Biology | ఆహారమిచ్చే అన్నదాత.. శ్వాస వాయువునిచ్చే ప్రాణదాత

పోషణ

జీవుల మనుగడ, దేహ నిర్మాణం పెరుగుదలకు ఆహార పదార్థాలు అందించాలి. జీవులకు కావలసిన ఆహార పదార్థాలను అందించడాన్ని పోషణ అంటారు. సమస్త జీవ వ్యవస్థల్లో ఆహార పదార్థాలను సొంతంగా తయారు చేసుకునేవి మొక్కలు మాత్రమే. జంతువులు, సూక్ష్మజీవులు ఆహారం కోసం ఇతర మొక్కలు, ఇతర జీవులపై ఆధారపడతాయి. ఈ నేపథ్యంలో ఆహార పదార్థాల సేకరణను బట్టి జీవుల రకాలు, మొక్కల్లో కిరణజన్య సంయోగక్రియ గురించి తెలుసుకుందాం..

స్వయం పోషణ: సూర్యకాంతి సమక్షంలో ఆహారాన్ని సొంతంగా తయారు చేసుకోవడాన్ని స్వయం పోషణ అని, ఈ జీవులను స్వయం పోషకాలు అని అంటారు. ఇవి రెండు రకాలు..
కాంతి స్వయం పోషకాలు: సూర్యకాంతిలోని శక్తిని గ్రహించి ఆ శక్తి ఆధారంగా పోషకాలను తయారుచేసుకునే మొక్కలను కాంతి స్వయం పోషకాలు అంటారు.
ఉదా: హరిత వర్ణంలో ఉన్న బ్యాక్టీరియాలు, కొన్ని బ్యాక్టీరియాలు
రసాయన స్వయం పోషకాలు: వర్ణ పదార్థం లేని కొన్ని బ్యాక్టీరియాలు రసాయనిక చర్యలు జరపడం ద్వారా శక్తిని గ్రహించి, పోషకాలను తయారుచేసుకుంటాయి. వీటిని రసాయన స్వయం పోషకాలు అంటారు.
ఉదా: సల్ఫర్‌ బ్యాక్టీరియాలు, నత్రీకరణ బ్యాక్టీరియాలు, ఐరన్‌ బ్యాక్టీరియాలు
పరపోషణ: ఆహారాన్ని ఇతర జీవుల నుంచి సేకరించడాన్ని పరపోషణ అని ఈ జీవులను పర పోషకాలు అని అంటారు.
ఉదా: జంతువులు
మిశ్రమ పోషణ: సూర్యకాంతి ఉన్నప్పుడు ఆహారాన్ని సొంతంగా తయారు చేసుకొని, సూర్యకాంతి లేనప్పుడు ఆహారాన్ని ఇతర జీవుల నుంచి సేకరించడాన్ని మిశ్రమ పోషణ అంటారు. ఈ జీవులను మిశ్రమ పోషకాలు అని అంటారు.
సహజీవనం: రెండు వివిధ వర్గాల జీవులు కలిసి పోషకాలను పరస్పరం మార్పిడి చేసుకుంటూ జీవిస్తాయి. ఈ విధానాన్ని సహజీవనం అంటారు.
ఉదా: లెగ్యూమ్‌ (చిక్కుడు) జాతి మొక్కల వేరు బొడిపెల్లో నివసించే రైజోబియం బ్యాక్టీరియా
పరాన్న జీవనం: ఒక జీవి మరొక జీవిపై ఆధారపడి దాని నుంచి ఆహారం, ఆవాసం పొందుతూ ఆ జీవికి నష్టం చేకూరుస్తుంది. ఈ విధానాన్ని పరాన్న జీవనం అంటారు. పరాన్న జీవికి ఆహారం ఆవాసం అందించే దాన్ని అతిథేయి అంటారు. ఆహారం, ఆవాసం పొందే జీవిని అతిథి అంటారు.Photo
ఉదా: కస్క్యుటా, రఫ్లీషియా

కిరణజన్య సంయోగక్రియ

• జీవుల్లో ఆకుపచ్చని మొక్కలు మాత్రమే తమ ఆహారాన్ని తామే తయారు చేసుకుంటాయి. ఇతర జీవులన్నీ తమ అవసరాలకు ఈ ఆకుపచ్చ మొక్కలపై ప్రత్యక్షంగా కాని పరోక్షంగా కాని ఆధారపడతాయి.
• ఆకుపచ్చని మొక్కలు(పత్రహరితం కలిగి ఉన్న మొక్కలు) కిరణజన్య సంయోగక్రియ ద్వారా ఆహార పదార్థాలను తయారు చేసుకుంటాయి.
• కాంతి, పత్రహరితం సమక్షంలో కార్బన్‌ డై ఆక్సైడ్‌, నీరు కలిసి ఆహార పదార్థాల (పిండి పదార్థాలు)ను, ఆక్సిజన్‌ను వెలువరించే ప్రక్రియను కిరణజన్య సంయోగక్రియ అంటారు.
• కిరణజన్య సంయోగక్రియలో క్రియాజనకాలు, కార్బన్‌ డై ఆక్సైడ్‌, నీరు. క్రియాజన్యాలు లేదా ఉత్పన్నాలు పిండిపదార్థం (ప్రధాన ఉత్పన్నం), ఆక్సిజన్‌ (ఉప ఉత్పన్నం).
• కిరణజన్య సంయోగక్రియలో కార్బన్‌ డై ఆక్సైడ్‌ క్షయకరణం చెంది పిండిపదార్థం, నీరు ఆక్సీకరణం చెంది ఆక్సిజన్‌ విడుదల అవుతాయి.
• ఈ చర్యలో కాంతి శక్తి రసాయన శక్తిగా మారుతుంది. కాబట్టి కిరణజన్య సంయోగక్రియను ఒక కాంతిరసాయన చర్యగా భావిస్తారు.
• కిరణజన్య సంయోగక్రియలో పిండి పదార్థం (గ్లూకోజ్‌) ఏర్పడుతుంది. కాబట్టి ఇది ఒక నిర్మాణాత్మక క్రియగా భావిస్తారు.
• ఇందులో కాంతిశక్తిని ఉపయోగించుకోవడం వల్ల దీన్ని శక్తిగ్రాహక చర్యగా భావిస్తారు. (భూమి మీద పడే సూర్యకాంతిలో మొక్కలు కిరణజన్య సంయోగక్రియకు కేవలం 1.5 శాతం కంటే తక్కువ కాంతిని ఉపయోగించుకుంటాయి.)
• కిరణజన్య సంయోగక్రియ హరితరేణువు అనే కణాంగంలో జరుగుతుంది. ఈ కణాంగాన్ని Kitchen House Of The Cell (హరితరేణువు కణం వంటగది) అంటారు.
• కిరణజన్య సంయోగక్రియ రెండు దశల్లో పూర్తవుతుంది. అవి
  1. కాంతి దశ (Light Phase)
  2. రసాయన సంశ్లేషణ దశ/ నిష్కాంతి దశ (Dark Phase)
• కాంతిదశ హరితరేణువులోని గ్రానా/పటలికారాశి అనే భాగంలో, రసాయన సంశ్లేషణ దశ/నిష్కాంతి దశ హరితరేణువులోని స్టోమా/ఆవర్ణిక అనే భాగంలో జరుగుతాయి.

హరిత రేణువులు (క్లోరోప్లాస్ట్‌లు)

• పత్రంలోని పత్రాంతర కణాల్లో హరిత రేణువులు ఉంటాయి.
• ఇవి చక్రాభం (Discoid) ఆకారంలో ఉంటాయి. వీటిలో మూడు త్వచాలు ఉంటాయి.
• హరితరేణువుల్లోని థైలకాయిడ్‌ దొంతరలను ‘గ్రానా’ (Grana) అంటారు. దీనిలో ‘కాంతి’ చర్యలు జరుగుతాయి.
• కాంతి చర్యలో 250-400 అణువులు సముదాయంగా ఉంటాయి. ఇవి కిరణజన్య సంయోగక్రియ ప్రమాణాలు. (Light harvesting Complex)
• దొంతరల మధ్య వర్ణరహిత భాగాన్ని ‘స్ట్రోమా’(Stroma) అంటారు. దీనిలో ‘నిష్కాంతి’ చర్యలు జరుగుతాయి.
• స్ట్రోమాలో అధిక ఎంజైమ్‌ల చర్య వల్ల గ్లూకోజ్‌(C6H12O6) సంశ్లేషితమై ‘పిండి పదార్థాలు’ తయారవుతాయి.
• పత్ర హరితంలో మెగ్నీషియం (Mg) అణువు ఉంటుంది.
  ఉదా:- మానవుడి రక్తంలోని హిమోగ్లోబిన్‌లో ఐరన్‌ మాదిరిగా

కాంతి దశ

• కాంతి దశలో పీఎస్‌-1, పీఎస్‌-2లోని వర్ణద్రవ్యాలు కాంతి శక్తిని శోషించి 02, ATP, NADPH2ను ఏర్పరుస్తాయి.
• ఈ క్రియ సూర్యకాంతిలో మాత్రమే జరిగి వాతావరణంలోకి ఆక్సిజన్‌ విడుదలై కాలుష్యం తగ్గుతుంది. ఈ క్రియ రాత్రి సమయంలో సూర్యకాంతి అందుబాటులో ఉండదు కాబట్టి జరగదు. కాబట్టి రాత్రి సమయంలో మొక్కల నుంచి కార్బన్‌ డై ఆక్సైడ్‌ వెలువడుతుంది.

నిష్కాంతి దశ

• ఈ దశలోని చర్యలకు కాంతి శక్తి అవసరం లేదు. అందుకే దీన్ని నిష్కాంతి దశ అంటారు.
• ఈ చర్యలో హైడ్రోజన్‌ CO2తో కలిసి ATP నుంచి శక్తిని వినియోగించుకుని గ్లూకోజ్‌ను (C6H12O6) ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఈ సంశ్లేషణ అనేక మధ్యస్థ పదార్థాలను ఎంజైమ్‌లను ఉపయోగించుకుని చివరగా గ్లూకోజ్‌ పిండి పదార్థంగా మారుతుంది.

నీటి కాంతి విశ్లేషణ

• కాంతి ద్వారా ఉత్తేజితమైన పత్ర హరితం నీటి అణువును ఛేదించడాన్ని ‘నీటి కాంతి విశ్లేషణ’ అంటారు. (Photolycis)
  2H2O + 4Chl+ 4Chl + 4H + O2
• నీటి కాంతి విశ్లేషణలో ATP, ADP ల అవసరం ఉంటుంది.
• కాంతి చర్యలను 1937లో ‘రాబర్ట్‌ హిల్‌’ ప్రతిపాదించాడు.
• ‘వాన్‌ నీల్‌’ అనే శాస్త్రవేత్త పర్పుల్‌ బ్యాక్టీరియాల్లో జరిగే కిరణజన్య సంయోగ క్రియలో H2O (నీరు)కు బదులుగా H2S (హైడ్రోజన్‌ సల్ఫైడ్‌) విడుదలవుతుందని వివరించారు.
• 1941లో ‘రూబెన్‌’, ‘కామెన్‌’లు రేడియోధార్మిక ఆక్సిజన్‌ ఐసోటోప్‌ 18O (ఆక్సిజన్‌) ప్రయోగించి కిరణజన్య సంయోగక్రియలో ఏర్పడిన ఆక్సిజన్‌ పూర్తిగా నీటి నుంచి విడుదలవుతుందని నిరూపించారు.
• కాంతి చర్యల అంతిమ ఉత్పత్తులు : ఆక్సిజన్‌(O2), NADPH, ATP
• నిష్కాంతి చర్యలను ‘మెల్విన్‌ కాల్విన్‌’ అనే అమెరికా శాస్త్రవేత్త కనుగొన్నాడు.
• కార్బన్‌ డై ఆక్సైడ్‌ గ్లూకోజ్‌గా మారే చర్యలను కాల్విన్‌ వివరించడంతో ‘కాల్విన్‌ వలయం’గా పిలుస్తారు. ఈ చర్యలో కాంతి చర్యలో లభించిన ATP, NADPH ఉపయోగపడుతాయి. ఇవి హరిత రేణువులోని ఆవర్ణిక(స్ట్రోమా)లో జరుగుతాయి.

వ్యాధి శాస్త్రం

• వ్యాధులు, సంక్రమించే విధానం, చికిత్స, నివారణ వంటి అంశాల గురించి అధ్యయనం చేసే శాస్ర్తాన్ని వ్యాధి శాస్త్రం (Pathalogy) అంటారు. వ్యాధులు సాధారణంగా సూక్ష్మజీవుల ద్వారా వ్యాప్తి చెందుతాయి. కొన్ని వ్యాధులు పోషకాహార లోపాలు, జన్యు లోపాల వల్ల కూడా సంభవిస్తాయి.
  వ్యాధి: సాధారణంగా జరగవలసిన జీవక్రియల క్రమబద్ధతలో మార్పులు జరగడాన్ని వ్యాధిగా భావిస్తారు.
  వ్యాధి జనకాలు: వ్యాధులను సంక్రమింపజేసే జీవులను వ్యాధి జనకాలు అంటారు.
  ఉదా: వైరస్‌లు, బ్యాక్టీరియాలు, ప్రొటోజోవా, శిలీంధ్రాలు
  అతిథేయి: ఏ జీవి అయితే వ్యాధికారకాలకు ఆశ్రయంగా ఉంటూ వ్యాధికి గురవుతుందో దాన్ని అతిథేయి అంటారు.
  ఉదా: మలేరియా పరాన్నజీవి ప్లాస్మోడియం వైవాక్స్‌కు మానవుడు అతిథేయి
  వాహకాలు: వ్యాధి కారకాలను ఒకచోటు నుంచి మరోచోటుకు వ్యాప్తి చేసేవాటిని వాహకాలు అంటారు. వ్యాధి జనకాలు కలుగజేసే వ్యాధులకు ఇవి గురికావు.
  ఉదా: ఈగలు, దోమలు వ్యాప్తి చెందే విధానం బట్టి వ్యాధులు మూడు రకాలు
  1. ఎండమిక్‌ వ్యాధి: వ్యాధి కేవలం ఒక భౌగోళిక ప్రాంతానికే పరిమితమవుతుంది.
  ఉదా: ఇన్‌ఫ్లూయెంజా, రాణిఖేట్‌ వ్యాధి (కోళ్లలో)
  2. ఎపిడమిక్‌ వ్యాధి: అన్ని ప్రాంతాలకు వేగంగా వ్యాపించే వ్యాధులను ఎపిడమిక్‌ వ్యాధులు అంటరు. వీటినే మహమ్మారి వ్యాధులు అంటారు.
  ఉదా: కలరా, మీజిల్స్‌, ప్లేగు, కరోనా
  3. పాండమిక్‌ వ్యాధులు: ఒక ప్రాంతం నుంచి మరొక ప్రాంతానికి వ్యాప్తి చెందే వ్యాధులను పాండమిక్‌ వ్యాధులు అంటారు.
  ఉదా: పోలియో, క్షయ వ్యాధి వ్యాప్తి దశలు
  వ్యాధి సంక్రమణ దశ: ఈ దశలో వ్యాధి కారకాలు అతిథేయి లోపలికి ప్రవేశిస్తాయి.
  పొదిగే దశ: ఈ దశలో వ్యాధి కారకాలు
  అతిథేయి శరీరంలో అభివృద్ధి చెందుతాయి. కాని వ్యాధి లక్షణాలు ఈ దశలో కనిపించవు.
  వ్యక్తమయ్యే దశ: ఈ దశలో వ్యాధి లక్షణాలు బయటపడతాయి.
  అంత్య దశ: ఈ దశలో వ్యాధి లక్షణాలు తాత్కాలికంగా లేదా శాశ్వతంగాఆగిపోతాయి.