फुलपाखराच्या जीवनचक्रात metamorphosis म्हणजे कायापालटाची अत्यंत गुंतागुंतीची प्रक्रिया आहे.अंड्यातून बाहेर पडलेलं सुरवंट वाढतं, , नंतर कोषावस्थेत जातं आणि अखेरीस पूर्णपणे वेगळ्या शरीररचनेचे पंख असलेलं फुलपाखरू बाहेर येते.
थोडक्यात सगळं काही बदलतं.त्यामुळे एक मूलभूत प्रश्न निर्माण होतो—सुरवंट असतानाच्या अनुभवातून जमा झालेली माहिती आणि अनुभव फुलपाखरु झाल्यावर तशाच जमा असतात की पुसल्या गेल्या असतात ?
आतापर्यंतच्या संशोधनाचं उत्तर असं आहे की, काही प्रकारच्या स्मृती आणि अनुभव अळीचे पाखरु झाल्यावरही टिकून शकतात.
मात्र याचा अर्थ सुरवंटाला त्याचे संपूर्ण जुने आयुष्य “आठवते” असा नाही. कोणती स्मृती टिकते, ती कोणत्या वयात तयार झाली आणि तिच्यासाठी मेंदूतील कोणते neural circuits आवश्यक आहेत, यावर सगळं अवलंबून असतं.
याचा महत्त्वाचा पुरावा 2008 मध्ये Manduca sexta या tobacco hornworm नावाच्या पतंगावर झालेल्या प्रयोगातून मिळाला. संशोधकांनी सुरवंटांना विशिष्ट वासाचा संबंध अप्रिय विद्युत्-उत्तेजनाशी जोडून शिकवला.प्रशिक्षणानंतर सुरवंट त्या वासापासून दूर राहू लागले. पुढे ते कोषावस्थेत गेले आणि प्रौढ पतंग म्हणून बाहेर आले. आश्चर्य म्हणजे प्रौढ अवस्थेतही त्यांनी त्या वासापासून दूर राहण्याची प्रवृत्ती दाखवली.
संशोधकांनी ही प्रतिक्रिया केवळ कोषावर चिकटलेल्या रसायनांमुळे निर्माण झाली तर नाही ना , हेही तपासले.प्रशिक्षित सुरवंटांचे कोष धुऊन काढले किंवा प्रशिक्षण न घेतलेल्या कोषांना संबंधित वास दिला,तरी एकसारखा अनुभव आलानाही. त्यामुळे प्रौढ अवस्थेतील वागण्यात आधीच्या अवतारात जमा झालेली associative memory असण्याची शक्यता बळकट झाली.
पण या प्रयोगात आणखी एक महत्त्वाचा निष्कर्ष होता.सुरवंटाच्या अगदी सुरुवातीच्या अवस्थेत तयार झालेली काही शिकलेली माहिती प्रौढ अवस्थेत टिकली नाही. नंतरच्या larval stage मध्ये शिकवलेली माहिती मात्र टिकू शकली. यावरून असे सूचित होते की metamorphosis म्हणजे कायापालट होण्याच्या दरम्यान मज्जासंस्थेतील काही neural structures टिकून राहतात, तर काहींची पुनर्रचना किंवा pruning होते.
फुलपाखरांच्या बाबतीत आणखी एक रोचक उदाहरण Heliconius या समूहात दिसते. या फुलपाखरांच्या मेंदूमध्ये mushroom bodies नावाचे भाग तुलनेने मोठे विकसित झालेले आहेत. कीटकांच्या मेंदूतील हे भाग learning आणि memory शी संबंधित मानले जातात. Heliconius फुलपाखरे परागकणांसाठी विशिष्ट मार्गांचा वारंवार वापर करतात. त्यामुळे कोणत्या ठिकाणी अन्न मिळते, कोणता रंग किंवा दृश्य संकेत उपयोगी आहे, यासारखी माहिती दीर्घकाळ लक्षात ठेवणे त्यांच्या जगण्यासाठी फायदेशीर ठरते.
२०२४ मध्ये प्रसिद्ध झालेल्या एका अभ्यासात सहा हेलीकॉलीनी प्रजातींच्या दृष्य रुपातली आठवणींची नोंद करण्यात आली. फुलपाखरांना विशिष्ट रंगाच्या खाद्यस्रोताशी जोडलेले प्रशिक्षण देण्यात आले. आठ दिवस त्या फुलपाखरांना शिकलेल्या रंगांच्या संकेतांपासून दूर ठेवल्यानंतरही रंग-संबंधित पसंती इतरापेक्षा अधिक अचूकपणे टिकली.काही प्रयोगांमध्ये १३ दिवसांनंतरही स्मृती शिल्लक होत्या
म्हणून मूळ प्रश्नाचे शास्त्रीय उत्तर असे आहे: कोषातून बाहेर पडताना फुलपाखरू आपले “कालचे आयुष्य” पूर्णपणे विसरत नाही; काही शिकलेल्या associations आणि memories रूपांतरणानंतरही टिकू शकतात. पण सर्व आठवणी टिकतात असे नाही आणि त्यामागील मेंदूतील यंत्रणा अजून पूर्णपणे स्पष्ट झालेली नाही.
ही बाब उत्क्रांतीच्या दृष्टीनेही महत्त्वाची आहे. जर अळीच्या अवस्थेत असलेला सुरवंट त्याचा अन्न आणि अन्नाचा शोध , राहण्याच्या जागा अन्नशोध,प्रजननासाठी उपयुक्त अशा वागण्यावर परिणाम करत असेल, तर metamorphosis (कायापालट)हा भूतकाळ पूर्णपणे पुसून टाकणारा टप्पा नसून माहितीचे निवडक हस्तांतरण करणारी जैविक प्रक्रिया ठरू शकते.
फुलपाखराच्या शरीराचा कायापालट जितका नाट्यमय आहे.त्याचं शरीर बदलतं, मज्जातंतूंचे जाळेबदलते तरीही काही शिकलेली माहिती नव्या अवतारात ठसा ठेवू शकते. आणि यामुळे metamorphosis म्हणजे केवळ “सुरवंटाचे फुलपाखरात रूपांतर” नव्हे, तर स्मृती, मेंदू आणि उत्क्रांती यांच्यातील एक अत्यंत गुंतागुंतीची जैविक प्रक्रिया आहे.
