Model Answer
0 min readIntroduction
बहुशुक्राणुता (Polyspermy) एक ऐसी जैविक स्थिति है जिसमें एक अंडे का निषेचन एक से अधिक शुक्राणुओं द्वारा हो जाता है। यह स्थिति आमतौर पर भ्रूण के सामान्य विकास के लिए हानिकारक होती है, क्योंकि इससे गुणसूत्रों की संख्या असंतुलित हो जाती है और अक्सर भ्रूण की मृत्यु हो जाती है। प्रकृति ने इस अवांछित घटना को रोकने के लिए कई जटिल और अत्यधिक कुशल तंत्र विकसित किए हैं, जिन्हें सामूहिक रूप से "बहुशुक्राणुता का बाधित होना" (Block to Polyspermy) कहा जाता है। ये तंत्र सुनिश्चित करते हैं कि केवल एक ही शुक्राणु अंडे को सफलतापूर्वक निषेचित कर सके, जिससे एक युग्मनज (zygote) का निर्माण हो जिसमें गुणसूत्रों की सही संख्या हो।
बहुशुक्राणुता को बाधित करने के तंत्र
स्तनधारियों सहित अधिकांश जीवों में, बहुशुक्राणुता को रोकने के लिए दो मुख्य तंत्र कार्यरत होते हैं: तेज़ अवरोध (Fast Block) और धीमा अवरोध (Slow Block)। ये दोनों तंत्र एक साथ कार्य करते हैं ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि केवल एक शुक्राणु ही अंडे में प्रवेश कर सके।
1. तेज़ अवरोध (Fast Block to Polyspermy)
तेज़ अवरोध एक त्वरित और अस्थायी प्रक्रिया है जो शुक्राणु के अंडे से जुड़ने के तुरंत बाद सक्रिय हो जाती है।
- विद्युत आवेश में परिवर्तन: जैसे ही पहला शुक्राणु अंडे की झिल्ली से जुड़ता है और उसमें प्रवेश करता है, अंडे की प्लाज्मा झिल्ली के विद्युत आवेश में अचानक परिवर्तन (डीपोलराइजेशन) होता है। सामान्यतः अंडे की झिल्ली का विभव नकारात्मक होता है (लगभग -70 मिलीवोल्ट)। शुक्राणु के प्रवेश से सोडियम आयनों (Na+) का अंडे के अंदर तेजी से प्रवाह होता है, जिससे झिल्ली का विभव धनात्मक हो जाता है।
- अन्य शुक्राणुओं का प्रवेश बाधित: यह धनात्मक परिवर्तन अन्य शुक्राणुओं को अंडे की झिल्ली से जुड़ने और उसमें प्रवेश करने से रोक देता है। यह प्रक्रिया कुछ ही सेकंड में पूरी हो जाती है और केवल 30 सेकंड तक प्रभावी रहती है।
- अस्थायी प्रकृति: तेज़ अवरोध अस्थायी होता है और मुख्य रूप से धीमी अवरोध प्रक्रिया के सक्रिय होने तक समय प्रदान करता है।
2. धीमा अवरोध (Slow Block to Polyspermy / Cortical Reaction)
धीमा अवरोध एक अधिक स्थायी और रासायनिक बाधा है जो तेज़ अवरोध के बाद सक्रिय होती है।
- कॉर्टिकल ग्रेन्यूल्स का स्राव: शुक्राणु के प्रवेश से अंडे के साइटोप्लाज्म में कैल्शियम आयनों (Ca2+) का स्तर बढ़ जाता है। यह कैल्शियम वृद्धि अंडे की प्लाज्मा झिल्ली के ठीक नीचे स्थित कॉर्टिकल ग्रेन्यूल्स नामक पुटिकाओं को झिल्ली के साथ संलयित होने के लिए प्रेरित करती है।
- एंजाइमों का निष्कासन: कॉर्टिकल ग्रेन्यूल्स अपने अंदर मौजूद एंजाइमों और अन्य पदार्थों को अंडे की झिल्ली और बाहरी परत (जोना पेलुसिडा या विटेलाइन परत) के बीच के स्थान में स्रावित करते हैं।
- जोना पेलुसिडा में परिवर्तन:
- ये एंजाइम, विशेष रूप से प्रोटीएज़, जोना पेलुसिडा (स्तनधारियों में) या विटेलाइन परत (अन्य जीवों में) में उपस्थित शुक्राणु-बंधन रिसेप्टर्स (sperm-binding receptors) को नष्ट कर देते हैं।
- जोना पेलुसिडा की संरचना में रासायनिक परिवर्तन होते हैं, जिससे यह कठोर और अभेद्य हो जाती है। इसे 'निषेचन झिल्ली' (fertilization membrane) का निर्माण भी कहते हैं।
- कुछ पदार्थ पानी को अवशोषित करके अंडे की बाहरी परतों और प्लाज्मा झिल्ली के बीच की जगह को बढ़ा देते हैं, जिससे अन्य शुक्राणुओं का प्रवेश और भी मुश्किल हो जाता है।
- स्थायी बाधा: धीमा अवरोध एक स्थायी बाधा प्रदान करता है जो अन्य शुक्राणुओं को अंडे में प्रवेश करने से रोकती है।
बहुशुक्राणुता को बाधित करने का महत्व
- गुणसूत्रों की सही संख्या: यह तंत्र सुनिश्चित करता है कि निर्मित युग्मनज में गुणसूत्रों का सही द्विगुणित सेट (माँ से एक और पिता से एक) हो। यदि एक से अधिक शुक्राणु प्रवेश करते हैं, तो भ्रूण में अतिरिक्त गुणसूत्र सेट होंगे (त्रिगुणित या चतुर्गुणित), जो घातक होते हैं।
- भ्रूण का सामान्य विकास: बहुशुक्राणुता को रोकना भ्रूण के सामान्य विकास और व्यवहार्यता के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है। यह प्रारंभिक विकास में आनुवंशिक असामान्यताएं (genetic abnormalities) और विसंगतियों (aberrations) को रोकता है।
- प्रजाति की उत्तरजीविता: यह प्रजनन की सफलता और प्रजाति की उत्तरजीविता में एक महत्वपूर्ण कारक है।
| अवरोध का प्रकार | समय-सीमा | मुख्य क्रियाविधि | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| तेज़ अवरोध (Fast Block) | तुरंत (30 सेकंड के भीतर) | अंडे की झिल्ली के विद्युत विभव में परिवर्तन (डीपोलराइजेशन) | अन्य शुक्राणुओं का प्रवेश अस्थायी रूप से रोकता है |
| धीमा अवरोध (Slow Block) | 20 सेकंड से 1 मिनट के भीतर | कॉर्टिकल ग्रेन्यूल्स का स्राव और जोना पेलुसिडा में रासायनिक/संरचनात्मक परिवर्तन | जोना पेलुसिडा को कठोर और अभेद्य बनाकर स्थायी रूप से अन्य शुक्राणुओं का प्रवेश रोकता है |
Conclusion
बहुशुक्राणुता का बाधित होना जंतु प्रजनन की एक मूलभूत और महत्वपूर्ण प्रक्रिया है जो सफल निषेचन और स्वस्थ भ्रूण के विकास के लिए अनिवार्य है। तेज़ और धीमी अवरोध जैसी दोहरी सुरक्षा प्रणालियाँ यह सुनिश्चित करती हैं कि प्रत्येक अंडे का निषेचन केवल एक शुक्राणु द्वारा हो, जिससे युग्मनज में गुणसूत्रों की सही संख्या बनी रहे। इस नियामक तंत्र की विफलता से गंभीर आनुवंशिक असामान्यताएं और भ्रूण की मृत्यु हो सकती है, जो प्राकृतिक चयन में इसकी भूमिका को रेखांकित करती है। प्रजनन जीव विज्ञान और इन विट्रो फर्टिलाइजेशन (IVF) जैसी तकनीकों में इसकी समझ महत्वपूर्ण 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.