર') અને '$zoe$' (જેનો અર્થ 'જીવન') પરથી ઉતરી આવ્યો છે. $Azoic$ મહાયુગ પૃથ્વીના ઇતિહાસના સૌથી પ્રારંભિક સમયગાળાને દર્શાવે છે,ખાસ કરીને $Hadean$ $Eon$ (હેડિયન ઇઓન),જે દરમિયાન પૃથ્વી ખૂબ જ ગરમ અને ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય રીતે અસ્થિર હતી,જેના કારણે તે સમયે જીવનનું અસ્તિત્વ શક્ય નહોતું. તેથી,તેને જીવન વગરનો યુગ માનવામાં આવે છે.

(B) અકાર્બનિક દ્રવ્યોમાંથી જીવનની ઉત્પત્તિ (સ્વયંજનનવાદ) આદિ વાતાવરણની રિડક્શનકર્તા પરિસ્થિતિઓમાં થઈ હતી,જેમાં મુક્ત ઓક્સિજનનો અભાવ હતો.
વર્તમાન વાતાવરણમાં ઓક્સિજનનું ઊંચું પ્રમાણ હોવાથી વાતાવરણ ઓક્સિડેશનકર્તા બની ગયું છે.
ઓક્સિજન અત્યંત સક્રિય હોવાથી તે કોઈપણ સરળ કાર્બનિક અણુઓનું ઓક્સિડેશન કરી નાખે છે,જેથી તેઓ જટિલ જીવન-સહાયક અણુઓમાં રૂપાંતરિત થઈ શકતા નથી.
તેથી,વર્તમાન ઓક્સિડેશનકર્તા વાતાવરણ અકાર્બનિક દ્રવ્યોમાંથી જીવનના સ્વયંભૂ ઉદ્દભવને અટકાવે છે.

(B) અજીવનનવાદ (સ્વયંજનનવાદ) નો સિદ્ધાંત સૂચવે છે કે જીવન નિર્જીવ પદાર્થોમાંથી ઉત્પન્ન થઈ શકે છે. લુઈસ પાશ્ચરે તેમના પ્રખ્યાત 'સ્વાન-નેક ફ્લાસ્ક' પ્રયોગ દ્વારા આ સિદ્ધાંતને સંપૂર્ણપણે ખોટો સાબિત કર્યો હતો. તેમણે દર્શાવ્યું કે સૂક્ષ્મજીવો માત્ર અગાઉથી અસ્તિત્વ ધરાવતા સૂક્ષ્મજીવોમાંથી જ ઉત્પન્ન થાય છે,આમ તેમણે જીવજનનવાદ (biogenesis) ના સિદ્ધાંતને સ્થાપિત કર્યો.

(A) સાચી જોડ નીચે મુજબ છે:
$a$ ડાર્વિન: તેમણે તેમના પુસ્તક 'ધ ઓરિજિન ઓફ સ્પીસીઝ' (જાતિઓનો ઉદ્દભવ) માં પ્રાકૃતિક પસંદગીનો સિદ્ધાંત આપ્યો $(a = r)$.
$b$ હ્યુગો દ-વ્રિસ: તેમણે 'ઓનોથેરા લેમાર્કિયાના' પરના તેમના કાર્યના આધારે વિકૃતિવાદ (Mutation theory) રજૂ કર્યો $(b = p)$.
$c$ લુઈ પાશ્ચર: તેમણે સ્વયંસ્ફુરિત પેઢીના સિદ્ધાંતને ખોટો સાબિત કરવા માટે પ્રખ્યાત 'હંસ-ગ્રીવા ફ્લાસ્ક પ્રયોગ' કર્યો $(c = t)$.
$d$ સિડની ફોક્સ: તેમણે જીવનની ઉત્પત્તિ અંગે પ્રોટોબાયોન્ટ્સ અથવા 'પ્રોટોબાયોસિસ'નો ખ્યાલ રજૂ કર્યો $(d = q)$.
તેથી,સાચો ક્રમ $a = r, b = p, c = t, d = q$ છે.

(C) ઓપેરિન-હેલ્ડન પૂર્વધારણા અને મિલર-યુરેના પ્રયોગ મુજબ,પૃથ્વીનું પ્રારંભિક વાતાવરણ રિડક્શનકર્તા (reducing) પ્રકારનું હતું. તેમાં $CH_4$,$NH_3$,$H_2$ અને પાણીની વરાળ જેવા વાયુઓ હતા. આદિ વાતાવરણમાં મુક્ત ઓક્સિજન $(O_2)$ ગેરહાજર હતો કારણ કે તે અત્યંત સક્રિય છે અને તે અન્ય તત્વો સાથે તરત જ જોડાઈને ઓક્સાઈડ બનાવે છે,જે જીવનના રાસાયણિક ઉત્ક્રાંતિને અટકાવે છે.

(B) ઓપોરિનનો સિદ્ધાંત,જેને ઓપોરિન-હેલ્ડન પૂર્વધારણા તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે સૂચવે છે કે જીવનની ઉત્પત્તિ રાસાયણિક ઉત્ક્રાંતિની પ્રક્રિયા દ્વારા નિર્જીવ કાર્બનિક અણુઓમાંથી થઈ છે. આ પ્રક્રિયાને વૈજ્ઞાનિક રીતે $Abiogenesis$ (નિર્જીવ પદાર્થમાંથી જીવનની ઉત્પત્તિ) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. તેથી,આ સિદ્ધાંત $Abiogenesis$ ના ખ્યાલ પર આધારિત છે.

(C) ઓપેરિન-હૉલ્ડન ઉત્કલ્પના મુજબ,પૃથ્વીનું આદિ વાતાવરણ રિડક્શનકર્તા હતું અને તેમાં $CH_4$,$NH_3$,$H_2$ અને $H_2O$ જેવા સાદા અણુઓ હતા.
વીજળી અને પારજાંબલી કિરણો જેવા ઉર્જાના સ્ત્રોતોને કારણે એમિનો એસિડ જેવા સાદા કાર્બનિક સંયોજનોનું સંશ્લેષણ થયું.
આ સાદા કાર્બનિક અણુઓનું ત્યારબાદ પોલીમરાઈઝેશન થતા પ્રોટીન અને ન્યુક્લિઈક એસિડ જેવા જટિલ મહાઅણુઓ બન્યા,જે જીવનની ઉત્પત્તિ માટે આવશ્યક છે.

(B) પૃથ્વીનું આદિ વાતાવરણ રિડ્યુસીંગ સ્વભાવનું હતું કારણ કે તેમાં મુક્ત આણ્વિય ઓક્સિજન $(O_2)$ નો અભાવ હતો.
તેના બદલે,તેમાં હાઈડ્રોજન પરમાણુઓ અને હાઈડ્રોજન ધરાવતા સંયોજનો જેવા કે મિથેન $(CH_4)$,એમોનિયા $(NH_3)$ અને પાણીની વરાળ $(H_2O)$ નું પ્રમાણ ખૂબ વધારે હતું.
આ હાઈડ્રોજન પરમાણુઓ અત્યંત સક્રિય હતા અને અન્ય તત્વો સાથે જોડાઈને વિવિધ કાર્બનિક અણુઓ બનાવતા હતા,તેથી જ આ વાતાવરણને 'રિડ્યુસીંગ' તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(C) ઓપેરિન-હૉલ્ડન ઉત્કલ્પના મુજબ,પ્રથમ જીવંત સ્વરૂપો નિર્જીવ કાર્બનિક અણુઓમાંથી ઉદ્ભવ્યા હતા. પ્રયોગશાળાના પ્રયોગોમાં,જેમ કે ઓપેરિન દ્વારા કરવામાં આવેલા પ્રયોગોમાં,એવું અવલોકન કરવામાં આવ્યું હતું કે જલીય દ્રાવણમાં રહેલા મોટા કાર્બનિક અણુઓ (જેમ કે પ્રોટીન અને પોલીસેકેરાઈડ્સ) ગોળાકાર,કલિલ બિંદુઓ તરીકે એકત્રિત થાય છે,જેને $Coacervates$ (કોએસર્વેટ્સ) કહેવામાં આવે છે. આ રચનાઓને પ્રથમ કોષોના પુરોગામી માનવામાં આવે છે કારણ કે તેમની પાસે સીમા હોય છે અને તેઓ તેમની અંદર કાર્બનિક અણુઓને કેન્દ્રિત કરી શકે છે.

(B) પૃથ્વી પર જીવનની ઉત્પત્તિ આદિ વાતાવરણની રિડક્શનકર્તા (reducing) પરિસ્થિતિઓમાં થઈ હતી,જેમાં મુક્ત ઓક્સિજન $(O_2)$ નો અભાવ હતો.
વર્તમાન વાતાવરણમાં $O_2$ નું પ્રમાણ ખૂબ ઊંચું છે,જે એક ઓક્સિડેશનકર્તા (oxidizing agent) છે.
આ ઓક્સિડેશનકર્તા વાતાવરણ અકાર્બનિક પદાર્થોમાંથી જટિલ કાર્બનિક અણુઓના સ્વયંભૂ સંશ્લેષણને અટકાવે છે,કારણ કે આ અણુઓ જીવંત પ્રણાલીઓમાં વિકસિત થાય તે પહેલાં જ ઓક્સિડેશન પામીને વિઘટિત થઈ જાય છે.

(B) $1953$ માં,સ્ટેનલી મિલર અને હેરોલ્ડ યુરેએ જીવનની ઉત્પત્તિ અંગેની ઓપેરિન-હેલ્ડન પૂર્વધારણાને ચકાસવા માટે એક પ્રયોગ કર્યો હતો.
તેમણે આદિ પૃથ્વીના વાતાવરણનું અનુકરણ કરતું એક બંધ તંત્ર બનાવ્યું હતું.
ફ્લાસ્કમાં વપરાયેલ મિશ્રણમાં $CH_4$ (મિથેન),$NH_3$ (એમોનિયા),$H_2$ (હાઈડ્રોજન) અને $H_2O$ (પાણીની વરાળ) અનુક્રમે $2:1:2:1$ ના પ્રમાણમાં હતા.
તેમણે $800^{\circ}C$ તાપમાને વિદ્યુત તણખા (electric sparks) દ્વારા ઊર્જા પૂરી પાડી હતી.
આ પ્રયોગના પરિણામે ગ્લાયસીન,એલનાઈન અને એસ્પાર્ટિક એસિડ જેવા સરળ એમિનો એસિડનું સંશ્લેષણ થયું હતું.

(C) ચાર્લ્સ ડાર્વિને સજીવોમાં વારસાગત લક્ષણોના અચાનક દેખાવને વર્ણવવા માટે 'સ્પોર્ટ' શબ્દનો ઉપયોગ કર્યો હતો. આ ફેરફારોને હવે વિકૃતિઓ (mutations) તરીકે સમજવામાં આવે છે. હ્યુગો દ વ્રિસે પાછળથી આ ખ્યાલ પર આધાર રાખીને તેમનો વિકૃતિવાદ (mutation theory) રજૂ કર્યો હતો.

(A) અજીવજનનવાદ (Abiogenesis),જેને સ્વયંભૂ ઉત્પત્તિ (Spontaneous generation) તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે એક સિદ્ધાંત છે જે સૂચવે છે કે જીવનની ઉત્પત્તિ અજૈવિક પદાર્થોમાંથી થઈ છે.
તે દર્શાવે છે કે પૃથ્વીના શરૂઆતના વાતાવરણમાં અકાર્બનિક ઘટકોમાંથી જટિલ જૈવિક અણુઓ અને અંતે સરળ સજીવોનું નિર્માણ થયું હતું.

(A) જીવનના ઉદ્દભવના ઓપેરિન-હેલ્ડન સિદ્ધાંત મુજબ,જીવનના પ્રથમ સ્વરૂપો આદિ મહાસાગરોમાં ઉદ્ભવ્યા હતા. જીવનનો રાસાયણિક ઉદ્દભવ પાણીમાં થયો હતો,જ્યાં સરળ કાર્બનિક અણુઓ એકત્રિત થઈને જટિલ અણુઓ બનાવ્યા,જે અંતે પ્રથમ આદિ કોષોમાં પરિણમ્યા.

(A) રાસાયણિક ઉદ્વિકાસનો સિદ્ધાંત $A.I. Oparin$ અને $J.B.S. Haldane$ દ્વારા આપવામાં આવ્યો હતો.
તેમણે સૂચવ્યું હતું કે જીવનનું પ્રથમ સ્વરૂપ આદિ વાતાવરણમાં રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓની શ્રેણી દ્વારા પૂર્વ-અસ્તિત્વ ધરાવતા નિર્જીવ કાર્બનિક અણુઓ (જેમ કે $RNA$,પ્રોટીન,વગેરે) માંથી ઉદ્ભવ્યું છે.
આ પરિકલ્પનાને ઓપેરિન-હોલ્ડેન પરિકલ્પના તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(B) પૃથ્વીનું પ્રારંભિક વાતાવરણ રિડક્શન પ્રકારનું હતું અને તેમાં મુક્ત ઓક્સિજનનો અભાવ હતો. વાતાવરણમાં ઓક્સિજન મુખ્યત્વે સાયનોબેક્ટેરિયા (નીલ-હરિત લીલ) અને ત્યારબાદ વનસ્પતિઓ દ્વારા કરવામાં આવતી પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયાને કારણે જમા થવા લાગ્યો. પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન,પાણીના અણુઓનું વિભાજન $(photolysis)$ થાય છે,જેના પરિણામે ઓક્સિજન આડપેદાશ તરીકે વાતાવરણમાં મુક્ત થાય છે.

(C) ઓપેરિન-હેલ્ડન ઉત્કલ્પના મુજબ,પૃથ્વીનું આદિ વાતાવરણ રિડક્શનકર્તા હતું. વીજળી અને પારજાંબલી વિકિરણોની ઉર્જાને કારણે સરળ અકાર્બનિક અણુઓ વચ્ચે પ્રક્રિયા થઈ અને સરળ કાર્બનિક સંયોજનો બન્યા. આ સંયોજનો જળાશયોમાં,મુખ્યત્વે સમુદ્રમાં એકત્રિત થયા,જેને 'પ્રીબાયોટિક સૂપ' અથવા 'હોટ ડાયલ્યુટ સૂપ' તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. તેથી,મુખ્ય જૈવિક સંયોજનોનું સંશ્લેષણ અને સંગ્રહ સમુદ્રમાં થયો હતો.

(C) આદિ પૃથ્વીનું વાતાવરણ રિડક્શનકર્તા હતું અને તેમાં મુક્ત ઓક્સિજનનો અભાવ હતો. આદિ સમુદ્ર (primitive soup) માં અજૈવિક સંશ્લેષણ દ્વારા બનેલા કાર્બનિક અણુઓ હાજર હતા. પ્રથમ જીવ સ્વરૂપો સરળ,અજારક હતા અને તેઓ ઉર્જા માટે આ અગાઉથી અસ્તિત્વ ધરાવતા કાર્બનિક અણુઓ પર આધાર રાખતા હતા. તેથી,તેઓ વિષમપોષીઓ હતા.

(B) લેઝારો સ્પાલાન્ઝાનીએ દર્શાવ્યું હતું કે જો પોષક માધ્યમને ઉકાળીને ફ્લાસ્કને હવાચુસ્ત રીતે સીલ કરવામાં આવે,તો તેમાં કોઈ પણ પ્રકારના સૂક્ષ્મજીવો ઉત્પન્ન થતા નથી. જ્યારે તેમણે ફ્લાસ્કની સીલ તોડી,ત્યારે તેમાં સૂક્ષ્મજીવોની વૃદ્ધિ જોવા મળી હતી. તેમણે તારણ કાઢ્યું કે આસપાસની હવામાં સૂક્ષ્મજીવો હાજર હોય છે જે ફ્લાસ્કમાં પ્રવેશતા જ વૃદ્ધિ પામે છે. આમ,આ પ્રયોગે સાબિત કર્યું કે જ્યારે બહારની હવા ફ્લાસ્કમાં પ્રવેશે છે,ત્યારે તે સૂક્ષ્મજીવોને સાથે લાવે છે,જે સ્વયંજનન (abiogenesis) ના સિદ્ધાંતને ખોટો સાબિત કરે છે.

(C) પાણી $(H_2O)$ ને જીવનની ઉત્પત્તિ માટે સૌથી આવશ્યક ઘટક માનવામાં આવે છે.
એવું માનવામાં આવે છે કે જીવનની શરૂઆત આદિ મહાસાગરોમાં (પ્રાઈમોર્ડિયલ સૂપ) થઈ હતી.
પાણી એક સાર્વત્રિક દ્રાવક તરીકે કાર્ય કરે છે,જે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ માટે માધ્યમ પૂરું પાડે છે,જટિલ કાર્બનિક અણુઓના નિર્માણને સરળ બનાવે છે અને જૈવિક પટલોની સ્થિરતા જાળવી રાખે છે.

(C) એવું માનવામાં આવે છે કે જીવનની ઉત્પત્તિ $Precambrian$ (પ્રીકેમ્બ્રીઅન) મહાકલ્પ દરમિયાન થઈ હતી. $Precambrian$ પૃથ્વીના નિર્માણ (આશરે $4.6$ અબજ વર્ષ પહેલાં) થી લઈને $Cambrian$ (કેમ્બ્રીઅન) સમયગાળાની શરૂઆત (આશરે $541$ મિલિયન વર્ષ પહેલાં) સુધીનો સમયગાળો આવરી લે છે. જીવનના સૌથી જૂના પુરાવા,જેમ કે આદિકોષકેન્દ્રી (prokaryotic) અશ્મિઓ,આ સમયગાળાના છે.

(C) ઓક્સિજન ઉત્પન્ન કરતા પ્રકાશસંશ્લેષી બેક્ટેરિયા,ખાસ કરીને સાયનોબેક્ટેરિયા,પૃથ્વી પરના જીવનના ઇતિહાસમાં એક મહત્વપૂર્ણ ઘટના છે.
એવું માનવામાં આવે છે કે આ સજીવો આશરે $3500-3800$ મિલિયન વર્ષો પહેલા ઉદ્દભવ્યા હતા.
તેમની પ્રવૃત્તિને કારણે પૃથ્વીના વાતાવરણમાં ઓક્સિજનનું પ્રમાણ વધ્યું,જેણે જારક સજીવોના ઉત્ક્રાંતિ માટે માર્ગ મોકળો કર્યો.

(B) $coacervates$ શબ્દ એ. આઈ. ઓપેરિન દ્વારા આપવામાં આવ્યો હતો.
જીવનની ઉત્પત્તિના ઓપેરિનના સિદ્ધાંત મુજબ,આદિ સમુદ્રમાં કાર્બનિક અણુઓ હતા જે એકત્રિત થઈને કલિલમય ટીપાં બનાવે છે જેને $coacervates$ કહેવામાં આવે છે.
આ ટીપાં આસપાસના માધ્યમમાંથી કાર્બનિક સંયોજનોને શોષી લેવા માટે સક્ષમ હતા,જે જીવનના રાસાયણિક ઉત્ક્રાંતિમાં એક મહત્વપૂર્ણ પગલું દર્શાવે છે.

(D) પેનજીનેસિસ પૂર્વધારણા $1868$ માં $Charles \ Darwin$ દ્વારા આનુવંશિકતાની ક્રિયાવિધિ તરીકે સૂચવવામાં આવી હતી. આ સિદ્ધાંત મુજબ,શરીરનો દરેક ભાગ 'જેમ્યુલ્સ' (gemmules) અથવા 'પેનજીન્સ' (pangenes) નામના સૂક્ષ્મ કણો ઉત્સર્જિત કરે છે,જે પ્રજનન અંગોમાં સ્થળાંતર કરે છે અને સંતતિમાં પસાર થાય છે. આમ,તે ઉપાર્જિત લક્ષણોના વારસાને સમજાવે છે.

(D) જીવનની ઉત્પત્તિ સમજવા માટે વૈજ્ઞાનિકોએ વિવિધ વૈજ્ઞાનિક પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કર્યો છે,જેમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે:
$1$. $\text{પ્રયોગો}$: પ્રજીવિત (prebiotic) પરિસ્થિતિઓનું અનુકરણ કરવા માટે નિયંત્રિત પ્રયોગશાળા પરીક્ષણો કરવા (દા.ત.,મિલર-યુરે પ્રયોગ).
$2$. $\text{મંતવ્યો}$: કુદરતી ઘટનાઓના અવલોકનોના આધારે પૂર્વધારણાઓ ઘડવી.
$3$. $\text{સિદ્ધાંતો}$: 'જીવનનો રાસાયણિક ઉદવિકાસ' જેવા વ્યાપક માળખા વિકસાવવા,જે સમજાવે છે કે સમય જતાં નિર્જીવ પદાર્થોમાંથી જીવન કેવી રીતે ઉદ્ભવ્યું.
તેથી,સાચો વિકલ્પ પ્રયોગો,મંતવ્યો અને સિદ્ધાંતો છે.

(A) નવી જાતિના સર્જનને જાતિનિર્માણ (Speciation) કહેવામાં આવે છે. જાતિનિર્માણ એ $Evolution$ (ઉત્ક્રાંતિ) ની એક પાયાની પ્રક્રિયા છે. જ્યારે કોઈ જાતિની વસ્તી પ્રજનનક્ષમ રીતે અલગ થઈ જાય છે અને સમય જતાં આનુવંશિક $Variations$ (ભિન્નતાઓ) એકત્રિત કરે છે, ત્યારે તે નવી અને અલગ જાતિના ઉદભવ તરફ દોરી જાય છે. જોકે $Variation$ (ભિન્નતા) એ કાચો માલ છે અને $Adaptation$ (અનુકૂલન) તેમાં ભૂમિકા ભજવે છે, પરંતુ નવી જાતિના ઉદભવની સમગ્ર પ્રક્રિયા એ $Evolution$ (ઉત્ક્રાંતિ) નો મુખ્ય ભાગ છે.

(C) રાસાયણિક ઉત્ક્રાંતિના સિદ્ધાંત (ઓપેરિન-હેલ્ડન પૂર્વધારણા) મુજબ જીવનની ઉત્પત્તિમાં ઘટનાઓનો સાચો ક્રમ નીચે મુજબ છે:
$1$. કાર્બનિક મોનોમર્સનું સંશ્લેષણ $(II)$: અકાર્બનિક પૂર્વગામીઓમાંથી એમિનો એસિડ અને ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ જેવા સરળ અણુઓ બન્યા.
$2$. કાર્બનિક પોલિમર્સનું સંશ્લેષણ $(III)$: મોનોમર્સ જોડાઈને પ્રોટીન અને ન્યુક્લિક એસિડ જેવા જટિલ અણુઓ બનાવ્યા.
$3$. પ્રોટોબાયોન્ટ્સનું નિર્માણ $(I)$: આ પોલિમર્સ એકત્રિત થઈને પટલયુક્ત રચનાઓ બનાવે છે જેને પ્રોટોબાયોન્ટ્સ કહેવાય છે.
$4$. $DNA$ આધારિત આનુવંશિક તંત્રનું નિર્માણ $(IV)$: અંતે,આ તંત્રો સ્વયં-પ્રતિકૃતિ ધરાવતા $DNA$ આધારિત આનુવંશિક તંત્રમાં વિકસિત થયા.
તેથી,સાચો ક્રમ $II, III, I, IV$ છે.

(A) વિધાન $(A)$ સાચું છે: પૃથ્વી પરના સૌથી પહેલા સજીવો સાદા,બિન-લીલા અને અજારક હતા કારણ કે આદિ વાતાવરણ રિડક્શનકર્તા હતું અને તેમાં મુક્ત ઓક્સિજનનો અભાવ હતો.
વિધાન $(B)$ સાચું છે: પ્રથમ સ્વયંપોષી સજીવો રસાયણસ્વયંપોષી (જેમ કે મિથેનોજેન્સ) હતા જે અકાર્બનિક રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓમાંથી ઊર્જા મેળવતા હતા અને આડપેદાશ તરીકે ઓક્સિજન મુક્ત કરતા ન હતા. ઓક્સિજનયુક્ત પ્રકાશસંશ્લેષણ સાયનોબેક્ટેરિયાના આગમન સાથે ઘણું મોડું વિકસિત થયું હતું.

(C) સાચો જવાબ $C$ છે.
પ્રોટોબાયોન્ટ્સ (જેમ કે કોએસરવેટ્સ અને માઇક્રોસ્ફિયર્સ) ને જીવનની અજૈવિક ઉત્પત્તિમાં પ્રથમ જીવંત કોષોના પુરોગામી માનવામાં આવે છે.
આ રચનાઓ તેમના આસપાસના વાતાવરણથી અલગ આંતરિક વાતાવરણ જાળવી શકતી હતી અને અણુઓના સંયોજનોને પસંદગીયુક્ત રીતે અલગ કરી શકતી હતી.
જો કે,તેમની પાસે પ્રજનન માટે જરૂરી આનુવંશિક તંત્ર અને ચયાપચયની જટિલતાનો અભાવ હતો.
તેથી,તેઓ પ્રજનન કરવામાં સક્ષમ હતા તે વિધાન ખોટું છે.

(C) રાસાયણિક ઉત્ક્રાંતિનો ખ્યાલ,જેને ઓપેરિન-હલ્ડેન પૂર્વધારણા તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે સૂચવે છે કે જીવન નિર્જીવ કાર્બનિક અણુઓમાંથી ઉદ્ભવ્યું છે.
આ કાર્બનિક અણુઓ આદિ પૃથ્વીની રિડ્યુસિંગ પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓમાં સરળ અકાર્બનિક રસાયણોના સંયોજન દ્વારા રચાયા હતા.
તેથી,તે યોગ્ય પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓમાં રસાયણોના સંયોજન દ્વારા જીવનની સંભવિત ઉત્પત્તિ સમજાવે છે.

(D) સાચો જવાબ $D$ છે.
$1953$ માં,શિકાગો યુનિવર્સિટીમાં હેરોલ્ડ યુરેના સ્નાતક વિદ્યાર્થી સ્ટેનલી મિલરે ઓપેરિન-હલ્ડેન પૂર્વધારણાને ચકાસવા માટે એક સીમાચિહ્નરૂપ પ્રયોગ કર્યો હતો.
તેમણે ચાર વાયુઓનું મિશ્રણ - મિથેન $(CH_4)$,એમોનિયા $(NH_3)$,હાઇડ્રોજન $(H_2)$ અને પાણીની વરાળ $(H_2O)$ - ને એક હવાચુસ્ત સાધનમાં પરિભ્રમણ કરાવ્યું હતું.
તેમણે વીજળીની અસર પેદા કરવા માટે ઇલેક્ટ્રોડ્સ દ્વારા વિદ્યુત વિસર્જન કર્યું અને વરસાદની અસર પેદા કરવા માટે મિશ્રણને કન્ડેન્સર દ્વારા પસાર કર્યું.
એક અઠવાડિયા સુધી સતત વાયુઓનું પરિભ્રમણ કરાવ્યા પછી,તેમણે સાધનની અંદર એકત્રિત થયેલા પ્રવાહીના રાસાયણિક બંધારણનું વિશ્લેષણ કર્યું.
તેમને ઘણા સરળ કાર્બનિક સંયોજનો મળ્યા,જેમાં એલેનાઇન,ગ્લાયસીન અને એસ્પાર્ટિક એસિડ જેવા એમિનો એસિડનો સમાવેશ થાય છે.
આ પ્રયોગમાં ગ્લુટામિક એસિડ સંશ્લેષિત થયો ન હતો.

(B) રાસાયણિક ઉત્ક્રાંતિનો સિદ્ધાંત,જેને $Oparin-Haldane$ પૂર્વધારણા તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે સૂચવે છે કે જીવન આદિમ વાતાવરણમાં રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓની શ્રેણી દ્વારા નિર્જીવ કાર્બનિક અણુઓમાંથી ઉદ્ભવ્યું છે.
$A.I. Oparin$ (એક રશિયન વૈજ્ઞાનિક) અને $J.B.S. Haldane$ (એક બ્રિટિશ વૈજ્ઞાનિક) એ સ્વતંત્ર રીતે પ્રસ્તાવ મૂક્યો હતો કે જીવનનું પ્રથમ સ્વરૂપ અસ્તિત્વ ધરાવતા નિર્જીવ કાર્બનિક અણુઓ (જેમ કે $RNA$,પ્રોટીન,વગેરે) માંથી આવી શકે છે અને જીવનના નિર્માણ પહેલા રાસાયણિક ઉત્ક્રાંતિ થઈ હતી,એટલે કે અકાર્બનિક ઘટકોમાંથી વિવિધ કાર્બનિક અણુઓનું નિર્માણ થયું હતું.

(C) $Abiogenesis$ (જેને રાસાયણિક ઉત્ક્રાંતિ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) નો સિદ્ધાંત સૂચવે છે કે જીવન લાંબા સમયગાળા દરમિયાન શ્રેણીબદ્ધ ક્રમિક રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા નિર્જીવ કાર્બનિક અણુઓમાંથી ઉદ્ભવ્યું છે. આ પ્રક્રિયા ઘણીવાર ઓપેરિન-હલ્ડેન પૂર્વધારણા દ્વારા વર્ણવવામાં આવે છે,જે જણાવે છે કે આદિમ વાતાવરણ અને ઉર્જાના સ્ત્રોતો જટિલ કાર્બનિક સંયોજનોના નિર્માણ તરફ દોરી ગયા,જેના પરિણામે અંતે પ્રથમ આદિમ જીવન સ્વરૂપો અસ્તિત્વમાં આવ્યા.

(C) ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય સમયના માપદંડ અને ઉત્ક્રાંતિના ઇતિહાસ મુજબ,પ્રથમ અપૃષ્ઠવંશીઓ કેમ્બ્રિયન સમયગાળા દરમિયાન ઉદ્ભવ્યા હતા અને સક્રિય થયા હતા,જે આશરે $500$ મિલિયન વર્ષ પહેલાં (mya) થયો હતો.
આ સમયગાળો અશ્મિઓના રેકોર્ડમાં જીવન સ્વરૂપોના નોંધપાત્ર વૈવિધ્યકરણને દર્શાવે છે.

(A) રાસાયણિક ઉત્ક્રાંતિનો સિદ્ધાંત,જેને ઓપેરિન-હલ્ડેન પૂર્વધારણા તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે સૂચવે છે કે જીવનની ઉત્પત્તિ આદિ વાતાવરણમાં રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓની શ્રેણી દ્વારા નિર્જીવ કાર્બનિક અણુઓમાંથી થઈ હતી.
$A$. ઓપેરિન અને હલ્ડેને સ્વતંત્ર રીતે પ્રસ્તાવ મૂક્યો હતો કે જીવનનું પ્રથમ સ્વરૂપ અગાઉથી અસ્તિત્વમાં રહેલા નિર્જીવ કાર્બનિક અણુઓ (જેમ કે $RNA$,પ્રોટીન,વગેરે) માંથી આવી શકે છે અને જીવનના નિર્માણ પહેલા રાસાયણિક ઉત્ક્રાંતિ થઈ હતી.
$B$. દ-વ્રિઝ તેમના ઉત્પરિવર્તનવાદ (Mutation Theory) માટે જાણીતા છે.
$C$. મેન્ડલ આનુવંશિકતાના નિયમો માટે જાણીતા છે.
$D$. ડાર્વિન કુદરતી પસંદગીના સિદ્ધાંત માટે જાણીતા છે.

(C) સ્ટેનલી મિલર અને હેરોલ્ડ યુરેએ $1953$ માં જીવનની ઉત્પત્તિ અંગેની ઓપેરિન-હલ્ડેન પૂર્વધારણાને ચકાસવા માટે એક પ્રયોગ કર્યો હતો.
તેમણે બંધ ઉપકરણમાં આદિ વાતાવરણ જેવી પરિસ્થિતિનું નિર્માણ કર્યું હતું.
પ્રતિક્રિયા ચેમ્બરમાં ઉપયોગમાં લેવાયેલા વાયુઓના મિશ્રણમાં મિથેન $(CH_4)$,એમોનિયા $(NH_3)$ અને હાઇડ્રોજન $(H_2)$ નો $2:1:2$ ના ગુણોત્તરમાં સમાવેશ થતો હતો,સાથે પાણીની વરાળ $(H_2O)$ પણ હતી.
તેમણે મુક્ત ઓક્સિજન $(O_2)$ નો ઉપયોગ કરવાનું ટાળ્યું હતું કારણ કે આદિ વાતાવરણ રિડ્યુસિંગ (રિડક્શનકર્તા) માનવામાં આવતું હતું,ઓક્સિડાઇઝિંગ નહીં.
તેથી,વાયુઓનું સાચું સંયોજન $NH_3, H_2, CH_4$ છે.

(B) પ્રારંભિક ગ્રીક વિચારકોએ 'પેન્સપર્મિયા' (Panspermia) નો સિદ્ધાંત રજૂ કર્યો હતો. આ સિદ્ધાંત મુજબ,જીવનના એકમો જેને 'બીજાણુ' (spores) કહેવાય છે,તે અવકાશમાંથી પૃથ્વી સહિતના વિવિધ ગ્રહો પર સ્થાનાંતરિત થયા હતા. આ સિદ્ધાંત સૂચવે છે કે જીવનની ઉત્પત્તિ પૃથ્વી પર થઈ ન હતી,પરંતુ તે બ્રહ્માંડમાં અન્ય કોઈ જગ્યાએથી અહીં લાવવામાં આવી હતી.