अध्याय 03 वनस्पति जगत

पिछले अध्याय में, हमने जीवित जीवों की व्यापक वर्गीकरण को Whittaker (1969) द्वारा प्रस्तावित प्रणाली के अंतर्गत देखा था, जिसमें उन्होंने पाँच जगत वर्गीकरण का सुझाव दिया था—Monera, Protista, Fungi, Animalia और Plantae। इस अध्याय में, हम जगत Plantae, जिसे सामान्यतः ‘पादप जगत’ कहा जाता है, के भीतर आगे की वर्गीकरण का विस्तार से अध्ययन करेंगे।

हमें यहाँ यह ज़ोर देना चाहिए कि पादप जगत के प्रति हमारी समझ समय के साथ बदली है। Fungi और Monera तथा Protista के वे सदस्य जिनकी कोशिका भित्तियाँ हैं, अब Plantae से बाहर कर दिए गए हैं, यद्यपि पहले की वर्गीकरणों में उन्हें इसी जगत में रखा जाता था। इसलिए, cyanobacteria जिन्हें नील-हरित शैवाल भी कहा जाता है, अब ‘शैवाल’ नहीं रहे। इस अध्याय में, हम Plantae के अंतर्गत Algae, Bryophytes, Pteridophytes, Gymnosperms और Angiosperms का वर्णन करेंगे।

आइए एंजियोस्पर्म्स के भीतर वर्गीकरण को भी देखें ताकि वर्गीकरण प्रणालियों को प्रभावित करने वाली कुछ चिंताओं को समझ सकें। वर्गीकरण की प्रारंभिक प्रणालियों ने केवल सकल सतही आकृति विज्ञानीय लक्षणों का उपयोग किया, जैसे आदत, रंग, पत्तियों की संख्या और आकृति आदि। वे मुख्य रूप से वनस्पति लक्षणों या एंड्रोइशियम संरचना (लिनेयस द्वारा दी गई प्रणाली) पर आधारित थे। ऐसी प्रणालियां कृत्रिम थीं; वे निकट संबंधित प्रजातियों को अलग कर देती थीं क्योंकि वे कुछ ही लक्षणों पर आधारित थीं। साथ ही, कृत्रिम प्रणालियां वनस्पति और लैंगिक लक्षणों को समान भार देती थीं; यह स्वीकार्य नहीं है क्योंकि हम जानते हैं कि अक्सर वनस्पति लक्षण पर्यावरण से अधिक आसानी से प्रभावित होते हैं। इसके विपरीत, प्राकृतिक वर्गीकरण प्रणालियां विकसित हुईं, जो जीवों के बीच प्राकृतिक सादृश्यता पर आधारित थीं और न केवल बाहरी लक्षणों को बल्कि आंतरिक लक्षणों, जैसे अल्ट्रासंरचना, शारीरिक रचना, भ्रूण विज्ञान और फाइटोकेमिस्ट्री को भी ध्यान में रखती थीं। फूलों वाले पौधों के लिए ऐसा वर्गीकरण जॉर्ज बेंथम और जोसेफ डाल्टन हुकर ने दिया था।

वर्तमान में विभिन्न जीवों के बीच विकासवादी संबंधों पर आधारित वर्गीकरण प्रणालियाँ स्वीकार्य हैं। यह माना जाता है कि एक ही वर्ग (taxa) से संबंधित जीवों का एक सामान्य पूर्वज होता है। अब हम वर्गीकरण में आने वाली कठिनाइयों को दूर करने के लिए कई अन्य स्रोतों से भी जानकारी का उपयोग करते हैं। ये अन्य स्रोत तब अधिक महत्वपूर्ण हो जाते हैं जब जीवाश्म प्रमाण उपलब्ध न हों। संख्यात्मक वर्गीकरण (Numerical Taxonomy), जिसे अब कंप्यूटरों की सहायता से आसानी से किया जा सकता है, सभी प्रेक्षणीय लक्षणों पर आधारित होता है। सभी लक्षणों को संख्याओं और कोडों से निरूपित किया जाता है और फिर डेटा को संसाधित किया जाता है। इस प्रत्येक लक्षण को समान महत्व दिया जाता है और साथ ही सैकड़ों लक्षणों पर एक साथ विचार किया जा सकता है। साइटोटैक्सोनॉमी (Cytotaxonomy), जो गुणसूत्रों की संख्या, संरचना, व्यवहार जैसी कोशिकीय जानकारी पर आधारित है, और रसायनिक वर्गीकरण (chemotaxonomy), जो पौधों के रासायनिक घटकों का उपयोग कर भ्रम को दूर करता है, का उपयोग भी आजकल वर्गीकरणकर्ता करते हैं।

3.1 शैवाल

शैवाल क्लोरोफिल युक्त, सरल, थैलॉयड, स्वपोषी और मुख्यतः जलीय (ताजे पानी और समुद्री दोनों) जीव होते हैं। ये अन्य कई आवासों में भी पाए जाते हैं: नम पत्थरों, मिट्टियों और लकड़ियों में। कुछ शैवाल कवक के साथ (लाइकेन) और जानवरों के साथ (जैसे स्लॉथ भालू पर) सहसंबंध में भी पाए जाते हैं।

शैवालों का रूप और आकार अत्यधिक परिवर्तनशील होता है, उपनिवेशी रूप जैसे वॉल्वॉक्स और रेशेदार रूप जैसे उलोथ्रिक्स और स्पाइरोगायरा (चित्र 3.1) तक। कुछ समुद्री रूप जैसे केल्प्स, विशाल पौधे जैसे शरीर बनाते हैं।

शैवाल कायिक, अलैंगिक और लैंगिक विधियों से प्रजनन करते हैं। कायिक प्रजनन विखंडन द्वारा होता है। प्रत्येक खंड एक थैलस में विकसित हो जाता है। अलैंगिक प्रजनन विभिन्न प्रकार के बीजाणुओं के निर्माण द्वारा होता है, सबसे सामान्य ज़ूस्पोर होते हैं। ये कशाभयुक्त (गतिशील) होते हैं और अंकुरित होकर नए पौधे बनाते हैं। लैंगिक प्रजनन दो युग्मकों के संलयन द्वारा होता है। ये युग्मक कशाभयुक्त और आकार में समान हो सकते हैं (जैसे Ulothrix में) या कशाभयुक्त नहीं (गतिहीन) पर आकार में समान होते हैं (जैसे Spirogyra में)। ऐसे प्रजनन को समयुग्मन (isogamous) कहा जाता है। आकार में असमान दो युग्मकों का संलयन, जैसे Eudorina की प्रजातियों में, विषमयुग्मन (anisogamous) कहलाता है। एक बड़े, गतिहीन (स्थिर) मादा युग्मक और एक छोटे, गतिशील नर युग्मक के बीच संलयन को बीजाण्डीयुग्मन (oogamous) कहा जाता है, उदाहरण—Volvox, Fucus।

आकृति 3.1 शैवाल : (a) हरित शैवाल (i) Volvox (ii) Ulothrix (b) भूरी शैवाल (i) Laminaria (ii) Fucus (iii) Dictyota (c) रक्त शैवाल (i) Porphyra (ii) Polysiphoni

TABLE 3.1 शैवालों के विभाग और उनके प्रमुख लक्षण

शैवाल मनुष्य के लिए विभिन्न प्रकार से उपयोगी हैं। पृथ्वी पर कुल कार्बन डाइऑक्साइड निश्चितीकरण का कम से कम आधा भाग शैवाल द्वारा प्रकाशसंश्लेषण के माध्यम से किया जाता है। प्रकाशसंश्लेषी होने के कारण वे अपने निकटवर्ती वातावरण में घुले हुए ऑक्सीजन की मात्रा बढ़ाते हैं। वे ऊर्जा-सम्पन्न यौगिकों के प्राथमिक उत्पादक के रूप में अत्यंत महत्वपूर्ण हैं, जो सभी जलीय जानवरों के खाद्य चक्रों का आधार बनते हैं। पोर्फायरा, लैमिनारिया और सारगैसम की कई प्रजातियाँ समुद्री शैवाल की 70 प्रजातियों में शामिल हैं जिन्हें भोजन के रूप में प्रयोग किया जाता है। कुछ समुद्री भूरे और लाल शैवाल बड़ी मात्रा में हाइड्रोकोलॉइड (जल-धारण करने वाले पदार्थ) उत्पन्न करते हैं, उदाहरणस्वरूप, एल्जिन (भूरे शैवाल) और कैरेजीन (लाल शैवाल) जिनका व्यावसायिक उपयोग होता है। अगर, जेलिडियम और ग्रैसिलारिया से प्राप्त एक व्यावसायिक उत्पाद, सूक्ष्मजीवों को उगाने और आइसक्रीम तथा जेली बनाने में प्रयोग किया जाता है। क्लोरेला, प्रोटीन से भरपूर एक एककोशिकीय शैवाल, अंतरिक्ष यात्रियों द्वारा भी भोजन पूरक के रूप में प्रयोग किया जाता है। शैवालों को तीन मुख्य वर्गों में बाँटा गया है: क्लोरोफाइसी, फियोफाइसी और रोडोफाइसी।

3.1.1 क्लोरोफाइसी

क्लोरोफाइसी के सदस्यों को सामान्यतः हरित शैवाल कहा जाता है। पादप शरीर एककोशिकीय, वर्गीय या रेशीय हो सकता है। वे सामान्यतः घास-जैसे हरे रंग के होते हैं क्योंकि क्लोरोफिल a और b का वर्चस्व होता है। वर्णक निश्चित क्लोरोप्लास्टों में स्थित होते हैं। विभिन्न प्रजातियों में क्लोरोप्लास्ट डिस्कॉयड, प्लेट-जैसे, जालीदार, कप-आकार, सर्पिल या रिबन-आकार के हो सकते हैं। अधिकांश सदस्यों में एक या अधिक भंडारण निकाय होते हैं जिन्हें पायरेनॉइड कहा जाता है जो क्लोरोप्लास्टों में स्थित होते हैं। पायरेनॉइड स्टार्च के अतिरिक्त प्रोटीन भी रखते हैं। कुछ शैवाल भोजन को तेल की बूंदों के रूप में संचित कर सकते हैं। हरित शैवालों में सामान्यतः एक कठोर कोशिका भित्ति होती है जिसमें सेल्युलोज की आंतरिक परत और बाहरी परत पेक्टोज की होती है।

प्रजनन सामान्यतः विखंडन या विभिन्न प्रकार के बीजाणुओं के निर्माण द्वारा होता है। अलैंगिक प्रजनन जूस्पोरैंगिया में उत्पन्न ध्वजयुक्त जूस्पोरों द्वारा होता है। लैंगिक प्रजनन में लिंग कोशिकाओं के प्रकार और निर्माण में पर्याप्त विविधता देखी जाती है और यह समलैंगिक, विषमलैंगिक या अंडलैंगिक हो सकता है। कुछ सामान्यतः पाए जाने वाले हरित शैवाल हैं: क्लैमिडोमोनास, वॉल्वॉक्स, यूलोथ्रिक्स, स्पाइरोगायरा और चारा (चित्र 3.1a)।

3.1.2 फ़ीओफाइसी

फीओफाइसी या भूरे शैवाल के सदस्य प्रायः समुद्री आवासों में पाए जाते हैं। ये आकार और रूप में अत्यधिक विविधता दिखाते हैं। ये सरल शाखित, रेशेदार रूपों (एक्टोकार्पस) से लेकर अत्यधिक शाखित रूपों तक होते हैं, जैसे कि केल्प्स, जो 100 मीटर तक ऊँचाई तक पहुँच सकते हैं। इनमें क्लोरोफिल a, c, कैरोटीनॉयड और ज़ैंथोफिल होते हैं। ये रंग में जैतून हरे से लेकर भूरे के विभिन्न रंगों तक होते हैं, जो इनमें मौजूद ज़ैंथोफिल वर्णक, फ्यूकोज़ैंथिन की मात्रा पर निर्भर करता है। भोजन जटिल कार्बोहाइड्रेट के रूप में संग्रहित होता है, जो लैमिनारिन या मैनिटॉल के रूप में हो सकता है। वनस्पति कोशिकाओं की भित्ति सेल्यूलोज़िक होती है और सामान्यतः बाहर की ओर शैवालीन से ढकी होती है। प्रोटोप्लास्ट में प्लास्टिड्स के अतिरिक्त, एक केंद्र में स्थित रिक्तिका और केंद्रक होता है। पादप शरीर सामान्यतः आधारस्थान से होल्डफास्ट द्वारा जुड़ा होता है, और इसमें एक डंठल, स्टाइप और पत्ती जैसा प्रकाशसंश्लेषी अंग - फ्रॉन्ड होता है। वनस्पति प्रजनन खंडन द्वारा होता है। अधिकांश भूरे शैवालों में अलैंगिक प्रजनन द्विचाली ज़ूस्पोर द्वारा होता है, जो नाशपाती के आकार के होते हैं और दो असमान पार्श्विक रूप से जुड़े कशाभ होते हैं।

लैंगिक प्रजनन समलैंगिक, विषमलैंगिक या बीजाण्वीय हो सकता है। गैमेट्स का संयोग जल में या ओगोनियम के भीतर (बीजाण्वीय प्रजातियों में) हो सकता है। गैमेट्स नाशपाती के आकार के होते हैं और दो पार्श्विक रूप से जुड़े कशाभ लिए होते हैं। सामान्य रूप एक्टोकार्पस, डिक्टायोटा, लैमिनारिया, सरगासम और फ्यूकस हैं (चित्र 3.1b)।

3.1.3 रोडोफाइसी

रोडोफाइसी के सदस्यों को आमतौर पर लाल शैवाल कहा जाता है क्योंकि उनके शरीर में लाल वर्णक r-फाइकोएरिथ्रिन का प्रभाव होता है। अधिकांश लाल शैवाल समुद्री होते हैं और गर्म क्षेत्रों में इनकी अधिक सांद्रता पाई जाती है। ये जल की सतह के पास प्रकाशित क्षेत्रों में और साथ ही महासागरों की उन गहराइयों में भी पाए जाते हैं जहाँ अपेक्षाकृत कम प्रकाश पहुँचता है। अधिकांश लाल शैवालों की लाल थैली बहुकोशिकीय होती है। कुछ में जटिल शरीर संरचना होती है। भोजन फ़्लोरिडियन स्टार्च के रूप में संचित होता है जो संरचना में एमिलोपेक्टिन और ग्लाइकोजन के समान होता है। लाल शैवाल सामान्यतः विखंडन द्वारा कायिक रूप से प्रजनन करते हैं। ये गतिहीन बीजाणुओं द्वारा अलैंगिक और गतिहीन युग्मकों द्वारा लैंगिक रूप से प्रजनन करते हैं। लैंगिक प्रजनन ओगैमस होता है और इसके साथ जटिल निषेचनोत्तर विकास होता है। सामान्य सदस्य हैं: पॉलीसिफ़ोनिया, पोर्फ़ायरा (चित्र 3.1c), ग्रेसिलारिया और जेलिडियम।

3.2 ब्रायोफाइट्स

ब्रायोफाइट्स में विभिन्न प्रकार की काई और लिवरवर्ट्स शामिल हैं जो पहाड़ों में नम छायादार क्षेत्रों में सामान्यतः उगते हुए पाए जाते हैं

चित्र 3.2 ब्रायोफाइट्स: एक लिवरवर्ट - मार्कैन्टिया (a) मादा थैलस (b) नर थैलस काई - (c) फ्यूनारिया, युग्मकोद्भिद और बीजाणुद्भिद (d) स्फैग्नम युग्मकोद्भिद

ब्रायोफाइट्स को पौधों की दुनिया के उभयचर भी कहा जाता है क्योंकि ये पौधे मिट्टी में रह सकते हैं लेकिन लैंगिक प्रजनन के लिए पानी पर निर्भर रहते हैं। ये प्रायः नम, आर्द्र और छायादार स्थानों पर पाए जाते हैं। ये नंगे चट्टानों/मिट्टी पर पौधों की उत्तराधिकारी प्रक्रिया में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

ब्रायोफाइट्स का पौधे का शरीर शैवाल की तुलना में अधिक विभेदित होता है। यह थैलस-सदृश और प्रोस्ट्रेट या सीधा होता है, और एक कोशिकीय या बहुकोशिकीय राइज़ॉइड द्वारा आधार से जुड़ा रहता है। इनमें सच्ची जड़ें, तना या पत्तियाँ नहीं होतीं। इनमें जड़-सदृश, पत्ती-सदृश या तना-सदृश संरचनाएँ हो सकती हैं। ब्रायोफाइट का मुख्य पौधा हेप्लॉइड होता है। यह गैमेट उत्पन्न करता है, इसलिए इसे गैमेटोफाइट कहा जाता है। ब्रायोफाइट्स में लिंग अंग बहुकोशिकीय होते हैं। पुरुष लिंग अंग को एन्थेरिडियम कहा जाता है। ये द्वि-कशाएधारी एन्थेरोज़ॉइड उत्पन्न करते हैं। महिला लिंग अंग को आर्किगोनियम कहा जाता है जो फ्लास्क-आकार का होता है और एक एकल अंडा उत्पन्न करता है। एन्थेरोज़ॉइड पानी में छोड़े जाते हैं जहाँ वे आर्किगोनियम के संपर्क में आते हैं। एक एन्थेरोज़ॉइड अंडे से मिलकर जाइगोट बनाता है। जाइगोट तुरंत विभाजन में नहीं जाता। यह एक बहुकोशिकीय शरीर बनाता है जिसे स्पोरोफाइट कहा जाता है। स्पोरोफाइट स्वतंत्र रूप से नहीं रहता बल्कि प्रकाश संश्लेषी गैमेटोफाइट से जुड़ा रहता है और उससे पोषण प्राप्त करता है। स्पोरोफाइट की कुछ कोशिकाएँ अपचयी विभाजन (मियोसिस) से गुजरकर हेप्लॉइड स्पोर उत्पन्न करती हैं। ये स्पोर अंकुरित होकर गैमेटोफाइट बनाते हैं।

ब्रायोफाइट्स सामान्यतः आर्थिक दृष्टि से बहुत महत्वपूर्ण नहीं होते हैं, लेकिन कुछ मॉस घासाहारी स्तनधारियों, पक्षियों और अन्य जानवरों के लिए भोजन प्रदान करते हैं। स्फैग्नम नामक एक मॉस की प्रजातियाँ पीट प्रदान करती हैं जिसे लंबे समय से ईंधन के रूप में और जीवित सामग्री के परिवहन के दौरान पैकिंग सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है क्योंकि यह पानी को धारण करने की क्षमता रखता है। मॉस लाइकेन के साथ-साथ चट्टानों पर कब्जा करने वाले पहले जीव होते हैं और इसलिए ये पारिस्थितिक दृष्टि से बहुत महत्वपूर्ण हैं। ये चट्टानों को विघटित करते हैं और सब्सट्रेट को उच्च पौधों की वृद्धि के लिए उपयुक्त बनाते हैं। चूँकि मॉस मिट्टी पर घने गलीचे बनाते हैं, ये गिरती बारिश के प्रभाव को कम करते हैं और मिट्टी के कटाव को रोकते हैं। ब्रायोफाइट्स को लिवरवर्ट्स और मॉस में विभाजित किया गया है।

3.2.1 लिवरवर्ट्स

लिवरवर्ट्स सामान्यतः नम और छायादार आवासों में उगते हैं जैसे कि धाराओं के किनारे, दलदली भूमि, गीली मिट्टी, पेड़ों की छाल और घने जंगलों में। एक लिवरवर्ट का पादप शरीर थैलॉयड होता है, उदाहरण के लिए मार्चेंटिया। थैलस पृष्ठवंत्रीय होता है और सब्सट्रेट से चिपका रहता है। पत्तीदार सदस्यों में तने जैसी संरचनाओं पर दो पंक्तियों में छोटे पत्ती जैसे उपांग होते हैं।

लिवरवर्ट्स में अलैंगिक प्रजनन थैल्ली के टुकड़े होने या जेम्मा (एकवचन: जेम्मा) नामक विशिष्ट संरचनाओं के निर्माण द्वारा होता है। जेम्मा हरी, बहुकोशिकीय, अलैंगिक कलिकाएँ होती हैं, जो थैल्ली पर स्थित जेम्मा कप नामक छोटे पात्रों में विकसित होती हैं। जेम्मा माता शरीर से अलग हो जाती हैं और अंकुरित होकर नए व्यक्तियों का निर्माण करती हैं। लैंगिक प्रजनन के दौरान, नर और मादा जनन अंग या तो एक ही थैल्ली पर या भिन्न-भिन्न थैल्लियों पर बनते हैं। स्पोरोफाइट पाद, सेटा और कैप्सूल में विभेदित होता है। मीओसिस के बाद, कैप्सूल के भीतर बीजाणु बनते हैं। ये बीजाणु अंकुरित होकर स्वतंत्र रूप से जीवित युग्मकोफाइट बनाते हैं।

3.2.2 काई

काई के जीवन चक्र का प्रमुख चरण युग्मकोफाइट होता है जिसमें दो चरण होते हैं। पहला चरण प्रोटोनेमा चरण है, जो सीधे बीजाणु से विकसित होता है। यह एक रेंगने वाला, हरा, शाखित और प्रायः नाभिकीय चरण होता है। दूसरा चरण पत्तीदार चरण है, जो द्वितीयक प्रोटोनेमा से पार्श्व कलिका के रूप में विकसित होता है। इनमें सीधे, पतले अक्ष होते हैं जिन पर सर्पिल रूप से व्यवस्थित पत्तियाँ होती हैं। वे बहुकोशिकीय और शाखित राइजॉइड के माध्यम से मिट्टी से जुड़े होते हैं। यह चरण जनन अंगों को धारण करता है।

काई में वनस्पति जनन खंडन और द्वितीय प्रोटोनेमा में कलिका निर्माण द्वारा होता है। लैंगिक जनन में, पत्तीदार शाखाओं के शीर्ष पर लिंग अंग पुंकेसर (एन्थेरिडिया) और बाइस्पर्स (आर्केगोनिया) बनते हैं। निषेचन के बाद, युग्मज एक बीजाणुधारी (स्पोरोफाइट) में विकसित होता है, जिसमें पाद (फुट), तना (सेटा) और कैप्सूल होते हैं। काई में बीजाणुधारी यकृतनाल (लिवरवर्ट्स) की तुलना में अधिक विकसित होता है। कैप्सूल में बीजाणु (स्पोर्स) होते हैं। बीजाणु अर्धसूत्री विभाजन (मीओसिस) के बाद बनते हैं। काई में बीजाणु प्रसार की एक विकसित प्रणाली होती है। काई के सामान्य उदाहरण फ्यूनारिया, पॉलिट्रिकम और स्फैग्नम हैं (चित्र 3.2)।

3.3 प्टेरिडोफाइट्स

प्टेरिडोफाइट्स में घोड़े की पूंछ और फर्न सम्मिलित होते हैं। प्टेरिडोफाइट्स का उपयोग औषधीय प्रयोजनों और मिट्टी को बांधने के लिए किया जाता है। इन्हें प्रायः सजावटी पौधों के रूप में भी उगाया जाता है। विकासवादी दृष्टि से, ये पहले स्थलीय पौधे हैं जिनमें संवहन ऊतक - जाइलम और फ्लोएम होते हैं। आप इन ऊतकों के बारे में अध्याय 6 में और अधिक पढ़ेंगे। प्टेरिडोफाइट्स ठंडे, आर्द्र और छायादार स्थानों में पाए जाते हैं, यद्यपि कुछ रेतीली मिट्टी की परिस्थितियों में भी अच्छी तरह फलते-फूलते हैं।

आपको याद होगा कि ब्रायोफाइट्स में जीवनचक्र का प्रभावी चरण गैमेटोफाइटिक पौधे का शरीर होता है। हालांकि, प्टेरिडोफाइट्स में मुख्य पौधे का शरीर एक स्पोरोफाइट होता है जो सच्ची जड़, तना और पत्तियों में विभेदित होता है (चित्र 3.3)। इन अंगों में भली-भांति विभेदित वैस्कुलर ऊतक होते हैं। प्टेरिडोफाइटा में पत्तियाँ छोटी (माइक्रोफिल्स) होती हैं जैसे सेलेजिनेला में या बड़ी (मैक्रोफिल्स) होती हैं जैसे फर्न्स में। स्पोरोफाइट्स स्पोरैंगिया धारण करते हैं जो पत्ती जैसे उपांगों, स्पोरोफिल्स द्वारा नीचे आच्छादित होते हैं। कुछ मामलों में स्पोरोफिल्स पृथक संकुचित संरचनाएँ बना सकते हैं जिन्हें स्ट्रोबाइली या शंकु (सेलेजिनेला, इक्विसेटम) कहा जाता है। स्पोरैंगिया स्पोर मदर कोशिकाओं में मियोसिस द्वारा बीजाणु उत्पन्न करते हैं। बीजाणु अप्रत्यक्ष, छोटे लेकि बहुकोशिकीय

चित्र 3.3 प्टेरिडोफाइट्स : (a) सेलेजिनेला (b) इक्विसेटम (c) फर्न (d) साल्विनिया

स्वतंत्र जीवन यापन करने वाले, अधिकांशतः प्रकाश-संश्लेषी थैलॉयड युग्मपोधों को प्रोथैलस कहा जाता है। इन युग्मपोधों को वृद्धि के लिए ठंडे, नम और छायादार स्थानों की आवश्यकता होती है। इस विशिष्ट सीमित आवश्यकता और निषेचन के लिए जल की आवश्यकता के कारण जीवित प्टेरिडोफाइट्स का फैलाव सीमित है और ये संकीर्ण भौगोलिक क्षेत्रों तक सीमित हैं। युग्मपोध नर और मादा जनन अंगों को क्रमशः एन्थेरिडिया और आर्केगोनिया कहा जाता है, वहन करते हैं। एन्थेरोजॉयड्स - एन्थेरिडिया से निर्मित नर युग्मकों के स्थानांतरण के लिए जल की आवश्यकता होती है, आर्केगोनियम के मुख तक। आर्केगोनियम में उपस्थित अंडाणु के साथ नर युग्मक के संलयन से जाइगोट का निर्माण होता है। जाइगोट तत्पश्चात एक बहुकोशिकीय, सुपरिभाषित बीजाणुधारी उत्पन्न करता है जो प्टेरिडोफाइट्स का प्रमुख प्रावस्था है। अधिकांश प्टेरिडोफाइट्स में सभी बीजाणु समान प्रकार के होते हैं; ऐसे पादपों को समबीजाणुक कहा जाता है। सेलेजिनेला और साल्विनिया जैसी जातियाँ जो दो प्रकार के बीजाणु, बड़े (मैक्रो) और छोटे (माइक्रो) बीजाणु उत्पन्न करती हैं, विषमबीजाणुक कही जाती हैं। मेगाबीजाणु और माइक्रोबीजाणु अंकुरित होकर क्रमशः मादा और नर युग्मपोध उत्पन्न करते हैं। इन पादपों में मादा युग्मपोध माता-बीजाणुधारी पर विभिन्न अवधियों तक रहती हैं। जाइगोट का युवा भ्रूण में विकास मादा युग्मपोध के भीतर होता है। यह घटना बीज आदत के लिए एक पूर्वसूचक है जिसे विकास में एक महत्वपूर्ण कदम माना जाता है।

प्टेरिडोफाइट्स को चार वर्गों में वर्गीकृत किया गया है: साइलोप्सिडा (साइलोटम); लाइकोप्सिडा (सेलेजिनेला, लाइकोपोडियम), स्फेनोप्सिडा (इक्विसेटम) और प्टेरोप्सिडा (ड्रायोप्टेरिस, प्टेरिस, एडियैंटम)।

3.4 जिम्नोस्पर्म्स

जिम्नोस्पर्म्स (जिम्नोस : नग्न, स्पर्मा : बीज) वे पौधे होते हैं जिनमें अंडाणु किसी भी अंडाशय की दीवार से आवृत नहीं होते और निषेचन से पहले तथा बाद दोनों ही अनावृत रहते हैं। निषेचन के बाद विकसित होने वाले बीज आवृत नहीं होते, अर्थात् वे नग्न होते हैं। जिम्नोस्पर्म्स में मध्यम आकार के वृक्ष या ऊँचे वृक्ष तथा झाड़ियाँ सम्मिलित होती हैं (चित्र 3.4)। इनमें से एक जिम्नोस्पर्म, विशाल रेडवुड वृक्ष सीकोइया, सबसे ऊँचे वृक्षों में से एक है। जड़ें प्रायः मूलजड़ होती हैं। कुछ वंशों की जड़ों में कवक-सहयोग माइकोराइज़ के रूप में पाया जाता है (पाइनस), जबकि कुछ अन्य में (साइकस) छोटी विशिष्ट जड़ें, जिन्हें कोरेलॉयड जड़ें कहा जाता है, N₂ स्थिरीकरण करने वाले सायनोबैक्टीरिया से संबद्ध होती हैं। तना अशाखित (साइकस) या शाखित (पाइनस, सिड्रस) होता है। पत्तियाँ सरल या यौगिक हो सकती हैं। साइकस में पिन्नेट पत्तियाँ कुछ वर्षों तक बनी रहती हैं। जिम्नोस्पर्म्स की पत्तियाँ तापमान, आर्द्रता और पवन की चरम स्थितियों को सहन करने के लिए अच्छी तरह अनुकूलित होती हैं। शंकुधारियों में सूई के आकार की पत्तियाँ सतह के क्षेत्र को घटाती हैं। उनकी मोटी क्यूटिकल और धँसे हुए स्टोमेट भी जल-हानि को कम करने में सहायक होते हैं।

चित्र 3.4 जिम्नोस्पर्म्स: (a) साइकस (b) पाइनस (c) जिन्कगो

जिम्नोस्पर्म्स विषमबीजाणुक होते हैं; वे हेप्लॉयड सूक्ष्मबीजाणुओं और बृहत्बीजाणुओं का उत्पादन करते हैं। दोनों प्रकार के बीजाणु उन बीजाणुकोषों के भीतर बनते हैं जो स्पोरोफिल्स पर लगे होते हैं, और ये स्पोरोफिल्स किसी अक्ष के साथ सर्पिल रूप में व्यवस्थित होकर ढीले या घने स्ट्रोबिलाई या शंकु बनाते हैं। सूक्ष्मबीजाणुक पत्रिकाओं और सूक्ष्मबीजाणुकोषों वाले स्ट्रोबिलाई को सूक्ष्मबीजाणुक या पुरुष स्ट्रोबिलाई कहा जाता है। सूक्ष्मबीजाणु एक पुरुष युग्मनपीढ़ी में विकसित होते हैं जो अत्यंत संक्षिप्त होती है और केवल सीमित संख्या की कोशिकाओं तक सीमित रहती है। इस संक्षिप्त युग्मनपीढ़ी को परागकण कहा जाता है। परागकणों का विकास सूक्ष्मबीजाणुकोषों के भीतर होता है। बृहत्बीजाणुक पत्रिकाओं वाले शंकु जिन पर अंडाणु या बृहत्बीजाणुकोष लगे होते हैं उन्हें बृहत्बीजाणुक या स्त्री स्ट्रोबिलाई कहा जाता है। पुरुष या स्त्री शंकु या स्ट्रोबिलाई एक ही वृक्ष पर लग सकते हैं (Pinus)। तथापि, साइकस में पुरुष शंकु और बृहत्बीजाणुक पत्रिकाएं भिन्न-भिन्न वृक्षों पर लगती हैं। बृहत्बीजाणु मातृकोशिका न्यूसेलस की कोशिकाओं में से एक से विभेदित होती है। न्यूसेलस आवरणों द्वारा संरक्षित होता है और इस संयुक्त संरचना को अंडाणु कहा जाता है। अंडाणु बृहत्बीजाणुक पत्रिकाओं पर लगे होते हैं जो समूह बनाकर स्त्री शंकु बना सकती हैं। बृहत्बीजाणु मातृकोशिका मीओटिक विभाजन द्वारा चार बृहत्बीजाणुओं का निर्माण करती है। बृहत्बीजाणुकोष के भीतर बंद एक बृहत्बीजाणु बहुकोशिकीय स्त्री युग्मनपीढ़ी में विकसित होता है जो दो या अधिक आर्केगोनिया या स्त्री लिंग अंग धारण करता है। बहुकोशिकीय स्त्री युग्मनपीढ़ी भी बृहत्बीजाणुकोष के भीतर ही रहती है। ब्रायोफाइट्स और प्टेरिडोफाइट्स के विपरीत, जिम्नोस्पर्म्स में पुरुष और स्त्री युग्मनपीढ़ियों का कोई स्वतंत्र मुक्त जीवन नहीं होता। वे स्पोरोफाइट्स पर बने बीजाणुकोषों के भीतर ही रहती हैं। परागकण सूक्ष्मबीजाणुकोष से मुक्त होता है। वे वायु धाराओं द्वारा ले जाए जाते हैं और बृहत्बीजाणुक पत्रिकाओं पर लगे अंडाणुओं के मुख से संपर्क करते हैं। पुरुष युग्मकों को ले जाने वाली परागनलिका अंडाणुओं में आर्केगोनिया की ओर बढ़ती है और अपनी सामग्री आर्केगोनिया के मुख के पास छोड़ती है। निषेचन के पश्चात्, युग्मनज भ्रूण में विकसित होता है और अंडाणु बीजों में। ये बीज आवृत्त नहीं होते।

3.5 एंजियोस्पर्म्स

जिम्नोस्पर्म्स के विपरीत जहाँ अंडाणु नग्न होते हैं, एंजियोस्पर्म्स या पुष्पीय पौधों में पराग कण और अंडाणु विशिष्ट संरचनाओं जिन्हें फूल कहा जाता है, में विकसित होते हैं। एंजियोस्पर्म्स में बीज फलों के अंदर बंद होते हैं। एंजियोस्पर्म्स अत्यंत विशाल समूह के पौधे हैं जो विस्तृत श्रेणी के आवासों में पाए जाते हैं। इनका आकार सबसे छोटे वोल्फ़िया से लेकर यूकेलिप्टस के विशाल वृक्षों (100 मीटर से अधिक ऊँचाई) तक होता है। ये हमें भोजन, चारा, ईंधन, औषधियाँ और कई अन्य व्यावसायिक रूप से महत्वपूर्ण उत्पाद प्रदान करते हैं। इन्हें दो वर्गों में बाँटा गया है: द्विबीजपत्री और एकबीजपत्री (चित्र 3.5)।

चित्र 3.5 एंजियोस्पर्म्स : (a) एक द्विबीजपत्री (b) एक एकबीजपत्री

सारांश

पादप जगत में शैवाल, ब्रायोफाइट्स, प्टेरिडोफाइट्स, जिम्नोस्पर्म्स और एंजियोस्पर्म्स सम्मिलित हैं। शैवाल क्लोरोफिल युक्त सरल, थैलॉयड, स्वपोषी और मुख्यतः जलीय जीव होते हैं। उपस्थित वर्णक के प्रकार और संचित भोजन के प्रकार के आधार पर शैवालों को तीन वर्गों—क्लोरोफाइसी, फ़ियोफाइसी और रोडोफाइसी—में वर्गीकृत किया गया है। शैवाल सामान्यतः विखंडन द्वारा कायिक, विभिन्न प्रकार के बीजाणुओं के निर्माण द्वारा अलैंगिक और समयुग्म, विषमयुग्म या बीजयुग्म गैमेटों के निर्माण द्वारा लैंगिक प्रजनन करते हैं।

ब्रायोफाइट्स वे पौधे हैं जो मिट्टी में रह सकते हैं लेकिन लैंगिक प्रजनन के लिए पानी पर निर्भर रहते हैं। उनका पौधे का शरीर शैवालों की तुलना में अधिक विभेदित होता है। यह थैलस-जैसा और प्रोस्ट्रेट या सीधा होता है और राइज़ॉइड्स द्वारा आधार से जुड़ा रहता है। इनमें जड़-जैसी, पत्ती-जैसी और तना-जैसी संरचनाएँ होती हैं। ब्रायोफाइट्स को लिवरवर्ट्स और मॉसेस में विभाजित किया गया है। लिवरवर्ट्स का पौधा थैलॉयड और डॉर्सीवेंट्रल होता है जबकि मॉसेस में सीधे, पतले अक्ष होते हैं जिन पर सर्पिल रूप से व्यवस्थित पत्तियाँ होती हैं। ब्रायोफाइट का मुख्य पौधा गैमेट उत्पादक होता है और इसे गैमेटोफाइट कहा जाता है। इसमें पुरुष लिंग अंग जिन्हें एंथेरिडिया कहा जाता है और स्त्री लिंग अंग जिन्हें आर्केगोनिया कहा जाता है होते हैं। उत्पन्न होने वाले पुरुष और स्त्री गैमेट्स मिलकर जाइगोट बनाते हैं जो एक बहुकोशिकीय शरीर बनाता है जिसे स्पोरोफाइट कहा जाता है। यह हेप्लॉयड बीजाणु उत्पन्न करता है। बीजाणु अंकुरित होकर गैमेटोफाइट बनाते हैं।

प्टेरिडोफाइट्स में मुख्य पौधा एक स्पोरोफाइट होता है जो सच्ची जड़, तने और पत्तियों में विभेदित होता है। इन अंगों में अच्छी तरह से विभेदित वैस्कुलर ऊतक होते हैं। स्पोरोफाइट्स में स्पोरैंगिया होते हैं जो बीजाणु उत्पन्न करते हैं। बीजाणु अंकुरित होकर गैमेटोफाइट बनाते हैं जिन्हें बढ़ने के लिए ठंडे, नम स्थानों की आवश्यकता होती है। गैमेटोफाइट्स में पुरुष और स्त्री लिंग अंग होते हैं जिन्हें क्रमशः एंथेरिडिया और आर्केगोनिया कहा जाता है। पुरुष गैमेट्स को आर्केगोनियम तक पहुँचाने के लिए पानी की आवश्यकता होती है जहाँ निषेचन के बाद जाइगोट बनता है। जाइगोट एक स्पोरोफाइट उत्पन्न करता है।

जिम्नोस्पर्म्स वे पौधे होते हैं जिनमें अंडाणु किसी भी अंडाशय की दीवार से घिरे नहीं होते। निषेचन के बाद बीज खुले रहते हैं और इसलिए इन पौधों को नग्न-बीज वाले पौधे कहा जाता है। जिम्नोस्पर्म्स सूक्ष्मबीजाणु और बृहद्बीजाणु उत्पन्न करते हैं जो क्रमशः सूक्ष्मबीजाणुकोष और बृहद्बीजाणुकोष में बने स्पोरोफिल्स पर उत्पन्न होते हैं। स्पोरोफिल्स - सूक्ष्मस्पोरोफिल्स और बृहत्स्पोरोफिल्स - अक्ष पर कुंडलित रूप से व्यवस्थित होकर क्रमशः नर और मादा शंकु बनाते हैं। परागकण अंकुरित होता है और परागनलिका नर युग्मक को अंडाणु में छोड़ता है, जहाँ यह आर्किगोनिया में अंडाणु कोशिका से संलयन करता है। निषेचन के बाद, युग्मनज भ्रूण में विकसित होता है और अंडाणु बीज में बदल जाते हैं।

अभ्यास

1. शैवालों के वर्गीकरण का आधार क्या है?

2. लिवरवर्ट, मॉस, फर्न, जिम्नोस्पर्म और एंजियोस्पर्म के जीवनचक्र में अपचयी विभाजन कब और कहाँ होता है?

3. तीन पादप समूहों के नाम बताइए जो आर्केगोनिया धारण करते हैं। उनमें से किसी एक के जीवन चक्र का संक्षेप में वर्णन कीजिए।

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उत्तर

आर्केगोनियम स्त्री जननांग होता है जो स्त्री युग्मक या अंडा उत्पन्न करता है। यह ब्रायोफाइट्स, प्टेरिडोफाइट्स और जिम्नोस्पर्म्स के जीवन चक्रों में उपस्थित होता है।

एक फर्न (ब्रायोप्टेरिस) का जीवन चक्र

ड्रायोप्टेरिस एक सामान्य फर्न है जिसकी पत्तियाँ पिन्नately-कंपाउंड होती हैं। मुख्य पादप-देह स्पोरोफाइटिक होता है। इसकी परिपक्व पत्तियों की निचली सतहों पर कई स्पोरैंगिया लगे होते हैं। प्रत्येक स्पोरैंगियम में स्पोर मदर कोशिकाएँ होती हैं जो मियोसिस से गुजरकर हैप्लॉयड स्पोर उत्पन्न करती हैं। परिपक्व होने पर ये स्पोर फटकर बाहर निकलते हैं और अंकुरित होकर हृदयाकार युग्मनाभिक (गैमेटोफाइट) प्रोथैलस उत्पन्न करते हैं।

प्रोथैलस पुरुष और स्त्री जननांगों को धारण करता है जिन्हें क्रमशः एन्थेरिडिया और आर्केगोनिया कहा जाता है। एन्थेरिडिया शुक्राणु उत्पन्न करते हैं जो पानी में तैरकर आर्केगोनिया तक पहुँचते हैं। अंडा आर्केगोनिया द्वारा उत्पन्न होता है। निषेचन के परिणामस्वरूप एक युग्मनज बनता है। युग्मनज एक भ्रूण बनाता है, जो आगे चलकर एक नया स्पोरोफाइट विकसित करता है। युवा पादप माता गैमेटोफाइट के आर्केगोनियम से बाहर निकलता है।

4. निम्नलिखित की प्लॉइडी उल्लेख कीजिए: काई के प्रोटोनिमल कोशिका; द्विबीजपत्री में प्राथमिक भ्रूणपोष केन्द्रक, काई की पर्ण कोशिका; फर्न के प्रोथैलस कोशिका; मार्कैंटिया में जेमा कोशिका; एकबीजपत्री की विभज्योतिस्थ कोशिका, लिवरवर्ट का अंडाणु, और फर्न का युग्मनज.

5. शैवाल और जिम्नोस्पर्म की आर्थिक महत्त्व पर एक टिप्पणी लिखिए।

6. जिम्नोस्पर्म और एंजियोस्पर्म दोनों बीज उत्पन्न करते हैं, फिर उन्हें अलग-अलग क्यों वर्गीकृत किया गया है?

7. विषमबीजाणुता क्या है? इसके महत्व पर संक्षेप में टिप्पणी कीजिए। दो उदाहरण दीजिए।

8. निम्नलिखित पदों को उपयुक्त उदाहरणों के साथ संक्षेप में समझाइए:

(i) प्रोटोनेमा

(ii) एन्थेरिडियम

(iii) आर्केगोनियम

(iv) डिप्लॉन्टिक

(v) स्पोरोफिल

(vi) समजनन

9. निम्नलिखित के बीच अंतर बताइए:

(i) लाल शैवाल और भूरे शैवाल

(ii) लिवरवर्ट और मॉस

(iii) समस्पोरस और विषमस्पोरस प्टेरिडोफाइट

(iv) सिंगैमी और ट्रिपल फ्यूजन

10. सुमेलित कीजिए (स्तंभ I को स्तंभ II के साथ)

11. जिम्नोस्पर्मों की महत्वपूर्ण विशेषताओं का वर्णन कीजिए।