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सहजीवी संबंध: निडेरिया (Cnidarians), कवक और प्रोटोजोआ

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अभ्यास: 8 बहुविकल्पीय प्रश्न
A coral with its polyps extended
अपने स्पर्शक फैलाए हुए प्रवाल पॉलिप। भित्ति बनाने वाले प्रवालों के ऊतकों में शैवाल रहते हैं। फोटो: डेविड बर्डिक (David Burdick) / NOAA, विकिमीडिया कॉमन्स (Wikimedia Commons), सार्वजनिक डोमेन।

सहजीवन का अर्थ है अलग-अलग प्रजातियों का एक-दूसरे के निकट रहना। इस लेख में प्रवाल और शैवाल, दीमक और उनकी आँत के प्रोटोजोआ, लाइकेन, कवकमूल और जड़ की ग्रंथियों को समझाया गया है। इसमें अंतःसहजीवन और पाठ्यपुस्तक में एनीमोन मछली के संबंध को सहभोजिता कहने का कारण भी समझाया गया है।

  • तीन प्रकार: सहोपकारिता, सहभोजिता और परजीविता। सहजीवन में ये तीनों शामिल हैं।
  • निडेरिया संघ के जीव (Cnidarians): प्रवालों के ऊतकों में जूज़ैंथेली (zooxanthellae) शैवाल रहते हैं।
  • कवक: लाइकेन और कवकमूल।
  • प्रोटोजोआ: क्लीवलैंड (Cleveland) ने 1920 के दशक में दीमक और उनकी आँत के प्रोटोजोआ पर प्रयोग किए।
  • UPSC 2021: तीनों समूहों में सहजीवी प्रजातियाँ पाई जाती हैं।
विषय-सूची
  1. सहजीवन का अर्थ
  2. कौन-से समूह भाग लेते हैं
  3. प्रवाल और जूज़ैंथेली
  4. दीमक पर किए गए प्रयोग
  5. लाइकेन और तीसरा साथी
  6. कवकमूल
  7. दलहनी पौधे और राइजोबिया
  8. अंतःसहजीवन
  9. अन्य साझेदारियाँ
  10. साथी को खोना
  11. परीक्षा में भ्रमित करने वाले बिंदु
  12. समझ जाँचने के लिए 5 प्रश्न
  13. संबंधित विषय
  14. अभ्यास के लिए 8 बहुविकल्पीय प्रश्न

1. सहजीवन क्या है और इसके कौन-कौन से प्रकार हैं?

सहजीवन का अर्थ है अलग-अलग प्रजातियों का एक-दूसरे के निकट रहना। साथियों को हमेशा बराबर लाभ नहीं मिलता। इस खंड में परीक्षा से जुड़े उदाहरणों से पहले सहजीवन के प्रकार समझाए गए हैं।

1.1 सहजीवन शब्द का क्या अर्थ है?

डी बैरी (De Bary) ने 1879 में सहजीवन को इस तरह परिभाषित किया: अलग-अलग प्रकार के जीवों का साथ रहना.

आज शोधकर्ता सहजीवी संबंधों को एक क्रम में देखते हैं। इस क्रम में सहोपकारिता, सहभोजिता और परजीविता के संबंध भी शामिल हैं। परिस्थितियाँ बदलने पर ये संबंध भी बदल सकते हैं।

इसलिए यह शब्द केवल बताता है कि साथी जीव साथ रहते हैं।

1.2 सहोपकारिता, सहभोजिता और परजीविता में क्या अंतर है?

कक्षा 12 की जीवविज्ञान की पुस्तक इन तीनों प्रकारों में अंतर इस आधार पर करती है कि किसे लाभ होता है।

  • सहोपकारिता। दोनों प्रजातियों को लाभ होता है।
  • सहभोजिता। एक प्रजाति को लाभ होता है। दूसरी को न हानि होती है, न लाभ।
  • परजीविता। एक प्रजाति को लाभ होता है। दूसरी प्रजाति, यानी परपोषी, को हानि होती है।

उसी पुस्तक में ये उदाहरण दिए गए हैं।

  • सहोपकारिता: लाइकेन और कवकमूल।
  • सहभोजिता: आम की शाखा पर अधिपादप के रूप में उगने वाला ऑर्किड और व्हेल की पीठ पर रहने वाले बार्नेकल। चरते मवेशियों के साथ रहने वाले बगुले को भी इसका एक जाना-पहचाना उदाहरण कहा गया है।
  • परजीविता: मनुष्यों पर जूँ, कुत्तों पर किलनी और अमरबेल (Cuscuta)। अमरबेल एक परजीवी पौधा है, जिसमें क्लोरोफिल और पत्तियाँ नहीं होतीं।

बगुले का उदाहरण समझाता है कि सहभोजिता कैसे काम करती है। बगुले चरते मवेशियों के पास भोजन खोजते हैं। मवेशियों की हलचल से वे कीट बाहर निकल आते हैं, जिन्हें बगुलों के लिए ढूँढ़ना कठिन होता है।

सहजीवन में तीनों प्रकार शामिल हैं। सहोपकारिता उनमें से केवल एक है।

Three kinds of partnershipIn mutualism both species benefit. In commensalism one benefits and the other is neither harmed nor benefited. In parasitism one benefits and the host is harmed.Three kinds of partnershipMutualismboth gainCommensalismone gains, one unaffectedParasitismone gains, host harmedSource: Class 12 biology book.
हर प्रकार में किसे लाभ होता है। समझाने के लिए बनाया गया मौलिक आरेख।
सहजीवन का अर्थ हमेशा यह होता है कि दोनों साथियों को लाभ होता है।

2. किन समूहों में सहजीवी प्रजातियाँ पाई जाती हैं?

परीक्षा में पूछा गया है कि क्या निडेरियन, कवक और प्रोटोजोआ, तीनों में सहजीवी प्रजातियाँ पाई जाती हैं। उत्तर है—हाँ, तीनों में।

2.1 निडेरियन सहजीवन में कैसे भाग लेते हैं?

प्रवाल और समुद्री एनीमोन निडेरियन हैं। भित्तियाँ बनाने वाले अधिकांश प्रवालों में प्रकाश संश्लेषण करने वाली कोशिकाएँ होती हैं, जिन्हें कहते हैं जूज़ैंथेली (zooxanthellae)। ये कोशिकाएँ प्रवाल के ऊतकों में रहती हैं।

समुद्री एनीमोन भी सिम्बायोडिनिएसी (Symbiodiniaceae) कुल के शैवालों के साथ सहजीवन करते हैं। शैवाल जंतु के ऊतक के अंदर रहते हैं। वे प्रकाश संश्लेषण से शर्करा बनाते हैं। शर्करा मेजबान की वृद्धि और प्रजनन में मदद करती है।

2.2 कवक सहजीवन में कैसे भाग लेते हैं?

कवक दो जाने-माने प्रकार के सहजीवी संबंध बनाते हैं।

  • लाइकेन। एक कवक प्रकाश संश्लेषण करने वाले शैवाल या सायनोबैक्टीरिया के साथ रहता है।
  • माइकोराइजा। कवक उच्च श्रेणी के पौधों की जड़ों के साथ रहते हैं।

2.3 प्रोटोजोआ सहजीवन में कैसे भाग लेते हैं?

कुछ प्रोटोजोआ दीमकों की आँत में रहते हैं। लेम्युएल क्लीवलैंड (Lemuel Cleveland) ने 1920 के दशक में बताया कि लकड़ी खाकर जीवित रहने के लिए दीमकों को इनकी जरूरत होती है। खंड 4 में इसका विवरण है।

याद रखें: किन समूहों में सहजीवी प्रजातियाँ पाई जाती हैं?

निडेरियन, कवक और प्रोटोजोआ, तीनों में। प्रवालों के ऊतकों में शैवाल रहते हैं। कवक लाइकेन और माइकोराइजा बनाते हैं। कुछ प्रोटोजोआ दीमकों की आँत में रहते हैं।

3. जूज़ैंथेली प्रवाल भित्ति को ऊर्जा कैसे देते हैं?

भित्तियाँ बनाने वाले प्रवालों के ऊतकों में जूज़ैंथेली नामक शैवाल रहते हैं। NOAA इसे पारस्परिक लाभ वाला संबंध कहता है।

3.1 प्रत्येक साथी क्या देता है?

NOAA प्रवाल और जूज़ैंथेली के संबंध को पारस्परिक लाभ वाला संबंध कहता है। दोनों एक-दूसरे को कुछ देते हैं।

  • प्रवाल शैवालों को देता है एक सुरक्षित वातावरण.
  • प्रवाल की पॉलिप कोशिकाएँ कार्बन डाइऑक्साइड और पानी बनाती हैं। प्रकाश संश्लेषण के लिए शैवालों को दोनों की जरूरत होती है।
  • शैवाल प्रवाल को देते हैं इन्हें बनाने के लिए जरूरी मूल पदार्थ: शर्करा और प्रोटीन.
  • प्रवाल इन उत्पादों से प्रोटीन, वसा और कार्बोहाइड्रेट बनाता है। वह इनका उपयोग कैल्शियम कार्बोनेट बनाने में भी करता है।

3.2 शैवालों के बनाए भोजन का कितना हिस्सा प्रवाल तक पहुँचता है?

अधिकतम 90 प्रतिशत कार्बनिक पदार्थ प्रवाल के ऊतकों तक पहुँच जाता है, जिसे शैवाल प्रकाश संश्लेषण से बनाते हैं। NOAA इसे प्रवाल भित्तियों की वृद्धि और उत्पादकता की मुख्य प्रेरक शक्ति कहता है।

शैवाल कई पथरीले प्रवालों को उनके रंग भी देते हैं।

3.3 प्रवाल विरंजन क्या है?

कभी-कभी परिस्थितियाँ बदल जाती हैं। NOAA तापमान, प्रकाश या पोषक तत्वों में बदलाव को तनाव पैदा करने वाले कारक बताता है। तनावग्रस्त प्रवाल अपने ऊतकों में रहने वाले शैवालों को बाहर निकाल देते हैं। इसके बाद प्रवाल पूरी तरह सफेद हो जाता है। इसे कहते हैं प्रवाल विरंजन (coral bleaching).

NOAA के अनुसार, विरंजन होने का मतलब यह नहीं है कि प्रवाल मर गया है। प्रवाल विरंजन के बाद भी जीवित रह सकते हैं, लेकिन उन पर तनाव बढ़ जाता है। यदि लंबे समय तक शैवाल वापस नहीं आते और तनाव बना रहता है, तो अंततः प्रवाल मर जाता है।

लंबे समय तक विरंजन रहना जानलेवा क्यों हो सकता है? विरंजन से मेजबान तक पहुँचने वाली शर्करा कम हो जाती है। यदि निडेरियन लंबे समय तक विरंजित रहता है, तो भुखमरी से उसकी मृत्यु हो सकती है।

Bleached coral in the Florida Keys in 2023
फ्लोरिडा कीज़ (Florida Keys) में विरंजित प्रवाल। प्रवाल से शैवाल निकल गए हैं और वह सफेद हो गया है। फोटो: NOAA, विकिमीडिया कॉमन्स (Wikimedia Commons), सार्वजनिक डोमेन।

3.4 चौथी वैश्विक प्रवाल विरंजन घटना कितनी व्यापक थी?

NOAA ने 15 अप्रैल 2024 को पुष्टि की कि दुनिया में चौथी वैश्विक प्रवाल विरंजन घटना चल रही थी।

  • 1 जनवरी 2023 से 30 सितंबर 2025 तक, विरंजन पैदा करने वाले स्तर के तापीय तनाव ने प्रभावित किया लगभग 84.4% विश्व के प्रवाल भित्ति क्षेत्र को।
  • पिछला रिकॉर्ड था 68.2%, जो 2014 से 2017 की तीसरी घटना के दौरान दर्ज हुआ था।
  • कम से कम 83 देशों और क्षेत्रों में बड़े पैमाने पर प्रवाल विरंजन दर्ज किया गया।

यह आँकड़ा उस प्रवाल भित्ति क्षेत्र का है जहाँ विरंजन पैदा करने वाले स्तर का तापीय तनाव था। NOAA के अनुसार, यह घटना संभवतः 2025 में समाप्त हुई।

Reef area under heat stressNOAA reports bleaching-level heat stress on about 68.2 percent of reef area in the 2014 to 2017 event and about 84.4 percent from 1 January 2023 to 30 September 2025.Reef area under heat stress2014 to 2017about 68.2%2023 to 2025about 84.4%Source: NOAA Coral Reef Watch.
विरंजन पैदा करने वाले स्तर के तापीय तनाव से प्रभावित प्रवाल भित्ति क्षेत्र। मूल व्याख्यात्मक आरेख।
जूज़ैंथेली (Zooxanthellae) प्रवाल के ऊतकों में रहते हैं और अपना बनाया हुआ अधिकतर भोजन प्रवाल को देते हैं।

4. दीमकों पर किए गए प्रयोगों से क्या पता चला?

वैज्ञानिकों को कैसे पता चला कि दीमक सचमुच अपनी आँत के प्रोटोजोआ पर निर्भर हैं? लेम्युअल क्लीवलैंड (Lemuel Cleveland) ने 1920 के दशक में इस विचार की जाँच की। उनके काम की कहानी यह भी दिखाती है कि विज्ञान पुराने नतीजों की जाँच कैसे करता है।

4.1 क्लीवलैंड ने क्या पाया?

क्लीवलैंड ने यह काम जॉन्स हॉपकिन्स यूनिवर्सिटी स्कूल ऑफ हाइजीन (Johns Hopkins University School of Hygiene) में फेलो के रूप में किया। उनके शोधपत्र 1923 से 1928 के बीच प्रकाशित हुए। उन्होंने दीमकों और उनकी आँतों में रहने वाले प्रोटोजोआ का अध्ययन किया।

  • उन्होंने प्रोटोजोआ को हटा दिया। उनके तरीकों में इस तापमान पर रखना शामिल था: 35 C, शुद्ध ऑक्सीजन के संपर्क में रखना और भूखा रखना।
  • दीमकों की आँतों में बैक्टीरिया और स्पाइरोकीट तब भी मौजूद थे।
  • केवल लकड़ी या सेलुलोज खाने वाले प्रोटोजोआ-रहित दीमक भूख से मर गए।
  • जिन दीमकों की आँतों में प्रोटोजोआ दोबारा पहुँचाए गए, वे बच गए।

नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज (National Academy of Sciences) के जीवन-वृत्त के अनुसार, ऐसा पहली बार हुआ था। शरीर के भीतर रहने वाले सूक्ष्मजीवों और उनके जंतु मेज़बान के बीच परस्पर लाभकारी संबंध पहली बार स्पष्ट रूप से सिद्ध हुआ था।

Worker termites of the giant northern termite
Mastotermes darwiniensis, दीमक की एक प्रजाति। फोटो: CSIRO, विकिमीडिया कॉमन्स (Wikimedia Commons), CC BY 3.0.

4.2 क्या बाद के शोध से समझ बदली?

कुछ हद तक, हाँ। बाद के शोधकर्ताओं ने क्लीवलैंड के प्रयोग की दोबारा जाँच की।

  • दो शोध समूहों ने कहा कि यह प्रयोग परस्पर लाभकारी संबंध सिद्ध करने के लिए पर्याप्त नहीं था। उन्होंने बताया कि प्रयोग में अपनाए गए तरीकों से दीमकों को नुकसान पहुँचा हो सकता था।
  • एक अन्य अध्ययन में पाया गया कि प्रोटोजोआ हटाने के बाद भी दीमक चिह्नित सेलुलोज को तोड़ रहे थे। शोधकर्ताओं ने सुझाव दिया कि दीमकों में खुद भी सेलुलोज पचाने की क्षमता होती है।

2003 का एक अध्ययन आदिम दीमकों (lower termites) में पाचन को इस तरह समझाता है। ऐसा लगता है कि कशाभधारी प्रोटोजोआ, बैक्टीरिया और यीस्ट मिलकर सेलुलोज को तोड़ते हैं। दीमक के अपने सेलुलेज एंजाइम भी मदद करते हैं।

इसलिए प्रोटोजोआ पाचन में अहम साझेदार हैं। पाचन केवल वे ही नहीं करते।

क्लीवलैंड' के प्रयोगों में, आँतों के प्रोटोजोआ हटाए जाने के बाद भी दीमक लकड़ी खाकर अच्छी तरह जीवित रहे।
सोचिए: प्रोटोजोआ को पाचन करने वाले एकमात्र जीव क्यों नहीं कहा जा सकता?

बाद के शोध में पाया गया कि प्रोटोजोआ के बिना भी दीमक सेलुलोज को तोड़ते थे। आदिम दीमकों में बैक्टीरिया, यीस्ट और दीमक' के अपने सेलुलेज एंजाइम भी मदद करते हैं।

5. लाइकेन के संबंध में तीसरा साझेदार कैसे जुड़ा?

लंबे समय तक पढ़ाया गया कि लाइकेन दो साझेदारों से मिलकर बनते हैं। एक कवक के साथ प्रकाश संश्लेषण करने वाला एक जीव रहता है। 2016 के एक अध्ययन ने यह समझ बदल दी।

5.1 परंपरागत रूप से माने गए दो साझेदार कौन हैं?

स्विस वनस्पतिविज्ञानी साइमन श्वेंडेनर (Simon Schwendener) ने लाइकेन का अध्ययन किया। वे यह प्रस्ताव रखने वाले पहले वैज्ञानिक थे कि कुछ जीव असंबंधित प्रजातियों के मेल से बने होते हैं।

उन्होंने देखा कि लाइकेन में एक कवक और प्रकाश संश्लेषण करने वाला एक साझेदार होता है। यह साझेदार शैवाल या सायनोबैक्टीरियम होता है।

  • शैवाल या सायनोबैक्टीरियम भोजन बनाता है। वह सूर्य के प्रकाश की मदद से कार्बन डाइऑक्साइड को बदलता है शर्करा में.
  • कवक लाइकेन की मुख्य संरचना बनाता है।
  • कवक अपने साझेदार को पर्यावरण के हानिकारक प्रभावों से भी बचाता है।
A yellow-green lichen growing on a rock
चट्टान पर उगा लाइकेन। लाइकेन में एक कवक, शैवाल या सायनोबैक्टीरियम के साथ रहता है। फोटो: जोशुआ ट्री नेशनल पार्क (Joshua Tree National Park), विकिमीडिया कॉमन्स (Wikimedia Commons), सार्वजनिक डोमेन।

5.2 2016 के अध्ययन में क्या मिला?

मोंटाना विश्वविद्यालय (University of Montana) के नेतृत्व में किया गया एक अध्ययन 21 जुलाई 2016 को साइंस (Science) में प्रकाशित हुआ। इसमें लाइकेन के कॉर्टेक्स, यानी बाहरी “त्वचा”, में एक तीसरा साझेदार मिला। यह साझेदार यीस्ट है।

  • ये यीस्ट बेसिडियोमाइसीट समूह के हैं। ये एक कोशिका वाले कवक हैं।
  • ये यीस्ट लाइकेन में पाए गए छह महाद्वीपों में.
  • आपस में संबंधित यीस्ट वंश मिले 52 वंशों (genera) के लाइकेन में, दुनिया भर में।

संभवतः ये यीस्ट ऐसे रसायन बनाते हैं जो लाइकेन को खाने वाले जीवों और सूक्ष्मजीवों को दूर रखने में मदद करते हैं।

5.3 यीस्ट मिलने से क्या समझ आया?

शोध की शुरुआत एक पहेली से हुई। दो लाइकेन में एक ही कवक और एक ही शैवाल मौजूद लग रहे थे।

  • Bryoria tortuosa पीले रंग का होता है और वल्पिनिक अम्ल (vulpinic acid) नाम का एक जहरीला पदार्थ बनाता है।
  • B. fremontii गहरे भूरे रंग का होता है और यह पदार्थ नहीं बनाता।

यीस्ट ऐसे अंतरों का कारण समझा सकता है। इससे यह भी समझ आ सकता है कि वैज्ञानिक प्रयोगशाला में लाइकेन क्यों नहीं बना पाए हैं। वैज्ञानिक तब भी असफल रहे, जब उन्होंने ऐसी प्रजातियों को साथ रखा जो प्रकृति में सफलतापूर्वक साथ रहती हैं।

2016 के एक अध्ययन में कई लाइकेन में तीसरे साझेदार के रूप में रहने वाला एक यीस्ट मिला।

6. माइकोराइजा पौधों और कवकों की मदद कैसे करते हैं?

परीक्षा की सूची में माइकोराइजा कवकों की दूसरी साझेदारी है।

6.1 दोनों साझेदारों को क्या मिलता है?

कवक पौधे को मिट्टी से आवश्यक पोषक तत्त्व अवशोषित करने में मदद करता है। पौधा कवक को देता है ऊर्जा देने वाले कार्बोहाइड्रेट.

इसका अच्छा उदाहरण है वंश ग्लोमस (Glomus) के सदस्यों में मिलने वाली साझेदारी। कवक मिट्टी से अवशोषित करता है फॉस्फोरस और उसे पौधे तक पहुँचाता है। ऐसे पौधों को अन्य लाभ भी मिलते हैं।

  • जड़ों से फैलने वाले रोगजनकों के प्रति प्रतिरोध।
  • लवणता और सूखे को सहने की क्षमता।
  • पौधे की वृद्धि और विकास में समग्र बढ़ोतरी।

6.2 यह साझेदारी कितनी आम है?

न्यू फाइटोलॉजिस्ट (New Phytologist) में प्रकाशित 2018 की एक समीक्षा में पाया गया कि संवहनी पौधों के अधिकांश में माइकोराइजा पाए जाते हैं। लगभग 72% अर्बस्कुलर माइकोराइजा बनाते हैं। केवल 8% में माइकोराइजा बिल्कुल नहीं पाए जाते।

याद रखें: माइकोराइजा में दोनों साझेदारों को क्या मिलता है?

कवक पौधे को मिट्टी से पोषक तत्त्व अवशोषित करने में मदद करता है। बदले में पौधा कवक को ऊर्जा देने वाले कार्बोहाइड्रेट देता है।

7. क्या पौधों और जीवाणुओं के बीच भी ऐसा ही आदान-प्रदान होता है?

निडेरिया, कवक और प्रोटोजोआ ही साझेदारी करने वाले समूह नहीं हैं। पौधे भी जीवाणुओं के साथ इसी तरह आदान-प्रदान करते हैं।

7.1 जड़ की ग्रंथि के अंदर क्या होता है?

क्लोवर, अल्फाल्फा और अन्य दलहनी पौधे जिन जीवाणुओं को रहने की जगह देते हैं, उन्हें कहते हैं राइजोबिया (rhizobia)। ये जीवाणु ग्रंथियों में रहते हैं। ये पौधे को अपनी जड़ों पर ये ग्रंथियाँ बनाने के लिए प्रेरित करते हैं।

ग्रंथियों के अंदर जीवाणु हवा की नाइट्रोजन को अमोनिया में बदलते हैं। पौधा अमोनिया का उपयोग पोषक तत्त्व के रूप में कर सकता है। पौधा जीवाणुओं को भोजन के रूप में जो कार्बन यौगिक देता है, उन्हें कहते हैं डाइकार्बोक्सिलेट (dicarboxylates).

Electron microscope view of bacteria inside a legume root nodule cell
दलहनी पौधे की जड़ की ग्रंथि की कोशिकाओं के अंदर नाइट्रोजन स्थिर करने वाले जीवाणु। फोटो: LegumeLover, विकिमीडिया कॉमन्स (Wikimedia Commons), CC BY 4.0.

7.2 क्या यह प्रवाल और शैवाल जैसा ही आदान-प्रदान है?

स्रोतों में तीन तरह के आदान-प्रदान बताए गए हैं।

  • प्रवाल और शैवाल। प्रवाल सुरक्षित रहने की जगह और कार्बन डाइऑक्साइड देता है। शैवाल शर्करा और प्रोटीन बनाने वाले घटक देते हैं।
  • कवक और पौधा। पौधा कार्बोहाइड्रेट देता है। कवक फॉस्फोरस जैसे पोषक तत्त्वों के अवशोषण में मदद करता है।
  • दलहनी पौधा और राइजोबिया। पौधा रहने की जगह और कार्बन यौगिक देता है। जीवाणु हवा की नाइट्रोजन से बनी अमोनिया देते हैं।
What each partner givesAlgae give coral sugars and the coral gives algae a home and carbon dioxide. The plant gives the mycorrhizal fungus carbohydrates and the fungus helps the plant absorb phosphorus. The legume gives rhizobia carbon compounds and rhizobia give ammonia.What each partner givesAlgae give coralsugarsCoral gives algaehome, CO2Plant gives funguscarbohydratesFungus gives plantphosphorusLegume givescarbon compoundsRhizobia giveammoniaSources: NOAA, Class 12 book, USDA.
तीन साझेदारियों में आदान-प्रदान। समझाने के लिए बनाया गया मौलिक आरेख।

8. अंतःसहजीविता क्या है?

मार्गुलिस ने प्रस्ताव रखा कि जटिल कोशिकाओं के कुछ भाग शुरू में अलग-अलग कोशिकाएँ थे।

8.1 मार्गुलिस ने क्या प्रस्ताव रखा?

मार्च 1967 में लिन सैगन (Lynn Sagan) ने “विभाजित होती कोशिकाओं की उत्पत्ति पर (On the Origin of Mitosing Cells)” नामक शोधपत्र प्रकाशित किया। वे बाद में लिन मार्गुलिस (Lynn Margulis) के नाम से जानी गईं। यह शोधपत्र जर्नल ऑफ थियोरेटिकल बायोलॉजी (Journal of Theoretical Biology) में प्रकाशित हुआ था।

उन्होंने प्रस्ताव रखा कि माइटोकॉन्ड्रिया, लवक और आधारीय काय कभी थे स्वतंत्र रूप से रहने वाली कोशिकाएँ. वे आदिम यूकैरियोटिक कोशिकाओं के अंदर रहने लगे। उन्होंने इस प्रक्रिया को कहा अंतःसहजीवन.

8.2 कौन-सी विशेषताएँ इस विचार का समर्थन करती हैं?

कक्षा 11 की जीवविज्ञान की पुस्तक में इन कोशिकांगों की ये विशेषताएँ बताई गई हैं।

  • माइटोकॉन्ड्रिया घिरे होते हैं एक दोहरी झिल्ली से.
  • माइटोकॉन्ड्रिया के मैट्रिक्स में DNA का एक वृत्ताकार अणु, RNA के कुछ अणु और 70S राइबोसोम होते हैं।
  • माइटोकॉन्ड्रिया विखंडन से विभाजित होते हैं।
  • हरितलवक भी दोहरी झिल्ली से घिरे होते हैं। इनमें DNA के छोटे, द्विसूत्री वृत्ताकार अणु और राइबोसोम होते हैं।

2020 के एक समीक्षा लेख में बताया गया है कि जीवाणु और माइटोकॉन्ड्रिया, दोनों में वृत्ताकार DNA होता है और दोनों विखंडन से विभाजित होते हैं। लेख में यह भी कहा गया है कि दोहरी झिल्ली अंतःसहजीवी सिद्धांत का समर्थन कर सकती है।

अपने शब्दों में समझाएँ: अंतःसहजीवन क्या है?

मार्गुलिस (Margulis) ने प्रस्ताव रखा कि माइटोकॉन्ड्रिया और लवक कभी स्वतंत्र रूप से रहने वाली कोशिकाएँ थे। वे आदिम कोशिकाओं के अंदर रहने लगे। उन्होंने 1967 में लिन सैगन (Lynn Sagan) नाम से यह विचार प्रकाशित किया।

9. कौन-सी अन्य साझेदारियाँ जानना उपयोगी है?

लेन-देन का यही संबंध बहुत अलग-अलग जीवों में भी दिखाई देता है। इनमें से एक उदाहरण को अलग-अलग स्रोत अलग-अलग श्रेणियों में रखते हैं।

9.1 क्या एनीमोन मछली और समुद्री एनीमोन में पारस्परिक लाभ का संबंध है?

NCERT इस जोड़ी के संबंध को सहभोजिता कहता है। मछली को शिकारियों से सुरक्षा मिलती है, क्योंकि शिकारी एनीमोन के डंक मारने वाले स्पर्शकों से दूर रहते हैं। एनीमोन को कोई लाभ मिलता नहीं दिखता।

2020 के एक शोधपत्र में बताया गया है कि एनीमोन मछलियाँ अपने आश्रयदाता को देती हैं कई लाभ। इनमें मछली के अपशिष्ट से मिलने वाली अमोनिया भी शामिल है। इसलिए 2020 का एक शोधपत्र दोनों जीवों को लाभ मिलने का संकेत देता है। पाठ्यपुस्तक पर आधारित प्रश्न में पुस्तक के अनुसार सहभोजिता उत्तर दें।

A dusky anemonefish among the tentacles of a sea anemone
चमड़े जैसे समुद्री एनीमोन में एक धूसर एनीमोन मछली। फोटो: पॉल ऐसमैन (Paul Asman) और जिल लेनोबल (Jill Lenoble), विकिमीडिया कॉमन्स (Wikimedia Commons), CC BY 2.0.

9.2 बॉबटेल स्क्विड अपने जीवाणुओं का उपयोग कैसे करता है?

हवाई का बॉबटेल स्क्विड अपने शरीर में आश्रय देता है जीवाणु Vibrio fischeri को, जो एक प्रकाश अंग में रहता है। ये जीवाणु प्रकाश उत्पन्न करते हैं।

  • स्क्विड इस प्रकाश का उपयोग खुद को छिपाने के लिए करता है।
  • इस व्यवहार को कहा जाता है प्रतिप्रदीप्ति (counterillumination)। इससे स्क्विड की बाहरी रूपरेखा स्पष्ट नहीं दिखती।
  • केवल V. fischeri प्रकाश अंग में बसता है।

उसी समीक्षा लेख के अनुसार जीवाणु अपना चयापचय बदलते हैं। वे दिन में ग्लिसरॉल फॉस्फेट का उपयोग करके श्वसन करते हैं और रात में काइटिन का किण्वन करते हैं।

An adult Hawaiian bobtail squid with a 1 cm scale bar
हवाई का एक बॉबटेल स्क्विड। इसके प्रकाश अंग में चमकने वाले जीवाणु रहते हैं। फोटो: मार्गरेट मैकफॉल-नगाई (Margaret McFall-Ngai), विकिमीडिया कॉमन्स (Wikimedia Commons), CC BY 4.0.

9.3 अकेशिया के पेड़ अपनी चींटियों को क्या देते हैं?

मेसोअमेरिका के कुछ अकेशिया “चींटियों पर अनिवार्य रूप से निर्भर पौधे” हैं। वे उपलब्ध कराते हैं घोंसला बनाने की जगह खोखले काँटों में। वे भोजन भी देते हैं। इसमें फूलों के बाहर बनने वाला मकरंद और विशेष खाद्य संरचनाएँ शामिल हैं। पेड़ों की रक्षा करने वाली चींटियाँ होती हैं Pseudomyrmex वंश की।

एक अध्ययन में पाया गया कि अधिक भोजन देने वाले अकेशिया के पेड़ों को शाकाहारी जीवों से अधिक प्रभावी सुरक्षा मिली।

Pseudomyrmex ants on the swollen thorns of a bullhorn acacia
बुलहॉर्न अकेशिया के काँटों पर Pseudomyrmex चींटियाँ। फोटो: ImagePerson, विकिमीडिया कॉमन्स (Wikimedia Commons), CC BY 4.0.
कक्षा 12 की जीवविज्ञान की पुस्तक एनीमोन मछली और समुद्री एनीमोन के संबंध को पारस्परिकता कहती है।

10. एक साथी के खो जाने से इतना नुकसान क्यों होता है?

ऊपर दी गई साझेदारियों में से दो दिखाती हैं कि एक साथी के खो जाने पर क्या होता है।

10.1 एक साथी के खो जाने पर क्या होता है?

  • दीमक। आंत के प्रोटोजोआ के बिना, क्लीवलैंड (Cleveland) के प्रयोग वाली दीमक लकड़ी खाने पर भी भूख से मर गईं।
  • प्रवाल। अपने शैवाल के बिना प्रवाल का रंग उड़ जाता है। लंबे समय तक रंग उड़ा रहने पर वे भूख से मर सकते हैं।

11. परीक्षाओं में इस विषय से कैसे प्रश्न पूछे जाते हैं?

UPSC ने इस विषय पर सूची-आधारित प्रश्न पूछा था।

11.1 UPSC ने 2021 में क्या पूछा था?

UPSC सिविल सेवा प्रारंभिक परीक्षा 2021, Q30, में पूछा गया था कि इनमें से किन समूहों में ऐसी प्रजातियाँ हैं जो दूसरे जीवों के साथ सहजीवी संबंध बना सकती हैं: निडेरियन (cnidarians), कवक और प्रोटोजोआ। उत्तर है तीनों.

11.2 किन बातों में भ्रम से बचना चाहिए?

  • सहजीवन का अर्थ पारस्परिक लाभ वाले संबंध से अधिक व्यापक है।
  • लाइकेन में एक कवक के साथ एक शैवाल या सायनोबैक्टीरियम रहता है।
  • माइकोराइजा में कवक और उच्च पादपों की जड़ों के बीच संबंध होता है।
  • जिस प्रवाल का रंग उड़ गया है, उसने अपने शैवाल खो दिए हैं। वह मरा नहीं है।
  • पाठ्यपुस्तक में एनीमोन मछली और समुद्री एनीमोन के संबंध को सहभोजिता कहा गया है।

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अभ्यास: 8 बहुविकल्पीय प्रश्न

What do zooxanthellae provide to their coral host?

What are the two partners in a lichen?

What is coral bleaching?

How do protozoa help termites in their symbiotic relationship?

Lichens represent a mutualistic, symbiotic association between which two organisms?

Mycorrhizae represent a mutualistic, symbiotic association between fungi and which structure?

Legumes like alfalfa, chickpea, and clover fix nitrogen through a symbiotic relationship with which organism in their root nodules?

Biologically, what is a lichen?

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