UPSC MainsBOTANY-PAPER-II202020 Marks
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Q23.

क्लॉक की परिकल्पना से क्या तात्पर्य है ? दीप्तिकालिता में मुख्य प्रकाशग्राही और दीप्तिकालिक प्रेरण के महत्त्व का औचित्य सिद्ध कीजिए ।

How to Approach

इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, सर्वप्रथम 'क्लॉक की परिकल्पना' को स्पष्ट रूप से परिभाषित करना आवश्यक है। इसके बाद, दीप्तिकालिता (photoperiodism) में शामिल मुख्य प्रकाशग्राही (photoreceptors) जैसे कि फाइटोक्रोम और क्रिप्टोक्रोम की भूमिका को विस्तार से समझाना होगा। अंत में, दीप्तिकालिक प्रेरण (photoperiodic induction) के महत्व को विभिन्न पौधों के उदाहरणों के साथ उचित ठहराना होगा। उत्तर को स्पष्ट और तार्किक क्रम में प्रस्तुत करना महत्वपूर्ण है।

Model Answer

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Introduction

पौधों का विकास और प्रजनन प्रकाश की अवधि से गहराई से प्रभावित होता है। यह प्रभाव 'दीप्तिकालिता' के रूप में जाना जाता है। इस प्रक्रिया को समझने के लिए 'क्लॉक की परिकल्पना' एक महत्वपूर्ण अवधारणा है, जो पौधों के आंतरिक जैविक घड़ी (circadian clock) और प्रकाश के प्रति उनकी प्रतिक्रिया के बीच संबंध स्थापित करती है। यह परिकल्पना बताती है कि पौधे प्रकाश की अवधि को मापने और उसके अनुसार अपने विकास को समायोजित करने के लिए एक आंतरिक समय-निर्धारण प्रणाली का उपयोग करते हैं। इस प्रकार, दीप्तिकालिता पौधों के जीवन चक्र को नियंत्रित करने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।

क्लॉक की परिकल्पना (Clock Hypothesis)

क्लॉक की परिकल्पना, पौधों में दीप्तिकालिता को समझने के लिए एक आधार प्रदान करती है। यह परिकल्पना बताती है कि पौधों में एक आंतरिक जैविक घड़ी होती है, जो लगभग 24 घंटे की अवधि में चलने वाले स्व-स्थायी दोलनों पर आधारित होती है। यह घड़ी प्रकाश संकेतों के प्रति संवेदनशील होती है और प्रकाश की अवधि को मापने में मदद करती है। इस आंतरिक घड़ी के कारण ही पौधे प्रकाश की अवधि में होने वाले परिवर्तनों का अनुमान लगा पाते हैं और उसके अनुसार अपने विकास और प्रजनन को समायोजित कर पाते हैं।

दीप्तिकालिता में मुख्य प्रकाशग्राही (Main Photoreceptors in Photoperiodism)

दीप्तिकालिता में मुख्य रूप से दो प्रकार के प्रकाशग्राही शामिल होते हैं:

1. फाइटोक्रोम (Phytochrome)

फाइटोक्रोम एक प्रोटीन है जो लाल और दूर-लाल प्रकाश को अवशोषित करता है। यह दो रूपों में मौजूद होता है: Pr (लाल प्रकाश को अवशोषित करने वाला) और Pfr (दूर-लाल प्रकाश को अवशोषित करने वाला)। Pfr रूप सक्रिय होता है और दीप्तिकालिक प्रतिक्रियाओं को प्रेरित करता है। प्रकाश की अवधि के आधार पर Pr और Pfr के बीच संतुलन बदलता रहता है, जिससे पौधे प्रकाश की अवधि को माप पाते हैं।

2. क्रिप्टोक्रोम (Cryptochrome)

क्रिप्टोक्रोम नीले और पराबैंगनी प्रकाश को अवशोषित करता है। यह प्रकाशग्राही पौधों में फूल आने और अन्य विकासात्मक प्रक्रियाओं को नियंत्रित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। क्रिप्टोक्रोम विशेष रूप से लंबे दिन के पौधों में महत्वपूर्ण होता है, जहां यह प्रकाश की लंबी अवधि को महसूस करने और फूल आने को प्रेरित करने में मदद करता है।

दीप्तिकालिक प्रेरण का महत्व (Significance of Photoperiodic Induction)

दीप्तिकालिक प्रेरण पौधों के विकास और प्रजनन के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है। इसके कुछ प्रमुख महत्व निम्नलिखित हैं:

  • फूल आने का नियंत्रण: दीप्तिकालिक प्रेरण पौधों में फूल आने के समय को नियंत्रित करता है। कुछ पौधे, जिन्हें 'लंबे दिन के पौधे' कहा जाता है, केवल तभी फूल आते हैं जब उन्हें प्रकाश की लंबी अवधि मिलती है, जबकि अन्य, जिन्हें 'छोटे दिन के पौधे' कहा जाता है, केवल प्रकाश की छोटी अवधि में फूल आते हैं।
  • बीज अंकुरण: कुछ पौधों में, बीज अंकुरण के लिए प्रकाश की एक विशिष्ट अवधि की आवश्यकता होती है।
  • कंद विकास: दीप्तिकालिक प्रेरण कंदों (tubers) और बल्बों के विकास को भी प्रभावित करता है।
  • पर्णपातन: कुछ पौधों में, दीप्तिकालिक परिवर्तन पर्णपातन (leaf fall) को प्रेरित करते हैं।

उदाहरण: चावल एक 'लंबे दिन का पौधा' है, जो प्रकाश की लंबी अवधि में अच्छी तरह से बढ़ता है और फूल आता है। वहीं, स्ट्रॉबेरी एक 'छोटे दिन का पौधा' है, जो प्रकाश की छोटी अवधि में फूल आता है।

पौधे का प्रकार प्रकाश की अवधि फूल आने का समय
लंबे दिन के पौधे 14 घंटे से अधिक ग्रीष्म ऋतु
छोटे दिन के पौधे 12 घंटे से कम शरद ऋतु/शीत ऋतु
उदासीन पौधे प्रकाश की अवधि से अप्रभावित वर्ष भर

Conclusion

संक्षेप में, क्लॉक की परिकल्पना पौधों में दीप्तिकालिता को समझने के लिए एक महत्वपूर्ण ढांचा प्रदान करती है। फाइटोक्रोम और क्रिप्टोक्रोम जैसे प्रकाशग्राही प्रकाश की अवधि को मापने और दीप्तिकालिक प्रतिक्रियाओं को प्रेरित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। दीप्तिकालिक प्रेरण पौधों के विकास, प्रजनन और अस्तित्व के लिए आवश्यक है, और यह पौधों को उनके पर्यावरण के अनुकूल बनाने में मदद करता है। भविष्य में, दीप्तिकालिता पर अधिक शोध से हमें पौधों के विकास को नियंत्रित करने और कृषि उत्पादकता को बढ़ाने के नए तरीके खोजने में मदद मिल सकती है।

Answer Length

This is a comprehensive model answer for learning purposes and may exceed the word limit. In the exam, always adhere to the prescribed word count.

Additional Resources

Key Definitions

दीप्तिकालिता (Photoperiodism)
पौधों द्वारा प्रकाश की अवधि के प्रति प्रतिक्रिया और उसके आधार पर अपने विकास और प्रजनन को समायोजित करने की क्षमता को दीप्तिकालिता कहते हैं।
फाइटोक्रोम (Phytochrome)
एक प्रकाश-संवेदनशील प्रोटीन जो लाल और दूर-लाल प्रकाश को अवशोषित करता है और पौधों में प्रकाश संकेतों को समझने में मदद करता है।

Key Statistics

विश्व स्तर पर, लगभग 70% फूल वाले पौधे दीप्तिकालिक रूप से नियंत्रित होते हैं।

Source: Taiz & Zeiger, Plant Physiology and Development (2010)

फाइटोक्रोम पौधों के लगभग 95% प्रकाश-संवेदनशील प्रतिक्रियाओं में शामिल होता है।

Source: Current Biology, 2018

Examples

गेंदों का फूलना (Chrysanthemum)

गेंदों का फूलना एक उत्कृष्ट उदाहरण है जो दीप्तिकालिक प्रेरण को दर्शाता है। यह पौधा छोटे दिन के पौधे के रूप में जाना जाता है और शरद ऋतु में फूल आता है जब दिन छोटे होते हैं।

Frequently Asked Questions

दीप्तिकालिक प्रेरण को कृत्रिम रूप से नियंत्रित किया जा सकता है?

हाँ, दीप्तिकालिक प्रेरण को कृत्रिम रूप से नियंत्रित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, ग्रीनहाउस में प्रकाश की अवधि को नियंत्रित करके, हम पौधों को समय से पहले फूल आने के लिए प्रेरित कर सकते हैं।

Topics Covered

Plant PhysiologyPhotobiologyCircadian ClockPhotoperiodismPhytochromes