- “सजीव” होने की असली कसौटी दिखाई देने वाली गति नहीं बल्कि आणविक गति क्यों है, और चार जैव प्रक्रम कौन-से हैं
- स्वपोषी प्रकाश संश्लेषण से भोजन कैसे बनाते हैं, और मानव आहार नाल में भोजन का पूरा सफर
- वायवीय और अवायवीय श्वसन में अंतर, और हर कोशिका-क्रिया को ए.टी.पी. कैसे शक्ति देता है
- मानव हृदय और रुधिर वाहिकाएँ दोहरा परिसंचरण कैसे पूरा करती हैं, और पौधे में जल-भोजन कैसे चलते हैं
- वृक्काणु रुधिर छानकर मूत्र कैसे बनाता है, और पौधे अपना अपशिष्ट कैसे निकालते हैं
प्रकाश संश्लेषणक्रमाकुंचक गतिवायवीय श्वसनअवायवीय श्वसन
ए.टी.पी.दोहरा परिसंचरणलसिकावाष्पोत्सर्जनस्थानांतरण
वृक्काणुअपोहन
1 जैव प्रक्रम क्या हैं?
हमें कैसे पता चलता है कि कोई चीज़ सजीव है? दिखाई देने वाली गति भरोसेमंद कसौटी नहीं है: सोया हुआ कुत्ता भी सजीव है, और जो पौधा अभी आँखों के सामने नहीं बढ़ रहा वह भी सजीव है। जीवविज्ञानी असली कसौटी के रूप में आणविक गति को मानते हैं, इतनी सूक्ष्म गति जो आँखों से दिखती ही नहीं। सजीव की संरचना ऊतकों, कोशिकाओं और कोशिका के भीतर के छोटे-छोटे घटकों से बनी होती है, और पर्यावरण की रोज़मर्रा की टूट-फूट इस संगठन को लगातार बिगाड़ती रहती है। जीवित रहने के लिए जीव को अपनी संरचना की लगातार मरम्मत करनी पड़ती है, यानी अणुओं को लगातार गतिशील रखना पड़ता है। विषाणु (वायरस) में तब तक कोई आणविक गति नहीं होती जब तक वे किसी कोशिका को संक्रमित नहीं कर लेते, इसीलिए यह असली वैज्ञानिक बहस बनी हुई है कि विषाणु सचमुच सजीव हैं या नहीं।
वे सभी प्रक्रम जो मिलकर शरीर के अनुरक्षण का काम करते हैं, भले ही जीव कुछ खास न कर रहा हो (बैठा हो, सो रहा हो), जैव प्रक्रम कहलाते हैं।
अनुरक्षण के लिए ऊर्जा चाहिए, और यह ऊर्जा शरीर के बाहर से भोजन के रूप में आती है, इसी को पोषण कहते हैं। जीवन कार्बन-आधारित है, इसीलिए अधिकांश भोजन-स्रोत भी कार्बन-आधारित होते हैं। शरीर के अंदर रासायनिक अभिक्रियाएँ इस भोजन को तोड़कर उसकी ऊर्जा को एक ऐसे रूप में बदल देती हैं, जिसे कोशिका किसी भी काम के लिए इस्तेमाल कर सके; बहुत-से जीव इसके लिए बाहरी ऑक्सीजन का उपयोग करते हैं, जिसे श्वसन कहते हैं। एक-कोशिकीय जीव को किसी विशेष अंग की ज़रूरत नहीं पड़ती क्योंकि उसकी पूरी सतह पर्यावरण के संपर्क में रहती है, पर बहुकोशिकीय जीव में अधिकांश कोशिकाएँ सीधे बाहर के संपर्क में नहीं होतीं, इसलिए साधारण विसरण हर कोशिका की ज़रूरत पूरी नहीं कर सकता। यही कारण है कि बहुकोशिकीय शरीर भोजन और ऑक्सीजन लेने के लिए विशिष्टीकृत ऊतक बनाता है, और फिर इन्हें हर कोशिका तक पहुँचाने के लिए वहन-तंत्र (परिवहन) की ज़रूरत पड़ती है। ऊर्जा छोड़ने वाली यही अभिक्रियाएँ कुछ हानिकारक उपोत्पाद भी बनाती हैं, जिन्हें शरीर से निकालना ज़रूरी है, यही उत्सर्जन है, और इसके लिए भी परिवहन-तंत्र चाहिए, जो अपशिष्ट को उत्सर्जी ऊतक तक ले जाए।
“मनुष्य जैसे बहुकोशिकीय जीवों में विसरण अपर्याप्त क्यों है?” का उत्तर दो हिस्सों में दें: (1) अधिकांश कोशिकाएँ सीधे पर्यावरण के संपर्क में नहीं होतीं, और (2) विसरण बड़ी संख्या में कोशिकाओं की ऑक्सीजन-भोजन ज़रूरत पूरी करने के लिए बहुत धीमा है, इसीलिए विशिष्टीकृत परिवहन-ऊतक विकसित हुआ।
2 पोषण
स्वपोषी पोषण
- सरल अकार्बनिक स्रोतों से अपना भोजन बनाते हैं: CO₂ और जल
- बाहरी ऊर्जा-स्रोत, सूर्य के प्रकाश का उपयोग
- हरे पौधे, कुछ जीवाणु
विषमपोषी पोषण
- दूसरे जीवों द्वारा बनाया गया जटिल भोजन लेते हैं
- उपयोग से पहले एंजाइमों (ऐसे प्रोटीन, जो शरीर में किसी खास रासायनिक अभिक्रिया को तेज़ करते हैं, पर खुद उस अभिक्रिया में खर्च नहीं होते) द्वारा जटिल भोजन तोड़ा जाता है
- जंतु और कवक; जीवन स्वपोषी पर निर्भर
2.1 स्वपोषी पोषण: प्रकाश संश्लेषण
प्रकाश संश्लेषण वह प्रक्रम है जिसमें स्वपोषी बाहर से लिए कार्बन डाइऑक्साइड और जल को, सूर्य के प्रकाश तथा क्लोरोफिल की उपस्थिति में, कार्बोहाइड्रेट में बदल देते हैं और ऊर्जा को इन्हीं कार्बोहाइड्रेट में संचित कर लेते हैं।
तुरंत उपयोग न होने वाला कार्बोहाइड्रेट पौधे में मंड के रूप में संचित होता है, ठीक वैसे ही जैसे हमारे अपने शरीर में बिना इस्तेमाल हुई ऊर्जा ग्लाइकोजन के रूप में जमा होती है।
प्रकाश-अवशोषण
क्लोरोफिल प्रकाश ऊर्जा अवशोषित करता है।
जल का अपघटन
प्रकाश ऊर्जा रासायनिक ऊर्जा में बदलती है; जल के अणु हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में टूटते हैं।
CO₂ का अपचयन
कार्बन डाइऑक्साइड कार्बोहाइड्रेट में अपचयित होती है।
एक शबलित पत्ती (मनीप्लांट या क्रोटन) को 3 दिन अँधेरे कमरे में रखा जाता है ताकि उसका सारा मंड खप जाए, फिर 6 घंटे धूप में रखा जाता है। इसके हरे भाग ट्रेस किए जाते हैं, फिर पत्ती को पानी में उबालकर गरम एल्कोहल में डिकलरीकृत किया जाता है और आयोडीन से जाँचा जाता है। परिणाम: केवल वही भाग नीले-काले पड़ते हैं जो मूलतः हरे थे (यानी वहाँ मंड है); पीले भाग में मंड नहीं मिलता। यह सिद्ध करता है कि प्रकाश संश्लेषण के लिए क्लोरोफिल आवश्यक है।
लगभग समान आकार के दो गमले वाले पौधे 3 दिन अँधेरे में रखकर पहले उनका सारा मंड खपाया जाता है। दोनों को अलग-अलग काँच-पट्टिका पर बेलजार से ढका जाता है; एक बेलजार में पोटैशियम हाइड्रॉक्साइड (जो CO₂ सोख लेता है) की वाच-ग्लास भी रखी जाती है। दोनों को 2 घंटे धूप में रखकर, फिर क्रियाकलाप 5.1 जैसी मंड-जाँच की जाती है। परिणाम: KOH वाले पौधे (जिसे CO₂ नहीं मिली) में मंड नहीं बनता, सिद्ध होता है कि प्रकाश संश्लेषण के लिए कार्बन डाइऑक्साइड आवश्यक है।
एक प्रश्न दोनों क्रियाकलापों को जोड़ सकता है: “यह सिद्ध करने के लिए प्रयोग डिज़ाइन कीजिए कि प्रकाश संश्लेषण के लिए सूर्य का प्रकाश आवश्यक है।” उत्तर: एक गमले वाला पौधा (पहले क्रियाकलाप 5.1 की तरह 3 दिन अँधेरे में रखकर मंड खपाया हुआ) पूरी तरह धूप में रखें, और वैसा ही एक और पौधा उतने ही समय के लिए पूरी तरह प्रकाश-रोधी डिब्बे से ढक दें; फिर दोनों की पत्तियों की क्रियाकलाप 5.1 जैसी मंड-जाँच करें। केवल धूप पाने वाले पौधे में मंड मिलेगा।
रंध्र और गैस-विनिमय
रंध्र पत्ती की सतह पर मौजूद सूक्ष्म छिद्र हैं। प्रकाश संश्लेषण के लिए अधिकांश गैस-विनिमय इन्हीं से होता है, पर इनसे जल की भी काफी हानि हो सकती है, इसलिए जब पौधे को कार्बन डाइऑक्साइड की ज़रूरत नहीं होती तो वह अपने रंध्र बंद कर लेता है। यह भी याद रखें कि गैसों का आदान-प्रदान केवल रंध्रों से नहीं, बल्कि तने, जड़ और पत्तियों की सतह से भी होता है।
प्रकाश संश्लेषण की तीनों घटनाएँ (प्रकाश-अवशोषण, जल का अपघटन, CO₂ का अपचयन) तुरंत एक के बाद एक होना ज़रूरी नहीं। मरुद्भिद पौधे रात में कार्बन डाइऑक्साइड ग्रहण करके एक मध्यस्थ पदार्थ बनाते हैं, जिस पर दिन में क्लोरोफिल की अवशोषित ऊर्जा काम करती है।
CO₂, जल और सूर्य के प्रकाश के अलावा स्वपोषी को मिट्टी से और भी कच्ची सामग्री चाहिए: जड़ें मिट्टी से जल सोखती हैं, और नाइट्रोजन, फॉस्फोरस, लोहा तथा मैग्नीशियम भी मिट्टी से लिए जाते हैं। नाइट्रोजन प्रोटीन बनाने के लिए ज़रूरी है; यह अकार्बनिक नाइट्रेट या नाइट्राइट के रूप में, या जीवाणुओं द्वारा वायुमंडलीय नाइट्रोजन से बनाए गए कार्बनिक यौगिकों के रूप में ली जाती है।
2.2 विषमपोषी पोषण
विषमपोषी पोषण में दूसरे जीवों द्वारा बनाया गया जटिल भोजन ग्रहण किया जाता है; यह भोजन शरीर के बाहर या अंदर, कहीं भी तोड़ा जा सकता है, और ऐसे जीव का जीवन प्रत्यक्ष या परोक्ष रूप से स्वपोषी पर निर्भर करता है।
एककोशिकीय जीवों में पोषण
अमीबा
- कोशिका-सतह के अस्थायी अंगुली-जैसे प्रवर्ध निकालता है
- ये प्रवर्ध भोज्य कण के चारों ओर जुड़कर खाद्य रिक्तिका बनाते हैं
- अंदर जटिल पदार्थ टूटकर कोशिकाद्रव्य में विसरित होते हैं; अनपचा पदार्थ सतह से बाहर फेंका जाता है
पैरामीशियम
- अमीबा के विपरीत, इसका आकार निश्चित होता है
- भोजन कोशिका के एक तय स्थान पर लिया जाता है
- पूरी कोशिका-सतह पर मौजूद पक्ष्माभ (बारीक बाल-जैसी संरचनाएँ, जो लगातार गति करती हैं) की गति भोजन को उस स्थान तक लाती है
2.3 मनुष्य में पोषण
हमारी आहार नाल मुँह से गुदा तक फैली एक लंबी नली है, जिसके अलग-अलग भाग अलग-अलग काम के लिए विशिष्टीकृत हैं।
दाँत सबसे पहले भोजन को छोटे-छोटे एकसमान कणों में तोड़ते हैं, और चबाते समय पेशीय जीभ इसे लार से अच्छी तरह मिला देती है।
दो परखनलियों में मंड का घोल लिया जाता है; केवल एक में लार मिलाई जाती है, दोनों को 20-30 मिनट बिना छेड़े रखा जाता है। बाद में आयोडीन मिलाने पर जिस परखनली में लार डाली गई थी उसमें नीला-काला रंग नहीं आता, यानी मंड पहले ही टूट चुका है; बिना लार वाली परखनली अब भी नीली-काली हो जाती है। यह सिद्ध करता है कि लार का एंजाइम मंड पर काम करता है।
| अंग / ग्रंथि | स्राव | क्या करता है |
|---|---|---|
| लार ग्रंथियाँ (मुँह) | लार, जिसमें लार एमाइलेस एंजाइम | भोजन को गीला करके आसानी से आगे बढ़ने लायक बनाती है; एमाइलेस मंड को सरल शर्करा में तोड़ता है |
| जठर ग्रंथियाँ (आमाशय की भित्ति) | हाइड्रोक्लोरिक अम्ल, पेप्सिन, श्लेष्मा | HCl पेप्सिन के काम के लिए अम्लीय माध्यम बनाता है, और भोजन के साथ आए कीटाणु मारता है; पेप्सिन प्रोटीन पचाता है; श्लेष्मा आमाशय की अपनी भित्ति को अम्ल से बचाती है |
| यकृत | पित्तरस | आमाशय से आए अम्लीय भोजन को अग्न्याशयिक एंजाइमों के लिए क्षारीय बनाता है, और पित्त लवणों से वसा का इमल्सीकरण करता है (बड़ी वसा-गोलिकाओं को छोटी गोलिकाओं में तोड़ता है) ताकि एंजाइम तेज़ी से काम करें |
| अग्न्याशय | अग्न्याशयिक रस: ट्रिप्सिन, लाइपेज | ट्रिप्सिन प्रोटीन पचाता है; लाइपेज इमल्सीकृत वसा तोड़ता है |
| क्षुद्रांत्र की भित्ति | आंत्र रस | प्रोटीन को अमीनो अम्ल, जटिल कार्बोहाइड्रेट को ग्लूकोज़, वसा को वसा अम्ल और ग्लिसरॉल में अंततः बदलता है |
क्रमाकुंचक गति आहार नाल की भित्ति की वह लयबद्ध, तरंग-जैसी पेशीय संकुचन-गति है, जो भोजन को पूरी नाल में लगातार आगे धकेलती है।
मुँह से भोजन ग्रसिका से होकर आमाशय में जाता है, जो एक बड़ा अंग है और भोजन आने पर फैल जाता है, साथ ही उसे पाचक रसों से अच्छी तरह मिला देता है। एक अवरोधिनी पेशी आमाशय से भोजन को थोड़ी-थोड़ी मात्रा में क्षुद्रांत्र में भेजती है। क्षुद्रांत्र आहार नाल का सबसे लंबा भाग है, जो अत्यधिक कुंडलित होकर एक छोटी-सी जगह में समा जाता है, और यहीं कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन तथा वसा का पूरा पाचन होता है। इसके आंतरिक आस्तर पर दीर्घरोम नाम के अँगुली-जैसे प्रवर्ध होते हैं, जो अवशोषण के लिए सतही क्षेत्रफल बढ़ाते हैं; दीर्घरोम में रुधिर वाहिकाओं का जाल होता है, जो अवशोषित भोजन को शरीर की हर कोशिका तक पहुँचाता है, जहाँ इसका उपयोग ऊर्जा पाने, नए ऊतक बनाने और पुराने ऊतक की मरम्मत में होता है। अनवशोषित भोजन बृहदांत्र में जाता है, जहाँ से और जल सोख लिया जाता है, और बचा वर्ज्य पदार्थ गुदा से बाहर निकलता है, जिसे गुदा-अवरोधिनी नियंत्रित करती है।
| क्षुद्रांत्र की लंबाई | क्यों | |
|---|---|---|
| शाकाहारी (घास खाने वाले) | लंबी | घास का सेल्युलोज़ पचने में अधिक समय लेता है |
| मांसाहारी (जैसे बाघ) | छोटी | मांस पचाना आसान है |
दंतक्षय तब शुरू होता है जब मुँह में मौजूद जीवाणु शर्करा पर क्रिया करके अम्ल बनाते हैं, जो इनैमल (दाँत की सबसे बाहरी, सबसे कठोर परत) और डैंटीन (इनैमल के ठीक नीचे की परत) को मृदु व विखनिजीकृत कर देता है। जीवाणु-कोशिकाएँ और खाद्यकण मिलकर दाँतों पर चिपचिपा दंतप्लाक बनाते हैं, जो दाँत को ढक लेता है और लार को दाँत की सतह तक पहुँचकर अम्ल बेअसर करने से रोकता है। भोजन के तुरंत बाद ब्रश करने से अम्ल बनने से पहले ही प्लाक हट जाता है; इलाज न हो तो सूक्ष्मजीव दाँत के अंदरूनी हिस्से, गूदे (दाँत का सबसे भीतरी नरम भाग, जिसमें रुधिर वाहिकाएँ और तंत्रिकाएँ होती हैं) तक पहुँचकर सूजन और संक्रमण कर सकते हैं।
3 श्वसन
श्वसन वह प्रक्रम है जिसमें शरीर के बाहर से ऑक्सीजन ली जाती है और कोशिका के अंदर उसका उपयोग भोजन को तोड़कर ऊर्जा पाने में किया जाता है।
दो परखनलियों में ताज़ा तैयार किया हुआ चूने का पानी लिया जाता है। पहली में निःश्वास द्वारा निकली वायु प्रवाहित की जाती है, और दूसरी में सिरिंज या पिचकारी से साधारण वायु। दोनों के दूधिया होने में लगा समय नोट किया जाता है। परिणाम: निःश्वास की वायु से चूने का पानी बहुत जल्दी दूधिया हो जाता है, यानी निःश्वास द्वारा निकली वायु में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा साधारण वायु से अधिक होती है।
फल के रस या चीनी के घोल में कुछ यीस्ट डालकर, उसे एक छिद्र वाली कॉर्क लगी परखनली में लिया जाता है। कॉर्क में लगी मुड़ी हुई काँच की नली का स्वतंत्र सिरा ताज़ा तैयार चूने के पानी वाली परखनली में डुबाया जाता है। परिणाम: चूने का पानी दूधिया हो जाता है, यानी यीस्ट द्वारा किण्वन में कार्बन डाइऑक्साइड बनती है।
हर जीव में, चाहे कोई भी मार्ग हो, पहला कदम एक जैसा होता है: ग्लूकोज़ (6-कार्बन अणु) कोशिका के कोशिकाद्रव्य में टूटकर पायरुवेट (3-कार्बन अणु) बनाता है। इसके बाद क्या होगा, यह ऑक्सीजन की उपलब्धता पर निर्भर करता है।
O₂ नहीं: यीस्ट में (किण्वन)
पायरुवेट → इथेनॉल + CO₂
O₂ नहीं: हमारी पेशी कोशिकाओं में
पायरुवेट → लैक्टिक अम्ल (यह भी 3-कार्बन); अचानक तेज़ गतिविधि में इसके जमाव से ऐंठन (क्रैम्प) होती है
| वायवीय श्वसन | अवायवीय श्वसन | |
|---|---|---|
| ऑक्सीजन | ज़रूरी | ज़रूरी नहीं |
| कहाँ | माइटोकॉन्ड्रिया | केवल कोशिकाद्रव्य |
| अंतिम उत्पाद | कार्बन डाइऑक्साइड + जल | इथेनॉल + CO₂ (यीस्ट) या लैक्टिक अम्ल (पेशी) |
| मुक्त ऊर्जा | बहुत अधिक | बहुत कम |
| उदाहरण जीव | अधिकांश पौधे व जंतु | यीस्ट; ऑक्सीजन कम पड़ने पर हमारी पेशियाँ |
श्वसन से मुक्त ऊर्जा का उपयोग ए.डी.पी. (एडिनोसीन डाइफॉस्फेट, यानी एक फॉस्फेट खो चुका ए.टी.पी.) और अकार्बनिक फॉस्फेट से ए.टी.पी. बनाने में होता है। ए.टी.पी. का अंतिम फॉस्फेट-बंध जल की उपस्थिति में टूटने पर एक निश्चित मात्रा में ऊर्जा मुक्त करता है: 30.5 kJ/mol। यह ए.टी.पी. फिर कोशिका की उन अभिक्रियाओं को शक्ति देता है जिन्हें होने के लिए ऊर्जा चाहिए (इन्हें आंतरोष्मि अभिक्रियाएँ कहते हैं)।
ए.टी.पी. एक चार्ज की हुई बैटरी जैसा है
एक ही बैटरी टॉर्च, पंखा या खिलौना-कार चला सकती है, वही विद्युत ऊर्जा कई अलग-अलग उपकरण चलाती है। ठीक इसी तरह, ए.टी.पी. नाम का एक ही अणु पेशी-संकुचन, प्रोटीन-संश्लेषण, तंत्रिका-आवेग का चालन और कोशिका के हर ऊर्जा-ज़रूरत वाले काम को शक्ति देता है।
पौधों में रात के समय प्रकाश संश्लेषण नहीं होता, इसलिए श्वसन से बनी CO₂ का मुक्त होना मुख्य गैस-विनिमय घटना बन जाता है। दिन में श्वसन से बनी CO₂ तुरंत प्रकाश संश्लेषण में खप जाती है, इसलिए कोई शुद्ध CO₂ मुक्त नहीं होती, और इसकी जगह O₂ का मुक्त होना मुख्य घटना बन जाता है।
जलशाला में मछली को देखिए: वह लगातार मुँह खोलती और बंद करती है, और आँखों के पीछे क्लोमछिद्र (या उन्हें ढकने वाला प्रच्छद) भी खुलते और बंद होते रहते हैं; दोनों के खुलने-बंद होने में समन्वय होता है। गिनिए कि मछली एक मिनट में कितनी बार मुँह खोलती-बंद करती है, और इसकी तुलना अपनी एक मिनट की श्वास-दर से कीजिए। परिणाम: मछली हमसे कहीं तेज़ श्वास लेती है, जिसका कारण नीचे दिया है।
स्थलीय जंतु वायुमंडलीय ऑक्सीजन लेते हैं, पर जल में रहने वाले जंतु जल में विलेय ऑक्सीजन का उपयोग करते हैं, जो वायु की ऑक्सीजन से कहीं कम मात्रा में होती है, इसलिए उन्हें पर्याप्त ऑक्सीजन पाने के लिए स्थलीय जंतुओं से कहीं तेज़ साँस लेनी पड़ती है। मछली मुँह से जल लेकर उसे क्लोम से गुज़ारती है, जहाँ रुधिर घुली ऑक्सीजन ग्रहण कर लेता है।
स्थलीय जीवों में वायुमंडल की ऑक्सीजन अलग-अलग जंतुओं में अलग-अलग अंगों द्वारा अवशोषित होती है, पर इन सभी अंगों की रचना ऐसी होती है जो ऑक्सीजन-बहुल वायुमंडल के संपर्क वाले सतही क्षेत्रफल को बढ़ाती है। ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड का विनिमय इसी सतह के आर-पार होता है, इसलिए यह सतह बहुत पतली और मुलायम होती है; इसकी रक्षा के लिए यह शरीर के अंदर स्थित होती है, वहाँ तक वायु पहुँचाने के लिए रास्ते होते हैं, और वायु को अंदर-बाहर करने की एक क्रियाविधि भी होती है।
मनुष्य में वायु नासाद्वार से शरीर के अंदर जाती है। नासाद्वार के मार्ग में उपस्थित महीन बाल वायु को निस्पंदित कर देते हैं, जिससे अंदर जाने वाली वायु धूल और दूसरी अशुद्धियों से रहित हो जाती है; इस मार्ग में श्लेष्मा की परत भी होती है, जो इस काम में सहायक है। यहाँ से वायु कंठ द्वारा फुफ्फुस में जाती है। कंठ में उपास्थि के वलय होते हैं, जो सुनिश्चित करते हैं कि वायु-मार्ग निपतित न हो (पिचके नहीं)। फुफ्फुस के अंदर यह मार्ग छोटी और छोटी नलिकाओं में बँटता जाता है, जो अंत में गुब्बारे जैसी रचनाओं में खत्म होती हैं, जिन्हें कूपिका कहते हैं। कूपिका वह सतह देती है जहाँ गैसों का विनिमय होता है, और कूपिकाओं की भित्ति में रुधिर वाहिकाओं का विस्तीर्ण जाल होता है।
साँस अंदर लेते समय पसलियाँ ऊपर उठती हैं और डायाफ्राम चपटा हो जाता है, जिससे छाती की गुहा बड़ी होकर वायु को फुफ्फुस में खींच लेती है और कूपिकाओं को भर देती है। फुफ्फुस साँस छोड़ने के बाद भी हमेशा कुछ अवशिष्ट वायु रखते हैं, जिससे ऑक्सीजन अवशोषित होने और कार्बन डाइऑक्साइड मुक्त होने के लिए पर्याप्त समय मिल जाता है। चूँकि अकेले विसरण से ऑक्सीजन इतनी तेज़ी से पूरे बड़े शरीर तक नहीं पहुँच सकती, इसलिए मनुष्य श्वसन-वर्णक हीमोग्लोबिन का उपयोग करता है, जो लाल रुधिर कणिकाओं में रहता है और ऑक्सीजन से इतनी मज़बूती से जुड़ता है कि उसे तब तक पकड़े रहता है जब तक वह किसी ज़रूरतमंद कोशिका तक न पहुँच जाए। कार्बन डाइऑक्साइड, ऑक्सीजन के विपरीत, जल में अधिक घुलनशील है, इसलिए यह अधिकतर रुधिर के तरल भाग, प्लाज्मा में घुलकर ही यात्रा करती है (प्लाज्मा के बारे में अगले भाग में और पढ़ेंगे)।
- यदि कूपिकाओं की सतह को फैला दिया जाए तो यह लगभग 80 वर्ग मीटर क्षेत्र ढक लेगी, जो हमारे पूरे शरीर के सतही क्षेत्रफल से कहीं अधिक है। इतनी विस्तृत सतह के कारण ही गैसों का विनिमय इतना दक्ष होता है।
- यदि हमारे शरीर में ऑक्सीजन केवल विसरण से गति करती, तो फुफ्फुस से ऑक्सीजन के एक अणु को पैर के अँगूठे तक पहुँचने में अनुमानतः 3 वर्ष लगते। इसीलिए हीमोग्लोबिन इतना ज़रूरी है।
श्वासनली के ऊपरी हिस्से में छोटी-छोटी बाल-जैसी संरचनाएँ होती हैं, जिन्हें सिलिया कहते हैं; ये अंदर ली जाने वाली वायु से रोगाणु, धूल और अन्य हानिकारक कणों को हटाने में मदद करती हैं। धूम्रपान इन सिलिया को नष्ट कर देता है, जिससे रोगाणु, धूल, धुआँ और हानिकारक रसायन फुफ्फुस तक पहुँचकर संक्रमण, खाँसी और यहाँ तक कि फुफ्फुस-कैंसर तक करा सकते हैं, जो दुनिया में मृत्यु के सबसे आम कारणों में से एक है। किसी भी रूप में तंबाकू (सिगरेट, बीड़ी, हुक्का, गुटका) हानिकारक है, और आमतौर पर जीभ, फुफ्फुस, हृदय व यकृत को प्रभावित करता है; गुटका चबाने से भारत में मुँह के कैंसर की दर ऊँची है।
4 परिवहन
4.1 मनुष्य में परिवहन
अपने आस-पास के स्वास्थ्य केंद्र जाकर पता कीजिए कि मनुष्यों में हीमोग्लोबिन की मात्रा का सामान्य परिसर क्या है: क्या यह बच्चे और वयस्क के लिए समान है, और क्या पुरुष और महिलाओं के हीमोग्लोबिन स्तर में अंतर है? फिर किसी पशु चिकित्सा क्लीनिक से भैंस या गाय जैसे पशुओं में हीमोग्लोबिन का सामान्य परिसर, और बछड़ों, नर तथा मादा में उसका अंतर पता कीजिए। नर-मादा मनुष्यों और पशुओं में दिखे अंतर की तुलना कीजिए, और सोचिए कि उसे कैसे समझाया जा सकता है।
रुधिर एक तरल संयोजी ऊतक है: प्लाज्मा (तरल भाग) भोजन, कार्बन डाइऑक्साइड और नाइट्रोजनी अपशिष्ट (नाइट्रोजन-यौगिकों से बना अपशिष्ट, मुख्यतः यूरिया, जिसे उत्सर्जन-तंत्र निकालता है, इस अध्याय में आगे पूरा विस्तार) को घुली अवस्था में तथा लवण जैसे पदार्थों को भी ले जाता है, जबकि लाल रुधिर कणिकाएँ ऑक्सीजन ले जाती हैं। किसी भी परिवहन-तंत्र को तीन चीज़ें चाहिए: एक पंप, हर ऊतक तक पहुँचने वाली नलियों का जाल, और नेटवर्क को नुकसान होने पर मरम्मत का तरीका।
हृदय में अलग-अलग कोष्ठ इसलिए हैं ताकि ऑक्सीजन-युक्त और कार्बन डाइऑक्साइड-युक्त रुधिर आपस में न मिलें। फुफ्फुस से आया ऑक्सीजन-युक्त रुधिर पतली भित्ति वाले बाएँ अलिंद में आता है, जो भरते समय शिथिल रहता है और फिर संकुचित होकर रुधिर को बाएँ निलय में भेज देता है। पेशीय बायाँ निलय फिर संकुचित होकर इस ऑक्सीजन-युक्त रुधिर को पूरे शरीर में पंप कर देता है। इसी बीच शरीर से आया विऑक्सीजनित रुधिर दाएँ अलिंद में आता है, जो संकुचित होकर दाएँ निलय को भर देता है, और यह निलय संकुचित होकर रुधिर को ऑक्सीजनीकरण के लिए फुफ्फुस भेज देता है। वाल्व किसी कोष्ठ के संकुचित होने पर रुधिर को उल्टी दिशा में बहने से रोकते हैं, और निलयों की पेशीय भित्ति अलिंदों से मोटी होती है क्योंकि उन्हें रुधिर को कहीं आगे, फुफ्फुस या पूरे शरीर तक, पंप करना होता है।
दोहरा परिसंचरण शरीर के एक पूरे चक्र में रुधिर का हृदय से दो बार गुज़रना है: एक बार विऑक्सीजनित रुधिर के रूप में फुफ्फुस की ओर, और एक बार ऑक्सीजनित रुधिर के रूप में शरीर की ओर।
| प्राणी-समूह | हृदय के कोष्ठ | रुधिर का मिश्रण |
|---|---|---|
| मछली | 2 | कोई मिश्रण संभव नहीं; रुधिर शरीर-चक्र में हृदय से केवल एक बार गुज़रता है (एकल परिसंचरण): एक बार क्लोम में पंप होकर, ऑक्सीजनित होकर, सीधे शरीर में भेज दिया जाता है |
| उभयचर और अनेक सरीसृप | 3 | ऑक्सीजनित-विऑक्सीजनित रुधिर का कुछ मिश्रण सहन हो जाता है; शरीर का तापमान पर्यावरण पर निर्भर करता है |
| पक्षी और स्तनधारी | 4 | कोई मिश्रण नहीं; इससे मिलने वाली अत्यधिक कार्यकुशल, लगातार ऑक्सीजन-आपूर्ति इन जंतुओं को अपना शरीर-तापमान स्वयं बनाए रखने देती है |
रक्तदाब वह बल है जो रुधिर किसी वाहिका की भित्ति पर लगाता है, इसे स्फाईग्मोमैनोमीटर (रक्तदाब मापने का उपकरण) से मापा जाता है। प्रकुंचन दाब (निलय-संकुचन के समय) सामान्यतः लगभग 120 mm (पारा) होता है; अनुशिथिलन दाब (निलय-शिथिलन के समय) सामान्यतः लगभग 80 mm (पारा) होता है। उच्च रक्तदाब धमनिकाओं (धमनी की छोटी शाखाओं) के सिकुड़ने से होता है, जिससे रुधिर-प्रवाह का प्रतिरोध बढ़ता है, और यह किसी धमनी को फाड़कर आंतरिक रक्तस्राव तक कर सकता है।
| धमनी | शिरा | केशिका | |
|---|---|---|---|
| रुधिर ले जाती है | हृदय से दूर | वापस हृदय की ओर | ऊतक में धमनी और शिरा के बीच |
| भित्ति | मोटी, लचीली (उच्च दाब का रुधिर) | पतली (रुधिर अब दाब में नहीं) | एक कोशिका मोटी, विनिमय के लिए |
| वाल्व | नहीं | हाँ, पीछे बहने से रोकने के लिए | नहीं |
प्लेटलैट्स रुधिर की वे कोशिकाएँ हैं जो शरीर में घूमती रहती हैं और चोट लगने पर वहाँ थक्का बनाकर रिसाव बंद कर देती हैं, जिससे रुधिर की हानि और उससे होने वाली पंपिंग-दाब की गिरावट रुक जाती है।
लसिका (ऊतक तरल) तब बनती है जब प्लाज्मा, प्रोटीन और रुधिर-कोशिकाएँ केशिका-भित्ति के छिद्रों से निकलकर ऊतक-कोशिकाओं के बीच की जगहों में आ जाती हैं। यह प्लाज्मा जैसी होती है, पर रंगहीन और कम प्रोटीन वाली। लसिका पहले लसिका-केशिकाओं में, फिर बड़ी लसिका-वाहिकाओं में जाती है, और अंत में बड़ी शिराओं में खुल जाती है। यह आंत से पचा-अवशोषित वसा ले जाती है, और ऊतक की अतिरिक्त तरल को वापस रुधिर में पहुँचाती है।
4.2 पादपों में परिवहन
सोचिए, अगर जड़ें और हरी पत्तियाँ एक-दूसरे के बिल्कुल पास होतीं, तो पौधे को परिवहन-तंत्र की ज़रूरत ही न पड़ती, क्योंकि साधारण विसरण से ही मिट्टी की कच्ची सामग्री और पत्तियों में बनी ऊर्जा पौधे के हर हिस्से तक पहुँच जाती। दिक्कत तब शुरू होती है जब पौधा बड़ा हो जाता है और मिट्टी छूने वाली जड़ों तथा क्लोरोफिल-युक्त पत्तियों के बीच की दूरी इतनी बढ़ जाती है कि अकेला विसरण अब पर्याप्त तेज़ नहीं रह जाता, तभी पौधे को एक ठीक-ठाक परिवहन-तंत्र चाहिए होता है। पौधे हिलते-डुलते भी नहीं, और उनका बहुत-सा ऊतक असल में मृत कोशिकाओं का बना है जो कोई सक्रिय काम नहीं करतीं। इन दोनों वजहों से पौधे की ऊर्जा-ज़रूरत कम रहती है, इसलिए वह लंबे पेड़ों जैसी बड़ी दूरी पर भी अपेक्षाकृत धीमे परिवहन-तंत्र से काम चला लेता है।
जाइलम की ले जाने वाली नलियों को वाहिकाएँ और वाहिनिकाएँ कहते हैं, और फ्लोएम की नलियों को चालनी नलिकाएँ, बस इनकी संरचना और काम करने का तरीका अलग-अलग है।
| जाइलम | फ्लोएम | |
|---|---|---|
| ले जाता है | मिट्टी से जल और खनिज | पत्तियों से प्रकाश-संश्लेषण के उत्पाद (और अमीनो अम्ल) |
| दिशा | केवल ऊपर (जड़ से पत्ती तक) | ऊपर और नीचे, दोनों, पौधे की ज़रूरत के अनुसार |
| किससे चलता है | अधिकतर भौतिक बल: मूल दाब और वाष्पोत्सर्जन कर्षण | ऊर्जा (ए.टी.पी.) से परासरण दाब बनाकर |
| संरचना | वाहिकाएँ और वाहिनिकाएँ | चालनी नलिकाएँ, साथी कोशिकाओं की मदद से |
जड़ में कोशिकाएँ सक्रिय रूप से मिट्टी से आयन सोखती हैं, जिससे एक सांद्रता-अंतर बनता है जो जल को जड़ में खींच लेता है और जाइलम में जल के एक स्तंभ को लगातार ऊपर धकेलता रहता है, इसी को मूल दाब कहते हैं। मूल दाब अकेले यह नहीं बता सकता कि जल किसी ऊँचे पेड़ की चोटी तक कैसे पहुँचता है, इसलिए एक दूसरी क्रियाविधि भी काम करती है।
एक ही आकार के, बराबर मिट्टी वाले दो गमले लिए जाते हैं: एक में जीवित पौधा, दूसरे में उतनी ही ऊँचाई की एक सूखी छड़ी। दोनों की मिट्टी को प्लास्टिक की शीट से ढक दिया जाता है (ताकि मिट्टी से सीधे वाष्पन न हो), और फिर पूरे गमले को भी शीट से ढककर आधे घंटे तेज़ धूप में रखा जाता है। परिणाम: केवल जीवित पौधे वाले गमले की शीट के अंदर जल की बूँदें जमा होती हैं, यह दिखाता है कि पौधा स्वयं सक्रिय रूप से जल खो रहा है, मिट्टी नहीं।
वाष्पोत्सर्जन पौधे के हवाई भागों से जल-वाष्प के रूप में जल की हानि है। पत्ती-कोशिकाओं से जल के वाष्पित होने से एक चूषण (वाष्पोत्सर्जन कर्षण) बनता है, जो जड़ों से जाइलम में होते हुए जल को ऊपर खींचता है।
वाष्पोत्सर्जन दो काम करता है: जड़ों से पत्तियों तक जल और घुले खनिजों को खींचने-पहुँचाने में मदद करता है, और पौधे का तापमान नियमित रखने में मदद करता है। मूल दाब का असर रात में अधिक होता है; दिन में, रंध्र खुले रहने पर, जाइलम में जल की गति की मुख्य शक्ति वाष्पोत्सर्जन कर्षण ही होती है।
स्थानांतरण फ्लोएम के ज़रिए प्रकाश-संश्लेषण के घुलनशील उत्पादों (साथ ही अमीनो अम्ल व अन्य पदार्थों) का, बनने की जगह पत्तियों से लेकर भंडारण अंगों (जड़, फल, बीज) और बढ़ते अंगों तक परिवहन है।
जाइलम के परिवहन के विपरीत, स्थानांतरण ऊर्जा का उपयोग करता है: सुक्रोज़ को ए.टी.पी. की मदद से फ्लोएम की चालनी नलिकाओं में डाला जाता है, जिससे ऊतक का परासरण दाब बढ़ जाता है और जल खिंचकर अंदर आ जाता है; यह दाब फिर पदार्थ को कम-दाब वाले ऊतकों की ओर धकेलता है, जिससे पौधा अपनी ज़रूरत के हिसाब से भोजन भेज पाता है। उदाहरण के लिए, बसंत में जड़ या तने के ऊतक में जमा शर्करा उन कलिकाओं तक भेजी जाती है जिन्हें बढ़ने के लिए ऊर्जा चाहिए।
5 उत्सर्जन
उत्सर्जन शरीर से हानिकारक उपापचयी अपशिष्ट पदार्थों को निकालने की जैविक प्रक्रिया है। एककोशिकीय जीव अपशिष्ट को सीधे शरीर-सतह से विसरित कर देते हैं; जटिल बहुकोशिकीय जीव इसके लिए विशिष्टीकृत अंगों का उपयोग करते हैं।
5.1 मनुष्य में उत्सर्जन
मानव उत्सर्जन-तंत्र में एक जोड़ी वृक्क, एक जोड़ी मूत्रवाहिनी, एक मूत्राशय और एक मूत्रमार्ग होते हैं। वृक्क उदर में, रीढ़ की हड्डी के दोनों ओर एक-एक स्थित होते हैं। इनका काम रुधिर से नाइट्रोजनी अपशिष्ट, यूरिया या यूरिक अम्ल, छानना है, ठीक वैसे ही जैसे फुफ्फुस रुधिर से कार्बन डाइऑक्साइड छानते हैं।
हर वृक्क में बहुत बड़ी संख्या में वृक्काणु होते हैं, जो उसकी मूल छनन-इकाई हैं। हर वृक्काणु की शुरुआत बहुत पतली भित्ति वाली रुधिर-केशिकाओं के एक गुच्छे से होती है, जिसे केशिका गुच्छ कहते हैं। यह केशिका गुच्छ कुंडलित नलिका के बोमन संपुट में समाया रहता है, जो निस्यंद (छना हुआ द्रव) एकत्र करता है। निस्यंद जैसे-जैसे नलिका से गुज़रता है, उपयोगी पदार्थों (ग्लूकोज़, अमीनो अम्ल, लवण और अधिकांश जल) का चयनित पुनरवशोषण हो जाता है; कितना जल पुनरवशोषित होगा यह इस पर निर्भर करता है कि शरीर में कितना अतिरिक्त जल है और कितना घुला हुआ अपशिष्ट अभी भी उत्सर्जित करना बाकी है। हर वृक्क से मूत्र मूत्रवाहिनी से होकर मूत्राशय में जाता है, जहाँ भरे हुए मूत्राशय का दाब पेशाब की इच्छा पैदा करता है; चूँकि मूत्राशय पेशीय है और तंत्रिका-नियंत्रण में रहता है, इसलिए इस इच्छा को आमतौर पर मूत्रमार्ग से मूत्र निकलने तक इच्छानुसार रोका जा सकता है।
वृक्क-विफलता (संक्रमण, आघात या रुधिर-प्रवाह में रुकावट से) शरीर में विषैला अपशिष्ट जमा कर देती है और जानलेवा हो सकती है। कृत्रिम वृक्क रुधिर से नाइट्रोजनी अपशिष्ट अपोहन से निकालता है: रोगी के रुधिर को अर्ध-पारगम्य अस्तर वाली नलियों से गुज़ारा जाता है, जो अपोहन द्रव (रुधिर जैसा ही परासरण दाब, पर नाइट्रोजनी अपशिष्ट रहित) से भरी टंकी में लटकी होती हैं; अपशिष्ट विसरण से इस द्रव में चला जाता है, और शुद्ध रुधिर वापस पंप कर दिया जाता है। असली वृक्क से मुख्य अंतर: अपोहन में कोई पुनरवशोषण नहीं होता। एक स्वस्थ वयस्क के वृक्क रोज़ाना लगभग 180 लीटर प्रारंभिक निस्यंद बनाते हैं, फिर भी केवल 1-2 लीटर ही वास्तव में मूत्र के रूप में उत्सर्जित होता है, क्योंकि वृक्क-नलिकाएँ बाकी लगभग सारा जल पुनरवशोषित कर लेती हैं।
अंगदान एक उदार कार्य है, जिसमें किसी ऐसे व्यक्ति को अंग दान किया जाता है, जिसका कोई अंग ठीक से कार्य न कर रहा हो। यह दाता और उसके परिवार की सहमति से किया जाता है, और अंग व ऊतक दान में दाता की उम्र व लिंग मायने नहीं रखते। जब ग्राही का अंग बीमारी या चोट से क्षतिग्रस्त या खराब हो जाता है, तब प्रत्यारोपण आवश्यक होता है: एक व्यक्ति (दाता) के शरीर से शल्य चिकित्सा द्वारा अंग निकालकर दूसरे व्यक्ति (ग्राही) के शरीर में प्रत्यारोपित किया जाता है। सामान्य प्रत्यारोपण में कॉर्निया, गुर्दे, दिल, यकृत, अग्नाशय, फेफड़े, आंत और अस्थिमज्जा शामिल हैं। अधिकांश अंगदान व ऊतक दान दाता की मृत्यु के ठीक बाद, या जब डॉक्टर किसी व्यक्ति के मस्तिष्क को मृत घोषित करता है तब होते हैं; लेकिन कुछ अंगों (जैसे गुर्दे, यकृत का कुछ भाग, फेफड़े) और ऊतकों का दान दाता के जीवित रहते भी किया जा सकता है।
5.2 पादपों में उत्सर्जन
पौधे जंतुओं से बिल्कुल अलग रणनीति अपनाते हैं। प्रकाश संश्लेषण के दौरान मुक्त होने वाली ऑक्सीजन को भी एक तरह से अपशिष्ट पदार्थ माना जा सकता है। अतिरिक्त जल वाष्पोत्सर्जन से बाहर निकाला जाता है। चूँकि बहुत-से पादप-ऊतक मृत कोशिकाओं के बने होते हैं, और पौधे अपने भाग (जैसे पत्तियाँ) गिरा भी सकते हैं, इसलिए पौधे अपशिष्ट को इन तरीकों से भी जमा या बाहर करते हैं:
- अपशिष्ट पदार्थ कोशिका की रिक्तिकाओं में जमा किए जाते हैं
- अपशिष्ट पत्तियों में जमा होकर उन्हीं के साथ गिर जाता है
- अपशिष्ट गोंद और रेज़िन के रूप में जमा होता है, खासकर पुराने जाइलम में
- कुछ अपशिष्ट पदार्थ सीधे आसपास की मिट्टी में उत्सर्जित कर दिए जाते हैं
इस पूरे अध्याय का हर हिस्सा एक ही सवाल का जवाब देता है: कोई जीव खुद को व्यवस्थित कैसे रखता है, ऊर्जा कैसे अंदर लाता है, उसे कैसे बाँटता है, और जो अब ज़रूरत का नहीं रहा उसे कैसे बाहर निकालता है?
यह अध्याय एक पंक्ति में
- क्या मैं प्रकाश संश्लेषण का समीकरण और उसकी तीनों नामित घटनाएँ लिख सकता हूँ, और क्लोरोफिल व CO₂ की आवश्यकता सिद्ध करने वाले दोनों क्रियाकलाप बता सकता हूँ?
- क्या मैं पूरी मानव आहार नाल में भोजन का सफर बता सकता हूँ, हर एंजाइम और उसकी जगह के साथ?
- क्या मैं वायवीय और अवायवीय श्वसन की तुलना कर सकता हूँ, और यीस्ट व पेशी-ऐंठन दोनों अवायवीय मार्ग बता सकता हूँ?
- क्या मैं क्रम से बता सकता हूँ कि रुधिर हृदय के चारों कोष्ठों से कैसे गुज़रता है, और दोहरा परिसंचरण समझा सकता हूँ?
- क्या मैं जाइलम और फ्लोएम की तुलना कर सकता हूँ, और मूल दाब व वाष्पोत्सर्जन कर्षण दोनों समझा सकता हूँ?
- क्या मैं वृक्काणु की संरचना बता सकता हूँ और अपोहन असली वृक्क से कैसे अलग है, समझा सकता हूँ?
- चार जैव प्रक्रम: पोषण, श्वसन, परिवहन, उत्सर्जन, सभी अनुरक्षण के लिए ज़रूरी
- स्वपोषी भोजन बनाते हैं (प्रकाश संश्लेषण: प्रकाश-अवशोषण, जल-अपघटन, CO₂-अपचयन); विषमपोषी जटिल भोजन लेते हैं (मृतजीवी, प्राणिसम, परजीवी)
- मानव पाचन: मुँह (एमाइलेस) → आमाशय (HCl, पेप्सिन, श्लेष्मा) → क्षुद्रांत्र (पित्त, ट्रिप्सिन, लाइपेज, दीर्घरोम अवशोषण) → बृहदांत्र (जल अवशोषण) → गुदा
- ग्लूकोज़ → पायरुवेट हमेशा कोशिकाद्रव्य में; वायवीय (माइटोकॉन्ड्रिया) → CO₂+जल, अधिक ऊर्जा; अवायवीय → इथेनॉल+CO₂ (यीस्ट) या लैक्टिक अम्ल (पेशी-ऐंठन)
- ए.टी.पी. के अंतिम फॉस्फेट-बंध के टूटने से 30.5 kJ/mol ऊर्जा मुक्त होती है
- हृदय: दायाँ अलिंद → दायाँ निलय → फुफ्फुस → बायाँ अलिंद → बायाँ निलय → शरीर = दोहरा परिसंचरण; मछली में 2 कोष्ठ (एकल परिसंचरण), उभयचर/सरीसृप में 3 (कुछ मिश्रण), पक्षी/स्तनधारी में 4 (कोई मिश्रण नहीं)
- रक्तदाब: 120 mm (पारा) प्रकुंचन / 80 mm (पारा) अनुशिथिलन; धमनी मोटी भित्ति (हृदय से दूर), शिरा में वाल्व (हृदय की ओर), केशिका एक-कोशिका मोटी (विनिमय)
- जाइलम जल-खनिज ऊपर ले जाता है (मूल दाब + वाष्पोत्सर्जन कर्षण); फ्लोएम ए.टी.पी. से दोनों दिशा में भोजन ले जाता है (स्थानांतरण)
- वृक्काणु: केशिका गुच्छ + बोमन संपुट रुधिर छानते हैं, नलिका ग्लूकोज़/अमीनो अम्ल/लवण/जल का चयनित पुनरवशोषण करती है (अपोहन में यह नहीं होता); पौधे वाष्पोत्सर्जन, रिक्तिका, पत्ती-गिरना, जाइलम-गोंद/रेज़िन और मिट्टी से उत्सर्जन करते हैं