Model Answer
0 min readIntroduction
क्रांज ऐनाटॉमी (Kranz anatomy) C4 पौधों की पत्तियों में पाई जाने वाली एक विशिष्ट शारीरिक संरचना है, जो उन्हें गर्म और शुष्क जलवायु परिस्थितियों में भी कुशलतापूर्वक प्रकाश संश्लेषण करने में सक्षम बनाती है। यह शब्द जर्मन भाषा के 'क्रांज' से लिया गया है, जिसका अर्थ 'पुष्पमाला' या 'अंगूठी' होता है, जो इन पौधों की पत्तियों में कोशिकाओं की विशेष अंगूठी जैसी व्यवस्था को दर्शाता है। यह संरचना C3 पौधों में पाए जाने वाले सामान्य पत्ती शरीर विज्ञान से भिन्न है और विशेष रूप से कार्बन डाइऑक्साइड सांद्रता तंत्र को बढ़ावा देने के लिए विकसित हुई है, जिससे इन पौधों में फोटोरेस्पिरेशन की समस्या कम हो जाती है और प्रकाश संश्लेषण की दक्षता बढ़ जाती है।
क्रांज ऐनाटॉमी की संरचना
क्रांज ऐनाटॉमी की विशेषता संवहनी बंडलों (vascular bundles) के चारों ओर दो प्रकार की प्रकाश संश्लेषक कोशिकाओं की व्यवस्था है:
- बंडल शीथ कोशिकाएँ (Bundle Sheath Cells): ये कोशिकाएँ संवहनी बंडलों (शिराओं) के चारों ओर एक या कई परतों में एक अंगूठी की तरह व्यवस्थित होती हैं। इनमें बड़ी संख्या में क्लोरोप्लास्ट होते हैं, जो अक्सर बड़े और स्टार्च से भरे होते हैं। इन कोशिकाओं की कोशिका भित्तियाँ मोटी होती हैं और गैसीय विनिमय के प्रति अभेद्य होती हैं, जिससे आंतरिक CO2 सांद्रता बनी रहती है। इनमें अंतरकोशिकीय स्थान (intercellular spaces) भी कम होते हैं या अनुपस्थित होते हैं।
- मेसोफिल कोशिकाएँ (Mesophyll Cells): ये कोशिकाएँ बंडल शीथ कोशिकाओं के चारों ओर बिखरी हुई या संकेंद्रित रूप से व्यवस्थित होती हैं, लेकिन बंडल शीथ के बाहर होती हैं। इनमें भी क्लोरोप्लास्ट होते हैं, लेकिन वे आमतौर पर बंडल शीथ कोशिकाओं की तुलना में छोटे होते हैं और इनका कार्य भिन्न होता है। C4 पौधों में, मेसोफिल कोशिकाएँ अविभेदित होती हैं और पालिसेड ऊतक अनुपस्थित होते हैं।
क्रांज ऐनाटॉमी का महत्त्व
क्रांज ऐनाटॉमी C4 पौधों की अद्वितीय शारीरिक विशेषता है जो उन्हें कई महत्त्वपूर्ण लाभ प्रदान करती है, खासकर गर्म और शुष्क वातावरण में:
- फोटोरेस्पिरेशन की रोकथाम: यह क्रांज ऐनाटॉमी का सबसे महत्वपूर्ण लाभ है। C3 पौधों में, RuBisCO एंजाइम कार्बन डाइऑक्साइड के बजाय ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है, जिससे फोटोरेस्पिरेशन नामक एक अपव्ययी प्रक्रिया होती है। क्रांज ऐनाटॉमी C4 मार्ग के माध्यम से बंडल शीथ कोशिकाओं में CO2 की उच्च सांद्रता सुनिश्चित करती है, जिससे RuBisCO केवल CO2 के साथ प्रतिक्रिया करता है और फोटोरेस्पिरेशन को प्रभावी ढंग से रोकता है।
- उच्च प्रकाश संश्लेषक दक्षता: CO2 की उच्च सांद्रता के कारण, RuBisCO अधिक कुशलता से कार्य करता है, जिससे कम CO2 स्तर पर भी प्रकाश संश्लेषण की दर बढ़ जाती है। इससे C4 पौधों में C3 पौधों की तुलना में बेहतर प्रकाश संश्लेषक दक्षता होती है।
- जल उपयोग दक्षता: C4 पौधे गर्म और शुष्क परिस्थितियों में अपने रंध्रों (stomata) को अधिक समय तक बंद रख सकते हैं, जिससे पानी का नुकसान कम होता है। फिर भी, वे CO2 को कुशलता से अवशोषित और स्थिर कर सकते हैं क्योंकि क्रांज ऐनाटॉमी CO2 को बंडल शीथ कोशिकाओं में केंद्रित रखती है।
- उच्च उत्पादकता: फोटोरेस्पिरेशन की अनुपस्थिति और उच्च प्रकाश संश्लेषक दक्षता के कारण, C4 पौधे, जैसे मक्का, गन्ना और ज्वार, C3 पौधों की तुलना में प्रति इकाई क्षेत्र में अधिक बायोमास (जैवभार) का उत्पादन कर सकते हैं।
- उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों के लिए अनुकूलन: क्रांज ऐनाटॉमी C4 पौधों को उष्णकटिबंधीय और उपोष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में पनपने में मदद करती है, जहाँ उच्च तापमान और तीव्र प्रकाश की स्थिति आम है।
संक्षेप में, क्रांज ऐनाटॉमी C4 पौधों के लिए एक विकासवादी अनुकूलन है, जो उन्हें कठोर पर्यावरणीय परिस्थितियों में भी अधिकतम प्रकाश संश्लेषण करने की अनुमति देता है, जिससे उनकी उत्तरजीविता और उत्पादकता सुनिश्चित होती है।
Conclusion
क्रांज ऐनाटॉमी C4 पौधों में एक उल्लेखनीय शारीरिक अनुकूलन है, जो उनकी पत्तियों में कोशिकाओं की एक विशिष्ट अंगूठी जैसी व्यवस्था द्वारा चिह्नित है। यह संरचना फोटोरेस्पिरेशन को रोककर और कार्बन डाइऑक्साइड को बंडल शीथ कोशिकाओं में केंद्रित करके प्रकाश संश्लेषण की दक्षता को बढ़ाती है। परिणामस्वरूप, क्रांज ऐनाटॉमी वाले पौधे, जैसे मक्का और गन्ना, गर्म और शुष्क वातावरण में C3 पौधों की तुलना में अधिक उत्पादक होते हैं। यह अनुकूलन न केवल उनकी उत्तरजीविता के लिए महत्वपूर्ण है बल्कि कृषि उत्पादकता और वैश्विक खाद्य सुरक्षा में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाता 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.