જીવવિજ્ઞાન અનિવાર્યપણે પૃથ્વી પરના જીવનની કથા છે. જ્યારે વ્યક્તિગત સજીવો નિશ્ચિત રીતે મૃત્યુ પામે છે, ત્યારે પ્રજાતિઓ કુદરતી અથવા માનવસર્જિત વિનાશથી ધમકી ન મળે ત્યાં સુધી લાખો વર્ષો સુધી જીવિત રહે છે. પ્રજનન એક આવશ્યક પ્રક્રિયા બની જાય છે જેના વિના પ્રજાતિઓ લાંબા સમય સુધી ટકી શકતી નથી. દરેક વ્યક્તિગત સજીવ અલિંગી અથવા લૈંગિક માધ્યમથી તેની સંતતિને છોડે છે. પ્રજનનનો લૈંગિક મોડ નવા પ્રકારોના સર્જનને સક્ષમ કરે છે, જેથી અસ્તિત્વનો લાભ વધારે છે. આ એકમ જીવંત સજીવોમાં પ્રજનન પ્રક્રિયાઓને આધારે રહેલા સામાન્ય સિદ્ધાંતોની પરીક્ષણ કરે છે અને પછી સંબંધ સ્થાપિત કરવા માટે સરળ પ્રતિનિધિ ઉદાહરણો તરીકે ફૂલવાળા છોડ અને મનુષ્યોમાં આ પ્રક્રિયાની વિગતો સમજાવે છે. માનવ પ્રજનન સ્વાસ્થ્ય અને પ્રજનન ખરાબ સ્વાસ્થ્ય કેવી રીતે ટાળી શકાય તે પર એક સંબંધિત પરિપ્રેક્ષ્ય પણ પ્રજનનના જીવવિજ્ઞાનની આપણી સમજને પૂર્ણ કરવા માટે રજૂ કરવામાં આવ્યું છે.

નવેમ્બર 1904માં જયપુર (રાજસ્થાન)માં જન્મેલા પંચાનન મહેશ્વરી ભારતના જ નહીં પરંતુ સમગ્ર વિશ્વના સૌથી વિશિષ્ટ વનસ્પતિશાસ્ત્રીઓમાંના એક બન્યા. તેઓ ઉચ્ચ શિક્ષણ માટે અલ્હાબાદ ગયા જ્યાં તેમણે તેમની ડી.એસસી. મેળવી. તેમના કોલેજના દિવસો દરમિયાન, તેમને વનસ્પતિશાસ્ત્ર અને ખાસ કરીને આકૃતિ વિજ્ઞાનમાં રસ વિકસાવવા માટે એક અમેરિકન મિશનરી શિક્ષક ડૉ. ડજન દ્વારા પ્રેરિત કરવામાં આવ્યા હતા. તેમના શિક્ષકે એકવાર વ્યક્ત કર્યું હતું કે જો તેમનો વિદ્યાર્થી તેમનાથી આગળ વધે છે, તો તે તેમને ખૂબ સંતોષ આપશે. આ શબ્દોએ પંચાનનને પ્રોત્સાહિત કર્યા કે તેઓ બદલામાં તેમના શિક્ષક માટે શું કરી શકે છે તેની તપાસ કરે. તેમણે ભ્રૂણવિજ્ઞાનના પાસાઓ પર કામ કર્યું અને વર્ગીકરણમાં ભ્રૂણવિજ્ઞાનના અક્ષરોના ઉપયોગને લોકપ્રિય બનાવ્યો. તેમણે ભ્રૂણવિજ્ઞાન અને પેશી સંવર્ધનમાં સંશોધનના મહત્વપૂર્ણ કેન્દ્ર તરીકે દિલ્હી યુનિવર્સિટીના વનસ્પતિશાસ્ત્ર વિભાગની સ્થાપના કરી. તેમણે અપરિપક્વ ભ્રૂણોના કૃત્રિમ સંવર્ધન પર કામ શરૂ કરવાની જરૂરિયાત પર પણ ભાર મૂક્યો. આજકાલ, પેશી સંવર્ધન વિજ્ઞાનમાં એક સીમાચિહ્ન બની ગયું છે. ટેસ્ટ ટ્યુબ ફલન અને અંડાશયમાં પરાગનયન પરના તેમના કાર્યને વિશ્વભરમાં પ્રશંસા મળી. તેમને રોયલ સોસાયટી ઓફ લંડન (FRS), ભારતીય રાષ્ટ્રીય વિજ્ઞાન અકાદમી અને ઉત્કૃષ્ટતાની અન્ય સંસ્થાઓની ફેલોશિપથી સન્માનિત કરવામાં આવ્યા હતા. તેમણે સામાન્ય શિક્ષણને પ્રોત્સાહન આપ્યું અને 1964માં એનસીઇઆરટી દ્વારા પ્રકાશિત ઉચ્ચતર માધ્યમિક શાળાઓ માટે જીવવિજ્ઞાનની પહેલી પાઠ્યપુસ્તકો બહાર લાવવામાં તેમના નેતૃત્વ દ્વારા શાળા શિક્ષણમાં નોંધપાત્ર યોગદાન આપ્યું.

સજીવોમાં પ્રજનન

દરેક સજીવ માત્ર ચોક્કસ સમયગાળા માટે જ જીવી શકે છે. જન્મથી સજીવની કુદરતી મૃત્યુ સુધીનો સમયગાળો તેની આયુષ્યનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. થોડા સજીવોની આયુષ્ય આકૃતિ 1.1 માં આપવામાં આવી છે. અન્ય કેટલાક સજીવો દોરવામાં આવ્યા છે જેના માટે તમારે તેમની આયુષ્ય શોધી કાઢવી જોઈએ અને પ્રદાન કરેલી જગ્યાઓમાં લખવી જોઈએ. આકૃતિ 1.1 માં દર્શાવેલા સજીવોની આયુષ્યની તપાસ કરો. એ નોંધવું રસપ્રદ અને જિજ્ઞાસાપ્રેરક નથી કે તે થોડા દિવસો જેટલી ટૂંકી અથવા થોડા હજાર વર્ષ જેટલી લાંબી હોઈ શકે છે? આ બે અત્યંત વચ્ચે અન્ય મોટાભાગના જીવંત સજીવોની આયુષ્ય છે. તમે નોંધ શકો છો કે સજીવોની આયુષ્ય જરૂરી તેમના કદ સાથે સંબંધિત નથી; કાગડા અને પોપટના કદ ખૂબ જુદા નથી છતાં તેમની આયુષ્યમાં વિશાળ તફાવત દર્શાવે છે. તે જ રીતે, પીપળના વૃક્ષની તુલનામાં આંબાના વૃક્ષની આયુષ્ય ઘણી ટૂંકી હોય છે. આયુષ્ય ગમે તે હોય, દરેક વ્યક્તિગત સજીવનું મૃત્યુ એક નિશ્ચિતતા છે, એટલે કે, એકકોષીય સજીવો સિવાય કોઈ પણ વ્યક્તિગત અમર નથી. આપણે એકકોષીય સજીવોમાં કુદરતી મૃત્યુ નથી એમ કેમ કહીએ છીએ? આ વાસ્તવિકતા આપેલ છે, શું તમે ક્યારેય આશ્ચર્ય ચકિત થયા છો કે વનસ્પતિ અને પ્રાણીઓની વિશાળ સંખ્યાની પ્રજાતિઓ પૃથ્વી પર હજારો વર્ષોથી અસ્તિત્વમાં છે? જીવંત સજીવોમાં કેટલીક પ્રક્રિયાઓ હોવી જોઈએ જે આ સાતત્યની ખાતરી કરે. હા, આપણે પ્રજનન વિશે વાત કરી રહ્યા છીએ, કંઈક જે આપણે માની લઈએ છીએ.

પ્રજનનને એક જૈવિક પ્રક્રિયા તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે જેમાં એક સજીવ તેના જેવા જ યુવાનો (સંતતિ)ને જન્મ આપે છે. સંતતિ વધે છે, પરિપક્વ થાય છે અને બદલામાં નવી સંતતિ ઉત્પન્ન કરે છે. આમ, જન્મ, વૃદ્ધિ અને મૃત્યુનો ચક્ર છે. પ્રજનન પ્રજાતિની સાતત્યને પેઢી પછી પેઢી સક્ષમ કરે છે. તમે પછી પ્રકરણ 5 (વારસાગત અને વિવિધતાના સિદ્ધાંતો)માં અભ્યાસ કરશો કે પ્રજનન દરમિયાન આનુવંશિક વિવિધતા કેવી રીતે બનાવવામાં આવે છે અને વારસામાં મળે છે. જૈવિક વિશ્વમાં એક વિશાળ વિવિધતા છે અને દરેક સજીવે તેને ગુણાકાર કરવા અને સંતતિ ઉત્પન્ન કરવા માટે તેની પોતાની પદ્ધતિ વિકસાવી છે. સજીવનું નિવાસસ્થાન, તેની આંતરિક શારીરિકી અને અન્ય કેટલાક પરિબળો સામૂહિક રીતે જવાબદાર છે કે તે કેવી રીતે પ્રજનન કરે છે. પ્રજનનની પ્રક્રિયામાં એક સજીવ અથવા બેની ભાગીદારી છે કે નહીં તેના આધારે, તે બે પ્રકારની છે. જ્યારે સંતતિ એક જ જનક દ્વારા શુક્રાણુ નિર્માણની સામેલગીરી સાથે અથવા વિના ઉત્પન્ન થાય છે, ત્યારે પ્રજનન અલિંગી હોય છે. જ્યારે બે જનકો (વિરુદ્ધ લિંગ) પ્રજનન પ્રક્રિયામાં ભાગ લે છે અને પુરુષ અને સ્ત્રી શુક્રાણુઓના સંલયનને પણ સામેલ કરે છે, ત્યારે તેને લૈંગિક પ્રજનન કહેવામાં આવે છે.

1.1 અલિંગી પ્રજનન

આ પદ્ધતિમાં, એક વ્યક્તિગત (જનક) સંતતિ ઉત્પન્ન કરવા માટે સક્ષમ છે. પરિણામે, જે સંતતિ ઉત્પન્ન થાય છે તે માત્ર એકબીજા સમાન જ નથી પરંતુ તેમના જનકની ચોક્સાઈ નકલો પણ છે. શું આ સંતતિ આનુવંશિક રીતે સમાન અથવા અલગ હોવાની સંભાવના છે? આકૃતિવિજ્ઞાન અને આનુવંશિક રીતે સમાન વ્યક્તિગતોનું વર્ણન કરવા માટે ક્લોન શબ્દનો ઉપયોગ થાય છે.

ચાલો જોઈએ કે અલિંગી પ્રજનન વિવિધ સજીવોના જૂથોમાં કેટલું વ્યાપક છે. અલિંગી પ્રજનન એકકોષીય સજીવોમાં અને તુલનાત્મક રીતે સરળ સંસ્થાઓવાળી વનસ્પતિ અને પ્રાણીઓમાં સામાન્ય છે. પ્રોટિસ્ટ અને મોનેરન્સમાં, સજીવ અથવા જનક કોષ માઇટોસિસ દ્વારા બેમાં વિભાજિત થાય છે જે નવા વ્યક્તિગતોને જન્મ આપે છે (આકૃતિ1.2). આમ, આ સજીવોમાં કોષ વિભાજન પોતે જ પ્રજનનનો એક મોડ છે.

ઘણા એકકોષીય સજીવો દ્વિભાજન દ્વારા પ્રજનન કરે છે, જ્યાં એક કોષ બે ભાગોમાં વિભાજિત થાય છે અને દરેક ઝડપથી એક પુખ્તમાં વિકસિત થાય છે (ઉદાહરણ તરીકે, અમીબા, પેરામીશિયમ). યીસ્ટમાં, વિભાજન અસમાન હોય છે અને નાના કલિકાઓ ઉત્પન્ન થાય છે જે શરૂઆતમાં જનક કોષ સાથે જોડાયેલા રહે છે, જે અંતે અલગ થાય છે અને નવા યીસ્ટ સજીવો (કોષો)માં પરિપક્વ થાય છે. પ્રતિકૂળ પરિસ્થિતિમાં અમીબા તેના સ્યુડોપોડિયાને પાછા ખેંચે છે અને તેની આસપાસ ત્રણ-સ્તરી કઠોર આવરણ અથવા સિસ્ટ સ્ત્રાવ કરે છે. આ ઘટનાને એનસિસ્ટેશન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. જ્યારે અનુકૂળ પરિસ્થિતિઓ પરત આવે છે, ત્યારે એનસિસ્ટેડ અમીબા બહુવિધ વિભાજન દ્વારા વિભાજિત થાય છે અને ઘણા મિનિટ અમીબા અથવા સ્યુડોપોડિયોસ્પોર્સ ઉત્પન્ન કરે છે; સિસ્ટની દિવાલ ફૂટી જાય છે, અને બીજાણુઓ આસપાસના માધ્યમમાં મુક્ત થાય છે જે ઘણા અમીબામાં વિકસિત થાય છે. આ ઘટનાને સ્પોર્યુલેશન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

કિંગડમ ફૂગના સભ્યો અને શેવાળ જેવી સરળ વનસ્પતિઓ વિશિષ્ટ અલિંગી પ્રજનન માળખાં દ્વારા પ્રજનન કરે છે (આકૃતિ 1.3). આ માળખાંમાં સૌથી સામાન્ય ઝુસ્પોર્સ છે જે સામાન્ય રીતે સૂક્ષ્મ ગતિશીલ માળખાં છે. અન્ય સામાન્ય અલિંગી પ્રજનન માળખાં કોનિડિયા (પેનિસિલિયમ), કલિકાઓ (હાઈડ્રા) અને જેમ્યુલ્સ (સ્પોન્જ) છે.

તમે કક્ષા XI માં વનસ્પતિઓમાં વનસ્પતિગત પ્રજનન વિશે શીખ્યા છો. તમે શું વિચારો છો - શું વનસ્પતિગત પ્રજનન પણ અલિંગી પ્રજનનનો એક પ્રકાર છે? તમે એમ કેમ કહો છો? શું વનસ્પતિગત પ્રજનન દ્વારા રચાયેલી સંતતિ માટે ક્લોન શબ્દ લાગુ પડે છે?

જ્યારે પ્રાણીઓ અને અન્ય સરળ સજીવોમાં અલિંગી શબ્દનો ઉપયોગ સ્પષ્ટ રીતે થાય છે, ત્યારે વનસ્પતિઓમાં, વનસ્પતિગત પ્રજનન શબ્દનો ઉપયોગ વારંવાર થાય છે. વનસ્પતિઓમાં, વનસ્પતિગત પ્રસારણની એકમો જેમ કે રનર, રાઇઝોમ, સકર, કંદ, ઓફસેટ, બલ્બ બધી નવી સંતતિને જન્મ આપવા માટે સક્ષમ છે (આકૃતિ1.4). આ માળખાંને વનસ્પતિગત પ્રોપેગ્યુલ્સ કહેવામાં આવે છે.

દેખીતી રીતે, કારણ કે આ માળખાંની રચનામાં બે જનકોનો સમાવેશ થતો નથી, સામેલ પ્રક્રિયા અલિંગી છે. કેટલાક સજીવોમાં, જો શરીર અલગ ટુકડાઓ (અવશેષો)માં તૂટી જાય છે તો દરેક અવશેષ એક પુખ્તમાં વિકસિત થાય છે જે સંતતિ ઉત્પન્ન કરવા માટે સક્ષમ છે (ઉદાહરણ તરીકે, હાઈડ્રા). આ અલિંગી પ્રજનનનો એક મોડ પણ છે જેને ખંડિતતા કહેવામાં આવે છે.

તમે ચોક્કસપણે જળ સંસ્થાઓના સંકટ અથવા ‘બંગાળના આતંક’ વિશે સાંભળ્યું હશે. આ જળ કુંભી સિવાય બીજું કંઈ નથી જે સ્થિર પાણી હોય ત્યાં વધતી સૌથી આક્રમક ખરપતવાળી વનસ્પતિઓમાંની એક છે. તે પાણીમાંથી ઓક્સિજન ખાલી કરે છે, જે માછલીઓના મૃત્યુ તરફ દોરી જાય છે. તમે પ્રકરણ 13 અને 14 માં તેના વિશે વધુ શીખશો. તમને એ જાણવામાં રસ હશે કે આ છોડ તેના સુંદર ફૂલો અને પાંદડાના આકારને કારણે ભારતમાં રજૂ કરવામાં આવ્યો હતો. કારણ કે તે અદ્ભુત દરે વનસ્પતિગત રીતે પ્રસારિત થઈ શકે છે અને ટૂંકા સમયમાં સમગ્ર જળ સંસ્થા પર ફેલાઈ શકે છે, તેમાંથી છુટકારો મેળવવો ખૂબ મુશ્કેલ છે.

શું તમે જાણો છો કે બટાટા, શેરડી, કેળા, આદુ, ડેલિયા જેવા છોડની ખેતી કેવી રીતે કરવામાં આવે છે? શું તમે બટાટાના કંદની કલિકાઓ (આંખો કહેવાય છે), કેળા અને આદુના રાઇઝોમમાંથી નીકળતા નાના છોડ જોયા છે? જ્યારે તમે ઉપર યાદી કરેલા છોડમાં નવા છોડના ઉદ્ભવના સ્થળને નક્કી કરવાનો કાળજીપૂર્વક પ્રયાસ કરો છો, ત્યારે તમે નોંધશો કે તેઓ અનિવાર્યપણે આ છોડના સંશોધિત દાંડીમાં હાજર ગાંઠોમાંથી ઉદ્ભવે છે. જ્યારે ગાંઠો ભીની માટી અથવા પાણી સંપર્કમાં આવે છે, ત્યારે તેઓ મૂળ અને નવા છોડ ઉત્પન્ન કરે છે. તે જ રીતે, બ્રાયોફિલમના પાંદડાના કિનારીઓ પર હાજર ખાંચાઓમાંથી આકસ્મિક કલિકાઓ ઉદ્ભવે છે. આ ક્ષમતાનો ઉપયોગ બાગાકીય અને ખેડૂતો દ્વારા આવા છોડના વ્યાપારી પ્રસાર માટે સંપૂર્ણપણે થાય છે.

એ નોંધવું રસપ્રદ છે કે અલિંગી પ્રજનન એ સજીવોમાં પ્રજનનની સામાન્ય પદ્ધતિ છે જેની સંસ્થા તુલનાત્મક રીતે સરળ છે, જેમ કે શેવાળ અને ફૂગ અને તેઓ પ્રતિકૂળ પરિસ્થિતિઓની શરૂઆત પહેલાં જ લૈંગિક પ્રજનનની પદ્ધતિમાં સ્થળાંતર કરે છે. શોધો કે લૈંગિક પ્રજનન આ સજીવોને પ્રતિકૂળ પરિસ્થિતિઓ દરમિયાન કેવી રીતે ટકી રહેવા માટે સક્ષમ કરે છે? આવી પરિસ્થિતિઓમાં લૈંગિક પ્રજનનને પ્રાધાન્ય કેમ આપવામાં આવે છે? ઉચ્ચ વનસ્પતિઓ દ્વારા અલિંગી (વનસ્પતિગત) તેમજ લૈંગિક પ્રજનનના મોડ પ્રદર્શિત કરવામાં આવે છે. બીજી બાજુ, મોટાભાગના પ્રાણીઓમાં માત્ર લૈંગિક પ્રજનનનો મોડ હાજર છે.

1.2 લૈંગિક પ્રજનન

લૈંગિક પ્રજનનમાં પુરુષ અને સ્ત્રી શુક્રાણુઓની રચનાનો સમાવેશ થાય છે, ક્યાં તો સમાન વ્યક્તિ દ્વારા અથવા વિરુદ્ધ લિંગના વિવિધ વ્યક્તિગતો દ્વારા. આ શુક્રાણુઓ સંલયન કરી યુગ્મનજ બનાવે છે જે નવા સજીવની રચના કરવા માટે વિકસિત થાય છે. તે અલિંગી પ્રજનનની તુલનામાં એક વિગતવાર, જટિલ અને ધીમી પ્રક્રિયા છે. પુરુષ અને સ્ત્રી શુક્રાણુઓના સંલયનને કારણે, લૈંગિક પ્રજનનના પરિણામે સંતતિ જનકો અથવા તેમની વચ્ચે સમાન નથી.

વિવિધ સજીવો-વનસ્પતિ, પ્રાણીઓ અથવા ફૂગનો અભ્યાસ -દર્શાવે છે કે જોકે તેઓ બાહ્ય આકૃતિવિજ્ઞાન, આંતરિક માળખું અને શારીરિકીમાં ખૂબ જુદા પડે છે, જ્યારે લૈંગિક પ્રજનનની પદ્ધતિની વાત આવે છે, ત્યારે આશ્ચર્યજનક રીતે, તેઓ સમાન પેટર્ન શેર કરે છે. ચાલો પહેલા ચર્ચા કરીએ કે આ વિવિધ સજીવોમાં સામાન્ય લક્ષણો શું છે.

બધા સજીવોએ તેમના જીવનમાં વૃદ્ધિ અને પરિપક્વતાના ચોક્કસ તબક્કા સુધી પહોંચવું પડે છે, તે પહેલાં તેઓ લૈંગિક રીતે પ્રજનન કરી શકે. વૃદ્ધિનો તે સમયગાળો કિશોર તબક્કો કહેવાય છે. તેને વનસ્પતિઓમાં વનસ્પતિગત તબક્કો તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. આ તબક્કો વિવિધ સજીવોમાં ચલ અવધિનો છે.

કિશોર/વનસ્પતિગત તબક્કાનો અંત જે પ્રજનન તબક્કાની શરૂઆત દર્શાવે છે તે ઉચ્ચ વનસ્પતિઓમાં સરળતાથી જોઈ શકાય છે જ્યારે તેઓ ફૂલ આવે છે. ગુલદાઉદી/ચોખા/ઘઉં/નાળિયેર/ આંબાના છોડને ફૂલ આ