జీవులు ఎలా ప్రత్యుత్పత్తి చేస్తాయి? (How do Organisms Reproduce?)

ప్రత్యుత్పత్తి (Reproduction) అనేది పోషణ, శ్వాసక్రియ, విసర్జన వంటి జీవక్రియల్లా ఒక జీవి బతకడానికి అవసరమైనది కాదు. పైగా కొత్త జీవులను పుట్టించడానికి జీవి చాలా శక్తిని ఖర్చు చేస్తుంది.

అయినా మనకు జీవజాతులు కనిపించేది అవి ప్రత్యుత్పత్తి ద్వారా పెద్ద సంఖ్యలో ఉండటం వల్లనే. ప్రత్యుత్పత్తి వల్ల పుట్టే కొత్త జీవులు తల్లిదండ్రులను పోలి ఉంటాయి; అందుకే ఒకే జాతి జీవులు ఒకేలా కనిపిస్తాయి.

• శరీర నమూనా (Body design) నకలు:
  1. జీవులు ఒకేలా కనిపించాలంటే శరీర నిర్మాణ ప్రణాళిక (blueprint) నకలు కావాలి. కణ కేంద్రకంలోని క్రోమోజోముల్లో ఉండే DNA (Deoxyribo Nucleic Acid – డీఆక్సీరైబో న్యూక్లిక్ ఆమ్లం) లక్షణాలను తల్లిదండ్రుల నుంచి సంతతికి అందిస్తుంది. DNA ప్రోటీన్ల తయారీకి సమాచార వనరు
  2. సమాచారం మారితే ప్రోటీన్లు మారతాయి, శరీర నిర్మాణమూ మారుతుంది.
• ప్రత్యుత్పత్తిలో మౌలిక ఘటన = DNA నకలు తయారవడం. కణం రసాయన చర్యలతో తన DNA కాపీని చేస్తుంది. ఒక కాపీని కణంలో ఉంచి రెండోదాన్ని బయటకు నెట్టేయడం సరిపోదు, ఎందుకంటే బయటకు వెళ్లిన కాపీకి జీవక్రియలు నడిపే కణ నిర్మాణాలు ఉండవు. అందుకే DNA నకలుతో పాటు అదనపు కణ నిర్మాణాలు (cellular apparatus) కూడా తయారై, DNA కాపీలు విడిపోతాయి
• ఫలితంగా ఒక కణం రెండు కణాలుగా విభజన చెందుతుంది.
• వైవిధ్యాలు (Variations):
  1. ఏ జీవరసాయన చర్యా నూటికి నూరు శాతం కచ్చితం కాదు, కాబట్టి DNA నకలులో ప్రతిసారీ స్వల్ప తేడాలు వస్తాయి. కొన్ని తేడాలు చాలా తీవ్రంగా ఉండి కొత్త కణం కణ నిర్మాణాలతో పనిచేయలేక చనిపోతుంది. మిగతా కణాలు మనుగడ సాగిస్తాయి
  2. అవి ఒకదానికొకటి పోలి ఉన్నా సూక్ష్మంగా భిన్నంగా ఉంటాయి. ఈ సహజ లక్షణమే పరిణామక్రమానికి (Evolution) ఆధారం (తదుపరి అధ్యాయంలో వస్తుంది).
• జనాభా స్థిరత్వం: జాతులు తమ ఆవాస స్థానాలను (niche) ప్రత్యుత్పత్తి సామర్థ్యంతో ఆక్రమిస్తాయి. DNA నకలులో స్థిరత్వం ఉండటం వల్ల ఆ ఆవాసాన్ని వినియోగించుకునే శరీర లక్షణాలు నిలుస్తాయి. అంటే ప్రత్యుత్పత్తి జాతి జనాభా స్థిరత్వానికి తోడ్పడుతుంది.
• వైవిధ్యం ఎందుకు ఉపయోగం:
  1. ఉష్ణోగ్రత పెరగడం, నీటి మట్టాల మార్పు, ఉల్కాపాతం వంటి కారణాలతో ఆవాస పరిస్థితులు మారవచ్చు. అప్పుడు ఒకే రకమైన జనాభా అంతా నశించవచ్చు
  2. కానీ కొందరిలో వైవిధ్యాలుంటే వారు బతికే అవకాశం ఉంటుంది. ఉదాహరణకు సమశీతోష్ణ నీటిలో ఉండే బ్యాక్టీరియా జనాభాలో భూతాపం వల్ల నీరు వేడెక్కితే చాలా బ్యాక్టీరియా చనిపోతుంది, కానీ వేడిని తట్టుకునే కొన్ని రకాలు బతికి వృద్ధి చెందుతాయి. అందుకే వైవిధ్యం జాతికి ప్రయోజనకరం
  3. వ్యక్తికి మాత్రం అది తప్పనిసరిగా ప్రయోజనం కాదు.

ఏకకణ జీవుల (unicellular organisms) శరీర నిర్మాణం సరళంగా ఉంటుంది కాబట్టి కణ విభజన (cell division) ద్వారానే కొత్త జీవులు పుడతాయి. దీన్ని విచ్ఛిత్తి (Fission) అంటారు. జీవి శరీర నిర్మాణాన్ని బట్టి ప్రత్యుత్పత్తి విధానం మారుతుంది.

ఒకే జీవి నుంచి కొత్త తరం ఏర్పడే ఇలాంటి పద్ధతులన్నీ అలైంగిక ప్రత్యుత్పత్తి.

• ద్విదా విచ్ఛిత్తి (Binary fission): మాతృకణం రెండు సమాన భాగాలుగా చీలి రెండు పిల్ల కణాలు ఏర్పడతాయి. అనేక బ్యాక్టీరియాలు, ప్రోటోజోవాలు ఈ విధంగా విభజన చెందుతాయి.
• అమీబా (Amoeba): దీనికి నిర్ణీత ఆకారం లేదు కాబట్టి కణం ఏ తలంలోనైనా (any plane) విభజన చెందవచ్చు.
• లీష్మానియా (Leishmania): కాలా-అజార్ వ్యాధిని కలిగించే ఏకకణ జీవి. దాని కణం ఒక చివర కొరడా లాంటి నిర్మాణం (whip-like flagellum) ఉంటుంది. ఇలా శరీరం కొంత వ్యవస్థీకృతమై ఉన్న జీవుల్లో ద్విదా విచ్ఛిత్తి ఆ నిర్మాణానికి సంబంధించి ఒక నిర్ణీత దిశలోనే జరుగుతుంది.
• బహుదా విచ్ఛిత్తి (Multiple fission): ఒక కణం ఒకేసారి అనేక పిల్ల కణాలుగా విడిపోతుంది. ఉదా: మలేరియా పరాన్నజీవి ప్లాస్మోడియం (Plasmodium).
• మొగ్గ తొడగడం (Budding) – ఈస్ట్: ఈస్ట్ కణం నుంచి చిన్న మొగ్గలు (buds) బయటకు వచ్చి, విడిపోయి, తర్వాత పెరిగి కొత్త ఈస్ట్ కణాలవుతాయి. చక్కెర ద్రావణంలో ఈస్ట్ కణికలు వేసి వెచ్చని చోట ఉంచి సూక్ష్మదర్శినిలో చూస్తే ఈ మొగ్గలు కనిపిస్తాయి.
• విచ్ఛిత్తి vs ఈస్ట్ మొగ్గ:
  1. బ్యాక్టీరియా, అమీబాల్లో మాతృకణం సమానంగా చీలుతుంది
  2. ఈస్ట్‌లో చిన్న బుడిపె పెరిగి వేరవుతుంది.

బహుకణ జీవుల (multicellular organisms) శరీరం యాదృచ్ఛికంగా కూడిన కణాల గుంపు కాదు. ప్రత్యేక కణాలు కణజాలాలుగా, కణజాలాలు అవయవాలుగా ఒక నిర్ణీత స్థానాల్లో అమరి ఉంటాయి.

అందుకే వాటిని కణం-కణం చొప్పున విభజించడం సాధ్యం కాదు; అవి సంక్లిష్ట పద్ధతులు ఉపయోగిస్తాయి. అయితే సరళమైన శరీర నిర్మాణం ఉన్న కొన్ని బహుకణ జీవుల్లో సులభ పద్ధతులు పనిచేస్తాయి.

• ఖండీభవనం (Fragmentation): స్పైరోగైరా (Spirogyra) అనే తంతురూప ఆకుపచ్చ శైవలం పరిపక్వమైనప్పుడు చిన్న ముక్కలుగా విరిగిపోతుంది. ప్రతి ముక్క (fragment) కొత్త జీవిగా పెరుగుతుంది. చెరువు నీటిలోని ఆకుపచ్చని తంతువులను గ్లిజరిన్ చుక్కతో సూక్ష్మదర్శినిలో చూస్తే ఈ తంతువులు కనిపిస్తాయి.
• కారణం: బహుకణ జీవులన్నీ ఇలా కణం-కణం విభజన చెందవు. ప్రత్యేక కణాలు కణజాలాలు, అవయవాలుగా నిర్దిష్ట స్థానాల్లో ఉండటంతో అది ఆచరణాత్మకం కాదు.
• ప్రత్యుత్పత్తి కణ రకం: బహుకణ జీవుల్లో వివిధ కణ రకాలు వివిధ పనులు చేస్తాయి. అదే పద్ధతిలో ప్రత్యుత్పత్తి కూడా ఒక ప్రత్యేక కణ రకం పని. పెరగగలిగి, విస్తరించి, సరైన పరిస్థితుల్లో ఇతర కణ రకాలను తయారు చేయగల కణ రకం శరీరంలో ఉండాలి.
• పునరుద్భవనం (Regeneration): పూర్తిగా విభేదనం చెందిన (differentiated) జీవులు కూడా తమ శరీర భాగాల నుంచి కొత్త జీవులను ఇవ్వగలవు. శరీరాన్ని ఎన్ని ముక్కలుగా కోసినా ప్రతి ముక్క పూర్తి జీవిగా పెరగడాన్ని పునరుద్భవనం అంటారు. ఉదా: హైడ్రా (Hydra), ప్లనేరియా (Planaria) వంటి సరళ జంతువులు.
• పునరుద్భవనం ఎలా జరుగుతుంది:
  1. ప్రత్యేక కణాలు విస్తరించి పెద్ద సంఖ్యలో కణాలను తయారు చేస్తాయి. ఆ కణ సమూహంలోంచి వివిధ కణాలు మార్పు చెంది రకరకాల కణ రకాలు, కణజాలాలుగా ఏర్పడతాయి. ఈ మార్పులన్నీ ఒక క్రమబద్ధమైన వరుసలో జరుగుతాయి
  2. దీనిని వికాసం (Development) అంటారు.
• పునరుద్భవనం ≠ ప్రత్యుత్పత్తి: చాలా జీవులు ప్రత్యుత్పత్తికి ముక్కలుగా కోయబడటంపై ఆధారపడవు.
• మొగ్గ తొడగడం (Budding): హైడ్రా వంటి జీవులు పునరుద్భవన కణాలనే ప్రత్యుత్పత్తికి వాడుతాయి. హైడ్రాలో ఒక నిర్దిష్ట స్థానంలో పదేపదే కణ విభజన జరిగి ఒక ఉబ్బు (outgrowth) అయిన మొగ్గ ఏర్పడుతుంది. ఇది చిన్న జీవిగా అభివృద్ధి చెంది, పూర్తిగా పెరిగాక తల్లి శరీరం నుంచి వేరై స్వతంత్ర జీవి అవుతుంది.
• ఎందుకు సంక్లిష్ట జీవులు పునరుద్భవనంతో ప్రత్యుత్పత్తి చేయలేవు: వాటికి ప్రత్యేక అవయవాలు ఉంటాయి కాబట్టి.

అనేక మొక్కల్లో వేరు, కాండం, ఆకులు వంటి భాగాలు అనుకూల పరిస్థితుల్లో కొత్త మొక్కలుగా పెరుగుతాయి. చాలా జంతువులకు ఇది సాధ్యం కాదు, కానీ మొక్కలు దీన్ని ప్రత్యుత్పత్తి విధానంగా నిజంగా వినియోగిస్తాయి.

దీనిని శాఖీయ ప్రజననం (Vegetative propagation) అంటారు.

• వ్యవసాయ పద్ధతులు: పొరలు వేయడం (layering), అంటు కట్టడం (grafting) వంటి పద్ధతులతో చెరకు, గులాబీ, ద్రాక్ష వంటి మొక్కలను పెంచుతారు.
• ప్రయోజనాలు: (1) విత్తనాల నుంచి పెరిగిన మొక్కల కంటే శాఖీయ ప్రజనన మొక్కలు ముందుగా పూలు, పండ్లు ఇస్తాయి. (2) విత్తనాలు ఉత్పత్తి చేసే సామర్థ్యం కోల్పోయిన అరటి, నారింజ, గులాబీ, మల్లె మొక్కలను కూడా ఈ విధంగా పెంచవచ్చు. (3) పుట్టిన మొక్కలన్నీ తల్లి మొక్క లక్షణాలన్నీ ఉండేలా జన్యుపరంగా చాలా దగ్గరగా ఉంటాయి.
• బంగాళదుంప:
  1. ఉపరితలంపై కన్ను గుంటలు (notches/buds) ఉంటాయి. దుంపను ముక్కలుగా కోసి తడి దూదిపై ఉంచితే మొగ్గ ఉన్న ముక్కలు మాత్రమే ఆకుపచ్చ చిగుళ్ళు, వేర్లు ఇస్తాయి
  2. మొగ్గ లేని ముక్కలు ఇవ్వవు.
• బ్రయోఫిలమ్ (Bryophyllum): ఆకు అంచులోని గుంటల్లో మొగ్గలు ఏర్పడి నేలపై పడి కొత్త మొక్కలుగా పెరుగుతాయి.
• మనీప్లాంట్:
  1. ఆకు/మొగ్గ ఉన్న కాండం ముక్కను నీటిలో ఉంచితే పెరుగుతుంది
  2. మొగ్గ లేని మధ్య భాగం ముక్క పెరగదు (మొగ్గ ఉండటం వల్లే శాఖీయ ప్రజననం సాధ్యం).
• కణజాల వర్ధనం (Tissue culture):
  1. మొక్క పెరుగుతున్న కొన నుంచి కణజాలాన్ని లేదా కణాలను వేరు చేసి కృత్రిమ యానకంలో (artificial medium) ఉంచుతారు. అక్కడ అవి వేగంగా విభజన చెంది చిన్న కణ సమూహం – కాలస్ (Callus) – ఏర్పడుతుంది. కాలస్‌ను వృద్ధి, విభేదనానికి కావలసిన హార్మోన్లు ఉన్న మరో యానకంలోకి మారుస్తారు. చిన్న మొక్కలను (plantlets) మట్టిలో నాటితే పెద్దవిగా పెరుగుతాయి. ఒక మాతృ మొక్క నుంచి వ్యాధిరహిత పరిస్థితుల్లో అనేక మొక్కలను పెంచవచ్చు
  2. అలంకార మొక్కల్లో ఎక్కువగా వాడతారు.

బీజాంశ ఉత్పత్తి (Spore formation)

• రైజోపస్ (Rhizopus – బ్రెడ్ బూజు):
  1. సరళ బహుకణ జీవుల్లో కూడా ప్రత్యేక ప్రత్యుత్పత్తి భాగాలను గుర్తించవచ్చు. తడి రొట్టె ముక్కపై కనిపించే దారాల్లాంటి నిర్మాణాలు శిలీంధ్ర తంతువులు (హైఫే – hyphae)
  2. ఇవి ప్రత్యుత్పత్తి భాగాలు కావు.
• కొనపై ఉండే చిన్న గుండ్రని బుడిపెలు బీజాంశ కోశాలు (Sporangia)
• వాటిలో ఉండే కణాలే బీజాంశాలు (Spores). ఇవి కొత్త రైజోపస్ జీవులుగా పెరుగుతాయి.
• బీజాంశాలకు మందపాటి గోడలు ఉంటాయి
• ఇవి మరో తడి ఉపరితలాన్ని చేరి పెరగడం మొదలుపెట్టేవరకు వాటిని రక్షిస్తాయి.

ఇప్పటివరకు చెప్పిన అన్ని పద్ధతుల్లో కొత్త తరం ఒకే జీవి నుంచి పుడుతుంది; దీనిని అలైంగిక ప్రత్యుత్పత్తి (Asexual reproduction) అంటారు.

ఎద్దు ఒక్కటే దూడను, కోడి ఒక్కటే కోడిపిల్లను ఇవ్వలేవు; కొత్త తరానికి ఆడ, మగ ఇద్దరు అవసరం. రెండు జీవుల ప్రమేయంతో కొత్త తరం ఏర్పడే ఈ పద్ధతి లైంగిక ప్రత్యుత్పత్తి (Sexual reproduction).

• ఎందుకు లైంగిక పద్ధతి? DNA నకలు పూర్తి కచ్చితం కాదు
• దీనివల్ల వైవిధ్యాలు పుడతాయి. ఒక జాతి మనుగడకు వైవిధ్యాలు ఉపయోగం. కాబట్టి ఎక్కువ వైవిధ్యాలు పుట్టించే ప్రత్యుత్పత్తి పద్ధతులు ఉండటం సహజం.
• అయితే DNA నకలు యంత్రాంగం చాలా కచ్చితంగా ఉండటంతో వైవిధ్యం పుట్టడం నెమ్మదైన ప్రక్రియ. ఇది మరీ అసమగ్రంగా ఉంటే కొత్త DNA కాపీలు కణ నిర్మాణాలతో పనిచేయలేక చనిపోతాయి.
• వేగం పెంచే దారి: ప్రతి కొత్త వైవిధ్యం ఇంతకు ముందు తరాల్లో పోగైన వైవిధ్యాలున్న DNA కాపీలోనే ఏర్పడుతుంది. ఒక జనాభాలో రెండు వేర్వేరు జీవుల్లో వేర్వేరు వైవిధ్య నమూనాలు ఉంటాయి. అవి సజీవ జీవుల్లోనివే కాబట్టి తీవ్ర చెడు ప్రభావాలు లేనివి. రెండు జీవుల వైవిధ్యాలను కలపడం వల్ల ప్రతిసారీ కొత్త కలయికలు ఏర్పడతాయి. లైంగిక ప్రత్యుత్పత్తి ఇలా రెండు వేర్వేరు జీవుల DNAను కలపడం ద్వారా ఎక్కువ వైవిధ్యాన్ని ఇస్తుంది.
• సమస్య:
  1. రెండు జీవుల DNA కాపీలు కలిస్తే ప్రతి తరంలో DNA పరిమాణం రెట్టింపు అవుతుంది
  2. ఇది కణ నిర్మాణాలపై DNA నియంత్రణను అస్తవ్యస్తం చేస్తుంది.
• పరిష్కారం: బహుకణ జీవులు ప్రత్యేక అవయవాల్లో ప్రత్యేక కణ వంశాలను (lineages) తయారుచేసుకున్నాయి. వాటిలో సాధారణ శరీర కణాలతో పోలిస్తే క్రోమోజోముల సంఖ్య, DNA పరిమాణం సగం ఉంటాయి. దీనిని సాధించే కణ విభజన క్షయకరణ విభజన (Meiosis). ఇలా రెండు జీవుల బీజకణాలు (Germ-cells) కలిసినప్పుడు కొత్త జీవిలో క్రోమోజోముల సంఖ్య, DNA పరిమాణం మళ్లీ యథాస్థితికి వస్తాయి.
• సంయుక్త బీజం (Zygote): బీజకణాల కలయికతో ఏర్పడుతుంది. అది ప్రత్యేక కణజాలాలు, అవయవాలున్న జీవిగా పెరగాలంటే తగినంత శక్తి నిల్వలు కావాలి.
• బీజకణాల ప్రత్యేకీకరణ:
  1. చాలా సరళ జీవుల్లో రెండు బీజకణాలు ఒకేలా లేదా చాలా పోలి ఉంటాయి. శరీరం సంక్లిష్టమయ్యే కొద్దీ బీజకణాలు కూడా ప్రత్యేకత పొందుతాయి: ఒకటి పెద్దదిగా ఆహార నిల్వలతో ఉంటుంది
  2. రెండోది చిన్నదిగా చలనశీలంగా ఉంటుంది. చలనశీల బీజకణాన్ని పురుష బీజకణం (Male gamete), ఆహార నిల్వలున్న దాన్ని స్త్రీ బీజకణం (Female gamete) అంటారు. ఈ రెండు రకాల బీజకణాల కోసం ఆడ, మగ ప్రత్యుత్పత్తి అవయవాల్లో, కొన్నిసార్లు శరీరాల్లో కూడా తేడాలు వస్తాయి.

పుష్పించే మొక్కల (angiosperms) ప్రత్యుత్పత్తి భాగాలు పుష్పంలో ఉంటాయి. పుష్పంలోని భాగాలు: రక్షక పత్రాలు (Sepals), రేకులు (Petals), కేసరాలు (Stamens), స్త్రీకేసరం/అండకోశం (Pistil).

వీటిలో కేసరాలు, స్త్రీకేసరం ప్రత్యుత్పత్తి భాగాలు; అవి బీజకణాలను కలిగి ఉంటాయి.

• ఏకలింగ పుష్పం (Unisexual): కేసరాలు లేదా స్త్రీకేసరం ఒక్కటే ఉంటుంది. ఉదా: బొప్పాయి, పుచ్చకాయ.
• ద్విలింగ పుష్పం (Bisexual): కేసరాలు, స్త్రీకేసరం రెండూ ఉంటాయి. ఉదా: మందార (Hibiscus), ఆవాలు (mustard).
• కేసరం (Stamen):
  1. పురుష ప్రత్యుత్పత్తి భాగం
  2. ఇది పసుపు రంగు పుప్పొడి రేణువులను (Pollen grains) ఉత్పత్తి చేస్తుంది. కేసరం పై కొనలోని పుట్ట (anther)లో పుప్పొడి ఉంటుంది.
• స్త్రీకేసరం (Pistil): పుష్పం మధ్యలో ఉండి స్త్రీ ప్రత్యుత్పత్తి భాగం అవుతుంది. దీనికి మూడు భాగాలు: ఉబ్బిన అడుగు భాగం అండాశయం (Ovary), మధ్యలోని పొడవైన భాగం కీలం (Style), పై కొన కీలాగ్రం (Stigma) – ఇది జిగటగా ఉండవచ్చు.
• అండాశయంలో అండాలు (Ovules) ఉంటాయి
• ప్రతి అండంలో ఒక అండకణం (Egg cell) ఉంటుంది.
• ఫలదీకరణం (Fertilisation): పుప్పొడి రేణువు ఉత్పత్తి చేసే పురుష బీజకణం అండంలోని స్త్రీ బీజకణంతో కలుస్తుంది. ఈ కలయిక వల్ల సంయుక్త బీజం (Zygote) ఏర్పడి కొత్త మొక్కగా ఎదిగే సామర్థ్యం పొందుతుంది.

పరాగసంపర్కం (Pollination)

• పుప్పొడి కేసరం నుంచి కీలాగ్రానికి చేరాలి. ఇలా ఒకే పుష్పంలో జరిగితే స్వపరాగ సంపర్కం (Self-pollination)
• ఒక పుష్పం నుంచి మరో పుష్పానికి చేరితే పరపరాగ సంపర్కం (Cross-pollination). ఈ బదిలీని గాలి, నీరు, జంతువులు జరుపుతాయి.
• పరాగసంపర్కం vs ఫలదీకరణం:
  1. పరాగసంపర్కం అంటే పుప్పొడి కీలాగ్రానికి చేరడం
  2. ఫలదీకరణం అంటే రెండు బీజకణాలు కలవడం.
• పుప్పొడి నాళం (Pollen tube): అనుకూల కీలాగ్రంపై పుప్పొడి రేణువు పడ్డాక దాని నుంచి ఒక నాళం పెరిగి కీలం గుండా అండాశయంలోని స్త్రీ బీజకణాలను చేరుతుంది.

ఫలదీకరణం తర్వాత పుష్పంలో అనేక మార్పులు జరిగి విత్తనం, ఫలం ఏర్పడతాయి. ఈ ప్రక్రియలో ఏ భాగం ఏ భాగంగా మారుతుందో పరీక్షల్లో తరచుగా అడుగుతారు.

• పిండం (Embryo) ఏర్పడటం: సంయుక్త బీజం అనేకసార్లు విభజన చెంది అండంలోనే పిండం అవుతుంది.
• అండం → విత్తనం: అండంపై గట్టి పొర (seed coat) ఏర్పడి క్రమంగా విత్తనంగా మారుతుంది.
• అండాశయం → ఫలం: అండాశయం వేగంగా పెరిగి పండి ఫలం (Fruit) అవుతుంది.
• ఈ సమయంలో రేకులు, రక్షక పత్రాలు, కేసరాలు, కీలం, కీలాగ్రం వాడిపోయి రాలిపోవచ్చు. (కొన్ని పండ్లలో – ఉదా: వంకాయ, టమాటా – రక్షక పత్రాలు మిగిలి ఉంటాయి.)
• విత్తనం ప్రయోజనం:
  1. విత్తనంలో భవిష్యత్ మొక్క అయిన పిండం ఉంటుంది. అనుకూల పరిస్థితుల్లో పిండం మొలకగా (seedling) పెరుగుతుంది
  2. దీనిని అంకురోత్పత్తి/మొలకెత్తడం (Germination) అంటారు. విత్తనం ఉండటం వల్ల మొక్క ప్రతికూల కాలాన్ని దాటి, వ్యాప్తి చెంది, అనుకూల పరిస్థితుల్లో పెరగగలదు.
• సెనగ విత్తనాల కృత్యం: రాత్రంతా నానబెట్టి, తడి గుడ్డతో కప్పి ఒక రోజు ఉంచిన (ఎండిపోని) సెనగ గింజలను జాగ్రత్తగా చీల్చి చూస్తే విత్తన పొర, రెండు బీజదళాలు, పిండం అనే భాగాలు కనిపిస్తాయి.

బీజాల నుంచి మొక్క వరకు వరుస పరాగసంపర్కం → పుప్పొడి నాళం పెరగడం → ఫలదీకరణం → సంయుక్త బీజం → పిండం → విత్తనం (అండం నుంచి), ఫలం (అండాశయం నుంచి) → మొలకెత్తడం → కొత్త మొక్క.

మనుషులు లైంగిక ప్రత్యుత్పత్తి చేసే జాతి. వయసు పెరిగే కొద్దీ ఎత్తు పెరగడం, పాల పళ్లు రాలి కొత్త పళ్లు రావడం వంటి మార్పులు వృద్ధి (Growth) కిందకు వస్తాయి.

కానీ టీనేజ్ ప్రారంభంలో జరిగే మార్పులు కేవలం శరీరం పెద్దది కావడం కాదు; శరీర రూపం, నిష్పత్తులు మారతాయి, కొత్త లక్షణాలు, కొత్త అనుభూతులు వస్తాయి. ఇవి లైంగిక పరిపక్వతకు (sexual maturation) సంకేతాలు.

• యౌవనారంభం (Puberty): శరీర సాధారణ వృద్ధి వేగం తగ్గుతున్న కౌమార దశలో (adolescence) ప్రత్యుత్పత్తి కణజాలాలు పరిపక్వమయ్యే కాలం. శరీరం పూర్తి పరిమాణానికి పెరుగుతున్నప్పుడు వనరులు ప్రధానంగా వృద్ధికే వెళ్తాయి కాబట్టి, వృద్ధి మందగించాక ప్రత్యుత్పత్తి కణజాలాలు పరిపక్వమవుతాయి.
• ఆడ, మగ ఇద్దరిలో కనిపించే మార్పులు:
  1. చంకల్లో, తొడల మధ్య జననేంద్రియ ప్రాంతంలో మందపాటి రోమాలు పెరగడం (ఆ చర్మం ముదురు రంగులోకి మారవచ్చు)
  2. కాళ్ళు, చేతులు, ముఖంపై సన్నని రోమాలు
  3. చర్మం జిడ్డుగా మారి మొటిమలు రావడం
  4. తమ శరీరం, ఇతరుల శరీరం పట్ల కొత్త అవగాహన.
• అమ్మాయిల్లో: స్తనాల పరిమాణం పెరగడం, స్తనాగ్రాల చర్మం ముదురు రంగులోకి మారడం, ఈ సమయంలోనే రుతుస్రావం (menstruation) మొదలవడం.
• అబ్బాయిల్లో: ముఖంపై మందపాటి రోమాలు (గడ్డం, మీసం), గొంతు బొంగురుపోవడం/పగలడం (voice cracking), పురుషాంగం అప్పుడప్పుడు పెద్దదై గట్టిపడటం (పగటి కలల్లో లేదా రాత్రి).
• మార్పుల తీరు:
  1. ఇవన్నీ నెలలు, సంవత్సరాల్లో నెమ్మదిగా జరుగుతాయి
  2. అందరిలో ఒకేసారి, ఒకే వయసులో జరగవు. కొందరిలో త్వరగా, కొందరిలో నెమ్మదిగా. ప్రతి మార్పూ క్రమంగా పూర్తవుతుంది – ఉదా: అబ్బాయిల్లో ముఖంపై రోమాలు మొదట చెదురుమదురుగా వచ్చి తర్వాత మాత్రమే సమానంగా పెరుగుతాయి. ముక్కు, వేళ్ల ఆకారాలు వేర్వేరుగా ఉన్నట్లే రోమాల తీరు, స్తనం/పురుషాంగం పరిమాణం, ఆకారం కూడా వ్యక్తికి వ్యక్తికి భిన్నంగా ఉంటాయి.
• ఈ మార్పుల ప్రయోజనం:
  1. లైంగిక పరిపక్వత సంకేతాలు ఇతరులు గుర్తించేలా చేస్తాయి (జతకట్టడానికి). అండం, శుక్రకణ బదిలీకి ప్రత్యేక అవయవాలు (గట్టిపడగల పురుషాంగం) కావాలి. మనుషుల వంటి క్షీరదాల్లో శిశువు తల్లి గర్భంలో ఎక్కువకాలం ఉండి, తర్వాత పాలు తాగుతుంది
  2. అందుకు స్త్రీ ప్రత్యుత్పత్తి అవయవాలు, స్తనాలు పరిపక్వం కావాలి.
• బీజకణాల కలయిక విధానాలు:
  1. పుష్పించే మొక్కల్లో బీజకణాలను బయటకు విడుదల చేయడం ద్వారా
  2. అనేక జంతువుల్లో రెండు జీవులు శరీరాలు కలిపి అంతర్గతంగా బీజకణాలను బదిలీ చేయడం ద్వారా.
• టెస్టోస్టెరాన్:
  1. వృషణాలు స్రవించే హార్మోన్ (గత అధ్యాయంలో చదివినది)
  2. యౌవనారంభంలో అబ్బాయిల్లో కనిపించే రూప మార్పులకు కారణం.

పురుష ప్రత్యుత్పత్తి వ్యవస్థలో బీజకణాలను ఉత్పత్తి చేసే భాగాలు, వాటిని ఫలదీకరణ స్థలానికి చేర్చే భాగాలు ఉంటాయి.

• వృషణాలు (Testes): శుక్రకణాలు (Sperms) ఇక్కడే తయారవుతాయి. ఇవి ఉదర కుహరం బయట వృషణకోశం (Scrotum)లో ఉంటాయి, ఎందుకంటే శుక్రకణాల తయారీకి శరీర సాధారణ ఉష్ణోగ్రత కంటే తక్కువ ఉష్ణోగ్రత అవసరం.
• టెస్టోస్టెరాన్ (Testosterone):
  1. వృషణాలు స్రవించే హార్మోన్. ఇది శుక్రకణాల తయారీని నియంత్రిస్తుంది
  2. అంతేకాక యౌవనారంభంలో అబ్బాయిల్లో కనిపించే రూప మార్పులను కలిగిస్తుంది.
• శుక్రనాళం (Vas deferens):
  1. తయారైన శుక్రకణాలను తీసుకెళ్తుంది. ఇది మూత్రాశయం నుంచి వచ్చే నాళంతో కలుస్తుంది
  2. ఫలితంగా మూత్రనాళం (Urethra) శుక్రకణాలకు, మూత్రానికి ఉమ్మడి మార్గం అవుతుంది.
• ప్రోస్టేట్ గ్రంథి (Prostate gland), వీర్యకోశాలు (Seminal vesicles):
  1. శుక్రనాళం మార్గంలో వీటి స్రావాలు కలుస్తాయి. దీనివల్ల శుక్రకణాలు ఒక ద్రవంలో ఉండి, వాటి రవాణా సులభమవుతుంది
  2. ఈ ద్రవం పోషణను కూడా ఇస్తుంది.
• శుక్రకణాల నిర్మాణం:
  1. అవి చిన్న శరీరాలు
  2. ప్రధానంగా జన్యు పదార్థం (genetic material), స్త్రీ బీజకణం వైపు కదలడానికి సహాయపడే పొడవైన తోక ఉంటాయి.
• పురుషాంగం (Penis):
  1. గట్టిపడగల అవయవం
  2. లైంగిక చర్యలో శుక్రకణాలను స్త్రీ శరీరంలోకి బదిలీ చేయడానికి ఉపయోగపడుతుంది.

మార్గం (క్రమం) వృషణాలు (శుక్రకణాల తయారీ) → శుక్రనాళం (గ్రంథి స్రావాలు కలవడం) → మూత్రనాళం → పురుషాంగం ద్వారా బయటకు.

స్త్రీ ప్రత్యుత్పత్తి వ్యవస్థలో అండాలను తయారు చేసే, కొత్త జీవి అభివృద్ధికి తగిన పరిస్థితులు ఇచ్చే అవయవాలు ఉంటాయి.

• అండాశయాలు (Ovaries): స్త్రీ బీజకణాలైన అండాలు (eggs) ఇక్కడే తయారవుతాయి. కొన్ని హార్మోన్లనూ ఇవి ఉత్పత్తి చేస్తాయి.
• ఆడశిశువు పుట్టినప్పుడే అండాశయాల్లో వేలాది అపరిపక్వ అండాలు ఉంటాయి. యౌవనారంభంలో కొన్ని పరిపక్వమవుతాయి. నెలకు ఒక అండం రెండు అండాశయాల్లో ఒకదాని నుంచి విడుదలవుతుంది.
• అండవాహిక (Oviduct/Fallopian tube): అండం అండాశయం నుంచి గర్భాశయానికి సన్నని అండవాహిక ద్వారా వెళ్తుంది. రెండు అండవాహికలు కలిసి సాగే సంచిలాంటి గర్భాశయం (Uterus) ఏర్పడుతుంది. గర్భాశయం గర్భాశయ ముఖద్వారం (Cervix) ద్వారా యోని (Vagina)లోకి తెరుచుకుంటుంది.
• ఫలదీకరణం: లైంగిక సంపర్కంలో శుక్రకణాలు యోని మార్గం ద్వారా ప్రవేశించి పైకి ప్రయాణించి అండవాహికను చేరి అక్కడ అండాన్ని కలుసుకోవచ్చు. ఫలదీకరణం అండవాహికలో జరుగుతుంది.
• పిండ వికాసం: ఫలదీకరణం చెందిన అండం (సంయుక్త బీజం) విభజన చెంది కణ గోళంగా (ball of cells) – పిండంగా (embryo) మారుతుంది. పిండం గర్భాశయ గోడ పొరలో అతుక్కుంటుంది (implantation). అక్కడ పెరిగి అవయవాలు ఏర్పడి గర్భస్థ శిశువు (Foetus) అవుతుంది.
• గర్భాశయ పొర: పిండాన్ని పోషించడానికి గర్భాశయం ప్రతి నెలా సిద్ధమవుతుంది – దాని పొర మందంగా మారి రక్తనాళాలతో నిండి ఉంటుంది.
• మావి (Placenta):
  1. పిండానికి తల్లి రక్తం నుంచి పోషణ అందించే ప్రత్యేక కణజాలం. ఇది గర్భాశయ గోడలో అతికి ఉండే బిళ్ళ ఆకార నిర్మాణం. పిండం వైపు ఇందులో ఆంకురాలు (Villi) ఉంటాయి
  2. తల్లి వైపు ఈ ఆంకురాల చుట్టూ రక్త ఖాళీలు ఉంటాయి. ఈ పెద్ద ఉపరితల వైశాల్యం ద్వారా తల్లి నుంచి పిండానికి గ్లూకోజ్, ఆక్సిజన్ చేరతాయి. పిండం ఉత్పత్తి చేసే వ్యర్థాలు మావి ద్వారా తల్లి రక్తంలోకి చేరి తొలగించబడతాయి.
• గర్భధారణ కాలం: శిశువు తల్లి గర్భంలో సుమారు తొమ్మిది నెలలు పెరుగుతుంది. గర్భాశయ కండరాల లయబద్ధ సంకోచాల (rhythmic contractions) వల్ల శిశువు జన్మిస్తుంది.

క్రమం అండాశయం (అండం విడుదల) → అండవాహిక (ఫలదీకరణం) → సంయుక్త బీజం → పిండం → గర్భాశయంలో అతుక్కోవడం → గర్భస్థ శిశువు → ప్రసవం.

అండాశయం నెలకు ఒక అండాన్ని విడుదల చేస్తుంది కాబట్టి గర్భాశయం కూడా ప్రతి నెలా ఫలదీకరణం చెందిన అండాన్ని స్వీకరించడానికి సిద్ధమవుతుంది. ఫలదీకరణం జరగకపోతే ఆ సన్నద్ధత అవసరం లేకపోతుంది.

• అండం జీవితకాలం: ఫలదీకరణం కాని అండం సుమారు ఒక రోజు మాత్రమే జీవిస్తుంది.
• గర్భాశయ పొర: ఫలదీకరణం జరిగితే పిండానికి పోషణ ఇవ్వడానికి గర్భాశయ పొర మందంగా, స్పాంజిలా మారుతుంది.
• ఫలదీకరణం లేకపోతే:
  1. ఆ పొర ఇక అవసరం ఉండదు
  2. అది నెమ్మదిగా విచ్ఛిన్నమై యోని ద్వారా రక్తం, శ్లేష్మం (mucus) రూపంలో బయటకు వస్తుంది.
• రుతుస్రావం (Menstruation): ఈ చక్రం సుమారు ప్రతి నెలా జరుగుతుంది. ఇది సాధారణంగా రెండు నుంచి ఎనిమిది రోజులు ఉంటుంది.
• యౌవనారంభంలో అమ్మాయిల్లో మొదలై ఈ చక్రం కొనసాగుతుంది (మునుపటి నోట్‌లో చూసినట్లు).

కారణం (ఎందుకు జరుగుతుంది) గర్భాశయం ప్రతి నెలా పిండం కోసం సిద్ధమవుతుంది; అండం ఫలదీకరణం చెందకపోతే అలా సిద్ధం చేసిన మందపాటి రక్తసహిత పొర వృథా అయి బయటకు వెళ్లిపోతుంది. ఇదే రుతుస్రావానికి కారణం (పాఠ్యపుస్తక ప్రశ్న: "రుతుస్రావం ఎందుకు జరుగుతుంది?" – సమాధానం ఇదే).

లైంగిక పరిపక్వత క్రమంగా జరుగుతుంది, శరీర వృద్ధి కొనసాగుతూనే ఉంటుంది. కాబట్టి కొంత లైంగిక పరిపక్వత ఉన్నంత మాత్రాన శరీరం, మనసు లైంగిక చర్యకు లేదా పిల్లలను కని పెంచడానికి సిద్ధంగా ఉన్నాయని అర్థం కాదు.

స్నేహితుల ఒత్తిడి, వివాహం చేసుకుని పిల్లలను కనాలన్న కుటుంబ ఒత్తిడి, పిల్లలను కనకూడదన్న ప్రభుత్వ సంస్థల ఒత్తిడి – ఇలా అనేక ఒత్తిళ్ల మధ్య నిర్ణయాలు తీసుకోవడం కష్టమవుతుంది.

లైంగిక సంక్రమిత వ్యాధులు (Sexually Transmitted Diseases)

• లైంగిక చర్య శరీరాల అత్యంత సన్నిహిత సంబంధం కాబట్టి అనేక వ్యాధులు ఈ మార్గంలో సంక్రమిస్తాయి.
• బ్యాక్టీరియా వ్యాధులు: గనేరియా (gonorrhoea), సిఫిలిస్ (syphilis).
• వైరస్ వ్యాధులు: వార్ట్స్ (warts), HIV-AIDS (Human Immuno deficiency Virus – Acquired Immuno Deficiency Syndrome).
• నివారణ: పురుషాంగంపై తొడిగే కండోమ్ (condom) ఈ ఇన్ఫెక్షన్లను అనేక వాటిలో కొంత వరకు నివారిస్తుంది.

గర్భనిరోధక పద్ధతులు (Contraception) లైంగిక చర్య ఎప్పుడైనా గర్భధారణకు దారి తీయవచ్చు. గర్భం స్త్రీ శరీరం, మనసుపై గొప్ప భారం వేస్తుంది; సిద్ధంగా లేకపోతే ఆమె ఆరోగ్యం దెబ్బతింటుంది. అందుకే గర్భాన్ని నివారించే అనేక మార్గాలు ఉన్నాయి:

• యాంత్రిక అడ్డంకి (Mechanical barrier): శుక్రకణాలు అండాన్ని చేరకుండా ఆపుతాయి. ఉదా: పురుషాంగంపై కండోమ్, యోనిలో తొడిగే ఇలాంటి కవచాలు.
• హార్మోన్ల పద్ధతి:
  1. శరీర హార్మోన్ల సమతుల్యతను మార్చి అండాలు విడుదల కాకుండా చేస్తాయి కాబట్టి ఫలదీకరణం జరగదు. సాధారణంగా మాత్రలుగా (oral pills) మింగుతారు
  2. హార్మోన్ల సమతుల్యతను మార్చడం వల్ల దుష్ప్రభావాలు (side-effects) ఉండవచ్చు.
• గర్భాశయంలో అమర్చే సాధనాలు:
  1. లూప్ (loop), కాపర్-టి (copper-T). ఇవి గర్భాన్ని నివారిస్తాయి
  2. గర్భాశయం చికాకు వల్ల దుష్ప్రభావాలు రావచ్చు.
• శస్త్రచికిత్స పద్ధతులు:
  1. పురుషుల్లో శుక్రనాళం అడ్డుకుంటే శుక్రకణ బదిలీ ఆగుతుంది
  2. స్త్రీలలో అండవాహిక అడ్డుకుంటే అండం గర్భాశయానికి చేరదు. రెండు సందర్భాల్లో ఫలదీకరణం జరగదు. ఇవి దీర్ఘకాలంలో సురక్షితం, కానీ సరిగా చేయకపోతే శస్త్రచికిత్స వల్ల ఇన్ఫెక్షన్లు, ఇతర సమస్యలు రావచ్చు.
• కాపర్-టి వాడే స్త్రీని STDల నుంచి రక్షిస్తుందా? లేదు – అది గర్భాన్ని మాత్రమే నివారిస్తుంది
• కండోమ్ మాత్రమే STDలను కొంతవరకు నివారిస్తుంది (పాఠ్యపుస్తక ప్రశ్న).
• గర్భనిరోధక పద్ధతులు ఎందుకు: సిద్ధంగా లేని గర్భధారణ నుంచి స్త్రీ ఆరోగ్యాన్ని కాపాడటం, జనాభా నియంత్రణ, కుటుంబ నియంత్రణ, STDల నివారణ.

ప్రత్యుత్పత్తి ద్వారా జీవులు తమ జనాభాను పెంచుకుంటాయి. సమాజ ఆరోగ్యానికి, జనాభా పరిమాణానికి సంబంధించిన కొన్ని అంశాలు, DNA నిర్మాణంపై అనుబంధం ఈ అధ్యాయంలో ఉన్నాయి.

• అక్రమ లింగ ఎంపిక గర్భస్రావాలు: శస్త్రచికిత్స ద్వారా అవాంఛిత గర్భాలను తొలగించవచ్చు, కానీ ఇది దుర్వినియోగం అవుతుంది – ఆడ పిండాలను లింగ ఎంపిక చేసి తొలగించే చట్టవిరుద్ధ పద్ధతి (female foeticide) దీనికి ఉదాహరణ.
• ఆడ-మగ నిష్పత్తి: ఆరోగ్యవంతమైన సమాజానికి ఇది సమతుల్యంగా ఉండాలి. నిర్లక్ష్యపు ఆడ భ్రూణ హత్యల వల్ల కొన్ని వర్గాల్లో బాలల లింగ నిష్పత్తి (child sex ratio) ఆందోళనకరంగా తగ్గుతోంది. పుట్టకముందే లింగ నిర్ధారణ (prenatal sex determination) చట్టరీత్యా నిషేధం. (భారత్‌లో దీనిపై PCPNDT చట్టం ఉంది – 1994, తరువాత సవరించబడింది.)
• జనాభా పరిమాణం: జననాలు, మరణాల రేట్లు ఒక జనాభా పరిమాణాన్ని నిర్ణయిస్తాయి. జనాభా పెరుగుదల అందరి జీవన ప్రమాణాలను పెంచడం కష్టం చేస్తుందని చాలామంది ఆందోళన చెందుతారు. కానీ సమాజంలో అసమానతలే ప్రధాన కారణమైతే జనాభా పరిమాణం అంత ముఖ్యం కాదు.

DNA నిర్మాణం (అనుబంధం)

• 1953లో కేంబ్రిడ్జ్‌లో ఫ్రాన్సిస్ క్రిక్ (Francis Crick), జేమ్స్ వాట్సన్ (James Watson) DNA సూక్ష్మ నిర్మాణాన్ని కనుగొన్నారు.
• DNA అణువు మెలికలు తిరిగిన మెట్ల వరుస (spiral staircase) వలె ఉంటుంది
• ఈ ఆకారం ద్వి-సర్పిలం (Double helix).
• మెట్ల ఫ్రేమ్‌వర్క్ మారిమారి వచ్చే చక్కెర, ఫాస్ఫేట్ సమూహాలతో ఏర్పడుతుంది
• మెట్లు జతలుగా ఉండే రసాయన సమ్మేళనాలు – క్షారాలు (bases): అడెనీన్ (Adenine), గ్వానీన్ (Guanine), థైమీన్ (Thymine), సైటోసిన్ (Cytosine).
• లక్షణాలు (జుట్టు రంగు, చర్మం రంగు వంటివి – traits) DNA రసాయన స్వభావం వల్ల నిర్ణయమవుతాయి. DNAలో వారసత్వంగా వచ్చే స్వల్ప రసాయన మార్పులు సంతానం లక్షణాలను మార్చి వైవిధ్యాలకు (Variations) దారి తీస్తాయి.
• నోబెల్ బహుమతి (ప్రస్తుత కచ్చిత సమాచారం):
  1. పాఠ్యపుస్తకంలో వాట్సన్, క్రిక్‌లకు ఫ్రాంక్లిన్, మారిస్ విల్కిన్స్‌తో కలిసి నోబెల్ బహుమతి అని ఉంది. వాస్తవంగా 1962లో శరీరధర్మ/వైద్యశాస్త్ర నోబెల్ బహుమతిని వాట్సన్, క్రిక్, మారిస్ విల్కిన్స్ ముగ్గురికి ఇచ్చారు. రోసలింద్ ఫ్రాంక్లిన్ X-కిరణ చిత్రాలు DNA నిర్మాణ ఆవిష్కరణకు కీలకమయ్యాయి, కానీ ఆమె 1958లోనే మరణించారు
  2. నోబెల్ బహుమతి మరణానంతరం ఇవ్వరు.