ছক্কার 14 উদ্ভিদে শ্বাসপ্রশ্বাস

সবাই জীবন বাস্তবায়নের জন্য শ্বাস নেয়, কিন্তু শ্বাসপ্রশ্বাস কেন জীবনের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ? আমরা যখন শ্বাস নেই তখন কী ঘটে? আবার সব জীবন্ত জীব, উদ্ভিদ এবং জৈব অঙ্গগুলি কি শ্বাস নেয়? যদি হয়, তবে কীভাবে?

সব জীবন্ত জীবের দৈনন্দিন কাজ সম্পাদনের জন্য শক্তির প্রয়োজন হয়, যেমন বর্জন, বহন, অভ্যন্তরীণ পরিবহন, অভিব্যক্তি বা এমনকি শ্বাসপ্রশ্বাসও। এই সব শক্তি কোথায় থেকে আসে? আমরা জানি যে আমরা শক্তির জন্য খাবার খাই - কিন্তু খাবার থেকে এই শক্তি কীভাবে নেওয়া হয়? এই শক্তি কীভাবে ব্যবহৃত হয়? সব খাবার একই পরিমাণ শক্তি দেয় কিনা? উদ্ভিদ ‘খায়’ কিনা? উদ্ভিদ কোথায় থেকে তাদের শক্তি পায়? এবং মাইক্রো-জীবগুলি - তাদের শক্তির প্রয়োজনের জন্য, তারা ‘খাবার’ খায় কিনা?

আপনি উপরে উদ্ভূত বিভিন্ন প্রশ্নের প্রশ্ন করতে পারেন - এগুলি খুব অসম্পৃক্ত মনে হতে পারে। কিন্তু বাস্তবে, শ্বাসপ্রশ্বাসের প্রক্রিয়াটি খাবার থেকে শক্তি উৎসাহিত করার প্রক্রিয়ার সাথে খুব সম্পর্কিত। আসুন এটি কীভাবে ঘটে তা বোঝার চেষ্টা করি।

‘খাবার’ হিসাবে আমরা ডাবল করা কিছু বড় জেলে শক্তি উৎসাহিত করে ‘জীবন’ প্রক্রিয়াগুলির জন্য প্রয়োজনীয় সব শক্তি পাই। শুধুমাত্র সবুজ উদ্ভিদ এবং সাইয়ানোব্যাকটেরিয়া নিজেদের খাবার তৈরি করতে পারে; আলোর শক্তি ধরে রাখার প্রক্রিয়া ফটোসিন্তেসিস এর মাধ্যমে তারা এটিকে কেমিক্যাল শক্তিতে রূপান্তর করে যা গ্লুকোজ, সক্রোজ এবং স্টার্চ মতো কার্বোহাইড্রেটের বন্ডে সঞ্চিত থাকে। আমাদের মনে রাখতে হবে যে সবুজ উদ্ভিদেও সব কোষ, ত্বক এবং অঙ্গ ফটোসিন্তেসিস করে না; শুধুমাত্র ক্লোরোপ্লাস্ট ধারণকারী কোষগুলি, যারা সাধারণত উপরের স্তরে অবস্থান করে, ফটোসিন্তেসিস সম্পাদন করে। অতএব, সবুজ উদ্ভিদেও সব অন্যান্য অঙ্গ, ত্বক এবং কোষগুলি যেগুলি সবুজ নয়, তাদের অক্সিডেশনের জন্য খাবারের প্রয়োজন হয়। অতএব, খাবার সব নন-সবুজ অংশে স্থানান্তরিত হতে হবে। প্রাণী হেটেরোট্রফিক, অর্থাৎ তারা উদ্ভিদ থেকে সরাসরি (হার্বিভোক্তা) বা পরবর্তীতে (ক্যার্বিভোক্তা) খাবার পায়। ফাংগাল মতো স্যাপ্রোফাইট মৃত এবং নষ্ট পদার্থের উপর নির্ভরশীল। যেখানে গুরুত্বপূর্ণ বোঝা যায় যে শেষ পর্যন্ত জীবন প্রক্রিয়াগুলির জন্য শ্বাসপ্রশ্বাস করা সব খাবার ফটোসিন্তেসিস থেকে আসে। এই ছক্কার কোষীয় শ্বাসপ্রশ্বাস বা কোষের ভিতরে খাবার পদার্থগুলি ক্রমাগত প্রচলন করে শক্তি উৎসাহিত করার পদ্ধতি এবং এই শক্তি ট্র্যাপ করার পদ্ধতিতে বিষয়বস্তু নিয়ে কাজ করে। ফটোসিন্তেসিস, অবশ্যই, ক্লোরোপ্লাস্টের ভিতরে ঘটে (ইউক্যারিয়াটের ক্ষেত্রে), যেখানে জটিল জেলে শক্তি উৎসাহিত করার প্রক্রিয়া সাইটোপ্লাস্ম এবং মাইটোকন্ড্রিয়াতে (শুধুমাত্র ইউক্যারিয়াটে) ঘটে। জটিল পদার্থের C-C বন্ধন কোষীয় প্রক্রিয়ায় ভেঙে বিশাল পরিমাণ শক্তি উৎসাহিত করা হয় তা শ্বাসপ্রশ্বাস বলে। এই প্রক্রিয়ায় অক্সিডেশন করা পদার্থগুলি শ্বাসপ্রশ্বাসের উপস্থাপক বলে জানা হয়। সাধারণত কার্বোহাইড্রেট অক্সিডেশন করে শক্তি উৎসাহিত করা হয়, কিন্তু কিছু অবস্থায় উদ্ভিদে প্রোটিন, খাদ্য এবং এমনকি অর্গানিক অ্যাসিডগুলিও শ্বাসপ্রশ্বাসের জন্য ব্যবহৃত হয়। এই প্রক্রিয়ায় কোষের ভিতরে শ্বাসপ্রশ্বাসের উপস্থাপকগুলির মধ্যে সব শক্তি সরাসরি বা একক পদক্ষেপে কোষে মুক্ত হয় না। এটি একটি ধাপে ধাপে ধীর প্রক্রিয়ায় উৎসাহিত হয় যা এনজাইম দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়, এবং এটি ট্র্যাপ করা হয় কেমিক্যাল শক্তিতে ATP হিসাবে। অতএব, এটি গুরুত্বপূর্ণ যে শ্বাসপ্রশ্বাসে অক্সিডেশন দ্বারা উৎসাহিত হওয়া শক্তিটি সরাসরি (বা বলতে হলে) ব্যবহৃত হয় না, বরং এটি উপযুক্ত সময়ে যেখানে শক্তির প্রয়োজন হয় তাতে ব্যবহৃত হয় ATP সিন্থেস করার জন্য ব্যবহৃত হয়। অতএব, ATP কোষের শক্তির মুদ্রা হিসাবে কাজ করে। এই ATP-এ ট্র্যাপ করা শক্তি জীবন্ত জীবের বিভিন্ন শক্তি-প্রয়োজনীয় প্রক্রিয়াগুলিতে ব্যবহৃত হয়, এবং শ্বাসপ্রশ্বাসের সময় উৎপন্ন কার্বন কাঠামো অন্যান্য জেলেগুলির জন্য সিন্থেসের জন্য কোষের ভিতরে প্রেক্ষাপট হিসাবে ব্যবহৃত হয়।

14.1 উদ্ভিদ শ্বাস নেয়? [154-155]#

এই প্রশ্নের উত্তর এতটাই সরাসরি নয়। হ্যাঁ, উদ্ভিদের শ্বাসপ্রশ্বাসের জন্য $\mathrm{O_2}$ প্রয়োজন এবং তারা $\mathrm{CO_2}$ বের করে দেয়। অতএব, উদ্ভিদে শ্বাসপ্রশ্বাসের জন্য প্রয়োজনীয় $\mathrm{O_2}$ উপলব্ধ থাকার জন্য সিস্টেম আছে। প্রাণীর মতো উদ্ভিদে গ্যাসের বিনিময়ের জন্য বিশেষ অঙ্গ নেই, কিন্তু এদের এই উদ্দেশ্যে স্টোমাটা এবং লেন্টিসেল আছে। উদ্ভিদের শ্বাসপ্রশ্বাসের জন্য বিশেষ অঙ্গ ছাড়াই কাজ করা যায় কয়েকটি কারণ আছে। প্রথমত, প্রতিটি উদ্ভিদ অংশ নিজের নিজের গ্যাসের বিনিময়ের প্রয়োজন সম্পূর্ণ করে। এক উদ্ভিদ অংশ থেকে অন্য উদ্ভিদ অংশে গ্যাসের পরিবহন খুব কম। দ্বিতীয়ত, উদ্ভিদে গ্যাসের বিনিময়ের জন্য বড় চাপ নেই। ত্বক, কাঁঠাল এবং তৃণশ্রুঙ্গ প্রাণীর তুলনায় খুব কম হারে শ্বাসপ্রশ্বাস করে। শুধুমাত্র ফটোসিন্তেসিসের সময় বড় পরিমাণ গ্যাস বিনিময় ঘটে এবং প্রতিটি তৃণশ্রুঙ্গ এই সময়ে নিজের প্রয়োজন সম্পূর্ণ করার জন্য সঠিকভাবে অভিযোজিত। কোষ ফটোসিন্তেসিস করার সময়, এই কোষে $\mathrm{O_2}$ এর উপলব্ধি একটি সমস্যা নয় কারণ $\mathrm{O_2}$ কোষের ভিতরে উৎসাহিত হয়। তৃতীয়ত, বড়, ভরপুর উদ্ভিদেও গ্যাসের প্রসারের দূরত্ব বড় নয়। উদ্ভিদের প্রতিটি জীবন্ত কোষ উদ্ভিদের পৃষ্ঠের কাছাকাছি অবস্থান করে। ‘এটি তৃণশ্রুঙ্গের ক্ষেত্রে সত্য,’ আপনি জিজ্ঞাসা করতে পারেন, ‘কিন্তু ভরপুর লতিক কাঁঠাল এবং তৃণশ্রুঙ্গের ক্ষেত্রে কী?’ কাঁঠালে, ‘জীবন্ত’ কোষগুলি ছাদের ভিতরে এবং তার নিচে প্রসারিত হয়। এগুলিও লেন্টিসেল নামে খোলাগুলি সম্পন্ন করে। অভ্যন্তরীণ কোষগুলি মৃত এবং শুধুমাত্র যান্ত্রিক সমর্থন প্রদান করে। অতএব, উদ্ভিদের সাধারণত প্রতিটি কোষের কমপক্ষে তার পৃষ্ঠের একটি অংশ বায়ুর সাথে যোগাযোগ করে। তৃণশ্রুঙ্গ, কাঁঠাল এবং তৃণশ্রুঙ্গের প্রাকৃতিক কোষগুলির ঝোলাপাতা দ্বারা এটি সহায়তা করা হয়, যা একটি সংযুক্ত বায়ু স্থানগুলির নেটওয়ার্ক প্রদান করে। গ্লুকোজের সম্পূর্ণ জ্বালানি, $\mathrm{CO}_2$ এবং $\mathrm{H}_2\mathrm{O}$ হিসাবে শেষ পণ্য উৎপন্ন করে, শক্তি সবচেয়ে বেশি তাপ হিসাবে দেয়া 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 ব্যবহৃত হতে হলে, এটি কোষের প্রয়োজনীয় অন্যান্য জেলেগুলি সিন্থেস করার জন্য ব্যবহৃত হতে পারে। উদ্ভিদ কোষের পদ্ধতি হল গ্লুকোজ জেলেটিকে এমনভাবে ক্যাটাবলাইজ করা যে উৎসাহিত হওয়া সব শক্তি তাপ হিসাবে দেয়া হয় না। কীবন এই গ্লুকোজ অক্সিডেশন একক পদক্ষেপে নয় বরং কয়েকটি ছোট পদক্ষেপে ঘটে যায় যাতে কিছু পদক্ষেপগুলি সম্পূর্ণ পরিমাণ পর্যন্ত বড় হয় যাতে উৎসাহিত হওয়া শক্তি ট্র্যাপ করা হয় ATP সিন্থেসের সাথে সংযুক্ত হয়। এটি কীভাবে ঘটে তা হল শ্বাসপ্রশ্বাসের গল্প।

শ্বাসপ্রশ্বাসের প্রক্রিয়ায় অক্সিজেন ব্যবহৃত হয়, এবং কার্বন ডাই অক্সাইড, জল এবং শক্তি পণ্য হিসাবে উৎসাহিত হয়। জ্বালানি প্রক্রিয়াটি অক্সিজেনের প্রয়োজন হয়। কিন্তু কিছু কোষ �