अध्याय 07 पशुओं में संरचनात्मक संगठन

पिछले अध्यायों में आपने जंतु जगत के एकलकोशिकीय और बहुकोशिकीय जीवों की विविधता देखी। एकलकोशिकीय जीवों में पाचन, श्वसन और जनन जैसी सभी क्रियाएँ एक ही कोशिका द्वारा सम्पन्न की जाती हैं। बहुकोशिकीय जीवों के जटिल शरीर में यही मूलभूत कार्य विभिन्न कोशिका-समूहों द्वारा सुव्यवस्थित ढंग से सम्पन्न किए जाते हैं। हाइड्रा जैसे सरल जीव का शरीर विभिन्न प्रकार की कोशिकाओं से बना होता है और प्रत्येक प्रकार की कोशिकाओं की संख्या हज़ारों में हो सकती है। मानव शरीर विभिन्न कार्यों को सम्पन्न करने के लिए अरबों कोशिकाओं से बना है। ये शरीर की कोशिकाएँ आपस में कैसे कार्य करती हैं? बहुकोशिकीय जीवों में, समान कोशिकाओं का एक समूह अन्तःकोशिकीय पदार्थों के साथ मिलकर एक विशिष्ट कार्य सम्पन्न करता है। इस प्रकार की संरचना को ऊतक कहा जाता है।

आपको आश्चर्य होगा कि सभी जटिल जीव केवल चार मूलभूत प्रकार के ऊतकों से बने होते हैं। ये ऊतक विशिष्ट अनुपात और पैटर्न में व्यवस्थित होकर पेट, फेफड़ा, हृदय और गुर्दा जैसे अंग बनाते हैं। जब दो या अधिक अंग भौतिक और/या रासायनिक अन्तःक्रिया द्वारा एक सामान्य कार्य सम्पन्न करते हैं, तो वे मिलकर अंग तंत्र बनाते हैं, जैसे पाचन तंत्र, श्वसन तंत्र आदि। कोशिकाएँ, ऊतक, अंग और अंग तंत्र कार्य को इस प्रकार विभाजित करते हैं कि यह श्रम-विभाजन प्रदर्शित करता है और सम्पूर्ण शरीर के जीवित रहने में योगदान देता है।

7.1 अंग और अंग तंत्र

ऊपर उल्लिखित मूल ऊतक उपर्युक्त रूप से अंग बनाने के लिए संगठित होते हैं, जो बदले में बहुकोशिकीय जीवों में अंग प्रणालियाँ बनाने के लिए जुड़ते हैं। ऐसा संगठन एक जीव बनाने वाली लाखों कोशिकाओं की अधिक कुशल और बेहतर समन्वित गतिविधियों के लिए आवश्यक है। हमारे शरीर का प्रत्येक अंग एक या अधिक प्रकार के ऊतकों से बना होता है। उदाहरण के लिए, हमारा हृदय चारों प्रकार के ऊतकों, अर्थात् उपकला, संयोजी, पेशीय और तंत्रिका ऊतकों से बना होता है। हम यह भी देखते हैं कि कुछ सावधानीपूर्वक अध्ययन के बाद अंग और अंग प्रणालियों में जटिलता कुछ स्पष्ट प्रवृत्ति दिखाती है। इस स्पष्ट प्रवृत्ति को विकासवादी प्रवृत्ति कहा जाता है (विस्तार से आप कक्षा XII में पढ़ेंगे)। आपको तीन जीवों की विभिन्न विकासवादी स्तरों पर आकृति विज्ञान और शारीरिक रचना से परिचय कराया जा रहा है ताकि उनकी संरचना और कार्यप्रणाली दिखाई जा सके। आकृति विज्ञान का अर्थ है रूप या बाह्यतः दिखाई देने वाले लक्षणों का अध्ययन। पादपों या सूक्ष्मजीवों के संदर्भ में यह शब्द केवल इसी अर्थ में प्रयुक्त होता है। जंतुओं के संदर्भ में यह शरीर के अंगों या भागों की बाहरी बनावट को दर्शाता है। शब्द ‘शारीरिक रचना’ परंपरागत रूप से जंतुओं के आंतरिक अंगों की आकृति के अध्ययन के लिए प्रयुक्त होता है। आप अपशिष्ट जीव, तिलचट्टे और मेंढक—अकशेरूकी और कशेरूकी जंतुओं का प्रतिनिधित्व करने वाले—की आकृति विज्ञान और शारीरिक रचना सीखेंगे।

7.2 मेंढक

मेंढक जमीन और मीठे पानी दोनों में रह सकते हैं और वे संघी सूत्रक (Chordata) के उभयचर वर्ग (Amphibia) से संबंधित होते हैं। भारत में पाया जाने वाला सबसे सामान्य मेंढक प्रजाति राना टाइग्रिना (Rana tigrina) है। इनका शरीर का तापमान स्थिर नहीं होता, अर्थात् इनके शरीर का तापमान पर्यावरण के तापमान के साथ बदलता रहता है। ऐसे जानवरों को ठंडे खून वाले या पॉइकिलोथर्म (poikilotherms) कहा जाता है। आपने शायद घासों और सूखी जमीन पर मेंढकों के रंग में बदलाव भी देखा होगा। वे अपने शत्रुओं से छिपने के लिए अपना रंग बदलने की क्षमता रखते हैं (छलावरण)। इस सुरक्षात्मक रंग-रूप को अनुकरण (mimicry) कहा जाता है। आप यह भी जानते होंगे कि चरम गर्मी और सर्दी के मौसम में मेंढक दिखाई नहीं देते। इस अवधि में वे अत्यधिक गर्मी और ठंड से बचने के लिए गहरे बिलों में शरण लेते हैं। इसे क्रमशः ग्रीष्म निद्रा (एस्टिवेशन) और शीत निद्रा (हाइबरनेशन) कहा जाता है।

7.2.1 आकृति विज्ञान

क्या आपने कभी मेंढक की त्वचा को छुआ है? त्वचा चिकनी और फिसलन भरी होती है क्योंकि उस पर श्लेष्म (mucus) होता है। त्वचा हमेशा नम अवस्था में बनी रहती है। शरीर की पृष्ठीय (dorsal) सतह का रंग आमतौर पर जैतून हरा होता है जिस पर गहरे अनियमित धब्बे होते हैं। वक्षीय (ventral) सतह पर त्वचा एकसमान पीली होती है। मेंढक कभी पानी नहीं पीता बल्कि वह त्वचा के माध्यम से पानी को सोख लेता है।

आकृति 7.1 मेंढक की बाह्य विशेषताएँ

मेंढक का शरीर सिर और धड़ में विभाजित होता है (चित्र 7.19)। गर्दन और पूंछ अनुपस्थित होती हैं। मुंह के ऊपर नथुनों का एक युग्म होता है। आंखें उभरी हुई होती हैं और एक निक्टीटेटिंग झिल्ली से ढकी होती हैं जो पानी में रहते हुए उनकी रक्षा करती है। आंखों के दोनों ओर एक झिल्लीय टिंपैनम (कान) ध्वनि संकेतों को ग्रहण करता है। अग्र पाद और पश्च पाद तैरने, चलने, कूदने और बिल खोदने में मदद करते हैं। पश्च पाद पांच अंगुलियों में समाप्त होते हैं और वे अग्र पादों की तुलना में बड़े और पेशीय होते हैं जो चार अंगुलियों में समाप्त होते हैं। पैरों में जालीदार अंगुलियां होती हैं जो तैरने में सहायता करती हैं। मेंढक लैंगिक द्विरूपता प्रदर्शित करते हैं। नर मेंढकों को ध्वनि उत्पन्न करने वाले वोकल थैलियों की उपस्थिति और अग्र पाद की पहली अंगुली पर संभोग पैड की उपस्थिति से पहचाना जा सकता है जो मादा मेंढकों में अनुपस्थित होते हैं।

7.2.2 शारीरिक रचना

मेंढकों की शरीर गुहा में पाचन, परिसंचरण, श्वसन, तंत्रिका, उत्सर्जन और प्रजनन प्रणालियों जैसी विभिन्न अंग प्रणालियां समायोजित होती हैं जिनकी संरचनाएं और कार्य अच्छी तरह विकसित होते हैं (चित्र 7.20)।

पाचन तंत्र में आहार नालिका और पाचन ग्रंथियाँ होती हैं। आहार नालिका छोटी होती है क्योंकि मेंढक मांसाहारी होते हैं और इसलिए आँत की लंबाई कम हो जाती है। मुँह बुक्कल गुहा में खुलता है जो ग्रसनिका के माध्यम से अन्नप्रणाली में जाती है। अन्नप्रणाली एक छोटी नली है जो आमाशय में खुलती है जो आगे आँत, मलाशय और अंत में क्लोका के माध्यम से बाहर खुलता है। यकृत पित्त स्रावित करता है जो पित्ताशय में संचित होता है। अग्न्याशय, एक पाचन ग्रंथि, पाचन एंजाइमों वाला अग्न्याशयीय रस उत्पन्न करती है।

भोजन द्विखंडित जिह्वा द्वारा पकड़ा जाता है। भोजन का पाचन आमाशय की दीवारों से स्रावित HCl और गैस्ट्रिक रसों की क्रिया द्वारा होता है। आंशिक रूप से पचा हुआ भोजन जिसे काइम कहा जाता है, आमाशय से छोटी आँत के पहले भाग, डुओडेनम में भेजा जाता है। डुओडेनम पित्ताशय से पित्त और अग्न्याशय से अग्न्याशयीय रस एक सामान्य पित्त नली के माध्यम से प्राप्त करता है। पित्त वस को पचाता है और अग्न्याशयीय रस कार्बोहाइड्रेट और प्रोटीन को पचाते हैं। अंतिम पाचन आँत में होता है। पचा हुआ भोजन आँत की आंतरिक दीवाल में उपस्थित अनेक अंगुलियों जैसी सिलवटों, विल्ली और सूक्ष्मविल्ली द्वारा अवशोषित होता है। अपचित ठोस अपशिष्ट मलाशय में जाता है और क्लोका के माध्यम से बाहर निकल जाता है।

आकृति 7.2 मेंढक के आंतरिक अंगों की आरेखीय प्रस्तुति जिसमें पूर्ण पाचन तंत्र दिखाया गया है

मेंढक भूमि तथा जल में दो भिन्न विधियों द्वारा श्वसन करते हैं। जल में त्वचा जलीय श्वसन अंग का कार्य करती है (त्वचीय श्वसन)। जल में घुले ऑक्सीजन का आदान-प्रदान त्वचा द्वारा विसरण द्वारा होता है। भूमि पर मुख गुहा, त्वचा तथा फेफड़े श्वसन अंगों का कार्य करते हैं। फेफड़ों द्वारा श्वसन को फुफ्फुसीय श्वसन कहा जाता है। फेफड़े एक युग्मित, लम्बे, गुलाबी रंग के थैली-रूपी संरचनाएँ होती हैं जो धड़ के ऊपरी भाग (वक्ष) में स्थित होती हैं। वायु नथुनेों से होकर मुख गुहा में प्रवेश करती है और फिर फेफड़ों में जाती है। ग्रीष्मस्वाप (एस्थिवेशन) तथा शीतस्वाप (हाइबरनेशन) के दौरान गैसीय आदान-प्रदान त्वचा द्वारा होता है।

मेंढक का संवहन तंत्र अच्छी तरह विकसित बंद प्रकार का होता है। मेंढकों में लसिका तंत्र भी होता है। रुधिर संवहन तंत्र में हृदय, रुधिर वाहिकाएँ और रुधिर शामिल होते हैं। लसिका तंत्र लसिका, लसिका नलिकाओं और लसिका ग्रंथियों से बना होता है। हृदय एक पेशीय संरचना है जो शरीर गुहा के ऊपरी भाग में स्थित होती है। इसमें तीन कक्ष होते हैं, दो आलिंद और एक निलय, और यह एक झिल्ली जिसे पेरिकार्डियम कहा जाता है, से ढका होता है। एक त्रिकोणीय संरचना जिसे साइनस वेनोसस कहा जाता है, दायें आलिंद से जुड़ता है। यह वेना कैवा नामक प्रमुख शिराओं के माध्यम से रुधिर प्राप्त करता है। निलय हृदय के वेंट्रल पक्ष पर थैली के आकार के कोनस आर्टीरियोसस में खुलता है। हृदय से रुधिर को धमनियों (धमनी तंत्र) द्वारा शरीर के सभी भागों तक पहुँचाया जाता है। शिराएँ शरीर के विभिन्न भागों से रुधिर को हृदय तक एकत्रित करती हैं और शिरा तंत्र बनाती हैं। मेंढकों में यकृत और आंत्र के बीच विशेष शिरा संबंध के साथ-साथ वृक्क और शरीर के निचले भागों के बीच भी उपस्थित होते हैं। पूर्ववाले को हेपेटिक पोर्टल तंत्र और उत्तरवाले को रीनल पोर्टल तंत्र कहा जाता है। रुधिर प्लाज्मा और कोशिकाओं से बना होता है। रुधिर कोशिकाएँ RBC (लाल रुधिर कोशिकाएँ) या एरिथ्रोसाइट्स, WBC (श्वेत रुधिर कोशिकाएँ) या ल्यूकोसाइट्स और थ्रोम्बोसाइट्स होती हैं। RBC केंद्रकयुक्त होती हैं और लाल रंग का वर्णक अर्थात् हीमोग्लोबिन रखती हैं। लसिका रुधिर से भिन्न होती है। इसमें कुछ प्रोटीन और RBC की कमी होती है। रुधिर पोषक पदार्थ, गैसें और जल को परिसंचरण के दौरान संबंधित स्थलों तक पहुँचाता है। रुधिर का परिसंचरण पेशीय हृदय की पंपिंग क्रिया द्वारा प्राप्त किया जाता है।

नाइट्रोजनीय अपशिष्टों का उन्मूलन एक अच्छी तरह विकसित उत्सर्जन तंत्र द्वारा किया जाता है।
उत्सर्जन तंत्र में एक जोड़ी वृक्क, यूरेटर, क्लोआका और मूत्राशय होते हैं।
ये संकुचित, गहरे लाल और बीन के समान संरचनाएँ होती हैं जो शरीर गुहा में कशेरूकी स्तंभ के दोनों ओर थोड़ा पश्च की ओर स्थित होती हैं।
प्रत्येक वृक्क कई संरचनात्मक और कार्यात्मक इकाइयों से बना होता है जिन्हें यूरिनिफेरस नलिकाएँ या नेफ्रॉन कहा जाता है।
नर मेंडक में दो यूरेटर वृक्कों से निकलते हैं।
ये यूरेटर यूरिनोजेनिटल नलिका का कार्य करते हैं जो क्लोआका में खुलता है।
मादाओं में यूरेटर और अंडवाहिनी अलग-अलग क्लोआका में खुलती हैं।
पतली दीवार वाला मूत्राशय मलाशय के वेंट्रल में उपस्थित होता है जो भी क्लोआका में खुलता है।
मेंढक यूरिया उत्सर्जित करता है और इस प्रकार एक यूरियोटेलिक प्राणी है।
उत्सर्जी अपशिष्ट रक्त द्वारा वृक्क में लाए जाते हैं जहाँ उन्हें अलग कर उत्सर्जित किया जाता है।

मेढ़क में नियंत्रण और समन्वय की प्रणाली अत्यधिक विकसित होती है। इसमें तंत्रिका तंत्र और अंतःस्रावी ग्रंथियाँ दोनों शामिल होती हैं। शरीर के विभिन्न अंगों का रासायनिक समन्वय हार्मोनों द्वारा प्राप्त किया जाता है, जो अंतःस्रावी ग्रंथियों द्वारा स्रावित होते हैं। मेढ़क में पाए जाने वाली प्रमुख अंतःस्रावी ग्रंथियाँ हैं – पीयूष, थायरॉइड, पैराथायरॉइड, थाइमस, पिनियल बॉडी, अग्न्याशयी द्वीपिकाएँ, अधिवृक्क और गोनाड। तंत्रिका तंत्र को केंद्रीय तंत्रिका तंत्र (मस्तिष्क और मेरुरज्जु), परिधीय तंत्रिका तंत्र (कपालीय और मेरुरज्जु तंत्रिकाएँ) और स्वायत्त तंत्रिका तंत्र (सहानुभूति और परासहानुभूति) में संगठित किया गया है। मस्तिष्क से दस युग्म कपालीय तंत्रिकाएँ निकलती हैं। मस्तिष्क एक अस्थि संरचना जिसे मस्तिष्क कोष (क्रेनियम) कहा जाता है, में संलग्न होता है। मस्तिष्क को अग्र-मस्तिष्क, मध्य-मस्तिष्क और पश्च-मस्तिष्क में विभाजित किया गया है। अग्र-मस्तिष्क में घ्राण लोब, युग्मित मस्तिष्क गोलार्ध और अयुग्मित डाइएनसेफेलन शामिल होते हैं। मध्य-मस्तिष्क की पहचान एक युग्म दृष्टि लोब से होती है। पश्च-मस्तिष्क में सेरिबेलम और मेडुला ऑब्लांगेटा होते हैं। मेडुला ऑब्लांगेटा फोरामेन मैग्नम से बाहर निकलकर मेरुरज्जु में बदल जाती है, जो मेरु दंड में संलग्न होती है।

मेढ़क में विभिन्न प्रकार की संवेदी अंग होते हैं, अर्थात् स्पर्श के अंग (संवेदी पैपिलाएँ), स्वाद के अंग (स्वाद कलिकाएँ), गंध के अंग (नासिका उपकला), दृष्टि के अंग (आँखें) और श्रवण के अंग (टिंपैनम के साथ आंतरिक कान)। इनमें से आँखें और आंतरिक कान अच्छी तरह से संगठित संरचनाएँ हैं और शेष तंत्रिका सिरों के चारों ओर कोशिकीय समूह हैं। मेढ़क की आँखें खोपड़ी की नेत्र गुहा में स्थित गोलाकार संरचनाओं की एक जोड़ी होती हैं। ये सरल आँखें होती हैं (केवल एक इकाई रखती हैं)। मेढ़क में बाह्य कान अनुपस्थित होता है और बाह्य रूप से केवल टिंपैनम दिखाई देता है। कान श्रवण के साथ-साथ संतुलन (साम्यावस्था) का भी अंग है।

मेढ़क में अच्छी तरह से संगठित नर और मादा प्रजनन तंत्र होते हैं। नर प्रजनन अंगों में पीले रंग की अंडाकार वृषणों की एक जोड़ी होती है (चित्र 7.3), जो पेरिटोनियम की दोहरी सिलवट जिसे मेसोर्कियम कहा जाता है, द्वारा गुर्दों के ऊपरी भाग से जुड़े होते हैं। वासा एफेरेंटिया 10-12 संख्या में होते हैं जो वृषणों से उत्पन्न होते हैं। ये अपनी ओर के गुर्दों में प्रवेश करते हैं और बिडर की नालिका में खुलते हैं। अंततः ये मूत्रजनन नालिका से संचार करता है जो गुर्दों से निकलती है और क्लोएका में खुलती है। क्लोएका एक छोटा, मध्य स्थित कक्ष होता है जिसका उपयोग मल, मूत्र और शुक्राणुओं को बाहर निकालने के लिए किया जाता है।

चित्र 7.3 नर प्रजनन तंत्र

मादा जनन अंगों में अंडाशयों का एक युग्म होता है (चित्र 7.22)। अंडाशय गुर्दों के पास स्थित होते हैं और गुर्दों से कोई कार्यात्मक संबंध नहीं होता है। अंडाशयों से निकलने वाली अंडवाहिनियों का एक युग्म पृथक-पृथक रूप से क्लोका में खुलता है। एक परिपक्व मादा एक बार में 2500 से 3000 अंडे दे सकती है। निषेचन बाह्य होता है और जल में होता है। विकास में टैडपोल नामक लार्वा अवस्था होती है। टैडपोल रूपांतरण द्वारा वयस्क बनता है।

चित्र : मादा जनन तंत्र

मेंढक मानव जाति के लिए लाभदायक होते हैं क्योंकि ये कीटों को खाते हैं और फसलों की रक्षा करते हैं। मेंढक पारिस्थितिक संतुलन बनाए रखते हैं क्योंकि ये पारिस्थितिक तंत्र में खाद्य श्रृंखला और खाद्य जाल की एक महत्वपूर्ण कड़ी के रूप में कार्य करते हैं। कुछ देशों में मेंढक की पेशीय टांगों का उपयोग मनुष्य द्वारा भोजन के रूप में किया जाता है।

सारांश

कोशिकाएं, ऊतक, अंग और अंग प्रणालियाँ कार्य को इस प्रकार विभाजित करती हैं कि पूरे शरीर की उत्तरजीविता सुनिश्चित होती है और श्रम विभाजन प्रदर्शित होता है। ऊतक को कोशिकाओं के समूह के साथ-साथ अंतःकोशिकीय पदार्थों के रूप में परिभाषित किया जाता है जो शरीर में एक या अधिक कार्य करते हैं। उपकला शरीर की सतह और उसकी गुहाओं, नलिकाओं और नलियों में अस्तर बनाने वाली चादर के समान ऊतक होते हैं। उपकला में एक मुक्त सतह होती है जो शरीर द्रव या बाह्य वातावरण की ओर होती है। उनकी कोशिकाएं संरचनात्मक और कार्यात्मक रूप से जंक्शनों पर जुड़ी होती हैं।

भारतीय बैल मेंढक, राना टाइग्रिना, भारत में पाया जाने वाला सामान्य मेंढक है। शरीर त्वचा से ढका होता है। त्वचा में श्लेष्म ग्रंथियाँ होती हैं जो अत्यधिक रक्तवाहित होती हैं और पानी तथा स्थल पर श्वसन में सहायता करती हैं। शरीर सिर और धड़ में विभाजित होता है। एक पेशीय जीभ उपस्थित होती है, जो सिरे पर द्विफलक होती है और शिकार को पकड़ने में प्रयुक्त होती है। आहार नालिका में अन्नप्रणाली, आमाशय, आंत और मलाशय होते हैं, जो क्लोका में खुलते हैं। मुख्य पाचन ग्रंथियाँ यकृत और अग्न्याशय हैं। यह पानी में त्वचा के माध्यम से और स्थल पर फेफड़ों के माध्यम से श्वसन कर सकता है। परिसंचरण तंत्र बंद है और एकल परिसंचरण होता है। आरबीसी केंद्रकयुक्त होते हैं। तंत्रिका तंत्र केंद्रीय, परिधीय और स्वायत्त में संगठित होता है। मूत्रजनन तंत्र के अंग वृक्क और मूत्रजनन नलिकाएँ हैं, जो क्लोका में खुलती हैं। पुरुष प्रजनन अंग वृषणों का एक युग्म है। स्त्री प्रजनन अंग अंडाशयों का एक युग्म है। एक स्त्री एक बार में 2500-3000 अंडे देती है। निषेचन और विकास बाहरी होते हैं। अंडे टैडपोल में फूटते हैं, जो रूपांतरित होकर मेंढक बन जाते हैं।

अभ्यास

1. मेंढक के पाचन तंत्र का साफ-सुथरा चित्र बनाएं।

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उत्तर

मेंढक का पाचन तंत्र

2. निम्नलिखित के कार्य बताइए

(a) मेंढक में यूरेटर

(b) मालपीगी नलिकाएँ

(c) केंचुए में शरीर की दीवार