वृद्धि क्या है?
वृद्धि आकार, भार या कोशिकाओं की संख्या में स्थायी (अपरिवर्तनीय) बढ़त है। पानी से फूला सूखा बीज अभी बढ़ा नहीं है; नई कोशिकाओं से लंबी हुई जड़ बढ़ी है। वृद्धि में ऊर्जा लगती है, इसलिए यह श्वसन पर निर्भर है।
पौधे जीवन भर विभज्योतक (meristem) नाम के ख़ास भागों से बढ़ते हैं: जड़ और तने की नोक पर (शीर्षस्थ, लंबाई के लिए) और बगल में (पार्श्व कैंबियम, मोटाई के लिए)। यह खुली वृद्धि है।
बीज अंकुरण
अंकुरण वह है जब बीज के अंदर का भ्रूण जागकर नन्हा पौधा बनता है।
- पानी सोखा जाता है (अंतःशोषण)। बीज फूलता है और आवरण नरम होता है।
- एंजाइम जागते हैं और जमा स्टार्च, वसा और प्रोटीन को भ्रूण के भोजन में तोड़ते हैं। अनाजों में जिबरेलिन मदद करता है।
- श्वसन बढ़ता है और O₂ से ऊर्जा निकलती है।
- पहले मूलांकुर (नन्ही जड़) निकलता है, जो पौधे को टिकाता और पानी लेता है। फिर प्ररोहांकुर (नन्हा तना) ऊपर बढ़ता है।
ज़रूरतें: पानी, ऑक्सीजन, सही ताप; कुछ बीजों को प्रकाश भी। जो बीज सब कुछ मिलने पर भी अंकुरित न हों, वे सुप्त हैं, अक्सर ABA या कठोर आवरण के कारण।
वृद्धि की अवस्थाएँ
जड़ की नोक को नीचे से ऊपर देखो:
- विभज्योतकी अवस्था: ठीक नोक पर (मूल गोप के पीछे)। कोशिकाएँ छोटी, पतली दीवार, बड़ा केंद्रक और घना कोशिका-द्रव्य। ये बँटती रहती हैं।
- दीर्घीकरण अवस्था: उसके ठीक ऊपर। कोशिकाएँ पानी लेती हैं, बड़ी रिक्तिका बनाती हैं और लंबी होती हैं। लंबाई की ज़्यादातर बढ़त यहीं होती है।
- परिपक्वन अवस्था: और ऊपर। कोशिकाएँ पूरे आकार पर पहुँचती हैं, दीवार मोटी होती है, वे ख़ास कोशिकाएँ बनती हैं। मूलरोम यहीं होते हैं।
वृद्धि दर: अंकगणितीय और ज्यामितीय
वृद्धि दर यानी प्रति इकाई समय में वृद्धि।
अंकगणितीय वृद्धि
हर विभाजन के बाद केवल एक संतति कोशिका बँटती रहती है; दूसरी परिपक्व हो जाती है। लंबाई हर बार उतनी ही बढ़ती है: Lt = L₀ + rt। ग्राफ़: सीधी रेखा। उदाहरण: एक जैसी गति से बढ़ती जड़।
ज्यामितीय वृद्धि
दोनों संतति कोशिकाएँ बँटती रहती हैं, संख्या दोगुनी होती है। शुरू में धीमी (लैग अवस्था), फिर बहुत तेज़ (लॉग या घातांकी अवस्था), फिर भोजन और जगह कम होने पर धीमी (स्थिर अवस्था)। ग्राफ़ S-आकार (सिग्मॉइड) वक्र है। तेज़ अवस्था में: W₁ = W₀ e^(rt), जहाँ r सापेक्ष वृद्धि दर (दक्षता सूचकांक) है और e ≈ 2.718।
निरपेक्ष और सापेक्ष वृद्धि दर
निरपेक्ष वृद्धि दर = प्रति इकाई समय कुल वृद्धि। सापेक्ष वृद्धि दर = प्रति इकाई समय वृद्धि ÷ शुरू का आकार। दो पत्तियाँ एक दिन में 5 cm² बढ़ें, तो 5 cm² से शुरू वाली की सापेक्ष दर 50 cm² वाली से कहीं अधिक है।
वृद्धि की परिस्थितियाँ
- पानी: कोशिकाएँ पानी लेकर बड़ी होती हैं (स्फीति), और एंजाइम पानी में काम करते हैं।
- ऑक्सीजन: श्वसन के लिए, जो कोशिका बनाने की ऊर्जा देता है।
- पोषक तत्व: N, P, K आदि निर्माण की ईंटें हैं।
- ताप: हर पौधे का एक अनुकूल दायरा है; बहुत ठंडा या गर्म होने पर एंजाइम धीमे।
- प्रकाश और गुरुत्व: कुछ चरणों पर असर, जैसे कुछ बीजों का अंकुरण, फूल आना और वृद्धि की दिशा।
विभेदन, निर्विभेदन और पुनर्विभेदन
- विभेदन: विभज्योतक से बनी कोशिकाएँ रचना और काम में ख़ास बनती हैं। उदाहरण: जाइलम वाहिका बनने वाली कोशिका अपना जीवद्रव्य खो देती है और पानी ढोने के लिए मोटी, मज़बूत दीवार बनाती है।
- निर्विभेदन: जीवित पक्की कोशिका फिर बँटने की शक्ति पा लेती है। उदाहरण: पैरेंकाइमा से अंतरापूलीय कैंबियम और कॉर्क कैंबियम बनना; ऊतक संवर्धन में कैलस बनना।
- पुनर्विभेदन: इन नए विभज्योतकों से बनी कोशिकाएँ फिर बँटना छोड़कर ख़ास बनती हैं। उदाहरण: कॉर्क कैंबियम से कॉर्क कोशिकाएँ; कैंबियम से द्वितीयक जाइलम और फ्लोएम।
परिवर्धन और सुघट्यता
परिवर्धन अंकुरण से मृत्यु तक का पूरा क्रम है, जिसमें वृद्धि और विभेदन दोनों आते हैं। अलग परिस्थितियों में पौधे अलग रूप ले सकते हैं: यह सुघट्यता (plasticity) है। कपास, धनिया और लार्कस्पर में नई और पुरानी पत्तियों का आकार अलग होता है; बटरकप में पानी और हवा की पत्तियाँ अलग होती हैं। इसे विषमपर्णता कहते हैं।
पादप वृद्धि नियामक (हार्मोन)
पादप वृद्धि नियामक (PGR) छोटे रसायन हैं जो बहुत कम मात्रा में वृद्धि नियंत्रित करते हैं। वर्धक: ऑक्सिन, जिबरेलिन, साइटोकाइनिन। अवरोधक: ABA, और ज़्यादातर एथिलीन (कुछ काम यह बढ़ाता भी है)।
ऑक्सिन (IAA, IBA; कृत्रिम NAA, 2,4-D)
तने की नोक पर बनता है। कलम पर जड़ें निकलवाता है; शीर्ष प्रभाविता (ऊपरी कली बगल की कलियों को रोकती है); फल और पत्ती का जल्दी गिरना रोकता है; टमाटर में बीजरहित फल (अनिषेकफलन); 2,4-D अनाज के खेतों में चौड़ी पत्ती वाले खरपतवार मारता है। जई की नोक के प्रकाश की ओर मुड़ने से खोजा गया (डार्विन, वेंट)।
जिबरेलिन (GA₁ … GA₁₀₀+; GA₃ आम)
तने को लंबा करता है (पत्तागोभी में बोल्टिंग), अंगूर के डंठल की लंबाई और सेब का आकार बढ़ाता है, गन्ने की उपज बढ़ाता है, माल्टिंग तेज़ करता है और बीज की सुप्ति तोड़ता है। धान के "बकाने" (मूर्ख पौधा) रोग से खोजा गया, जो कवक गिबरेला से होता है।
साइटोकाइनिन (काइनेटिन, ज़िएटिन)
कोशिका विभाजन बढ़ाता है, बगल की कलियाँ उगाता है (शीर्ष प्रभाविता को हटाता है), नई पत्तियाँ और प्ररोह बनाता है और पत्ती का बूढ़ा होना टालता है। नारियल पानी में और हेरिंग मछली के शुक्राणु के DNA से (काइनेटिन) मिला।
एथिलीन (एक गैस)
फल पकाता है (श्वसन बढ़ाता है: क्लाइमैक्टेरिक), पत्ती और फूल गिराता है, सुप्ति तोड़ता है, गहरे पानी के धान का तना तेज़ी से बढ़ाता है, मूलरोम और खीरे में मादा फूल बढ़ाता है। एथेफ़ॉन एथिलीन छोड़ता है और खूब काम आता है।
ऐब्सिसिक अम्ल (ABA)
तनाव हार्मोन। सूखे में रंध्र बंद करता है, बीज और कलियों को सुप्त रखता है, वृद्धि रोकता है, और बीजों को पकने व सूखा सहने में मदद करता है। यह आमतौर पर जिबरेलिन के उलटा काम करता है।
करके देखो: घर पर हार्मोन और वृद्धि
- वृद्धि डायरी: 6 मूँग के दाने रात भर भिगोकर गीली रुई पर रखो। 7 दिन तक रोज़ जड़ की लंबाई नापो। लंबाई बनाम दिन का ग्राफ़ बनाओ। सीधी रेखा है या S-वक्र?
- सूखा बनाम गीला: 3 दाने सूखी रुई पर रखो। अनुमान लगाओ: क्या अंकुरित होंगे? 2 दिन बाद देखो।
- एथिलीन जाँच: एक कच्चा केला पके सेब के साथ बंद काग़ज़ की थैली में रखो और दूसरा अकेला। कौन पहले पकता है?
- 3D के आख़िरी चरण में पानी 0 करो और देखने से पहले वृद्धि दर का अनुमान लगाओ।
मुख्य सूत्र और परिभाषाएँ
- अंकगणितीय वृद्धि: Lt = L₀ + rt
- ज्यामितीय वृद्धि: W₁ = W₀ e^(rt)
- निरपेक्ष वृद्धि दर = आकार में बढ़त ÷ समय
- सापेक्ष वृद्धि दर = (बढ़त ÷ समय) ÷ शुरू का आकार
- S-वक्र: लैग → लॉग (घातांकी) → स्थिर
- वर्धक: ऑक्सिन, जिबरेलिन, साइटोकाइनिन · अवरोधक: ABA, एथिलीन (ज़्यादातर)
हल किए गए उदाहरण
1. एक जड़ 2 cm लंबी है और 0.5 cm प्रतिदिन अंकगणितीय रूप से बढ़ती है। 6 दिन बाद लंबाई?
Lt = L₀ + rt = 2 + 0.5 × 6 = 2 + 3 = 5 cm।
2. एक तना 8 दिन में 10 cm से 34 cm हुआ (अंकगणितीय)। r निकालो।
r = (Lt − L₀) ÷ t = (34 − 10) ÷ 8 = 24 ÷ 8 = 3 cm प्रतिदिन।
3. एक कोशिका से शुरुआत, हर कोशिका रोज़ एक बार बँटती है और दोनों संतति बँटती रहती हैं। 5 दिन बाद कितनी कोशिकाएँ?
संख्या रोज़ दोगुनी: 1 × 2⁵ = 32 कोशिकाएँ। यह ज्यामितीय वृद्धि है।
4. पत्ती A एक दिन में 5 से 10 cm² और पत्ती B 50 से 55 cm² बढ़ी। निरपेक्ष और सापेक्ष दर की तुलना करो।
निरपेक्ष: दोनों 5 cm² प्रतिदिन। सापेक्ष: A = 5 ÷ 5 = 1 (100%); B = 5 ÷ 50 = 0.1 (10%)। A की सापेक्ष दर 10 गुना।
5. W₁ = W₀ e^(rt) से, 2 g का पौधा, r = 0.1 प्रतिदिन। 10 दिन बाद भार (e ≈ 2.718)?
rt = 0.1 × 10 = 1। W₁ = 2 × e¹ = 2 × 2.718 ≈ 5.44 g।
6. इसी पौधे का भार कितने दिन में दोगुना होगा? (ln 2 ≈ 0.693)
W₁ = 2W₀ → e^(rt) = 2 → rt = 0.693 → t = 0.693 ÷ 0.1 ≈ 6.9 दिन।
7. किसान चाय की झाड़ी की ऊपरी कली तोड़ता है। क्या होगा, कौन-सा हार्मोन कारण है?
बगल की कलियाँ बढ़ती हैं और झाड़ी घनी हो जाती है। ऊपरी कली का ऑक्सिन उन्हें रोक रहा था (शीर्ष प्रभाविता); नोक हटाने से वह ऑक्सिन हट गया।
आम गलतियाँ
- सूखे बीज के पानी से फूलने को "वृद्धि" कहना। वृद्धि अपरिवर्तनीय होनी चाहिए; पहला फूलना केवल पानी लेना है।
- अंकगणितीय और ज्यामितीय वृद्धि को मिलाना। अंकगणितीय = हर बार उतनी ही (सीधी रेखा); ज्यामितीय = दोगुनी होती, S-वक्र।
- एथिलीन को द्रव या केवल अवरोधक कहना। यह गैस है और पकना, मूलरोम व कुछ वृद्धि बढ़ाता भी है।
- सोचना कि मृत कोशिकाएँ निर्विभेदन कर सकती हैं। केवल जीवित पक्की कोशिकाएँ, जैसे पैरेंकाइमा, कर सकती हैं।