সবাই জীবনের জন্য শ্বাস নেন, কিন্তু শ্বাসন কেন জীবনের জন্য এতোই গুরুত্বপূর্ণ? আমরা যখন শ্বাস নেই, তখন কী ঘটে? আবার, সব জীবজন্তু, যেমন উদ্ভিদ ও জীবাণু, কি শ্বাস নেয়? যদি হয়, তবে কীভাবে?

সব জীবজন্তুই দৈনন্দিন কাজ করার জন্য শক্তির প্রয়োজন, যেমন শোষণ, প্রসারণ, চলাচল, প্রজনন বা শ্বাসন ইত্যাদি। এই সব শক্তি কোথায় থেকে আসে? আমরা জানি যে আমরা খাবার খেয়ে শক্তি পাই - কিন্তু খাবার থেকে শক্তি কীভাবে নেওয়া হয়? এই শক্তি কীভাবে ব্যবহার করা হয়? সব খাবার একই পরিমাণ শক্তি দেয় কিনা? উদ্ভিদ কি ‘খায়’? উদ্ভিদ কোথায় থেকে তাদের শক্তি পায়? আর জীবাণুগত জীবজন্তুগুলি তাদের শক্তির জন্য কি খায় ‘খাবার’?

উপরে উদ্ভুত প্রশ্নগুলি করে থাকলেও আপনি বিস্ময় করতে পারেন - এগুলি খুব বিচ্ছিন্ন লাগতে পারে। কিন্তু বাস্তবে, শ্বাসনের প্রক্রিয়াটি খাবার থেকে শক্তি উদ্ধার করার প্রক্রিয়ার সাথে খুব সম্পর্কিত। আসুন এটি বোঝার চেষ্টা করি কীভাবে এটি ঘটে।

‘জীবন’ প্রক্রিয়াগুলির জন্য প্রয়োজনীয় সব শক্তি আমরা ‘খাবার’ বলে কয়েকটি বড় আয়তনের যৌগ প্রক্রিয়াকরণ করে পাই। শুধুমাত্র সবুজ উদ্ভিদ ও সাইয়ানোব্যাকটেরিয়া নিজেদের খাবার তৈরি করতে পারে; আলোর শক্তি ধরে রাখে এবং আলোর শক্তিকে কার্বোহাইড্রেট যেমন গ্লুকোজ, সক্রোজ ও স্টার্চের বন্ধনে ধরে রাখা রসায়ন শক্তিকে রূপান্তর করে। আমাদের মনে রাখতে হবে যে সবুজ উদ্ভিদেও সব কোষ, ঊষ্মা ও অঙ্গ আলোক প্রক্রিয়াকরণ করে না; শুধুমাত্র ক্লোরোপ্লাস্ট ধারণকারী কোষগুলি, যারা সাধারণত উপস্থিত স্তরে অবস্থান করে, আলোক প্রক্রিয়াকরণ করে। অতএব, সবুজ উদ্ভিদেও অন্যান্য সব অঙ্গ, ঊষ্মা ও কোষগুলি যারা সবুজ নয়, তাদের প্রক্রিয়াকরণের জন্য খাবারের প্রয়োজন থাকে। অতএব, খাবারকে সব নন-সবুজ অংশে প্রসারিত করা হয়। প্রাণী হিটেরোট্রোফিক, অর্থাৎ তারা উদ্ভিদ থেকে সরাসরি (শাকসবজিবাহিনী) বা পরম্পরাগত (মাংসাশী) খাবার পায়। ফাংগাদের মতো স্যাপ্রোফাইটদের জন্য শুষ্ক ও ধোঁয়াশীন জমির উপর নির্ভরশীল। গুরুত্বপূর্ণ বোঝার বিষয় হলো যে শ্বাসনের জন্য জীবন প্রক্রিয়াগুলির জন্য সব খাবার মূলত আলোক প্রক্রিয়াকরণ থেকে আসে। এই ছক্কটি জীবাণুগত শ্বাসন বা কোষের ভিতরে খাবার বিচ্ছিন্ন করে শক্তি উদ্ধার করা এবং এই শক্তিকে ATP তৈরি করার পদ্ধতি নিয়ে আলোচনা করে। অবশ্যই, আলোক প্রক্রিয়াকরণ ক্লোরোপ্লাস্টের ভিতরে ঘটে (ইউক্যারিয়াটের ক্ষেত্রে), যেখানে জটিল যৌগগুলি শক্তি উত্পাদনের জন্য বিচ্ছিন্ন করা হয় তা সাইটোপ্লাস্ম ও মাইটোকন্ড্রিয়া (শুধুমাত্র ইউক্যারিয়াটের ক্ষেত্রে) ঘটে। কোষের ভিতরে জটিল যৌগের C-C বন্ধন প্রক্রিয়াকরণের মাধ্যমে বিশাল পরিমাণ শক্তি উত্পাদন করা হয় এবং এটিকে শ্বাসন বলা হয়। এই প্রক্রিয়ায় শ্বাসন প্রকারভেদের যৌগগুলি প্রক্রিয়াকরণ করা হয় এবং এগুলিকে শ্বাসন প্রকারভেদের উপাদান বলা হয়। সাধারণত কার্বোহাইড্রেট শ্বাসন প্রকারভেদের জন্য ব্যবহৃত হয়, কিন্তু কিছু অবস্থায় উদ্ভিদের ক্ষেত্রে প্রোটিন, খাদ্য ও বিষয়ক অ্যাসিডগুলিও শ্বাসন প্রকারভেদের জন্য ব্যবহৃত হয়। শ্বাসন প্রকারভেদের প্রক্রিয়ায় শ্বাসন প্রকারভেদের উপাদানগুলির ভিতরের সব শক্তি কোষের ভিতরে বিক্ষুব্ধ হয় বা একক ধাপে উত্পাদন করা হয় না। এটি এনজাইম নিয়ন্ত্রিত ধাপেভাবে ধীরে ধীরে উত্পাদন করা হয় এবং এটি ATP এর রসায়ন শক্তির আকারে ধরা হয়। অতএব, এটি গুরুত্বপূর্ণ যে শ্বাসন প্রকারভেদের মাধ্য় প্রক্রিয়াকরণ করে উত্পাদিত শক্তি সরাসরি (বা বলা হয়েছে যে এটি সরাসরি ব্যবহার করা যাবে না) ব্যবহার করা হয় না, বরং এটি ব্যবহারের জন্য কোষের জীবন প্রক্রিয়াগুলিতে যেখানে শক্তির প্রয়োজন হয় তার জন্য ATP তৈরি করার জন্য ব্যবহৃত হয়। অতএব, ATP হলো কোষের শক্তির মুদ্রা। এই ATP এর ভিতর ধরা শক্তি জীবজন্তুগুলির বিভিন্ন শক্তি প্রয়োজনীয় প্রক্রিয়াগুলিতে ব্যবহৃত হয়, আর শ্বাসনের প্রক্রিয়াকরণের সময় উত্পাদিত কার্বন স্কেলেট অন্যান্য যৌগগুলির জন্য জীবাণুগত তৈরিতে ব্যবহৃত হয়।

14.1 উদ্ভিদ কি শ্বাস নেয়?

এই প্রশ্নের উত্তর খুব সরাসরি নয়। হ্যাঁ, উদ্ভিদের শ্বাসনের জন্য $\mathrm{O_2}$ প্রয়োজন এবং তারা $\mathrm{CO_2}$ উত্পাদন করে। অতএব, উদ্ভিদের ভিতরে এই $\mathrm{O_2}$ উপলব্ধ থাকার জন্য ব্যবস্থা রয়েছে। প্রাণীর মতো উদ্ভিদের কাছে গ্যাসের বিনিময়ের জন্য বিশেষ অঙ্গ নেই, কিন্তু তারা এর জন্য স্টোমাটা ও লেন্টিসেল ব্যবহার করে। উদ্ভিদের কাছে শ্বাসন প্রকারভেদের জন্য বিশেষ অঙ্গের প্রয়োজন হওয়ার কয়েকটি কারণ রয়েছে। প্রথমত, প্রতিটি উদ্ভিদ অংশ নিজের গ্যাসের বিনিময়ের প্রয়োজন নিজে সম্বলন করে। একটি উদ্ভিদ অংশ থেকে অন্য একটি উদ্ভিদ অংশে গ্যাসের প্রসারণ খুব কম। দ্বিতীয়ত, উদ্ভিদের গ্যাসের বিনিময়ের জন্য বড় চাপ নেই। মূল, কাঁঠাল ও পাতাগুলি প্রাণীদের তুলনায় খুব কম হারে শ্বাসন করে। শুধুমাত্র আলোক প্রক্রিয়াকরণের সময় বড় পরিমাণ গ্যাস বিনিময় হয় এবং প্রতিটি পাতা এই সময়ে নিজের প্রয়োজন সম্বলনের জন্য ভালোভাবে সজ্জিত। কোষগুলি আলোক প্রক্রিয়াকরণ করার সময় $\mathrm{O_2}$ এর উপলব্ধি এই কোষে একদম সমস্যা নয় কারণ $\mathrm{O_2}$ এই কোষের ভিতরে উত্পাদিত হয়। তৃতীয়ত, বড়, ভারী উদ্ভিদেও গ্যাসের প্রসারণের জন্য দূরত্ব খুব বেশি নয়। উদ্ভিদের প্রতিটি জীবনযাত্রী কোষ উদ্ভিদের পৃষ্ঠের কাছাকাছি অবস্থান করে। ‘এটি পাতার ক্ষেত্রে সত্য, কিন্তু ভারী, কাঠামুযুক্ত কাঁঠাল ও মূলের ক্ষেত্রে কী?’ কাঁঠালে, ‘জীবনযাত্রী’ কোষগুলি ছোট স্তরে ধারণ করে কাশ ও তার নিচে। তারা লেন্টিসেল নামে খোলা স্থান ব্যবহার করে। অভ্যন্তরের কোষগুলি মৃত এবং শুধুমাত্র কাঠামু সমর্থনের কাজ করে। অতএব, উদ্ভিদের সব কোষের কমপক্ষে পৃথক পৃথক পৃষ্ঠ বায়ুর সাথে যোগাযোগ রাখে। এটি পাতা, কাঁঠাল ও মূলের প্রাকৃতিক কোষগুলির মধ্যে ঝোলাচোলা প্যারেনকাইম কোষগুলির মাধ্যমে সহায়তা করা হয়, যা একটি সম্পর্কিত বায়ু স্থানের জাল তৈরি করে। গ্লুকোজের সম্পূর্ণ প্রক্রিয়াকরণ $\mathrm{CO}_2$ ও $\mathrm{H}_2\mathrm{O}$ হিসাবে শেষ উত্পাদন করে শক্তি উত্পাদন করে, যা অধিকাংশ শীতল আকারে উত্পাদিত হয়।

$\mathrm{C_6} \mathrm{H_{12}} \mathrm{O_6}+6 \mathrm{O_2} \longrightarrow 6 \mathrm{CO_2}+6 \mathrm{H_2} \mathrm{O}+$ শক্তি

এই শক্তিটি কোষের জন্য কার্যকর হতে হলে এটি কোষের প্রয়োজনীয় অন্যান্য যৌগগুলি তৈরি করার জন্য এটি ব্যবহার করতে পারে। উদ্ভিদ কোষের পদ্ধতি হলো গ্লুকোজ যৌগকে এমনভাবে বিচ্ছিন্ন করা যে সব উত্পাদিত শক্তি শীতল আকারে প্রস্থান না করে। কীটের মূল বিষয় হলো গ্লুকোজকে একক ধাপে নয়, বরং কয়েকটি ছোট ধাপে প্রক্রিয়াকরণ করা যাতে কিছু ধাপগুলি যথেষ্ট বড় হয়ে যায় যে উত্পাদিত শক্তি ATP তৈরি করার সাথে সংযুক্ত করা যায়। এটি কীভাবে ঘটে তা হলো মূলত শ্বাসনের গল্প।

শ্বাসনের প্রক্রিয়ায় অক্সিজেন ব্যবহৃত হয় এবং কার্বন ডাই অক্সাইড, পানি ও শক্তি হিসাবে উত্পাদন হয়। প্রক্রিয়াকরণ প্রক্রিয়ায় অক্সিজেনের প্রয়োজন হয়। কিন্তু কিছু কোষ জীবনযাত্রী হয় যেখানে অক্সিজেন হয় না বা হয় না। আপনি কি এমন অবস্থা (ও জীবজন্তু) চিনতে পারেন যেখানে $\mathrm{O_2}$ উপলব্ধ নয়? অক্সিজেন ছাড়াই গ্লুকোজ