दबाव प्रवाह या द्रव्यमान प्रवाह परिकल्पना

दबाव प्रवाह परिकल्पना, जिसे द्रव्यमान प्रवाह परिकल्पना के रूप में भी जाना जाता है, पौधों के फ्लोएम ऊतक में शर्करा (मुख्य रूप से सुक्रोज) के स्थानांतरण के तंत्र के लिए एक व्यापक रूप से स्वीकृत व्याख्या है। यह परिकल्पना 1930 में मंच द्वारा प्रस्तावित की गई थी और यह विस्तृत विवरण प्रदान करती है कि कैसे भोजन (जैविक पोषक तत्व) को स्रोत से सिंक तक फ्लोएम के माध्यम से ले जाया जाता है।

दबाव प्रवाह परिकल्पना बताती है कि फ्लोएम में रस की गति स्रोत (जहाँ शर्करा का उत्पादन होता है, आमतौर पर पत्तियाँ) और सिंक (जहाँ शर्करा का उपभोग या भंडारण किया जाता है, जैसे कि जड़ें, फल या पौधे के बढ़ते क्षेत्र) के बीच निर्मित दबाव प्रवणता द्वारा संचालित होती है।

मुख्य अवधारणाएँ

स्रोत और सिंक

• स्रोत: पौधे का वह भाग जहाँ शर्करा का उत्पादन या भंडारण किया जाता है (आमतौर पर प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से पत्तियाँ)।
• सिंक: पौधे का वह भाग जो शर्करा का उपभोग या भंडारण करता है (जैसे कि जड़ें, फल या युवा विकासशील ऊतक)।

फ्लोएम सैप

• फ्लोएम सैप में मुख्य रूप से पानी और घुली हुई शर्करा (मुख्य रूप से सुक्रोज) के साथ-साथ अन्य पोषक तत्व और हार्मोन होते हैं।
• फ्लोएम संवहनी ऊतक है जो इस सैप को स्रोत से सिंक तक ले जाने के लिए जिम्मेदार है।

दबाव प्रवणता

• स्रोत (शर्करा की उच्च सांद्रता) और सिंक (शर्करा की कम सांद्रता) के बीच परासरणदबाव में अंतर एक दबाव प्रवणता बनाता है।
• यह दबाव अंतर फ्लोएम सैप को फ्लोएम नलिकाओं के माध्यम से धकेलता है।

दबाव प्रवाह परिकल्पना के चरण

स्रोत पर शर्करा का लोडिंग

सक्रिय परिवहन: स्रोत (आमतौर पर पत्तियों) पर, सुक्रोज पत्ती की मेसोफिल कोशिकाओं से फ्लोएम छलनी नलियों में सक्रिय रूप से लोड होता है। इसके लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

• सुक्रोज की सक्रिय लोडिंग फ्लोएम में परासरणसांद्रता (या परासरणदबाव) को बढ़ाती है।
• इससे पानी ऑस्मोसिस द्वारा फ्लोएम छलनी नलियों में प्रवेश करता है, जिससे स्रोत पर उच्च दबाव बनता है।

फ्लोएम सैप की गति

• स्रोत पर उच्च परासरण दबाव के कारण, पानी छलनी नलियों में चला जाता है, जिससे स्रोत से सिंक तक दबाव प्रवणता बनती है।
• यह दबाव अंतर फ्लोएम सैप (जिसमें पानी, शर्करा और अन्य पदार्थ होते हैं) को उच्च दबाव वाले क्षेत्रों (स्रोत) से कम दबाव वाले क्षेत्रों (सिंक) में छलनी नलियों के माध्यम से जाने के लिए मजबूर करता है।

सिंक पर शर्करा का उतारना

• सिंक (जैसे जड़ें या फल) पर, शर्करा को फ्लोएम से सक्रिय रूप से आसपास की कोशिकाओं में उतार दिया जाता है, जहाँ उनका या तो तुरंत उपयोग किया जाता है (विकास या चयापचय के लिए) या संग्रहीत किया जाता है (जैसे जड़ों में स्टार्च के रूप में)।
• शर्करा के उतारे जाने से सिंक पर परासरण दबाव कम हो जाता है, जिससे पानी ऑस्मोसिस द्वारा फ्लोएम नलियों से बाहर निकल जाता है।

जल की हानि और जाइलम में वापसी

• जैसे ही पानी सिंक में फ्लोएम से बाहर निकलता है, यह जाइलम वाहिकाओं में प्रवेश करता है, जो इसे वाष्पोत्सर्जन में खोए पानी की भरपाई करने के लिए स्रोत तक वापस ले जाता है।
• यह प्रक्रिया पौधे में पानी और पोषक तत्वों के प्रवाह को बनाए रखने में मदद करती है।

दबाव प्रवाह परिकल्पना का आरेख

• स्रोत (पत्ती): शर्करा (मुख्य रूप से सुक्रोज) सक्रिय रूप से फ्लोएम में लोड होती है, जिससे परासरण दबाव बढ़ता है।
• फ्लोएम प्रवाह: बढ़ा हुआ परासरणदबाव पानी को फ्लोएम में प्रवेश करने का कारण बनता है, जिससे उच्च दबाव बनता है और रस को सिंक की ओर धकेलता है।
• सिंक (जड़/फल): शर्करा को उतार दिया जाता है और उसका उपभोग/संग्रह किया जाता है, जिससे परासरण दबाव कम हो जाता है और पानी फ्लोएम से बाहर निकल जाता है।

दबाव प्रवाह परिकल्पना की मुख्य विशेषताएं

• सक्रिय परिवहन: स्रोत पर फ्लोएम में शर्करा की आवाजाही के लिए एटीपी के रूप में ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
• परासरण दबाव: परासरण ढाल के कारण पानी की गति रस के प्रवाह को संचालित करने वाले दबाव को बनाने के लिए महत्वपूर्ण है।
• द्रव्यमान प्रवाह: शर्करा, पानी और अन्य पदार्थों सहित संपूर्ण फ्लोएम रस, दबाव ढाल के कारण स्रोत से सिंक तक द्रव्यमान के रूप में चलता है।
• द्विदिशीय परिवहन: दबाव प्रवाह परिकल्पना स्रोत और सिंक कहाँ स्थित हैं, इस पर निर्भर करते हुए ऊपर की ओर (पत्तियों से जड़ों तक) और नीचे की ओर (पत्तियों से फलों तक) परिवहन की व्याख्या कर सकती है।

दबाव प्रवाह परिकल्पना का समर्थन करने वाले साक्ष्य

परासरण दबाव अंतर: प्रायोगिक साक्ष्य से पता चलता है कि स्रोत और सिंक के बीच परासरण दबाव में एक महत्वपूर्ण अंतर है, जो परिकल्पना के अनुरूप है।

रेडियोधर्मी अनुरेखण: रेडियोधर्मी कार्बन (¹⁴C) का उपयोग स्रोत से सिंक तक शर्करा की गति का पता लगाने के लिए किया जा सकता है, जो पुष्टि करता है कि फ्लोएम परिवहन के लिए जिम्मेदार है।

फ्लोएम सैप संरचना: फ्लोएम सैप की संरचना स्रोत से सिंक तक जाने पर बदलती है, जो पदार्थों के सक्रिय लोडिंग और अनलोडिंग के विचार का समर्थन करती है।

मूलभूत अवधारणात्मक प्रश्न

• पौधों में स्थानांतरण के लिए दाब प्रवाह परिकल्पना क्या है?
• दाब प्रवाह परिकल्पना के अनुसार स्रोत पर फ्लोएम में शर्करा लोड होने की प्रक्रिया का वर्णन करें।
• स्रोत पर आसमाटिक दबाव फ्लोएम में पानी की गति को कैसे प्रभावित करता है?
• दाब प्रवाह परिकल्पना में परासरण की क्या भूमिका है?
• बताएँ कि दाब प्रवाह परिकल्पना में स्रोत पर आस-पास की कोशिकाओं से पानी फ्लोएम छलनी नलियों में क्यों प्रवेश करता है।

अनुप्रयोग-आधारित प्रश्न

• स्रोत पर फ्लोएम में शर्करा के लोड होने में सक्रिय परिवहन क्यों शामिल है?
• सिंक पर शर्करा को उतारना फ्लोएम सैप की गति में कैसे मदद करता है?
• पौधे के किस भाग में आप फ्लोएम में सबसे अधिक आसमाटिक दबाव की अपेक्षा करेंगे, और क्यों?
• उस जल का क्या होता है जो स्रोत से फ्लोएम में प्रवेश करता है और सिंक से बाहर निकलता है?