बढ़ने के लिए, पेड़ों को अपने जल संतुलन को सावधानीपूर्वक नियंत्रित करना होगा। बेसल विश्वविद्यालय का एक अध्ययन दिखाता है कि पेड़ सूखे पर कैसे प्रतिक्रिया करते हैं - और पिछली मान्यताओं को संशोधित करता है।
पौधों की पत्तियों के नीचे छोटे-छोटे छिद्र होते हैं जिन्हें रंध्र कहते हैं। सूर्योदय के समय ये छिद्र खुल जाते हैं और पौधे वातावरण से कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) अवशोषित करते हैं, जिसकी उन्हें प्रकाश संश्लेषण के लिए सूर्य के प्रकाश और पानी के साथ आवश्यकता होती है। इसी समय, खुले रंध्रों से पानी वाष्पित होता है; एक पेड़ में, यह मात्रा प्रतिदिन कई सौ लीटर तक हो सकती है।
जब पानी की कमी होती है, तो पौधे अपने रंध्रों को बंद कर सकते हैं, जिससे पानी का वाष्पीकरण रुक जाता है। पौधों में इस सुरक्षात्मक तंत्र का होना कोई नई बात नहीं है। हालाँकि, अब तक यह स्पष्ट नहीं था कि यह कब शुरू होता है और इसे क्या ट्रिगर करता है। बेसल विश्वविद्यालय के पर्यावरण विज्ञान विभाग के शोधकर्ताओं ने इस विषय पर "नेचर प्लांट्स" पत्रिका में नए निष्कर्ष प्रकाशित किए हैं। अधिकांश मापन आँकड़े बेसल-लैंडशाफ्ट प्रांत के होलस्टीन में स्थित बेसल विश्वविद्यालय की वन प्रयोगशाला से आते हैं, जहाँ एक क्रेन उन्हें परिपक्व पेड़ों की चोटियों में होने वाली प्रक्रियाओं का अध्ययन करने में मदद करती है।
रंध्रों के माध्यम से पानी का वाष्पीकरण CO2 अवशोषण के दौरान एक निष्क्रिय प्रक्रिया है। इसलिए, पानी की कमी प्रकाश संश्लेषण के लिए पौधों द्वारा चुकाई जाने वाली कीमत है। रंध्रों को बंद करके, यह वाष्पीकरण को रोक सकता है, लेकिन ऐसा करने से, यह प्रकाश संश्लेषण को छोड़ देता है। अध्ययन के प्रमुख प्रोफ़ेसर डॉ. अंसार कहमेन बताते हैं, "पौधों के मामले में शोधकर्ता पारंपरिक रूप से प्रकाश संश्लेषण पर ध्यान केंद्रित करते हैं। इसलिए, पहले यह माना जाता था कि पेड़ इस प्रक्रिया को प्राथमिकता देते हैं और परिणामस्वरूप CO2 को अवशोषित करने के लिए अपने रंध्रों को यथासंभव लंबे समय तक खुला रखते हैं, और जब कोई अन्य विकल्प नहीं होता है, तभी उन्हें बंद करते हैं।"
जब पानी रंध्रों से होकर वाष्पित होता है, तो कोशिकाओं और जल नलिकाओं में एक निर्वात उत्पन्न होता है। इस चूषण के कारण पानी जड़ों से नलिकाओं के माध्यम से तने की वृद्धि परत और वृक्ष के शीर्ष तक पहुँचता है। वहाँ, यह वायुमंडल में छोड़े गए पानी की जगह ले लेता है।
पेड़ों को दिन में खोए पानी की पूर्ति के लिए आमतौर पर पूरी रात की ज़रूरत होती है। इस दौरान रंध्र बंद हो जाते हैं और पौधों की कोशिकाएँ पानी से भर जाती हैं। इससे कोशिका भित्ति पर तथाकथित स्फीत दाब उत्पन्न होता है, जो कोशिकाओं के विस्तार के लिए आवश्यक है। इसलिए, पेड़ रात में बढ़ते हैं।
यदि मिट्टी सूखी है, तो जल भंडारों को पूरी तरह से भरने के लिए पर्याप्त पानी नहीं है। परिणामस्वरूप, कोशिकाओं में जल संतृप्ति बहुत कम हो जाती है, और स्फीत दाब कम रहता है। यह मध्यम सूखे में भी वृक्षों की वृद्धि को बाधित करता है। जैसे-जैसे सूखा बढ़ता है, कोशिकाओं और मार्गों में चूषण शक्ति लगातार बढ़ती जाती है, अंततः ऊतक में जल तंतु फट जाते हैं। परिणामस्वरूप, हवा के बुलबुले, जिन्हें एम्बोलिज्म कहा जाता है, बनते हैं। "जब ऐसा होता है, तो अपूरणीय क्षति होती है, जल परिवहन प्रणाली ध्वस्त हो जाती है, और अंततः पौधा मर जाता है," अंस्गर कहमेन कहते हैं।
अब तक, यह माना जाता था कि पेड़ इन एम्बोलिज्म से कुछ समय पहले ही अपने रंध्र बंद कर लेते हैं ताकि प्रकाश संश्लेषण को यथासंभव लंबे समय तक जारी रखा जा सके। अब नए अध्ययन से पता चलता है कि रंध्र पहले ही बंद हो जाते हैं, यानी रात में जब पानी सोखना मुश्किल होता है। काहमेन कहते हैं, "हम पहली बार यह दिखाने में कामयाब रहे कि अगर कोई पेड़ रात भर पर्याप्त पानी नहीं सोख पाया है, तो वह सुबह अपने रंध्र बिल्कुल नहीं खोलता।" इस तरह, पेड़ विकास के लिए प्रकाश संश्लेषण को छोड़ देता है।
काहमेन के अनुसार, यह प्राथमिकता निर्धारण बिल्कुल तर्कसंगत है। यदि पानी की कमी के कारण कोई पौधा बढ़ना बंद कर देता है, तो वह जितनी चाहे उतनी प्रकाश संश्लेषण प्रक्रिया कर सकता है – वह उससे उत्पन्न उत्पादों का उपयोग नहीं कर सकता। पादप शरीर क्रिया विज्ञानी संक्षेप में कहते हैं, " इसलिए लक्ष्य प्रकाश संश्लेषण को अनुकूलित करना और उसे यथासंभव लंबे समय तक बनाए रखना नहीं है, बल्कि प्रकाश संश्लेषण के उत्पादों का विकास के लिए यथासंभव कुशलतापूर्वक उपयोग करना है। "
ये निष्कर्ष जंगलों में CO2 के संचयन की गणनाओं को भी प्रभावित कर सकते हैं। यदि शुष्क अवधि के दौरान रंध्र पहले से अनुमानित समय से कम समय के लिए खुले रहते हैं, तो पेड़ वायुमंडल से कम कार्बन डाइऑक्साइड अवशोषित करते हैं। मुख्य लेखक रिचर्ड एल. पीटर्स, जो बेसल विश्वविद्यालय में पूर्व पोस्टडॉक्टरल थे और अब म्यूनिख तकनीकी विश्वविद्यालय (TUM) में प्रोफेसर हैं, कहते हैं, "इसलिए, भंडारण मात्रा में एक निश्चित वृद्धि मानने वाले जलवायु मॉडलों को समायोजित करना होगा।" विशेष रूप से जलवायु परिवर्तन के संदर्भ में, जो स्विट्जरलैंड में गर्म और सबसे बढ़कर, शुष्क ग्रीष्मकाल की ओर ले जा रहा है, कार्बन अवशोषण पहले से अनुमानित समय से कहीं अधिक महत्वपूर्ण रूप से बदल सकता है।
पीटर्स कहते हैं, "यह उल्लेखनीय है कि स्टोमेटा के संबंध में हमारे अवलोकन सभी वृक्ष प्रजातियों पर लागू होते हैं , चाहे वे पर्णपाती हों या शंकुधारी। इसलिए, किसी वृक्ष प्रजाति की सूखे से निपटने की क्षमता का निर्धारण केवल स्टोमेटा के बंद होने की प्रक्रिया से नहीं किया जा सकता है।"
मूल प्रकाशन
रिचर्ड एल. पीटर्स एट अल.
रात्रिकालीन स्फीति और वृद्धि को बनाए रखने के लिए समशीतोष्ण वृक्ष प्रजातियों में रंध्रों के बंद होने का एकसमान विनियमन
प्रकृति के पौधे (2024)
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