बायाँ या दायाँ: जब संयोग चुनता है जीवन का हाथ

कई अणु दो दर्पण-प्रतिबिंब रूपों में आते हैं जिन्हें एक-दूसरे पर ठीक-ठीक नहीं बैठाया जा सकता, जैसे बायाँ और दायाँ हाथ। रसायनज्ञ इसे काइरैलिटी (chirality) कहते हैं, और दोनों रूपों को एनैन्शियोमर (enantiomer)। जीवों में अमीनो अम्ल और शर्कराएँ ज़्यादातर इन दोनों में से एक ही रूप में पाई जाती हैं। यह असममिति कैसे पैदा हुई, और एक ही हाथ क्यों चुना गया, यह अब भी पूरी तरह समझा नहीं गया है।

एक विचार यह है कि यह रेसिमिक मिश्रण से — जिसमें दोनों हाथ बराबर मात्रा में हों — रासायनिक संतुलन से बहुत दूर की परिस्थितियों में स्वतः हुआ। प्रयोगों ने दिखाया है कि दर्पण-प्रतिबिंब संतुलन झुक सकता है: हिलाते हुए उगाए गए सोडियम क्लोरेट के क्रिस्टलों में, सोआई अभिक्रिया (Soai reaction) नाम की एक अभिक्रिया में, या एक प्रीबायोटिक अभिक्रिया से बनी अमीनो अम्लों की छोटी शृंखलाओं में।

पक्ष चुनने का फ़्रैंक का नुस्ख़ा

सबसे प्रभावशाली सिद्धांत 1953 में एफ़. सी. फ़्रैंक (F. C. Frank) का है। इसके लिए दो चीज़ें चाहिए:

• स्व-उत्प्रेरण (autocatalysis): हर अणु अपने ही हाथ वाले और अणु बनाने में मदद करता है।
• प्रतिस्पर्धा: एक बायाँ और एक दायाँ अणु मिलते हैं और एक-दूसरे को नष्ट कर देते हैं।

एक दहलीज़ पार होने के बाद 50/50 अवस्था अस्थिर हो जाती है और मिश्रण एक हाथ की ओर झुक जाता है। मॉडल के क्लासिक, नियतात्मक (deterministic) रूप में, शुरुआत की ज़रा-सी अधिकता भी हर बार विजेता तय कर देती है।

लेकिन असली रसायन एक-एक अभिक्रिया करके चलता है। जब अणु कम हों — जैसा शायद प्रीबायोटिक परिवेश में रहा हो — तब संयोग की भूमिका होती है। पहले के सिमुलेशनों ने संकेत दिया था कि जो हाथ शुरुआत में ज़्यादा होता है, वह हमेशा नहीं जीतता।

संयोग को संख्याओं में बाँधना

जर्मनी के आउग्सबर्ग विश्वविद्यालय के लियोनार्डो सिल्वा-डियास और क्रिस्टोफ़ वेबर ने फ़्रैंक के मॉडल का एक मानक रूप (कोंडेपुडी–नेल्सन मॉडल) लिया और उसकी यादृच्छिकता के प्रभाव के लिए विश्लेषणात्मक सूत्र निकाले। उनका मुख्य सरलीकरण: काइरल अणुओं की कुल मात्रा बाएँ और दाएँ के बीच के संतुलन की तुलना में बहुत तेज़ी से स्थिर हो जाती है, इसलिए समस्या एक ही चर तक सिमट जाती है — काइरल असंतुलन।

जो तस्वीर उभरती है वह एक कंचे की है जो दो घाटियों वाले भू-दृश्य में लुढ़क रहा है — हर हाथ के लिए एक घाटी — और दोनों के बीच एक पहाड़ी है, यानी 50/50 अवस्था। यादृच्छिक धक्के कंचे को इधर-उधर धकेलते हैं। उन्होंने हर सूत्र को अभिक्रियाओं के कंप्यूटर सिमुलेशनों से जाँचा, जिनमें हर परिणाम 50,000 रनों का औसत था।

छोटी संख्याओं के तीन असर

1. अल्पसंख्यक जीत सकता है। किसी ख़ास हाथ में पहुँचने की संभावना शुरुआती अधिकता के साथ 0 से 1 तक सहज रूप से बढ़ती है, और संतुलित शुरुआत पर ठीक आधी होती है। शुरुआत में कम संख्या वाले हाथ के जीतने का मौक़ा हमेशा रहता है। छोटे तंत्रों में यह मौक़ा केवल इस पर निर्भर करता है कि शुरुआती बिंदु दोनों घाटियों के बीच कहाँ स्थित है। बड़े तंत्रों में मायने रखता है यादृच्छिक उतार-चढ़ाव के सामान्य आकार की तुलना में अधिकता, और ये उतार-चढ़ाव अणुओं की संख्या बढ़ने के साथ घटते जाते हैं।

2. संयोग प्रक्रिया को तेज़ करता है। एक हाथ चुनने में लगने वाला समय तंत्र के आकार के साथ बढ़ता है और शुरुआती अधिकता बढ़ने पर घटता है। यादृच्छिक धक्के कंचे को पहाड़ी की चोटी से जल्दी हटने में मदद करते हैं। जीवन की उत्पत्ति के लिए यह अहम है: अगर चुनाव के लिए ऊर्जा का लगातार प्रवाह चाहिए, तो वह प्रवाह कम से कम चयन-समय जितना लंबा चलना चाहिए।

3. चुनाव पलट सकता है। जब अणु अपने कच्चे माल से तेज़ी से बनते हैं और दोनों हाथों के बीच प्रतिस्पर्धा कमज़ोर होती है, तो कंचा पहाड़ी के पार कूद सकता है — मिश्रण हाथ बदल लेता है। पहाड़ी की ऊँचाई अणुओं की संख्या के अनुपात में बढ़ती है, और कूदने की दर उस ऊँचाई के साथ घातांकीय रूप से गिरती है। इसलिए तंत्र बड़े होने पर ये अदला-बदली धीरे-धीरे ख़त्म हो जाती हैं।

1,000 अणुओं के साथ मिश्रण बार-बार हाथ बदलता है; 2,500 के साथ एक बार; 5,000 के साथ वह टिका रहता है। — चित्र 7, Silva-Dias & Weber (2026), arXiv:2610.13523.

पैमाने का सवाल

लेखक निष्कर्ष निकालते हैं कि उतार-चढ़ाव दो अलग भूमिकाएँ निभाते हैं: वे तय करते हैं कि पहले कौन-सा हाथ और कितनी तेज़ी से चुना जाएगा, और बाद में वे उस चुनाव को अस्थिर भी कर सकते हैं। उनका विश्लेषण जीवन की उत्पत्ति के परिदृश्यों पर एक शर्त भी लगाता है: चयन तभी होना चाहिए जब तक संतुलन से दूर की परिस्थितियाँ बनी रहें।

यह काम एक ही अभिक्रिया-योजना को, बिना किसी स्थानिक संरचना वाले अच्छी तरह मिले तंत्र में देखता है। लेखक काइरैलिटी तक पहुँचने के दूसरे रास्तों की ओर इशारा करते हैं — जैसे ऐसे बहुलक जो बूँदों में अलग हो जाते हैं और द्रव-क्रिस्टल अवस्थाएँ बनाते हैं — और इस तरीक़े को उन तक फैलाने का प्रस्ताव रखते हैं।