अध्याय 10: पादपों में जैव प्रक्रम

बढ़ता पौधा लंबा होता है, तना मोटा होता है और नई पत्तियाँ व शाखाएँ निकलती हैं। जंतुओं के विपरीत पौधे भोजन खाते नहीं; वे अपना भोजन खुद बनाते हैं। पौधे को वृद्धि के लिए क्या चाहिए, यह जानने के लिए गेंदे की समान आकार की पौध वाले तीन एक जैसे गमले लिए जा सकते हैं। गमला A को धूप और पानी मिलता है, गमला B को धूप मिलती है पर पानी नहीं, और गमला C को पानी मिलता है पर वह अँधेरे में रखा है। लगभग 15 दिन बाद गमला A की वृद्धि सबसे अच्छी होती है, B का पौधा मुरझा जाता है और शायद मर जाता है, और C का पौधा पीला, पतला और कमज़ोर होता है। यानी वृद्धि के लिए पौधों को धूप और पानी दोनों चाहिए। यह एक निष्पक्ष परीक्षण है: एक समय में केवल एक स्थिति बदली जाती है और बाकी सब (मिट्टी, गमले का आकार, पौध का आकार) समान रखा जाता है।

पौधे भोजन स्टार्च (मंड, एक कार्बोहाइड्रेट) के रूप में जमा करते हैं। स्टार्च पत्तियों में बनता है; पत्तियाँ प्रायः चौड़ी और चपटी होती हैं ताकि खूब प्रकाश ले सकें। अधिकांश पत्तियाँ पर्णहरित (क्लोरोफिल) नामक वर्णक के कारण हरी होती हैं; यह सूर्य का प्रकाश ग्रहण करता है। स्टार्च की जाँच आयोडीन विलयन से करते हैं; स्टार्च हो तो वह नीला-काला हो जाता है। यह रंग साफ़ दिखे, इसके लिए पहले हरा रंग हटाते हैं: पत्ती को पानी में उबालकर नरम करते हैं, फिर गर्म पानी के बर्तन में रखी परखनली की ऐल्कोहॉल में रंगहीन होने तक गरम करते हैं; फिर तनु आयोडीन की बूँदें डालते हैं। सावधानी: ऐल्कोहॉल में आग जल्दी लगती है, इसलिए उसे कभी सीधे गरम न करें, और यह प्रदर्शन शिक्षक करते हैं। हरे और बिना हरे धब्बों वाली पत्ती का पौधा धूप में रखा जाए तो केवल हरे धब्बे नीले-काले होते हैं। दो दिन अँधेरे में रखे पौधे की वैसी ही पत्ती पर कहीं भी नीला-काला रंग नहीं आता। यानी स्टार्च बनने के लिए पर्णहरित और धूप दोनों चाहिए, और पत्तियों को पौधों के भोजन के कारख़ाने कहते हैं।

यह देखने के लिए कि हवा की कोई भूमिका है या नहीं, शिक्षक हरा पौधा लेकर दो से तीन दिन अँधेरे में रखते हैं ताकि वह स्टार्चरहित हो जाए, यानी पौधा जमा किया स्टार्च खर्च कर दे। इस पौधे की एक पत्ती को चिरे हुए कॉर्क से आधा कॉस्टिक सोडा विलयन वाली बोतल में डालते हैं; कॉस्टिक सोडा कार्बन डाइऑक्साइड सोख लेता है। बाकी आधी पत्ती हवा में बाहर रहती है। कुछ घंटे धूप में रखने के बाद आयोडीन जाँच में बोतल के बाहर वाला आधा भाग नीला-काला हो जाता है, पर अंदर वाला नहीं होता। दोनों हिस्सों को पानी, धूप और पर्णहरित समान मिले; केवल कार्बन डाइऑक्साइड अलग था। यानी स्टार्च बनने के लिए कार्बन डाइऑक्साइड चाहिए। कॉस्टिक सोडा त्वचा जला सकता है, इसलिए केवल शिक्षक संभालें। पौधे सूर्य का प्रकाश, पर्णहरित, कार्बन डाइऑक्साइड और पानी से भोजन बनाते हैं, इस प्रक्रिया को प्रकाश संश्लेषण कहते हैं। पत्ती प्रकाश संश्लेषण का मुख्य स्थान है, पर पर्णहरित वाले अन्य हरे भाग भी इसे करते हैं।

पौधे क्या छोड़ते हैं, यह जानने के लिए हाइड्रिला जैसे जलीय पौधे को पानी के बीकर में उलटी कीप के नीचे रखते हैं और कीप की नली पर उलटी परखनली लगाते हैं। यह व्यवस्था धूप में हो तो बुलबुले ऊपर उठकर परखनली में जमा होते हैं; अँधेरे में रखी वैसी ही व्यवस्था में लगभग कोई बुलबुला नहीं आता। पर्याप्त गैस जमा होने पर परखनली को अँगूठे से बंद कर बाहर निकालते हैं और जलती तीली तेज़ी से उसमें डालते हैं। वह अधिक तेज़ जलती है, यानी यह गैस ऑक्सीजन से भरपूर है। यानी प्रकाश संश्लेषण में ऑक्सीजन निकलती है और इसके लिए प्रकाश चाहिए। वास्तव में बनने वाला भोजन ग्लूकोज़ है, जो एक सरल कार्बोहाइड्रेट है; वह तुरंत ऊर्जा देता है और बाद में जमा करने के लिए स्टार्च में बदल जाता है। शब्द-समीकरण यह है: कार्बन डाइऑक्साइड + पानी = ग्लूकोज़ + ऑक्सीजन, सूर्य के प्रकाश और पर्णहरित की उपस्थिति में। भारत में पादप वैज्ञानिक रुस्तम होरमसजी दस्तूर (1896 से 1961) ने पानी, तापमान और प्रकाश के रंग का प्रकाश संश्लेषण पर प्रभाव अध्ययन किया।

इन छिद्रों को देखने के लिए रोहियो, मनी प्लांट, गुड़हल या किसी घास की पत्ती के निचले पृष्ठ से पतली परत सावधानी से छीलते हैं। उसे पानी में रखते हैं, पानी की बूँद वाली स्लाइड पर रखते हैं, छिद्र अधिक साफ़ दिखें इसलिए स्याही की बूँद डालते हैं, कवर-स्लिप से ढकते हैं और सूक्ष्मदर्शी से देखते हैं। हमें रंध्र नामक छोटे छिद्र दिखते हैं। रंध्र पत्तियों की सतह पर होते हैं और गैसों का आदान-प्रदान करते हैं। प्रकाश संश्लेषण में इनसे कार्बन डाइऑक्साइड अंदर आती है और ऑक्सीजन बाहर जाती है। श्वसन में उन्हीं छिद्रों से ऑक्सीजन अंदर आती है और कार्बन डाइऑक्साइड बाहर जाती है। यानी रंध्र प्रकाश संश्लेषण और श्वसन दोनों की गैसों के लिए पत्तियों के प्रवेश-द्वार हैं।

पौधे की जड़ें मिट्टी से पानी और खनिज सोखती हैं। खनिज वृद्धि के लिए महत्त्वपूर्ण पोषक तत्व हैं और पानी दूसरे कामों के साथ प्रकाश संश्लेषण में भी चाहिए। वे कैसे जाते हैं, यह देखने के लिए पत्तियों वाला ताज़ा सेलरी का डंठल आधार पर पानी के अंदर ही तिरछा काटकर नीले रंग के पानी वाले गिलास में रखते हैं; तुलना के लिए दूसरा डंठल साधारण पानी में रखते हैं। अगले दिन पहले डंठल के तने और पत्तियों में नीला रंग दिखता है और आवर्धक लेंस से डंठल का आड़ा काटा हुआ भाग देखें तो उसमें नीले बिंदु दिखते हैं। यह रंग जाइलम नामक जड़, तने, शाखाओं और पत्तियों में उपस्थित पतली नली-जैसी संरचनाओं से ऊपर चढ़ता है। इसी तरह पानी में घुले खनिज जाइलम से पत्तियों और अन्य भागों तक जाते हैं।

पत्तियों में प्रकाश संश्लेषण से बना भोजन फ्लोएम नामक दूसरी पतली नली-जैसी संरचनाओं से पौधे के सभी भागों तक पहुँचाया जाता है। इसीलिए जड़ें, तने, फूल और फल खुद भोजन न बनाते हुए भी भोजन पाते हैं। कुछ भोजन तुरंत ऊर्जा और वृद्धि के लिए काम आता है; बाकी स्टार्च में बदलकर बीजों, जड़ों और भूमिगत तनों जैसे भागों में जमा होता है। जैसे आलू स्टार्च जमा करता है, जो पत्तियों में बना और फ्लोएम से आलू तक पहुँचा। यानी पौधे में परिवहन नलियों के दो समूह होते हैं: जाइलम पानी और खनिज को जड़ों से ऊपर ले जाता है, और फ्लोएम पत्तियों से भोजन को पौधे के बाकी भागों तक ले जाता है।

पौधे भी श्वसन करते हैं। यह जाँचने के लिए भिगोए हुए मूँग दो नलियों वाले कॉर्क से बंद फ्लास्क में गीली रुई पर रखते हैं और 24 घंटे अँधेरे में छोड़ देते हैं। फिर फ्लास्क की हवा को परखनली में रखे चूने के पानी से गुज़ारते हैं, और तुलना के लिए चूने के पानी की दूसरी परखनली हवा के लिए खुली रखते हैं। फ्लास्क से जुड़ा चूने का पानी दूधिया हो जाता है, यानी बीजों ने अधिक कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ी। श्वसन में ऑक्सीजन का उपयोग करके ग्लूकोज़ टूटता है और ऊर्जा निकलती है: ग्लूकोज़ + ऑक्सीजन = कार्बन डाइऑक्साइड + पानी + ऊर्जा। यह ऊर्जा वृद्धि और विकास में काम आती है। पौधे के सभी भाग, हरे हों या बिना हरे, श्वसन करते हैं। भारतीय वैज्ञानिक कमला सोहोनी (1911 से 1998) ने पौधों के श्वसन पर शोध किया और नारियल के पेड़ के रस, नीरा, पर भी पौष्टिक पेय के रूप में काम किया। प्रकाश संश्लेषण और श्वसन मिलकर प्रकृति में ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड का संतुलन बनाए रखते हैं।