जाइलम

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जाइलम, यह एक परिवहन ऊतक है जो फ्लोएम के साथ संवहनी पौधों में पाया जाता है। जाइलम का महत्वपूर्ण कार्य पोषक तत्वों और जल को जड़ों से पत्तियों और तनों तक पहुंचाना और सहारा प्रदान करना है। जाइलम शब्द की शुरुआत कार्ल नेगेली ने 1858 में की थी।

जाइलम परिभाषा

संवहनी पौधों को उनके संवहनी ऊतकों, जाइलम और फ्लोएम द्वारा वर्गीकृत किया जाता है, जो पूरे पौधे में पोषक तत्व पहुंचाते हैं। संवहनी पौधों में, जाइलम एक प्रकार का ऊतक है जो जल और पोषक तत्वों को जड़ों से पत्तियों तक पहुंचाता है। परिवहन ऊतक का दूसरा रूप फ्लोएम है, जो पूरे पौधे में सुक्रोज जैसे पोषक तत्व पहुंचाता है।

जाइलम एक संवहनी ऊतक है जो पौधे के पूरे शरीर में जल पहुंचाता है। जटिल प्रक्रियाएँ और विभिन्न प्रकार की कोशिकाएँ पौधों को बनाए रखने और पोषण देने के लिए जाइलम द्वारा जल और घुले हुए पोषक तत्वों को स्थानांतरित करती हैं

जाइलम के प्रकार

उत्पत्ति के आधार पर जाइलम कोशिकाएँ दो अलग-अलग प्रकार की होती हैं:

प्राथमिक और माध्यमिक जाइलम

प्राथमिक जाइलम: प्रोकैम्बियम से प्राथमिक विकास के परिणामस्वरूप प्राथमिक जाइलम का निर्माण होता है। इसमें प्रोटोक्साइलम और मेटाजाइलम होते हैं। सबसे पहले प्रोटोजाइलम बढ़ता है, उसके बाद मेटाजाइलम और फिर द्वितीयक जाइलम बढ़ता है। प्रोटोक्साइलम में ट्रेकिड्स की कमी होती है और इसमें मेटाजाइलम की तुलना में संकीर्ण वाहिकाएँ होती हैं।
द्वितीयक जाइलम: द्वितीयक वृद्धि के दौरान, द्वितीयक जाइलम संवहनी कैम्बियम से विकसित होता है। यद्यपि द्वितीयक जाइलम जिम्नोस्पर्म समुदायों जिन्कगोफाइटा और गनेटोफाइटा में भी देखा जाता है और कुछ हद तक साइकाडोफाइटा सदस्यों में भी देखा जाता है, दो प्रमुख श्रेणियां जिनमें द्वितीयक जाइलम पाया जा सकता है वे हैं कोनिफ़र (कोनिफ़ेरा) और एंजियोस्पर्म (एंजियोस्पर्मे)।

जाइलम की संरचना

पौधों में जाइलम चार विभिन्न प्रकार के तत्वों से बना होता है:

ट्रेकिड्स: ट्रेकिड्स छोटे प्रवाहकीय तत्व होते हैं जो द्वितीयक कोशिका भित्ति में किनारों वाले गड्ढों और छिद्रों द्वारा एक दूसरे से जुड़े होते हैं। ट्रेकिड्स कॉनिफ़र में लकड़ी की संरचना को बनाए रखते हैं जिनमें सहायक कोशिकाओं और जाइलम रस के परिवहन की कमी होती है। जिम्नोस्पर्म (शंकुधारी) और एंजियोस्पर्म में लकड़ी होती है जिसमें महत्वपूर्ण मात्रा में ट्रेकिड होते हैं।
वाहिकाएं: एंजियोस्पर्म में प्राथमिक प्रवाहकीय कोशिका प्रकार को एक वाहिका तत्व के रूप में जाना जाता है, जो सामान्यतः एक ट्रेकिड की तुलना में व्यास में व्यापक होता है और अक्षीय रूप से, एक के ऊपर एक रखा जाता है, जिससे लंबी नलिकाएं बनती हैं जिन्हें वाहिका के रूप में जाना जाता है। जाइलम रस का परिवहन इंटरकंड्यूट गड्ढों द्वारा किया जाता है, जो पड़ोसी प्रवाहकीय तत्वों में विलेय के पार्श्व प्रवाह और श्वासनली तत्वों में अक्षीय परिवहन की अनुमति देता है। गड्ढे नाली को पास के जाइलम पैरेन्काइमा कोशिकाओं से भी जोड़ सकते हैं, जो गैर-ट्रेकिरी तत्व हैं।
जाइलम पैरेन्काइमा: जाइलम पैरेन्काइमा कोशिकाएं, जिन्हें अक्षीय या रेडियल रूप से स्थित किया जा सकता है, लकड़ी की कोशिकाओं का अंतिम प्रकार हैं। हालाँकि इन कोशिकाओं में सामान्यतः द्वितीयक कोशिका दीवारें होती हैं जो अपेक्षाकृत पतली होती हैं और सामान्यतः लिग्नाइफाइड होती हैं, फिर भी वे विभिन्न महत्वपूर्ण कार्य करती हैं जो लकड़ी और पेड़ों के लिए आवश्यक हैं।
जाइलम फाइबर: जाइलम फाइबर एक केंद्रीय लुमेन और लिग्निफाइड दीवारों के साथ मृत कोशिका हैं और जल परिवहन में यांत्रिक सहायता प्रदान करते हैं।

पौधे के अधिकांश कोमल ऊतक, जिनमें पैरेन्काइमा और लंबे तंतु शामिल हैं जो पौधे को सहारा प्रदान करते हैं, जाइलम में भी पाए जा सकते हैं। पौधे के क्रॉस-सेक्शन में माइक्रोस्कोप के माध्यम से देखने पर जाइलम तारे के आकार का दिखाई देता है।

"जाइलम पैरेन्काइमा" जाइलम से जुड़ी पैरेन्काइमा कोशिकाओं को संदर्भित करता है।

द्वितीयक जाइलम में मुख्यतः दो प्रकार की पैरेन्काइमा कोशिकाएँ होती हैं।

अक्षीय पैरेन्काइमा कोशिकाएँ अक्ष के चारों ओर व्यवस्थित होती हैं।

रेडियल पैरेन्काइमा कोशिकाएं सामान्य केंद्र से निकलने वाली किरण पैटर्न में व्यवस्थित होती हैं।

जाइलम की विशेषताएँ

जाइलम, संवाहक ऊतकों में से एक, पोषक तत्वों और जल को जड़ों से पौधे के तने और पत्तियों तक स्थानांतरित करने के लिए जिम्मेदार है।
यह विशेष कोशिकाओं से बना होता है जिन्हें श्वासनली घटक कहा जाता है जो जल ले जाते हैं।
ट्रेकिड्स जाइलम में खोजा गया पहला श्वासनली घटक है।
कुछ जिम्नोस्पर्म और अन्य बीज रहित पौधों में जल के संचालन के लिए मुख्य घटक के रूप में केवल ट्रेकिड्स होते हैं।
वाहिका सदस्य जाइलम में दूसरा श्वासनली घटक हैं। ट्रेकिड्स की तुलना में, वे अत्यधिक विशिष्ट कोशिकाएँ हैं।
मुख्य घटक, जिसे वाहिका तत्व के रूप में भी जाना जाता है, ट्रेकिड मौजूद होने पर भी एंजियोस्पर्म में जल का परिवहन करता है। यह जिम्नोस्पर्मों में अनुपस्थित है।
श्वासनली घटकों के अलावा, जाइलम में पैरेन्काइमा ऊतक और फाइबर कोशिकाएं भी होती हैं।
लिग्निफाइड फाइबर कोशिकाएं पौधों को संरचनात्मक सहायता प्रदान करती हैं। दूसरी ओर, पैरेन्काइमा में अविशिष्ट, पतली दीवार वाली कोशिकाएं होती हैं जिनका उपयोग भंडारण के लिए किया जाता है।

जाइलम के कार्य

जल और कुछ घुलनशील पोषक तत्व, जैसे खनिज और अकार्बनिक आयन, को जड़ों से पूरे पौधे तक पहुँचाना जाइलम का प्राथमिक काम है। जाइलम कोशिकाओं से बनी लंबी नलिकाएं पोषक तत्वों को ले जाती हैं, और जाइलम कोशिकाओं से गुजरने वाले तरल पदार्थ को जाइलम सैप के रूप में जाना जाता है। इन यौगिकों को स्थानांतरित करने के लिए निष्क्रिय परिवहन का उपयोग किया जाता है; इसलिए, किसी ऊर्जा की आवश्यकता नहीं है।

केशिका क्रिया वह प्रक्रिया है जो जाइलम रस को गुरुत्वाकर्षण के विरुद्ध ऊपर की ओर बढ़ने में सक्षम बनाती है। इस स्थिति में सतही तनाव के कारण द्रव ऊपर उठ जाता है। जाइलम कोशिकाओं के सख्त पालन से जल को जाइलम के माध्यम से ऊपर की ओर बढ़ने में भी सुविधा होती है। हालाँकि, जैसे-जैसे पौधा लंबा होता जाता है, घटकों को ले जाने के लिए गुरुत्वाकर्षण के विरुद्ध काम करना कठिन हो जाता है, इसलिए जाइलम लंबे पेड़ों की वृद्धि पर अधिकतम सीमा निर्धारित करता है।

तीन घटनाओं के कारण जाइलम रस प्रवाहित होता है:

जड़ दबाव: यदि जड़ कोशिकाओं की जल क्षमता मिट्टी की तुलना में अधिक नकारात्मक है, तो जल परासरण द्वारा मिट्टी से जड़ में जा सकता है, सामान्यतः उच्च विलेय सांद्रता के कारण। परिणामस्वरूप, सकारात्मक दबाव रस को जाइलम और पत्तियों की ओर धकेलता है। रंध्रों के खुलने और वाष्पोत्सर्जन शुरू होने से पहले, जड़ पर दबाव सुबह के समय अधिकतम होता है। यहां तक कि एक समान आवास में भी, विभिन्न पौधों की प्रजातियों में अलग-अलग जड़ दबाव हो सकते हैं; उदाहरणों में वाइटिस रिपारिया में 145 केपीए तक लेकिन सेलास्ट्रस ऑर्बिकुलेटस में शून्य शामिल है।
दबाव प्रवाह परिकल्पना: फ्लोएम प्रणाली पत्तियों और अन्य हरे ऊतकों में बनी शर्करा को बनाए रखती है, जबकि जाइलम प्रणाली बहुत हल्के विलेय, जल और खनिजों को ले जाती है। फ्लोएम दबाव, वायु दबाव से कहीं अधिक, कई एमपीए तक बढ़ सकता है। फ्लोएम में यह उच्च विलेय सामग्री दोनों प्रणालियों के बीच चयनात्मक अंतर्संबंध के कारण जाइलम द्रव को नकारात्मक दबाव से अधिक खींचने की अनुमति देती है।
वाष्पोत्सर्जन खिंचाव: मेसोफिल कोशिका सतहों से जल के वाष्पित होने और वायुमंडल में प्रवेश करने से पौधे के शीर्ष पर एक समान नकारात्मक दबाव उत्पन्न होता है। परिणामस्वरूप, सतही तनाव, जाइलम में एक नकारात्मक दबाव या तनाव पैदा करता है जो जल को मिट्टी और जड़ों से दूर खींचता है। इसलिए, मेसोफिल कोशिका भित्ति लाखों छोटे मेनिस्कस के निर्माण का अनुभव करती है।

प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से भोजन का उत्पादन करने के लिए पौधों को मिट्टी से जल और हवा से कार्बन डाइऑक्साइड लेना चाहिए। हालाँकि, जब किसी पौधे के रंध्र, या उसकी पत्तियों में छोटे-छोटे छिद्र जो CO₂ को प्रवेश करने की अनुमति देते हैं, तो बहुत सारा जल वाष्पित हो जाता है, जो कि ली गई CO₂ की तुलना में काफी अधिक वाष्पित हो जाता है। 400 मिलियन वर्ष पहले, पौधों में जाइलम विकसित होना शुरू हुआ था। उन पौधों के जीवित रहने की संभावना अधिक थी जिन्होंने पत्तियों पर प्रकाश संश्लेषक स्थलों तक जल पहुंचाने के तरीके विकसित किए थे।

संवहनी पौधों और आवृतबीजी पौधों के जाइलम

संवहनी पौधों की एक प्रमुख श्रेणी आवृतबीजी है, जिन्हें फूल वाले पौधे भी कहा जाता है। अन्य दो टेरिडोफाइट्स और नग्न बीज उत्पादक जिम्नोस्पर्म हैं, उदाहरण के लिए, फ़र्न। इन समूहों को उनके जाइलम ऊतकों के आधार पर विभेदित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, जाइलम वाहिकाएँ फूल वाले पौधों के जाइलम ऊतकों में मौजूद होती हैं लेकिन जिम्नोस्पर्म या फ़र्न में नहीं। उनमें केवल ट्रेकिड्स होते हैं, जाइलम वाहिकाएँ नहीं। अधिकांश आवृतबीजी पौधों में प्राथमिक प्रवाहकीय घटक जाइलम वाहिकाओं द्वारा प्रदान किया जाता है।

हालाँकि, जाइलम वाहिकाएँ और ट्रेकिड्स परिपक्वता पर अपने प्रोटोप्लास्ट खो देते हैं और खोखले और निर्जीव हो जाते हैं। द्वितीयक कोशिका भित्ति बनाने के लिए लिग्निन को बहुलक के रूप में जमा किया जाता है। हालाँकि, जाइलम वाहिकाओं की द्वितीयक दीवारें ट्रेकिड्स की तुलना में पतली होती हैं। इन दोनों की पार्श्व दीवारों पर अंततः गड्ढे बन जाते हैं।

एकबीजपत्री बनाम द्विबीजपत्री में जाइलम

एंजियोस्पर्म को दो मुख्य श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: एकबीजपत्री (जिसमें ऑर्किड, बांस, केले, ताड़ के पेड़, घास और अन्य समान प्रजातियां जैसे पौधे शामिल हैं) और द्विबीजपत्री (उदाहरण के लिए, मैगनोलिया, गुलाब, सूरजमुखी, स्ट्रॉबेरी, ओक, गूलर, मेपल) , वगैरह।)। दोनों समूहों के बीच प्राथमिक अंतर बीजपत्रों की उपस्थिति है: एकबीजपत्री में एक होता है, जबकि द्विबीजपत्री में दो होते हैं। बीजपत्रों के अलावा, उन्हें उनके जाइलम ऊतकों द्वारा पहचाना जा सकता है।

द्विबीजपत्री जड़ का जाइलम एक तारे (3 या 4-आयामी) जैसा दिखता है। फ्लोएम जाइलम के "प्रांग्स" के बीच स्थित होता है। जबकि मोनोकॉट जड़ों में अंडाकार या गोल जाइलम वाहिकाएँ होती हैं, द्विबीजपत्री जड़ों में कोणीय या बहुभुज वाहिकाएँ होती हैं। द्विबीजपत्री जड़ों में सामान्यतः एकबीजपत्री जड़ों (8 या अधिक) की तुलना में 2 से 6 कम जाइलम-फ्लोएम घटक होते हैं।

जाइलम का विकास

संवहनी कैम्बियम और बिफेशियल लेटरल मेरिस्टेम कोशिकाओं द्वारा द्वितीयक जाइलम का निर्माण जाइलम के साथ-साथ द्वितीयक फ्लोएम के विकास की विशेषता है। इसके अलावा, जाइलम का विकास एक रूप से दूसरे रूप में बदलता रहता है। जाइलम की वृद्धि का वर्णन विभिन्न तरीकों से किया गया है: एक्सार्च, एंडार्क, मेसार्च और सेंट्रार्क।

एक्सार्च: जब जड़ों या तनों में एक से अधिक प्राथमिक जाइलम होते हैं, तो जाइलम बाहर से अंदर की ओर विकसित होता है। परिणामस्वरूप, प्रोटोक्साइलम सीमा के करीब विकसित होता है, जबकि मेटाजाइलम केंद्र के करीब स्थित होता है। उदाहरण के लिए, संवहनी पौधों का जाइलम एक्सार्च रूप में विकसित होता है।
एंडार्क: प्रोटोक्साइलम केंद्र के पास बनता है, और मेटाजाइलम सीमा के करीब विकसित होता है क्योंकि जाइलम पौधे के आंतरिक भाग से विकसित होता है और बाहर की ओर फैलता है। उदाहरण के लिए, बीज पौधे के तने विकास का एक एंडार्च रूप प्रदर्शित करते हैं।
मेसार्च: प्राथमिक जाइलम स्ट्रैंड के मध्य से, जाइलम प्रत्येक दिशा में विकसित होता है। उदाहरण के लिए, फ़र्न के तने और पत्तियाँ मेसर्च रूप में बढ़ती हैं। हालाँकि, मेटाजाइलम ने कोर और सीमा क्षेत्रों को भर दिया, जिससे प्रोटोक्साइलम बीच में रह गया।
सेंट्रार्क: प्रोटोक्साइलम के चारों ओर मेटाजाइलम होता है क्योंकि प्राथमिक जाइलम तने के बीच में बने सिलेंडर से बाहर की ओर बढ़ता है। उदाहरण के लिए, कई स्थलीय पौधे सेंट्रार्किड रूप में विकसित होते हैं।

जाइलम ऊतकों की वृद्धि और विकास के दो अलग-अलग चरण होते हैं। प्राथमिक वृद्धि, जिसे प्रथम चरण भी कहा जाता है, वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा प्रोकैम्बियम से निकलने वाली कोशिकाएं प्राथमिक जाइलम में विभेदित होती हैं। उदाहरण के लिए, प्रोकैम्बियम और संवहनी कैम्बियम से मेरिस्टेम कोशिकाओं का उपयोग जाइलम ऊतक बनाने के लिए किया जाता है। एक पार्श्व विभज्योतक दूसरे चरण में द्वितीयक जाइलम का निर्माण करता है, जिसे द्वितीयक वृद्धि भी कहा जाता है।

अभ्यास प्रश्न:

जाइलम क्या है?
जाइलम के विभिन्न तत्व क्या हैं?
जाइलम की विशेषताएँ लिखिए।
जाइलम के कार्य लिखिए।