నియంత్రణ & సమన్వయం (Control and Coordination)

జీవులు పరిసరాల్లో వచ్చే మార్పులకు తగినట్లుగా కదులుతాయి. ఏ మార్పుకు ఏ రకమైన కదలిక చేయాలో సరిగ్గా నిర్ణయించి, సరైన కదలికనే చేయించే వ్యవస్థే నియంత్రణ, సమన్వయం (Control and Coordination).

• చలనం అంటే: పిల్లి పరుగెత్తడం, ఎద్దులు నెమరువేయడం వంటివి పెరుగుదల వల్ల వచ్చే కదలికలు కావు. జీవానికి గుర్తుగా మనం ఇలాంటి కనిపించే కదలికలనే భావిస్తాం.
• కదలిక ఎందుకు: పరిసరాల్లోని మార్పుకు స్పందనగా (ఉదా: పిల్లి ఎలుకను చూసి పరుగెత్తడం), లేదా ఆ మార్పును తమకు అనుకూలంగా వాడుకోవడానికి (మొక్కలు సూర్యరశ్మి వైపు పెరగడం, ఆహారం బాగా జీర్ణం కావడానికి ఎద్దులు నెమరువేయడం).
• రక్షణ కోసం స్పందన: కంటిపై ప్రకాశవంతమైన కాంతి పడినా, వేడి వస్తువును ముట్టుకున్నా మార్పును గుర్తించి వెంటనే కదిలి ప్రమాదం నుండి కాపాడుకుంటాం.
• నియంత్రిత కదలిక: ప్రతి మార్పుకు తగిన కదలికే రావాలి. తరగతిలో స్నేహితునితో మాట్లాడాలంటే గట్టిగా అరవకుండా గుసగుసగా మాట్లాడతాం. అంటే కదలిక, ముందు వచ్చిన సంకేతం (event) పై ఆధారపడుతుంది.
• అవసరమైన ఏర్పాటు: పరిసరాల్లోని సంఘటనలను గుర్తించడం, తర్వాత సరైన కదలిక ఒక్కటే చేయడం – ఈ రెండూ అనుసంధానమై ఉండాలి. అందుకే జీవులకు నియంత్రణ, సమన్వయ వ్యవస్థలు తప్పనిసరి.
• ప్రత్యేక కణజాలాలు: బహుకణ జీవుల శరీర నిర్మాణ సూత్రాల ప్రకారం ఈ పనులకు ప్రత్యేక కణజాలాలు ఉంటాయి. జంతువుల్లో నియంత్రణ, సమన్వయాన్ని నాడీ కణజాలం (nervous tissue), కండర కణజాలం (muscular tissue) అందిస్తాయి (9వ తరగతిలో చదివాం).
• రెండు మార్గాలు:
  1. శరీరంలో నియంత్రణ, సమన్వయం నాడీవ్యవస్థ ద్వారా (విద్యుత్ ప్రచోదనాలు) మరియు హార్మోన్ల ద్వారా (రసాయన సంకేతాలు) జరుగుతాయి. జంతువుల్లో రెండూ ఉన్నాయి
  2. మొక్కల్లో రసాయన సమన్వయం మాత్రమే ఉంది.

మన పరిసరాల నుండి వచ్చే సమాచారాన్ని పట్టుకునేది నాడీ కణాల కొనల్లో ఉండే ప్రత్యేక భాగాలు. ఆ సమాచారం విద్యుత్ సంకేతంగా నాడీ కణం (neuron) గుండా ప్రయాణించి, రసాయన సంకేతంగా మారి తరువాతి కణానికి చేరుతుంది.

• గ్రాహకాలు (Receptors): పరిసరాల నుండి సమాచారాన్ని గుర్తించే నాడీ కణాల ప్రత్యేక కొనలు. ఇవి సాధారణంగా జ్ఞానేంద్రియాల్లో (లోపలి చెవి, ముక్కు, నాలుక మొదలైనవి) ఉంటాయి.
• రుచి గ్రాహకాలు (Gustatory receptors) రుచిని గుర్తిస్తాయి.
• వాసన గ్రాహకాలు (Olfactory receptors) వాసనను గుర్తిస్తాయి.
• న్యూరాన్ భాగాలు:
  1. డెండ్రైట్ కొన (Dendritic tip) – సమాచారం అందుకునే భాగం.
  2. కణదేహం (Cell body) – డెండ్రైట్ నుండి వచ్చిన ప్రచోదనం దీని గుండా వెళ్తుంది.
  3. ఆక్సాన్ (Axon) – ప్రచోదనం విద్యుత్ సంకేతంగా కణదేహం నుండి చివరి వరకు ప్రయాణించే పొడవైన భాగం.
  4. ఆక్సాన్ చివర – విద్యుత్ ప్రచోదనం కొన్ని రసాయనాలను విడుదల చేసేలా చేస్తుంది; ఇక్కడ విద్యుత్ సంకేతం రసాయన సంకేతంగా మారుతుంది.
• సినాప్స్ (Synapse): రెండు న్యూరాన్ల మధ్య ఉండే ఖాళీ. ఆక్సాన్ చివర విడుదలైన రసాయనాలు ఈ ఖాళీని దాటి, తరువాతి న్యూరాన్ డెండ్రైట్‌లో అదే విధంగా విద్యుత్ ప్రచోదనాన్ని మొదలుపెడతాయి.
• నాడీ ప్రచోదన మార్గం: డెండ్రైట్ కొన → కణదేహం → ఆక్సాన్ → ఆక్సాన్ చివర (రసాయన విడుదల) → సినాప్స్ → తరువాతి న్యూరాన్ డెండ్రైట్.
• ఇతర కణాలకు చేరడం: ఇలాంటి సినాప్స్ ద్వారానే చివరకు న్యూరాన్ల నుండి కండర కణాలకు లేదా గ్రంథులకు ప్రచోదనాలు అందుతాయి (నాడీ–కండర సంధి, Neuromuscular junction).
• నాడీ కణజాలం:
  1. న్యూరాన్ల సమన్వయ జాలం
  2. విద్యుత్ ప్రచోదనాల ద్వారా సమాచారాన్ని శరీరంలో ఒక భాగం నుండి మరో భాగానికి చేర్చడంలో ప్రత్యేకత కలిగినది.
• గ్రాహకాలు సరిగా పనిచేయకపోతే:
  1. ఆ ఇంద్రియం ద్వారా సమాచారం అందదు. ఉదా: వాసన గ్రాహకాలు పని చేయకపోతే (జలుబు వల్ల ముక్కు మూసుకుపోయినప్పుడు) ఆహార రుచి సరిగా తెలియదు
  2. ముక్కు పట్టుకుంటే పంచదార రుచి కూడా తేడాగా అనిపిస్తుంది. రుచి తెలియడంలో వాసన పాత్ర ఉందని ఇది చూపుతుంది.
• అగరుబత్తి వాసన:
  1. ముక్కులోని వాసన గ్రాహకాలు వాసనను పట్టుకుని విద్యుత్ ప్రచోదనంగా మార్చి మెదడుకు పంపుతాయి
  2. మెదడు దీన్ని వాసనగా గుర్తిస్తుంది.

వేడి వస్తువును తాకగానే చేయిని వెనక్కి లాగడం, బస్సు వస్తే చటుక్కున పక్కకు దూకడం వంటివి ఆలోచించకుండా జరిగే వేగవంతమైన చర్యలు. వీటిని ప్రతీకార చర్యలు (Reflex actions) అంటారు.

• ప్రతీకార చర్య: ఆలోచన లేకుండా, మన నియంత్రణ లేకుండా పరిసరాల మార్పుకు హఠాత్తుగా జరిగే స్పందన. ఉదా: మంట తగిలితే చేయి వెనక్కు తీయడం, రుచికరమైన ఆహారం చూస్తే నోరూరడం, కంటిపాప పరిమాణం మారడం.
• ఆలోచిస్తే ఆలస్యం:
  1. ఆలోచన సంక్లిష్ట చర్య
  2. అది అనేక న్యూరాన్ల సంక్లిష్ట పరస్పర చర్య. ఆలోచించే కణజాలం (మెదడు) పుర్రె ముందు భాగంలో ఉంటుంది. వేడిని గ్రహించి, మెదడుకు పంపి, ఆలోచించి, తిరిగి కండరాలకు ఆదేశం ఇచ్చేసరికి చేయి కాలిపోయే అవకాశం ఉంది.
• ప్రతీకార చాపం (Reflex arc): వేడిని గుర్తించే నాడిని, కండరాన్ని కదిలించే నాడికి సరళంగా అనుసంధానించే మార్గం. దీనివల్ల ఇన్‌పుట్‌కు అవుట్‌పుట్ చర్య త్వరగా జరుగుతుంది.
• ప్రతీకార చాపం ఎక్కడ ఏర్పడుతుంది:
  1. శరీరం నలుమూలల నుండి వచ్చే నాడులు మెదడుకు వెళ్ళే దారిలో వెన్నుపాము (Spinal cord)లో ఒక కట్టగా కలుస్తాయి. ప్రతీకార చాపాలు వెన్నుపాములోనే ఏర్పడతాయి
  2. అయినా సమాచారం మెదడుకు కూడా చేరుతుంది.
• చాపంలోని క్రమం: గ్రాహకం (receptor) → జ్ఞాన నాడి (sensory neuron) → వెన్నుపాము → చాలక నాడి (motor neuron) → కండరం (effector) స్పందన.
• పరిణామ క్రమం: మెదడు ఆలోచన అంత వేగంగా ఉండదు కాబట్టి ప్రతీకార చాపాలు పరిణామం చెందాయి. ఆలోచనకు కావలసిన సంక్లిష్ట న్యూరాన్ జాలం లేని జీవులు చాలా ఉన్నాయి. సంక్లిష్ట జాలం ఏర్పడ్డాక కూడా వేగవంతమైన స్పందనలకు ప్రతీకార చాపాలే సమర్థవంతం.
• ప్రతీకార చర్యలో మెదడు పాత్ర:
  1. చాపం వెన్నుపాములోనే పూర్తవుతుంది
  2. మెదడు చర్యను ప్రారంభించదు. సమాచారం మెదడుకూ చేరడం వల్ల ఏమి జరిగిందో మనకు తెలుస్తుంది.
• ప్రతీకార చర్య, నడక మధ్య తేడా:
  1. నడక ఆలోచించి చేసే ఐచ్ఛిక చర్య (మెదడు నియంత్రణ)
  2. ప్రతీకార చర్య ఆలోచన లేకుండా వెన్నుపాము ద్వారా త్వరగా జరుగుతుంది.
• వెన్నుపాము గాయపడితే: శరీర భాగాల నుండి మెదడుకు వెళ్లే సంకేతాలు, మెదడు నుండి కండరాలకు వచ్చే ఆదేశాలు, వెన్నుపాము ద్వారా జరిగే ప్రతీకార చాపాలు దెబ్బతింటాయి.

వెన్నుపాము ప్రతీకార చర్యలకే కాదు; అది మెదడుకు ఆలోచించడానికి సమాచారాన్ని అందించే నాడుల సమూహం కూడా. ఆలోచించి చేసే సంక్లిష్ట పనులకు కావలసిన నాడీ సంధానాలు మెదడులో కేంద్రీకృతమై ఉంటాయి.

• కేంద్ర నాడీవ్యవస్థ (Central Nervous System – CNS): మెదడు, వెన్నుపాము కలిపి. ఇవి శరీర భాగాల నుండి సమాచారం అందుకుని, దాన్ని సంకలనం (integrate) చేస్తాయి. మెదడు శరీరపు ప్రధాన సమన్వయ కేంద్రం.
• పరిధీయ నాడీవ్యవస్థ (Peripheral Nervous System – PNS): కేంద్ర నాడీవ్యవస్థకు, శరీరంలోని ఇతర భాగాలకు మధ్య సంభాషణను సాధ్యం చేస్తుంది. ఇందులో:
• మెదడు నుండి వచ్చే కపాల నాడులు (Cranial nerves).
• వెన్నుపాము నుండి వచ్చే వెన్నెముక నాడులు (Spinal nerves).
• ఐచ్ఛిక చర్యలు (Voluntary actions): రాయడం, మాట్లాడటం, కుర్చీని జరపడం, కార్యక్రమం చివర చప్పట్లు కొట్టడం – ఏం చేయాలో నిర్ణయించి చేసే చర్యలు. ఇక్కడ మెదడు కండరాలకు సందేశాలు పంపుతుంది. కండరాలతో నాడీవ్యవస్థ సంభాషించే రెండో మార్గం ఇదే (మొదటిది ప్రతీకార చాపం).
• అనైచ్ఛిక చర్యలు (Involuntary actions): గుండె కొట్టుకోవడం, ఆహారం జీర్ణం కావడం, శ్వాస – వీటి గురించి ఆలోచించాల్సిన అవసరం లేదు, ఆలోచనతో సులభంగా నియంత్రించలేం.
• మూడు రకాల స్పందనలు: నాడీవ్యవస్థ స్పందనలను ప్రతీకార చర్య (reflex), ఐచ్ఛిక చర్య (voluntary), అనైచ్ఛిక చర్య (involuntary) అని వర్గీకరించవచ్చు.
• ప్రతీకార, అనైచ్ఛిక చర్యల తేడా:
  1. కంటిపాప పరిమాణం మారడం వంటి సరళ ప్రతీకార చర్యలు వెన్నుపాము/మెదడు ద్వారా చాపంలో జరుగుతాయి. గుండె కొట్టుకోవడం, రక్తపోటు, లాలాజల స్రావం, వాంతి వంటి అనైచ్ఛిక చర్యలు ప్రధానంగా మధ్యమెదడు, వెనుక మెదడు (ముఖ్యంగా మెడుల్లా) ఆధీనంలో ఉంటాయి. మొదటి వాటికి ఆలోచన అవసరం లేదు
  2. రెండో వాటికి కూడా మన ఆలోచనా నియంత్రణ ఉండదు.
• నాడీ వ్యవస్థ సమాచార ప్రసారం:
  1. విద్యుత్ ప్రచోదనాల ద్వారా
  2. సమాచారం జ్ఞానేంద్రియాల నుండి వస్తుంది, కండరాల ద్వారా చర్య జరుగుతుంది.

మెదడు మూడు ప్రధాన భాగాలుగా ఉంటుంది: ముందు మెదడు (Fore-brain), మధ్య మెదడు (Mid-brain), వెనుక మెదడు (Hind-brain). వేర్వేరు సమాచారాలను సంకలనం చేయడానికి వేర్వేరు భాగాలు బాధ్యత వహిస్తాయి.

• ముందు మెదడు: మెదడులో ప్రధాన ఆలోచనా భాగం. వివిధ గ్రాహకాల నుండి సంవేదన ప్రచోదనాలను అందుకునే ప్రాంతాలు ఇందులో ఉన్నాయి.
• ప్రత్యేక ప్రాంతాలు: వినికిడి, వాసన, చూపు మొదలైన వాటికి వేర్వేరు ప్రాంతాలు ఉంటాయి.
• సహచర ప్రాంతాలు (Association areas): ఇతర గ్రాహకాల నుండి వచ్చిన సమాచారాన్ని, మెదడులో అప్పటికే నిల్వ ఉన్న సమాచారాన్ని కలిపి, వచ్చిన సంవేదనను అర్థం చేసుకునే ప్రాంతాలు.
• నిర్ణయం, చర్య: ఈ విశ్లేషణ తరువాత ఎలా స్పందించాలో నిర్ణయం తీసుకుని, ఐచ్ఛిక కండరాలను (ఉదా: కాలి కండరాలు) నియంత్రించే చాలక ప్రాంతాలకు (motor areas) సమాచారాన్ని పంపుతుంది.
• ఆకలి కేంద్రం: చూడటం, వినడం కంటే భిన్నమైన సంవేదనలు కూడా ఉన్నాయి. తగినంత తిన్నామనే అనుభూతి (కడుపు నిండిన భావన) ముందు మెదడులోని వేరొక భాగంలో ఉన్న ఆకలి సంబంధ కేంద్రం వల్ల కలుగుతుంది.
• రక్షణ: మెదడు అత్యంత సున్నితమైన అవయవం కాబట్టి దాన్ని ఎముకల పెట్టె (పుర్రె)లో ఉంచి, లోపల ద్రవంతో నిండిన సంచిలో భద్రపరుస్తారు (తరువాతి నోట్‌లో వివరాలు).
• మెదడు చేసే పనులు:
  1. ఆలోచన, నిర్ణయం, ఐచ్ఛిక చర్యల నియంత్రణ, జ్ఞాపకశక్తి – ఇవన్నీ మెదడు ద్వారా జరుగుతాయి
  2. కాబట్టి మెదడు శరీరపు ప్రధాన సమన్వయ కేంద్రం.
• పుస్తక చిత్రం:
  1. మెదడు చిత్రంలో వేర్వేరు భాగాలకు నిర్దిష్ట విధులు ఉంటాయి
  2. ముందు మెదడు ఆలోచనా భాగం, వెనుక మెదడులో మెడుల్లా, చిన్న మెదడు (సెరిబెల్లమ్) ఉంటాయి.

మెదడులో ముందు మెదడు ఆలోచనను నడిపిస్తే, మధ్య మెదడు, వెనుక మెదడు మనం ఆలోచించకుండా జరిగే పనులను, శరీర సమతుల్యతను నియంత్రిస్తాయి. ఆలోచన లేకుండా జరిగే సరళ ప్రతీకార చర్యలకు, ఆలోచించి చేసే కుర్చీ జరపడం వంటి పనులకు మధ్యలో మరో రకం కండర చలనాలు ఉంటాయి.

• మన నియంత్రణ లేని చర్యలు: మనకు నచ్చిన ఆహారాన్ని చూస్తే నోరూరడం, గుండె కొట్టుకోవడం, శ్వాస తీసుకోవడం, ఆహారం జీర్ణం చేయడం వంటివి మనం కావాలని ఆపలేం.
• అనైచ్ఛిక చర్యల నియంత్రణ: చాలా అనైచ్ఛిక చర్యలను మధ్య మెదడు, వెనుక మెదడు నియంత్రిస్తాయి.
• మెడుల్లా (Medulla): వెనుక మెదడులోని భాగం. రక్తపోటు (blood pressure), లాలాజల స్రావం (salivation), వాంతి (vomiting) వంటి అనైచ్ఛిక చర్యలన్నింటినీ నియంత్రిస్తుంది.
• చిన్న మెదడు (Cerebellum): ఇది కూడా వెనుక మెదడులో భాగమే. ఐచ్ఛిక చర్యల కచ్చితత్వానికి, శరీర భంగిమ (posture), సమతుల్యతను (balance) కాపాడటానికి బాధ్యత వహిస్తుంది.
• నేరుగా ఒకే రేఖలో నడవడం, సైకిల్ తొక్కడం, పెన్సిల్‌ను అందుకోవడం – ఇవి చిన్న మెదడు వల్లే సాధ్యం.
• చిన్న మెదడు పనిచేయకపోతే పెన్సిల్‌ను అందుకోవడం, నడక లేదా సైకిల్ తొక్కడం ఏ చర్యా సరిగా చేయలేం
• చర్యల కచ్చితత్వం, భంగిమ, సమతుల్యత దెబ్బతింటాయి.
• ఒక చూపులో విధులు:
  1. ముందు మెదడు: ఆలోచన, సంవేదనల విశ్లేషణ, ఐచ్ఛిక కండరాల నియంత్రణ, ఆకలి కేంద్రం.
  2. మధ్య మెదడు, వెనుక మెదడు: అనైచ్ఛిక చర్యలు.
  3. మెడుల్లా: రక్తపోటు, లాలాజలం, వాంతి.
  4. చిన్న మెదడు: భంగిమ, సమతుల్యత, ఐచ్ఛిక చర్యల కచ్చితత్వం.
• కేంద్ర నాడీవ్యవస్థలోని భాగాల పాత్ర:
  1. వెన్నుపాము – ప్రతీకార చాపాలు
  2. మెదడు – ఆలోచన, సమన్వయం.

మెదడు వంటి సున్నితమైన అవయవాన్ని జాగ్రత్తగా రక్షించాలి. నాడీ కణజాలం సమాచారం సేకరించి, విశ్లేషించి, నిర్ణయించి ఆదేశం ఇస్తుంది; ఆ ఆదేశం ప్రకారం చివరి పనిని కండర కణజాలం చేస్తుంది.

• మెదడుకు రక్షణ:
  1. మెదడు ఎముకల పెట్టె (పుర్రె, Skull) లోపల ఉంటుంది. పుర్రె లోపల మెదడు ద్రవంతో నిండిన సంచిలో ఉంటుంది
  2. ఈ ద్రవం అదనంగా షాక్‌ను (దెబ్బను) తగ్గిస్తుంది.
• వెన్నుపాముకు రక్షణ:
  1. వెనుక మధ్యలో చేత్తో నిమిరితే గట్టిగా, ఎగుడుదిగుడుగా తగిలే నిర్మాణం వెన్నెముక (Vertebral column / backbone)
  2. ఇది వెన్నుపామును రక్షిస్తుంది.
• కండరాలు కదిలే తీరు: నాడీ ప్రచోదనం కండరానికి చేరగానే కండర తంతువు (muscle fibre) కదలాలి. కండర కణాలు తమ ఆకారాన్ని మార్చుకుని కుంచించుకుపోవడం (shorten) ద్వారా కదులుతాయి.
• రసాయన కారణం: కండర కణాల్లో ప్రత్యేక ప్రోటీన్లు ఉంటాయి. నాడీ విద్యుత్ ప్రచోదనాలకు స్పందనగా ఈ ప్రోటీన్లు తమ ఆకారాన్ని, అమరికను మార్చుకుంటాయి. కొత్త అమరిక వల్ల కండర కణం పొట్టిగా మారుతుంది.
• కండరాల రకాలు (9వ తరగతి):
  1. ఐచ్ఛిక కండరాలు (voluntary muscles) మన నిర్ణయంతో కదులుతాయి
  2. అనైచ్ఛిక కండరాలు (involuntary muscles) మన ఆలోచన లేకుండా స్వయంచాలకంగా పనిచేస్తాయి (ఉదా: గుండె, ఆహారనాళం).
• గ్రాహకం నుండి కండరం వరకు: గ్రాహకం సమాచారం పట్టుకుంటుంది → నాడులు విద్యుత్ ప్రచోదనంగా మోసుకెళ్తాయి → మెదడు/వెన్నుపాము విశ్లేషించి నిర్ణయిస్తాయి → చాలక నాడులు కండరానికి ఆదేశం తీసుకెళ్తాయి → కండరం కుంచించుకుని చర్య చేస్తుంది.

జంతువులకు నాడీవ్యవస్థ ఉంటుంది. మొక్కలకు నాడీవ్యవస్థ, కండరాలు రెండూ లేవు; అయినా అవి ఉద్దీపనలకు (stimuli) స్పందిస్తాయి. మొక్కల్లో రెండు రకాల చలనాలు ఉంటాయి: పెరుగుదలపై ఆధారపడనివి, పెరుగుదలపై ఆధారపడేవి.

• లజ్జావతి (Mimosa pudica – touch-me-not):
  1. ఆకులను తాకితే అవి వెంటనే ముడుచుకుని వాలిపోతాయి. ఇది చాలా వేగమైన చలనం
  2. ఇందులో పెరుగుదల లేదు.
• రెండు రకాల చలనాలు:
  1. పెరుగుదలపై ఆధారపడనివి – లజ్జావతి ఆకుల కదలిక.
  2. పెరుగుదలపై ఆధారపడేవి – మొలకెత్తిన విత్తనంలో వేరు కిందికి, కాండం పైకి పెరగడం. పెరగకుండా ఆపితే ఈ కదలిక జరగదు.
• లజ్జావతిలో సమాచార ప్రసారం:
  1. తాకిన చోటు వేరు, కదిలే భాగం వేరు. అంటే తాకినట్లు సమాచారం ప్రసారమవుతుంది. మొక్కలూ విద్యుత్–రసాయన మార్గాల ద్వారా కణం నుండి కణానికి సమాచారం పంపుతాయి
  2. కానీ జంతువుల్లోలా సమాచార ప్రసారానికి ప్రత్యేక కణజాలం లేదు.
• కదిలే విధానం: జంతు కండర కణాల్లో ప్రత్యేక ప్రోటీన్లు ఆకారం మారుస్తాయి. మొక్కల కణాలు తమలోని నీటి పరిమాణాన్ని మార్చుకుని, ఉబ్బడం లేదా కుంచించుకుపోవడం ద్వారా ఆకారం మార్చుకుంటాయి.
• నులితీగలు (Tendrils): బఠాణీ వంటి మొక్కలు నులితీగల సహాయంతో ఇతర మొక్కలు/కంచెలను పట్టుకుని పైకి ఎక్కుతాయి. నులితీగలు స్పర్శకు సున్నితం.
• ఆధారాన్ని తాకిన భాగం, దానికి దూరంగా ఉన్న భాగం అంత వేగంగా పెరగదు.
• దూరంగా ఉన్న భాగం ఎక్కువ వేగంగా పెరగడం వల్ల నులితీగ ఆధారం చుట్టూ వంగి చుట్టుకుంటుంది.
• దిశాత్మక పెరుగుదల: మొక్కలు చాలా వరకు ఉద్దీపనలకు నెమ్మదిగా, ఒక దిశలో పెరుగుతూ స్పందిస్తాయి. ఆ పెరుగుదల దిశాత్మకం కావడం వల్ల మొక్క కదులుతున్నట్లు కనిపిస్తుంది.
• వేగ తేడాలు:
  1. లజ్జావతి స్పర్శ స్పందన చాలా వేగం
  2. పొద్దుతిరుగుడు పగలు–రాత్రికి స్పందించడం నెమ్మది
  3. పెరుగుదల సంబంధ చలనం ఇంకా నెమ్మది.
• లజ్జావతి చలనం, శిరస్సు కాంతి వైపు వంగడం తేడా: లజ్జావతి చలనం పెరుగుదలతో సంబంధం లేనిది, వేగమైనది, ఆకుల్లోని కణాల్లో నీటి మార్పుతో జరుగుతుంది. కాండం కాంతి వైపు వంగడం పెరుగుదల వల్ల జరిగేది, నెమ్మదైనది, ఆక్సిన్ హార్మోన్ ఆధారం.

కాంతి, గురుత్వాకర్షణ వంటి పరిసర ఉద్దీపనలు మొక్క భాగాల పెరుగుదల దిశను మారుస్తాయి. ఉద్దీపన వైపుగా లేదా దానికి దూరంగా జరిగే ఈ దిశాత్మక చలనాలను వర్తనాలు (Tropic movements / Tropisms) అంటారు.

• కాంతి వర్తనం (Phototropism): కాంతి దిశకు స్పందనగా జరిగే వర్తనం.
• కాండం (shoot) కాంతి వైపు వంగుతుంది – ధనాత్మక కాంతి వర్తనం.
• వేరు కాంతికి దూరంగా వంగుతుంది – ఋణాత్మక కాంతి వర్తనం.
• పుస్తకంలోని కృత్యం: శంఖాకార ఫ్లాస్క్ మూతపై తీగజాలీ, దానిపై మొలకెత్తిన చిక్కుడు గింజలు ఉంచి, ఒకవైపు తెరిచిన పెట్టెలో కిటికీ కాంతి వైపు ఉంచారు. రెండు మూడు రోజుల్లో కాండాలు కాంతి వైపు, వేర్లు కాంతికి దూరంగా వంగాయి. ఫ్లాస్క్‌ను తిప్పి కాండాన్ని కాంతికి దూరంగా, వేరును కాంతి వైపు ఉంచితే పాత భాగాల దిశ మారలేదు, కొత్తగా పెరిగే భాగాలు మాత్రం దిశ మార్చుకున్నాయి. కాబట్టి ఉద్దీపనలు పెరుగుదల దిశను మారుస్తాయని తేలింది.
• గురుత్వ వర్తనం (Geotropism): భూమి ఆకర్షణ (గురుత్వాకర్షణ) బలానికి స్పందనగా కాండం పైకి, వేరు కిందికి పెరగడం. వేరు ఎప్పుడూ కిందికి (గురుత్వం వైపు), కాండం పైకి (భూమికి దూరంగా) పెరుగుతాయి.
• జల వర్తనం (Hydrotropism): 'హైడ్రో' = నీరు. నీటి వైపు వేర్లు పెరగడం.
• రసాయన వర్తనం (Chemotropism): 'కెమో' = రసాయనాలు. రసాయనాల వైపు జరిగే పెరుగుదల. ఉదాహరణ: అండాల వైపు పుప్పొడి నాళం (pollen tube) పెరగడం.
• వర్తనాల ప్రయోజనం:
  1. కాండం కాంతి వైపు వంగడం వల్ల ఆకులకు కాంతి ఎక్కువగా అందుతుంది
  2. వేరు కాంతికి దూరంగా, నీరు, గురుత్వం వైపు పెరిగి నేలలో నీరు, ఖనిజాలు గ్రహిస్తుంది.
• జల వర్తన ప్రయోగ రూపకల్పన:
  1. ఒక పొడి నేల ఉన్న పాత్రలో ఒకవైపు నీటి కుండ (పోరస్ కుండ) ఉంచి, మొలకెత్తిన గింజలను మధ్యలో నాటాలి
  2. కొన్ని రోజులకు వేర్లు నీటి వైపు పెరగడం గమనించవచ్చు.
• వేగ పోలిక:
  1. లజ్జావతి స్పందన వేగం
  2. పొద్దుతిరుగుడు పగలు–రాత్రి స్పందన నెమ్మది
  3. వర్తన చలనాలు ఇంకా నెమ్మది. కానీ నియంత్రిత దిశాత్మక పెరుగుదల జంతువుల్లో కూడా ఉంటుంది: మన చేతులు, వేళ్ళు ఒక నిర్దిష్ట దిశలోనే పెరుగుతాయి, అడ్డదిడ్డంగా కాదు.

వేగవంతమైన స్పందనలకు విద్యుత్ ప్రచోదనాలు ఉత్తమ మాధ్యమం. కానీ వాటికి పరిమితులు ఉన్నాయి. అందుకే చాలా బహుకణ జీవులు కణాల మధ్య సమాచారానికి రసాయన మార్గాన్ని కూడా వాడతాయి; మొక్కల్లో ఇదే ప్రధానం.

• విద్యుత్ ప్రచోదనాల పరిమితులు:
  1. నాడీ కణజాలంతో అనుసంధానమైన కణాలకు మాత్రమే చేరతాయి; శరీరంలోని ప్రతి కణానికీ కాదు.
  2. ఒక కణం ప్రచోదనం పంపాక, తిరిగి కొత్తది పంపడానికి తన యంత్రాంగాన్ని సరిచేసుకోవడానికి కొంత సమయం పడుతుంది; నిరంతరంగా పంపలేవు.
• రసాయన సంభాషణ:
  1. ఉద్దీపన పొందిన కణాలు ఒక రసాయన సమ్మేళనాన్ని విడుదల చేస్తాయి
  2. అది చుట్టూ వ్యాపిస్తుంది. చుట్టుపక్కల కణాల ఉపరితలంపై ఉండే ప్రత్యేక అణువులు దాన్ని గుర్తిస్తాయి. ఇది నెమ్మదైనదే, కానీ నాడీ సంబంధం లేని అన్ని కణాలకూ స్థిరంగా చేరుతుంది.
• మొక్కల హార్మోన్లు: పెరుగుదల, అభివృద్ధి, పరిసరాలకు స్పందనలను సమన్వయం చేస్తాయి. ఇవి పనిచేసే చోటుకు దూరంగా తయారై, పనిచేసే ప్రాంతానికి వ్యాపిస్తాయి (diffuse).
• ఆక్సిన్ (Auxin): కాండం కొనలో తయారై కణాలు పొడవుగా పెరగడానికి తోడ్పడుతుంది.
• కాంతి ఒకవైపు నుండి వస్తే ఆక్సిన్ కాండంలో నీడ వైపుకు వ్యాపిస్తుంది.
• ఈ గాఢత వల్ల కాంతికి దూరంగా ఉన్న వైపు కణాలు ఎక్కువ పొడవు పెరుగుతాయి
• అందువల్ల మొక్క కాంతి వైపు వంగినట్లు కనిపిస్తుంది.
• నులితీగలో ఆక్సిన్ ఆధారానికి దూరంగా ఉన్న వైపు ఎక్కువ పెరుగుదలను కలిగించడం వల్ల అది ఆధారం చుట్టూ చుట్టుకుంటుంది.
• జిబ్బరెల్లిన్లు (Gibberellins): ఆక్సిన్ లాగే కాండం పెరుగుదలకు తోడ్పడతాయి.
• సైటోకైనిన్లు (Cytokinins): కణ విభజనను ప్రోత్సహిస్తాయి. కాబట్టి వేగంగా కణ విభజన జరిగే పండ్లు, విత్తనాల్లో ఎక్కువ గాఢతలో ఉంటాయి.
• అబ్సిసిక్ ఆమ్లం (Abscisic acid – ABA):
  1. మొక్కలు పెరగడం ఆపడానికి కూడా సంకేతాలు కావాలి
  2. ఇది పెరుగుదలను నిరోధించే హార్మోన్. దీని ప్రభావాల్లో ఆకులు వాడిపోవడం ఒకటి.
• వర్గీకరణ:
  1. పెరుగుదలను ప్రోత్సహించేవి – ఆక్సిన్, జిబ్బరెల్లిన్, సైటోకైనిన్
  2. పెరుగుదలను నిరోధించేది – అబ్సిసిక్ ఆమ్లం.
• మొక్కల్లో రసాయన సమన్వయం:
  1. మొక్కల్లో ప్రత్యేక నాడీవ్యవస్థ లేదు కాబట్టి హార్మోన్లే ప్రధాన సమన్వయ సాధనం
  2. ఇవి ఉత్పత్తి ప్రదేశం నుండి చర్య జరిగే ప్రదేశానికి వ్యాపిస్తాయి.

భయపడిన ఉడుత పోరాడాలి లేదా పారిపోవాలి. రెండు పనులకూ చాలా శక్తి కావాలి; అనేక కణజాలాలు కలిసి పనిచేయాలి. రెండింటికీ సాధారణ సన్నాహాలు ముందే చేసుకోవడానికి శరీరం రసాయన సంకేతాన్ని వాడుతుంది.

• నాడీ ప్రచోదనాలు మాత్రమే ఉంటే: కొన్ని కణజాలాలకే ఆదేశం చేరుతుంది. రసాయన సంకేతం శరీరంలోని అన్ని కణాలకూ చేరి విస్తృత మార్పులను తెస్తుంది.
• అడ్రినలిన్ (Adrenaline): మానవులతో సహా అనేక జంతువుల్లో అడ్రినల్ గ్రంథుల (Adrenal glands) నుండి స్రవించే హార్మోన్. ఇది నేరుగా రక్తంలోకి స్రవించి శరీర భాగాలకు చేరుతుంది.
• లక్ష్య అవయవాలు (Target organs):
  1. హార్మోన్ ప్రభావం చూపే ప్రత్యేక కణజాలాలు
  2. వాటిలో గుండె ఒకటి.
• అడ్రినలిన్ ప్రభావాలు:
  1. గుండె వేగంగా కొట్టుకుంటుంది; కండరాలకు ఎక్కువ ఆక్సిజన్ అందుతుంది.
  2. జీర్ణవ్యవస్థ, చర్మానికి వెళ్లే రక్తం తగ్గుతుంది; అక్కడి చిన్న ధమనుల చుట్టూ ఉన్న కండరాలు కుంచించుకుపోవడం దీనికి కారణం. ఈ రక్తం అస్థిపంజర కండరాల (skeletal muscles) వైపు మళ్ళుతుంది.
  3. డయాఫ్రమ్, పక్కటెముకల కండరాల సంకోచం వల్ల శ్వాస రేటు పెరుగుతుంది.
  4. ఈ ప్రభావాలన్నీ కలిసి జంతువును (పోరాటానికి లేదా పలాయనానికి) సిద్ధం చేస్తాయి.
• అంతఃస్రావ వ్యవస్థ (Endocrine system): జంతు హార్మోన్లు ఈ వ్యవస్థలో భాగం. నాడీవ్యవస్థ తర్వాత శరీరంలో నియంత్రణ, సమన్వయానికి ఇది రెండో మార్గం.
• హార్మోన్లు రక్తం ద్వారా:
  1. అంతఃస్రావ గ్రంథులు హార్మోన్లను నేరుగా రక్తంలోకి విడుదల చేస్తాయి
  2. రక్తం వాటిని లక్ష్య కణజాలాలకు చేరుస్తుంది.
• జంతువుల్లో హార్మోన్ల పాత్ర:
  1. జంతువుల్లో కాంతి, గురుత్వం బట్టి ఒక దిశలో పెరగడం కనిపించదు
  2. కానీ శరీరంలో పెరుగుదల నియంత్రిత ప్రదేశాల్లోనే జరుగుతుంది. మొక్కలు ఎక్కడైనా ఆకులు పెంచగలవు, కానీ మన ముఖం మీద వేళ్లు పెరగవు. పిల్లల్లో శరీర నిర్మాణ రూపకల్పనను కాపాడేది హార్మోన్ల నియంత్రణే.

హార్మోన్లు పెరుగుదలను సమన్వయం చేస్తాయి. ఏదైనా హార్మోన్ లోపిస్తే లేదా ఎక్కువైతే శరీరంలో వ్యాధులు, అసాధారణ ఎదుగుదల కనిపిస్తాయి.

• అయోడిన్ ఉప్పు, థైరాక్సిన్: ఉప్పు ప్యాకెట్లపై 'అయోడైజ్డ్ సాల్ట్' అని ఉంటుంది. థైరాయిడ్ గ్రంథి థైరాక్సిన్ (Thyroxin) హార్మోన్‌ను తయారు చేయడానికి అయోడిన్ అవసరం.
• థైరాక్సిన్ శరీరంలో కార్బోహైడ్రేట్, ప్రోటీన్, కొవ్వుల జీవక్రియను (metabolism) నియంత్రించి పెరుగుదలకు ఉత్తమ సమతుల్యత అందిస్తుంది.
• ఆహారంలో అయోడిన్ లోపిస్తే గాయిటర్ (Goitre) రావచ్చు
• లక్షణం మెడ వాపు. థైరాయిడ్ గ్రంథి మెడలో ఉండటం వల్ల మెడ వాపు కనిపిస్తుంది.
• వృద్ధి హార్మోన్ (Growth hormone):
  1. పిట్యూటరీ గ్రంథి స్రవించే హార్మోన్లలో ఒకటి. శరీర పెరుగుదల, అభివృద్ధిని నియంత్రిస్తుంది
  2. అన్ని అవయవాల పెరుగుదలను ప్రేరేపిస్తుంది.
• బాల్యంలో ఈ హార్మోన్ లోపిస్తే మరుగుజ్జుతనం (Dwarfism) వస్తుంది.
• బాగా పొట్టిగా (మరుగుజ్జులు) లేదా అతి పొడవుగా (జెయింట్స్) కొందరు ఉండటానికి ఈ హార్మోన్ తేడాలే కారణం.
• యౌవన మార్పులు (Puberty): 10–12 ఏళ్ల వయసులో రూపంలో కనిపించే నాటకీయ మార్పులకు కారణం – మగవారిలో టెస్టోస్టీరాన్ (Testosterone, వృషణాల నుండి), ఆడవారిలో ఈస్ట్రోజెన్ (Oestrogen, అండాశయాల నుండి) స్రావం. ఈస్ట్రోజెన్ స్త్రీ లైంగిక అవయవాల అభివృద్ధికి, రుతుచక్ర నియంత్రణకు తోడ్పడుతుంది.
• ఇన్సులిన్ (Insulin):
  1. క్లోమం (Pancreas) తయారు చేసే హార్మోన్
  2. రక్తంలో చక్కెర స్థాయిని నియంత్రిస్తుంది.
• తగినంత స్రవించకపోతే రక్తంలో చక్కెర పెరిగి మధుమేహం (diabetes) వస్తుంది, అనేక హానికర ప్రభావాలు కలుగుతాయి.
• కొందరు రోగులకు ఇన్సులిన్ ఇంజెక్షన్లు ఇచ్చి చికిత్స చేస్తారు
• ఆహారంలో చక్కెర తగ్గించాలని సలహా ఇస్తారు.
• పిట్యూటరీ, హైపోథాలమస్ (Do You Know?):
  1. హైపోథాలమస్ అనేక హార్మోన్ల విడుదలలో ముఖ్య పాత్ర పోషిస్తుంది. ఉదాహరణ: వృద్ధి హార్మోన్ స్థాయి తగ్గితే హైపోథాలమస్ 'వృద్ధి హార్మోన్ విడుదల కారకాన్ని' (growth hormone releasing factor) విడుదల చేస్తుంది
  2. అది పిట్యూటరీ గ్రంథిని వృద్ధి హార్మోన్ విడుదల చేయడానికి ప్రేరేపిస్తుంది. విడుదల చేసే హార్మోన్లు (Releasing hormones) పిట్యూటరీ గ్రంథిని ఇతర హార్మోన్లు విడుదల చేయడానికి ప్రేరేపిస్తాయి.

హార్మోన్లు కచ్చితమైన పరిమాణాల్లో స్రవించడం చాలా ముఖ్యం. స్రావం సమయం, పరిమాణం ఫీడ్‌బ్యాక్ యంత్రాంగాల (Feedback mechanisms) ద్వారా నియంత్రించబడతాయి.

• ఫీడ్‌బ్యాక్ ఉదాహరణ: రక్తంలో చక్కెర స్థాయి పెరిగితే క్లోమం కణాలు దాన్ని గుర్తించి ఎక్కువ ఇన్సులిన్ తయారు చేస్తాయి. చక్కెర స్థాయి తగ్గగా ఇన్సులిన్ స్రావం తగ్గుతుంది.
• ముఖ్య హార్మోన్లు – గ్రంథులు – విధులు (పట్టిక 6.1):
  1. వృద్ధి హార్మోన్ – పిట్యూటరీ గ్రంథి – అన్ని అవయవాల పెరుగుదలను ప్రేరేపిస్తుంది.
  2. థైరాక్సిన్ – థైరాయిడ్ గ్రంథి – శరీర పెరుగుదలకు జీవక్రియను నియంత్రిస్తుంది.
  3. ఇన్సులిన్ – క్లోమం (Pancreas) – రక్తంలో చక్కెర స్థాయిని నియంత్రిస్తుంది.
  4. టెస్టోస్టీరాన్ – వృషణాలు (Testes) – పురుషుల్లో యౌవన మార్పులకు కారణం.
  5. ఈస్ట్రోజెన్ – అండాశయాలు (Ovaries) – స్త్రీ లైంగిక అవయవాల అభివృద్ధి, రుతుచక్ర నియంత్రణ.
  6. అడ్రినలిన్ – అడ్రినల్ గ్రంథి – ఆపద సమయంలో శరీరాన్ని సిద్ధం చేస్తుంది.
  7. విడుదల హార్మోన్లు (Releasing hormones) – హైపోథాలమస్ – పిట్యూటరీ గ్రంథిని హార్మోన్లు విడుదల చేయడానికి ప్రేరేపిస్తాయి.
• నాడీ, హార్మోన్ల పోలిక:
  1. నాడీ విధానం: విద్యుత్ ప్రచోదనాలు, చాలా వేగం, కేవలం నాడులతో అనుసంధానమైన కణాలకే చేరతాయి, ప్రభావం స్వల్పకాలం.
  2. హార్మోన్ల విధానం: రసాయన సంకేతాలు, రక్తం ద్వారా చేరతాయి, నెమ్మది, అన్ని కణాలకూ చేరగలవు, ప్రభావం స్థిరంగా, ఎక్కువ కాలం ఉంటుంది.
• నియంత్రణ, సమన్వయంపై పుస్తక సారాంశం:
  1. నియంత్రణ, సమన్వయం నాడీవ్యవస్థ, హార్మోన్ల విధులు.
  2. నాడీవ్యవస్థ స్పందనలు ప్రతీకార, ఐచ్ఛిక, అనైచ్ఛిక చర్యలు.
  3. నాడీవ్యవస్థ సందేశాలను విద్యుత్ ప్రచోదనాలుగా పంపుతుంది; జ్ఞానేంద్రియాల నుండి సమాచారం పొంది కండరాల ద్వారా చర్య చేస్తుంది.
  4. రసాయన సమన్వయం మొక్కలు, జంతువులు రెండింటిలో ఉంది.
  5. ఒక చోట తయారైన హార్మోన్లు మరో భాగానికి కదిలి ఫలితాన్ని ఇస్తాయి.
  6. హార్మోన్ల చర్యను ఫీడ్‌బ్యాక్ యంత్రాంగం నియంత్రిస్తుంది.
• మొక్క, జంతు కదలికల పోలిక:
  1. మొక్కల్లో కణాలు నీటి పరిమాణం మార్చుకుని కదులుతాయి
  2. జంతువుల కండరాల్లో ప్రత్యేక ప్రోటీన్లు ఆకారం మారుస్తాయి. లజ్జావతి కదలికలో కణాలు నీటిని కోల్పోతాయి
  3. మన కాళ్ళ కదలిక కండర ప్రోటీన్ల ద్వారా జరుగుతుంది.