जैव प्रक्रम

कुत्ता सो रहा हो तो भी हम उसे जीवित मानते हैं, क्योंकि साँस चल रही है। केवल दिखने वाली गति काफी नहीं। विषाणु में स्वयं कोई आणविक गति नहीं होती जब तक वह किसी कोशिका को न घेरे। इसलिए उन पर विवाद है।

शरीर की मरम्मत रुक जाए तो व्यवस्था टूटती है। इस मरम्मत को जैव प्रक्रम कहते हैं। बाहर से ऊर्जा भोजन के रूप में आती है — यही पोषण है। भोजन तोड़ने के लिए कई जीव ऑक्सीजन लेते हैं — यही श्वसन है। बहुकोशिकीय शरीर में हर कोशिका सतह को नहीं छूती, इसलिए परिवहन चाहिए। हानिकारक अपशिष्ट निकालना उत्सर्जन है।

हरे पौधे और कुछ जीवाणु स्वपोषी हैं। वे CO2 और जल से भोजन बनाते हैं। जंतु और कवक परपोषी हैं। वे जटिल भोजन एंजाइम से तोड़ते हैं।

क्लोरोफिल प्रकाश सोखता है। प्रकाश की ऊर्जा रासायनिक ऊर्जा बनती है और जल हाइड्रोजन तथा ऑक्सीजन में टूटता है। फिर कार्बन डाइऑक्साइड कार्बोहाइड्रेट में बदलती है। ये तीनों कदम एक ही पल में पूरे हों, यह ज़रूरी नहीं। रेगिस्तानी पौधे रात को CO2 लेकर एक मध्यवर्ती बनाते हैं और दिन को प्रकाश की ऊर्जा लगाते हैं।

पत्ती की काट में हरे बिंदु हरितलवक हैं। उन्हीं में क्लोरोफिल है।

पत्ती पर सूक्ष्म छिद्र रंध्र हैं। इन्हीं से गैसों का बड़ा आदान-प्रदान होता है। जल भी यहीं से खो सकता है, इसलिए CO2 की जरूरत न हो तो रंध्र बंद हो जाते हैं। द्वार कोशिकाएँ फूलें तो छिद्र खुलता है। सिकुड़ें तो बंद होता है। गैस का आदान-प्रदान तने और जड़ की सतह से भी होता है।

जल जड़ें मिट्टी से लेती हैं। नाइट्रोजन, फॉस्फोरस, लोहा और मैग्नीशियम भी मिट्टी से आते हैं। नाइट्रोजन प्रोटीन बनाने के लिए ज़रूरी है। वह नाइट्रेट या नाइट्राइट के रूप में आती है, या जीवाणु वायु की नाइट्रोजन से जो यौगिक बनाएँ उन्हें पौधे ले लेते हैं।

कवक, जैसे ब्रेड की फफूँद, यीस्ट और मशरूम, भोजन शरीर के बाहर पचाकर सोखते हैं। अमरबेल, किलनी, जूँ, जोंक और फीताकृमि दूसरे जीव पर पलते हैं, उसे मारे बिना। यह परजीवी पोषण है।

अमीबा अस्थायी पादों से भोजन समेटकर खाद्य रसधानी बनाता है। पचा भोजन कोशिकाद्रव्य में चला जाता है, बचा भाग सतह से बाहर फेंक दिया जाता है। पैरामीशियम का आकार निश्चित है। पक्ष्माभ भोजन को एक निश्चित स्थान तक ले जाते हैं।

दाँत भोजन पीसते हैं। लार उसे गीला करती है, ताकि नली की मुलायम दीवार न छिले। जीभ निवाला घुमाती है। आहार नाल की पेशियाँ लहर की तरह सिकुड़कर भोजन को आगे बढ़ाती हैं। इसी को क्रमाकुंचन कहते हैं।

ग्रासनाल भोजन को आमाशय तक ले जाती है। आमाशय की जठर ग्रंथियाँ हाइड्रोक्लोरिक अम्ल, पेप्सिन और श्लेष्मा छोड़ती हैं। अम्ल माध्यम पेप्सिन के लिए बनता है और भोजन के कीटाणु मरते हैं। श्लेष्मा दीवार को अम्ल से बचाती है। सुरक्षा हटे तो अम्लता की जलन होती है।

आमाशय का निर्गम एक अवरोधिनी छोटी मात्रा में भोजन को छोटी आँत में छोड़ता है। घास खाने वाले जीवों की छोटी आँत लंबी होती है, क्योंकि सेलुलोज देर से पचता है। बाघ जैसी मांसाहारी आँत छोटी होती है।

आमाशय से आया भोजन अम्लीय है। अग्न्याशय के एंजाइम क्षारीय माध्यम चाहते हैं। यकृत का पित्त माध्यम क्षारीय बनाता है और वसा की बड़ी बूँदों को छोटी बूँदों में बाँटता है, जैसे साबुन तेल को बाँटता है। अग्न्याशय रस में ट्रिप्सिन प्रोटीन पचाता है और लाइपेज वसा। आँत्र रस प्रोटीन को अमीनो अम्ल, कार्बोहाइड्रेट को ग्लूकोज और वसा को वसा अम्ल तथा ग्लिसरॉल बनाता है।

छोटी आँत की भीतरी दीवार पर अँगुली जैसे रसांकुर क्षेत्रफल बढ़ाते हैं। इनमें रक्त वाहिकाएँ हैं, जो पचा भोजन हर कोशिका तक ले जाती हैं। बड़ी आँत जल सोखती है। बचा अपशिष्ट गुदा से बाहर जाता है। दाँतों पर बैक्टीरिया शर्करा से अम्ल बनाते हैं। प्लाक के नीचे लार अम्ल को बेअसर नहीं कर पाती। खाने के बाद ब्रश करने से प्लाक हटता है।

ग्लूकोज छह कार्बन का अणु है। पहला कदम कोशिका द्रव्य में होता है: ग्लूकोज तीन कार्बन वाले पायरुवेट में टूटता है।

ऑक्सीजन हो तो पायरुवेट माइटोकॉन्ड्रिया में कार्बन डाइऑक्साइड और जल बनता है। यही वायवीय श्वसन है। ऊर्जा बहुत अधिक मिलती है। ऑक्सीजन न हो तो यीस्ट में पायरुवेट एथेनॉल और CO2 बनता है। यही अवायवीय श्वसन या किण्वन है। हमारी पेशी में ऑक्सीजन कम पड़े तो पायरुवेट लैक्टिक अम्ल बनता है। अचानक दौड़ने पर यही अम्ल ऐंठन देता है।

निकली ऊर्जा ADP और फॉस्फेट से ATP बनाती है। ATP का अंतिम फॉस्फेट टूटे तो लगभग 30.5 kJ/mol ऊर्जा मिलती है। ATP कोशिका की ऊर्जा-मुद्रा है। C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O

थल के जीव वायु की ऑक्सीजन लेते हैं। नासा छिद्र के बाल और श्लेष्मा धूल रोकते हैं। गले में उपास्थि के छल्ले वायु-मार्ग को पिचकने नहीं देते। फेफड़े के अंदर नलिकाएँ गुब्बारे जैसी कूपिकाओं में खत्म होती हैं। यदि सारी कूपिकाएँ बिछा दी जाएँ तो क्षेत्रफल लगभग 80 वर्ग मीटर बनता है।

साँस लेते समय पसलियाँ उठती हैं और मध्यपट चपटा होता है। वक्ष गुहा बड़ी होती है और हवा अंदर खिंचती है। रक्त CO2 कूपिका में छोड़ता है और कूपिका की ऑक्सीजन उठाता है। फेफड़े में थोड़ी हवा सदा बची रहती है, जिसे अवशिष्ट आयतन कहते हैं, ताकि गैसों के आदान-प्रदान को समय मिले।

रात को पौधे मुख्य रूप से CO2 बाहर करते हैं। दिन को श्वसन की CO2 प्रकाश-संश्लेषण में लग जाती है और बाहर ऑक्सीजन निकलती है। तंबाकू और गुटखा मुख, फेफड़े और हृदय को नुकसान पहुँचाते हैं। धूम्रपान पक्ष्माभ नष्ट करता है, इसलिए धूल और कीटाणु फेफड़े में पहुँचते हैं।

हृदय मुट्ठी जितना पेशीय अंग है। फेफड़ों से ऑक्सीजनयुक्त रक्त बाएँ आलिंद में आता है, फिर बाएँ निलय में, और निलय उसे पूरे शरीर में धकेलता है। शरीर से विऑक्सीजनित रक्त दाएँ आलिंद में आता है, दाएँ निलय में जाता है, और निलय उसे फेफड़ों में भेजता है। निलय की दीवार मोटी है, क्योंकि उन्हें दूर तक धकेलना है। वाल्व रक्त को पीछे नहीं लौटने देते।

एक चक्र में रक्त हृदय से दो बार गुजरता है। यही दोहरा परिसंचरण है। मछली का हृदय दो कोष्ठ का है और रक्त एक बार गुजरता है। मेंढक जैसे जंतुओं का हृदय तीन कोष्ठ का होता है और कुछ रक्त मिल जाता है। पक्षी और स्तनधारी शरीर का ताप स्वयं बनाए रखते हैं, इसलिए उन्हें ऑक्सीजन की अलग और पूरी आपूर्ति चाहिए।

धमनियाँ हृदय से रक्त ले जाती हैं, दीवार मोटी और लचीली होती है। शिराएँ रक्त वापस लाती हैं और उनमें वाल्व होते हैं। केशिका की दीवार एक कोशिका मोटी होती है। प्लेटलेट्स चोट पर रक्त का थक्का बनाकर रिसाव रोकते हैं। सामान्य प्रकुंचन दाब लगभग 120 mm Hg और अनुशिथिलन दाब लगभग 80 mm Hg है। लसीका रंगहीन है, प्रोटीन कम है, और आँत से पची वसा ले जाती है।

पौधे कम ऊर्जा से काम चलाते हैं, पर ऊँचे वृक्ष में दूरी बड़ी है। जाइलम जल और खनिज जड़ से पत्ती तक ले जाता है। जड़ के कोशिकाएँ आयन सक्रियता से लेती हैं, जल पीछे-पीछे घुसता है। यह जड़ दाब रात को अधिक मायने रखता है। दिन को असली खिंचाव वाष्पोत्सर्जन का है।

फ्लोएम प्रकाश-संश्लेषण के घुलनशील उत्पाद, अमीनो अम्ल और अन्य पदार्थ ले जाता है। यह दोनों दिशाओं में चलता है। सुक्रोज ATP की ऊर्जा से चालनी नलिका में जाता है, परासरण दाब बढ़ता है और जल अंदर आता है। वसंत में जड़ का संग्रह कलियों की ओर चढ़ता है।

मनुष्य में एक जोड़ी वृक्क, मूत्रवाहिनी, मूत्राशय और मूत्रमार्ग होते हैं। नाइट्रोजनी अपशिष्ट, जैसे यूरिया, वृक्क में रक्त से अलग होता है। हर वृक्क में असंख्य नेफ्रॉन हैं। केशिकाओं का गुच्छा कप जैसे बोमन संपुट में छनित छोड़ता है।

शुरुआती छनित में ग्लूकोज, अमीनो अम्ल, लवण और बहुत जल होता है। नली में ये चुनकर वापस रक्त में चले जाते हैं। जल की वापसी शरीर के अतिरिक्त जल और घुले अपशिष्ट पर निर्भर है। स्वस्थ वयस्क में छनित लगभग 180 लीटर प्रति दिन बनता है, मूत्र केवल एक-दो लीटर। कृत्रिम वृक्क में नली अर्धपारगम्य होती है और अपोहन द्रव में नाइट्रोजनी अपशिष्ट नहीं होता। वहाँ पुनरवशोषण नहीं होता।

पौधे अतिरिक्त जल वाष्पोत्सर्जन से छोड़ते हैं। अन्य अपशिष्ट रसधानी में, गिरती पत्तियों में, पुराने जाइलम में रेजिन और गोंद के रूप में, या आसपास की मिट्टी में छोड़ते हैं। प्रकाश-संश्लेषण की ऑक्सीजन भी एक अर्थ में अपशिष्ट है।