జీవ క్రియలు (Life Processes)

ఒక వస్తువు జీవమున్నదా, లేదా అని చెప్పడానికి కదలిక, శ్వాస, పెరుగుదల వంటి గుర్తులను చూస్తాం. కానీ కంటికి కనిపించే కదలిక మాత్రమే సరైన కొలమానం కాదు. నిద్రపోతున్న జంతువు, కనిపించేంత పెరగని మొక్క కూడా సజీవమే.

అందుకే అణువుల స్థాయిలో జరిగే కదలికలే జీవానికి ఆధారమని జీవశాస్త్రవేత్తలు చెబుతారు.

• జీవ లక్షణ ప్రమాణాలు: కదలిక (పెరుగుదల వల్ల లేదా ఇతరం), శ్వాస, పెరుగుదల – ఇవి సాధారణ ఆధారాలు. అయితే కనిపించే కదలికే నిర్వచనంగా సరిపోదు.
• అణు కదలికలు (Molecular movements):
  1. కంటికి కనిపించనివి. వైరస్‌లలో ఇవి కణాన్ని సోకే వరకు కనిపించవు
  2. అందుకే వైరస్‌లు సజీవాలా కావా అనే వివాదం ఉంది.
• ఎందుకు అవసరం?: జీవ నిర్మాణాలు (కణజాలాలు → కణాలు → కణాంగాలు) చాలా క్రమబద్ధమైనవి. పర్యావరణ ప్రభావం వల్ల ఈ క్రమం నిరంతరం దెబ్బతింటుంది. క్రమం పూర్తిగా చెడితే జీవం ఉండదు. కాబట్టి జీవులు నిర్మాణాలను నిత్యం మరమ్మతు చేసుకుంటూ, అణువులను అటూ ఇటూ కదిలిస్తూ ఉండాలి.
• జీవక్రియలు (Life processes): జీవి ఏ పనీ చేయకుండా కూర్చున్నా, నిద్రపోతున్నా ఆగకుండా జరిగే నిర్వహణ (maintenance) ప్రక్రియలన్నీ కలిపి జీవక్రియలు.
• శక్తి, ముడిపదార్థాలు: ఈ నిర్వహణకు శక్తి అవసరం. అది శరీరం బయటి నుండి వస్తుంది. బయటి శక్తి మూలమైన ఆహారాన్ని లోపలికి తీసుకునే ప్రక్రియ పోషణ (Nutrition). శరీరం పెరగాలంటే అదనపు ముడిపదార్థాలూ బయటి నుండే రావాలి. భూమిపై జీవం కార్బన్ ఆధారిత అణువులపై ఆధారపడినందున ఆహార వనరులు చాలావరకు కార్బన్ ఆధారితాలే.
• శ్వాసక్రియ (Respiration): బయటి మూలాల శక్తి ఒకే రకమైన ఉపయోగకర శక్తిగా మారాలి. ఇందుకు ఆక్సీకరణ–క్షయకరణ చర్యలు సాధారణం. అనేక జీవులు బయటి నుండి ఆక్సిజన్ తీసుకొని ఆహారాన్ని విచ్ఛిన్నం చేస్తాయి. ఆక్సిజన్ పొంది, ఆహారాన్ని కణావసరాలకు విచ్ఛిన్నం చేసే ప్రక్రియే శ్వాసక్రియ.
• రవాణా (Transportation):
  1. ఏకకణ జీవుల్లో ఉపరితలం అంతా పరిసరాలకు తగులుతుంది, ప్రత్యేక అవయవాలు అవసరం లేదు. బహుకణ జీవుల్లో అన్ని కణాలు నేరుగా పరిసరాలతో సంపర్కంలో ఉండవు
  2. కాబట్టి కేవలం వ్యాపనం (diffusion) చాలదు. ఆహారం, ఆక్సిజన్ ఒకచోట తీసుకోబడి శరీరమంతటికీ కావాలి, అందుకే రవాణా వ్యవస్థ అవసరం.
• విసర్జన (Excretion):
  1. ఆహారం, ఆక్సిజన్ వాడినపుడు కణాలకు నిరుపయోగమైన, హానికరమైన వ్యర్థాలు ఏర్పడతాయి
  2. వాటిని తొలగించడమే విసర్జన. వ్యర్థాలను విసర్జక కణజాలానికి చేర్చడానికీ రవాణా వ్యవస్థే కావాలి.

శక్తి, పదార్థాల అవసరం అన్ని జీవులకూ ఉంటుంది, కానీ తీర్చుకునే విధానం వేరు వేరు. కొన్ని జీవులు కార్బన్ డై ఆక్సైడ్, నీరు వంటి అకర్బన పదార్థాల నుండి ఆహారం తయారు చేసుకుంటాయి. మరికొన్ని సంక్లిష్ట పదార్థాలను వాడతాయి.

• స్వయంపోషకాలు (Autotrophs): అకర్బన పదార్థాలైన CO₂, నీటి నుండి ఆహారం తయారుచేసుకునే జీవులు. ఆకుపచ్చ మొక్కలు, కొన్ని బ్యాక్టీరియాలు ఇందులోకి వస్తాయి.
• పరపోషకాలు (Heterotrophs): సంక్లిష్ట పదార్థాలను జీవ ఉత్ప్రేరకాలైన ఎంజైమ్‌లతో సరళమైనవిగా విడగొట్టి వాడతాయి. వీటి మనుగడ ప్రత్యక్షంగానో పరోక్షంగానో స్వయంపోషకాలపై ఆధారపడుతుంది. జంతువులు, శిలీంధ్రాలు పరపోషకాలు.
• కిరణజన్య సంయోగక్రియ (Photosynthesis): స్వయంపోషకాలు బయటి పదార్థాలను తీసుకొని శక్తి నిల్వ రూపాలుగా మార్చే ప్రక్రియ. CO₂, నీరు సూర్యకాంతి, పత్రహరితం (క్లోరోఫిల్) సమక్షంలో కార్బోహైడ్రేట్‌లుగా మారతాయి.
• నిల్వ:
  1. వెంటనే వాడని కార్బోహైడ్రేట్‌లు పిండిపదార్థం (స్టార్చ్) రూపంలో నిల్వ అవుతాయి
  2. ఇది మొక్కకు అంతర్గత శక్తి నిల్వ. మనలో ఇదే విధంగా శక్తిలో కొంత భాగం గ్లైకోజెన్ రూపంలో నిల్వ అవుతుంది.
• ప్రక్రియలోని మూడు దశలు:
  1. క్లోరోఫిల్ కాంతిశక్తిని గ్రహించడం.
  2. కాంతిశక్తి రసాయనశక్తిగా మారడం, నీటి అణువులు హైడ్రోజన్, ఆక్సిజన్‌గా విడిపోవడం.
  3. CO₂ క్షయకరణం చెంది కార్బోహైడ్రేట్‌లుగా మారడం.
• ఈ దశలు వెంటవెంటనే జరగాల్సిన అవసరం లేదు. ఎడారి మొక్కలు రాత్రి CO₂ తీసుకొని ఒక మధ్యంతర పదార్థం తయారుచేస్తాయి
• పగలు క్లోరోఫిల్ గ్రహించిన శక్తి దానిపై పనిచేస్తుంది.
• హరితరేణువులు (Chloroplasts):
  1. ఆకు అడ్డుకోత చూస్తే కొన్ని కణాల్లో ఆకుపచ్చ చుక్కలు కనిపిస్తాయి
  2. అవే క్లోరోప్లాస్ట్‌లు, వాటిలో క్లోరోఫిల్ ఉంటుంది.

ప్రయోగం 5.1 – క్లోరోఫిల్ అవసరం

• రంగురంగుల (variegated) ఆకులున్న మొక్కను (మనీప్లాంట్, క్రోటన్) మూడు రోజులు చీకటిలో ఉంచి పిండిపదార్థాన్ని ఖర్చు చేయిస్తారు, తరువాత ఆరు గంటలు ఎండలో ఉంచుతారు.
• ఆకును వేడి నీటిలో ముంచి, తరువాత ఆల్కహాల్‌లో నీటి తొట్టెలో వేడి చేస్తారు (ఆకు రంగు పోతుంది). ఆపై పలుచని అయోడిన్ ద్రావణంలో ముంచుతారు.
• ఫలితం:
  1. ఆకులో ఆకుపచ్చని భాగాల్లోనే పిండిపదార్థం (అయోడిన్‌తో నీలి–నలుపు రంగు) ఉంటుంది
  2. ఆకుపచ్చ కాని భాగాల్లో ఉండదు. అంటే కిరణజన్య సంయోగక్రియకు క్లోరోఫిల్ అవసరం.

కిరణజన్య సంయోగక్రియకు కావలసిన CO₂ ను మొక్క ఆకులపై ఉండే సూక్ష్మరంధ్రాల ద్వారా తీసుకుంటుంది. నీరు, ఖనిజాలను వేర్ల ద్వారా నేల నుండి గ్రహిస్తుంది.

• పత్రరంధ్రాలు (Stomata): ఆకు ఉపరితలంపై ఉండే సూక్ష్మరంధ్రాలు. కిరణజన్య సంయోగక్రియ కోసం భారీ ఎత్తున వాయు వినిమయం వీటి ద్వారా జరుగుతుంది. అయితే కాండం, వేర్ల ఉపరితలాల ద్వారా కూడా వాయు వినిమయం జరుగుతుంది.
• రంధ్రాల మూత: స్టొమాటాల ద్వారా చాలా నీరు కూడా పోతుంది. అందుకే CO₂ అవసరం లేనప్పుడు మొక్క రంధ్రాలను మూసేస్తుంది.
• ద్వారకణాలు (Guard cells):
  1. రంధ్రం తెరవడం, మూయడం వీటి పని. నీరు లోపలికి ప్రవహించి ద్వారకణాలు ఉబ్బితే రంధ్రం తెరుచుకుంటుంది
  2. అవి కుంచించుకుంటే రంధ్రం మూసుకుంటుంది.

ప్రయోగం 5.2 – CO₂ అవసరం

• రెండు ఒకే పరిమాణం గల కుండీ మొక్కలను మూడు రోజులు చీకటిలో ఉంచుతారు. ఒక్కొక్కటీ వేర్వేరు గాజు పలకపై, బెల్ జార్‌తో కప్పి, అడుగున వాసిలిన్‌తో గాలి చొరబడకుండా చేస్తారు.
• ఒక మొక్క పక్కన పొటాషియం హైడ్రాక్సైడ్ (KOH) ఉన్న వాచ్ గ్లాస్ ఉంచుతారు
• KOH కార్బన్ డై ఆక్సైడ్‌ను పీల్చుకుంటుంది.
• రెండు గంటలు ఎండలో ఉంచి ఆకుల్లో స్టార్చ్ పరీక్ష చేస్తే, KOH లేని మొక్క ఆకులో స్టార్చ్ ఉంటుంది, KOH ఉన్న మొక్క ఆకులో ఉండదు. కాబట్టి కిరణజన్య సంయోగక్రియకు CO₂ అవసరం. ఈ రెండు ప్రయోగాలను బట్టి సూర్యకాంతి అవసరాన్ని చూపే ప్రయోగాన్ని కూడా రూపొందించవచ్చు.

ఇతర ముడిపదార్థాలు

• భూమిపై పెరిగే మొక్కల్లో కిరణజన్య సంయోగక్రియకు కావలసిన నీటిని వేర్లు నేల నుండి గ్రహిస్తాయి.
• నైట్రోజన్, ఫాస్ఫరస్, ఇనుము, మెగ్నీషియం వంటి ఖనిజాలు కూడా నేల నుండే వస్తాయి.
• నైట్రోజన్:
  1. ప్రొటీన్లు, ఇతర సమ్మేళనాల తయారీకి అవసరమైన ముఖ్య మూలకం. ఇది అకర్బన నైట్రేట్లు, నైట్రైట్ల రూపంలో తీసుకోబడుతుంది
  2. లేదా వాతావరణ నైట్రోజన్ నుండి బ్యాక్టీరియా తయారుచేసిన కర్బన సమ్మేళనాల రూపంలో తీసుకోబడుతుంది.

ఆహార లభ్యతను, అది ఎలా దొరుకుతుందో బట్టి ప్రతి జీవికి ప్రత్యేకమైన పోషణ పద్ధతి ఉంటుంది. ఆహారం కదలనిది (గడ్డి) కావచ్చు, కదిలేది (జింక) కావచ్చు. అందుకే ఆవు, సింహం వాడే పోషక అవయవాలు వేరు.

• శరీరం బయట జీర్ణం చేసి శోషించేవి: ఆహారాన్ని బయటే విచ్ఛిన్నం చేసి తరువాత గ్రహించే శిలీంధ్రాలు – బ్రెడ్ బూజు, ఈస్ట్, పుట్టగొడుగులు.
• ఆహారాన్ని పూర్తిగా తీసుకొని లోపల విచ్ఛిన్నం చేసేవి: ఏమి తీసుకోగలమన్నది శరీర నిర్మాణంపై ఆధారపడి ఉంటుంది (ఉదా: జంతువులు).
• పరాన్నజీవనం (Parasitic nutrition): మొక్కలు, జంతువులను చంపకుండానే వాటి నుండి పోషణ పొందడం. ఉదాహరణలు: కస్కుటా (అమర్‌బెల్), పేలు (ticks), ఇలకలు (lice), జలగలు (leeches), నులిపురుగులు/బద్దె పురుగులు (tapeworms).
• ఆహారం, పొందే పద్ధతి వేరైనందున వివిధ జీవుల్లో జీర్ణవ్యవస్థ వేరుగా ఉంటుంది.

ఏకకణ జీవుల్లో పోషణ

• ఏకకణ జీవుల్లో ఆహారం శరీర ఉపరితలమంతటి ద్వారా తీసుకోబడవచ్చు. సంక్లిష్టత పెరిగేకొద్దీ వివిధ భాగాలు వేరు వేరు పనులకు ప్రత్యేకమవుతాయి.
• అమీబా (Amoeba): కణ ఉపరితలం నుండి వేళ్ళలాంటి తాత్కాలిక పొడిగింపులు (కపటపాదాలు) ఆహార కణంపై కలిసిపోయి ఆహార రిక్తిక (Food vacuole)ను ఏర్పరుస్తాయి. రిక్తికలో సంక్లిష్ట పదార్థాలు సరళంగా మారి కణద్రవ్యంలోకి వ్యాపిస్తాయి. జీర్ణం కాని పదార్థం కణ ఉపరితలానికి చేరి బయటకు వెళ్లిపోతుంది.
• పారామీషియం (Paramoecium):
  1. ఇది కూడా ఏకకణజీవే
  2. దీనికి నిర్దిష్ట ఆకారం ఉంటుంది, ఆహారం ఒక నిర్దిష్ట ప్రదేశం వద్ద తీసుకోబడుతుంది. ఉపరితలమంతా కప్పి ఉన్న శైలికల (cilia) కదలిక వల్ల ఆహారం ఆ ప్రదేశానికి చేరుతుంది.

ఆహార నాళం (alimentary canal) నోరు నుండి పాయువు వరకు విస్తరించిన పొడవైన గొట్టం. ఇందులోని వేరు వేరు భాగాలు వేరు వేరు పనులకు ప్రత్యేకమై ఉంటాయి.

• నోరు: రకరకాల ఆహారం ఒకే నాళం గుండా వెళ్ళాలి కాబట్టి పళ్లతో నమిలి చిన్న, ఒకే రకమైన ముక్కలుగా చేస్తాం. నాళం లోపలి పొర మృదువు కాబట్టి ఆహారాన్ని తడి చేయాలి. ఇష్టమైనది తినేప్పుడు నోరు ఊరేది కేవలం నీరు కాదు, లాలాజల గ్రంథులు స్రవించే లాలాజలం (saliva).
• లాలాజలం, ఎంజైమ్‌లు:
  1. ఆహారం శోషణకు సరళ అణువులుగా విడగొట్టబడాలి
  2. అందుకు జీవ ఉత్ప్రేరకాలైన ఎంజైమ్‌లు తోడ్పడతాయి. లాలాజలంలోని సాలివరీ అమైలేజ్ (Salivary amylase) సంక్లిష్ట అణువైన స్టార్చ్‌ను సరళ చక్కెరగా మారుస్తుంది. కండరయుత నాలుక ఆహారాన్ని నమిలేప్పుడు లాలాజలంతో కలుపుతుంది.
• ప్రయోగం 5.3: స్టార్చ్ ద్రావణంలో లాలాజలం కలిపిన నాళికలో అయోడిన్ వేస్తే రంగు మార్పు (నీలి–నలుపు) రాదు, లాలాజలం లేని నాళికలో వస్తుంది. లాలాజలం స్టార్చ్‌ను విచ్ఛిన్నం చేసిందని దీనర్థం.
• పెరిస్టాల్టిక్ కదలికలు (Peristalsis): ఆహారాన్ని క్రమబద్ధంగా ముందుకు నెట్టడానికి నాళం గోడల్లోని కండరాలు లయబద్ధంగా సంకోచిస్తాయి. ఇవి నాళమంతటా జరుగుతాయి.
• ఆహారవాహిక (Oesophagus): నోటి నుండి ఆహారాన్ని జఠరానికి చేరుస్తుంది.
• జఠరం (Stomach): ఆహారం చేరినప్పుడు వ్యాకోచించే పెద్ద అవయవం. కండరయుత గోడలు ఆహారాన్ని జీర్ణరసాలతో కలుపుతాయి.
• జఠర గ్రంథులు (Gastric glands) గోడలో ఉండి మూడు స్రవిస్తాయి:
• హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లం – ఆమ్ల యానకం కల్పించి పెప్సిన్ పనికి తోడ్పడుతుంది.
• పెప్సిన్ – ప్రొటీన్లను జీర్ణం చేసే ఎంజైమ్.
• శ్లేష్మం (Mucus) – సాధారణ పరిస్థితుల్లో ఆమ్లం నుండి జఠరం లోపలి పొరను రక్షిస్తుంది.
• జఠరం నుండి ఆహారం బయటకు వెళ్లడాన్ని ఒక సంవరణి కండరం (sphincter) నియంత్రిస్తుంది
• అది ఆహారాన్ని కొద్ది కొద్దిగా చిన్నప్రేగులోకి వదులుతుంది.
• పెద్దలు చెప్పే "ఎసిడిటీ" జఠరంలోని ఆమ్ల స్రావంతో సంబంధం ఉన్నదే.

చిన్నప్రేగు ఆహార నాళంలో అన్నింటికన్నా పొడవైన భాగం; అది ఎక్కువగా చుట్టలు తిరిగి తక్కువ స్థలంలో ఇమిడి ఉంటుంది. కార్బోహైడ్రేట్‌లు, ప్రొటీన్లు, కొవ్వుల జీర్ణక్రియ ఇక్కడే పూర్తవుతుంది.

• పొడవు, ఆహారం: చిన్నప్రేగు పొడవు జంతువు ఆహారాన్ని బట్టి మారుతుంది. గడ్డి తినే శాకాహారుల్లో సెల్యులోజ్ జీర్ణమవడానికి పొడవుగా ఉంటుంది. మాంసం సులభంగా జీర్ణమవుతుంది కాబట్టి పులి వంటి మాంసాహారుల్లో చిన్నది.
• కాలేయం, క్లోమం స్రావాలు:
  1. ఇవి చిన్నప్రేగులోకి చేరతాయి. జఠరం నుండి వచ్చే ఆహారం ఆమ్లయుతం
  2. క్లోమ ఎంజైమ్‌లు పనిచేయాలంటే క్షారయుతం కావాలి.
• పైత్యరసం (Bile):
  1. కాలేయం తయారు చేస్తుంది (నిల్వ పిత్తాశయంలో – ఇది సామాన్య ధ్రువ వాస్తవం). ఆహారాన్ని క్షారయుతం చేస్తుంది, కొవ్వులపై పనిచేస్తుంది. కొవ్వులు పెద్ద బిందువులుగా ఉండటం వల్ల ఎంజైమ్‌లు పనిచేయడం కష్టం
  2. పైత్య లవణాలు వాటిని చిన్న బిందువులుగా (ఎమల్సీకరణం) విడగొట్టి ఎంజైమ్ చర్యను పెంచుతాయి. ఇది సబ్బు మురికిని ఎమల్సీకరణం చేయడం లాంటిది.
• క్లోమరసం (Pancreatic juice): ప్రొటీన్లను జీర్ణం చేసే ట్రిప్సిన్ (Trypsin), ఎమల్సీకరణమైన కొవ్వులను విడగొట్టే లైపేజ్ (Lipase) ఎంజైమ్‌లు ఉంటాయి.
• ఆంత్ర రసం (Intestinal juice): చిన్నప్రేగు గోడ గ్రంథులు స్రవిస్తాయి. అందులోని ఎంజైమ్‌లు చివరగా:
• ప్రొటీన్లను → అమైనో ఆమ్లాలుగా
• సంక్లిష్ట కార్బోహైడ్రేట్‌లను → గ్లూకోజ్‌గా
• కొవ్వులను → ఫ్యాటీ ఆమ్లాలు, గ్లిసరాల్‌గా మారుస్తాయి.
• శోషణ – విల్లై (Villi):
  1. చిన్నప్రేగు లోపలి పొరలో వేళ్ళలాంటి అనేక నిర్మాణాలు ఉంటాయి
  2. ఇవి శోషణ ఉపరితల వైశాల్యాన్ని పెంచుతాయి. విల్లైలో రక్తనాళాలు అధికం
  3. అవి శోషించిన ఆహారాన్ని శరీర కణాలన్నింటికీ చేరుస్తాయి. అక్కడ శక్తి కోసం, కొత్త కణజాలాల నిర్మాణానికి, పాత కణజాలాల మరమ్మతుకు వాడతారు.
• పెద్దప్రేగు (Large intestine):
  1. శోషించని ఆహారం ఇక్కడికి వెళుతుంది
  2. దీని గోడ ఇంకా నీటిని శోషిస్తుంది. మిగిలినది పాయువు ద్వారా బయటకు పోతుంది. పాయువు సంవరణి (anal sphincter) దీని బయటకు పోవడాన్ని నియంత్రిస్తుంది.

దంతక్షయం (Dental caries)

• ఎనామెల్, డెంటిన్ క్రమంగా మెత్తబడే స్థితి. పంచదారపై బ్యాక్టీరియా చర్య వల్ల ఆమ్లాలు ఏర్పడి ఎనామెల్‌ను మెత్తబరుస్తాయి.
• బ్యాక్టీరియా కణాలు, ఆహార కణాలు కలిసి పళ్లకు అంటి దంత ఫలకం (Dental plaque) ఏర్పరుస్తాయి
• లాలాజలం పంటి ఉపరితలాన్ని చేరి ఆమ్లాన్ని తటస్థీకరించలేదు.
• తిన్న వెంటనే బ్రష్ చేస్తే బ్యాక్టీరియా ఆమ్లం చేయకముందే ఫలకం తొలగుతుంది. చికిత్స లేకపోతే సూక్ష్మజీవులు పంటి గుజ్జులోకి చేరి వాపు, ఇన్ఫెక్షన్ కలిగిస్తాయి.

ఆహారంలోని శక్తి కణాల్లో వివిధ జీవక్రియలకు వాడబడుతుంది. వివిధ జీవులు గ్లూకోజ్‌ను విచ్ఛిన్నం చేసే విధానాలు వేరు వేరు: కొన్ని ఆక్సిజన్ వాడి పూర్తిగా CO₂, నీరుగా మారుస్తాయి; మరికొన్ని ఆక్సిజన్ అవసరం లేని మార్గాలు వాడతాయి.

• మొదటి దశ: అన్ని సందర్భాల్లో ఆరు కార్బన్‌ల అణువైన గ్లూకోజ్ మూడు కార్బన్‌ల అణువైన పైరువేట్ (Pyruvate) గా విచ్ఛిన్నమవుతుంది. ఇది కణద్రవ్యం (Cytoplasm) లో జరుగుతుంది.
• వాయురహిత శ్వాసక్రియ (Anaerobic respiration): పైరువేట్ ఇథనాల్, CO₂ గా మారే ప్రక్రియ. ఈస్ట్‌లో కిణ్వనం (fermentation) సమయంలో జరుగుతుంది. గాలి (ఆక్సిజన్) లేకుండా జరుగుతుంది కాబట్టి ఈ పేరు.
• వాయుసహిత శ్వాసక్రియ (Aerobic respiration): పైరువేట్ ఆక్సిజన్ సమక్షంలో మైటోకాండ్రియా (Mitochondria) లో విచ్ఛిన్నమై మూడు CO₂ అణువులు, నీరు ఇస్తుంది. ఈ ప్రక్రియలో విడుదలయ్యే శక్తి వాయురహితం కన్నా చాలా ఎక్కువ.
• కండరాల్లో:
  1. ఆక్సిజన్ కొరత ఉన్నప్పుడు (ఆకస్మిక కదలికలలో) పైరువేట్ లాక్టిక్ ఆమ్లంగా మారుతుంది
  2. ఇది కూడా మూడు కార్బన్‌ల అణువు. కండరాల్లో లాక్టిక్ ఆమ్లం పేరుకుపోవడం వల్ల తిమ్మిరి (cramps) వస్తుంది.
• ప్రయోగం 5.4: సున్నపు తేట (lime water) లో ఊదిన గాలి, పిచికారీతో పంపిన గాలితో పోలిస్తే, చాలా త్వరగా పాలలా మారుతుంది. అంటే వదిలే గాలిలో CO₂ ఎక్కువ.
• ప్రయోగం 5.5:
  1. పండ్ల రసం/చక్కెర ద్రావణంలో ఈస్ట్ కలిపి దాని నుండి వచ్చే వాయువును సున్నపు తేటలోకి పంపితే అది పాలలా మారుతుంది
  2. కిణ్వనంలో CO₂ వెలువడుతుందని తెలుస్తుంది.

ATP – శక్తి కరెన్సీ

• శ్వాసక్రియలో విడుదలయ్యే శక్తిని వెంటనే ATP (అడినోసిన్ ట్రైఫాస్ఫేట్) అణువు తయారీకి వాడతారు
• ADP, అకర్బన ఫాస్ఫేట్ నుండి ATP ఏర్పడుతుంది.
• ATP చివరి ఫాస్ఫేట్ బంధం నీటితో విరిగినప్పుడు 30.5 kJ/mol శక్తి విడుదలవుతుంది. ఈ శక్తి కణంలో ఉష్ణశోషక (endothermic) చర్యలను నడిపిస్తుంది.
• బ్యాటరీ వివిధ రకాల శక్తి ఇచ్చినట్లే, ATP కండరాల సంకోచం, ప్రొటీన్ సంశ్లేషణ, నాడీ ప్రచోదనాల ప్రసరణ వంటి అనేక పనులకు ఉపయోగపడుతుంది.

వాయుసహిత శ్వాసక్రియకు ఆక్సిజన్ అవసరం. కాబట్టి జీవులు తగినంత ఆక్సిజన్ తీసుకునే ఏర్పాట్లు కలిగి ఉంటాయి. మొక్కలు, జలచరాలు, భూచరాలు ఇందుకు వేరు వేరు పద్ధతులు పాటిస్తాయి.

• మొక్కల్లో:
  1. పత్రరంధ్రాల ద్వారా వాయు వినిమయం
  2. కణాల మధ్య పెద్ద అంతరకణ ప్రదేశాలు అన్ని కణాలు గాలితో సంపర్కంలో ఉండేలా చేస్తాయి. CO₂, ఆక్సిజన్ వ్యాపనం ద్వారా ఇక్కడ మార్పిడి అవుతాయి. వ్యాపన దిశ పరిసర పరిస్థితులు, మొక్క అవసరాలపై ఆధారపడుతుంది.
• రాత్రి:
  1. కిరణజన్య సంయోగక్రియ జరగదు
  2. కాబట్టి CO₂ విడుదలే ప్రధాన వాయు వినిమయం.
• పగలు:
  1. శ్వాసక్రియలో ఏర్పడిన CO₂ కిరణజన్య సంయోగక్రియలో వాడబడుతుంది, కాబట్టి CO₂ విడుదల ఉండదు
  2. బదులుగా ఆక్సిజన్ విడుదలే ప్రధానం.
• జలచరాలు: నీటిలో కరిగిన ఆక్సిజన్‌ను వాడాలి. నీటిలో కరిగిన ఆక్సిజన్ గాలిలోని ఆక్సిజన్ కన్నా చాలా తక్కువ కాబట్టి జలచరాల శ్వాస రేటు భూచరాల కన్నా చాలా వేగంగా ఉంటుంది.
• చేపలు (Fish):
  1. నోటి ద్వారా నీటిని తీసుకొని మొప్పల (gills) మీదుగా పంపుతాయి
  2. మొప్పల్లో కరిగిన ఆక్సిజన్‌ను రక్తం గ్రహిస్తుంది. నోరు, మొప్ప చీలికలు (operculum) సమన్వయంగా తెరుచుకొని మూసుకుంటాయి.
• భూచరాలు:
  1. వాతావరణంలోని ఆక్సిజన్ వాడతాయి. వేరు వేరు జంతువుల్లో వేరు వేరు అవయవాలు ఆక్సిజన్‌ను గ్రహిస్తాయి. ఈ అవయవాలు ఆక్సిజన్‌తో సంపర్కంలో ఉండే ఉపరితల వైశాల్యాన్ని పెంచే నిర్మాణం కలిగి ఉంటాయి. వాయు వినిమయ ఉపరితలం చాలా సున్నితం, పలుచన కాబట్టి దాన్ని రక్షించడానికి శరీరం లోపల ఉంచుతారు
  2. అక్కడికి గాలి చేర్చే నాళాలు, గాలిని లోపలికి, బయటికి కదిలించే యంత్రాంగం ఉంటాయి.

పొగాకు హాని

• సిగార్, సిగరెట్, బీడీ, హుక్కా, గుట్కా వంటి పొగాకు ఉత్పత్తులు ప్రత్యక్షంగా వాడటం హానికరం. పొగాకు ముఖ్యంగా నాలుక, ఊపిరితిత్తులు, గుండె, కాలేయంపై ప్రభావం చూపుతుంది.
• పొగలేని పొగాకు కూడా గుండెపోటు, పక్షవాతం, ఊపిరితిత్తుల వ్యాధులు, పలు క్యాన్సర్లకు ప్రమాద కారకం. గుట్కా నమలడం వల్ల భారతదేశంలో నోటి క్యాన్సర్ ఎక్కువ.
• శ్వాస మార్గం పై భాగంలో శైలికలు (cilia) అనే సన్నని వెంట్రుకల నిర్మాణాలు ఉండి ధూళి, క్రిములను తొలగిస్తాయి. ధూమపానం వీటిని నాశనం చేస్తుంది
• ఫలితంగా క్రిములు, ధూళి, పొగ, హానికర రసాయనాలు ఊపిరితిత్తుల్లోకి చేరి ఇన్ఫెక్షన్, దగ్గు, ఊపిరితిత్తుల క్యాన్సర్ కలిగిస్తాయి. ప్రపంచంలో మరణాలకు ఊపిరితిత్తుల క్యాన్సర్ సాధారణ కారణాల్లో ఒకటి.

మానవుల్లో గాలి నాసికా రంధ్రాల ద్వారా శరీరంలోకి వెళుతుంది. తరువాత గొంతు నుండి ఊపిరితిత్తులను చేరుతుంది.

• గాలి మార్గం: నాసికా రంధ్రాలలోని సన్నని వెంట్రుకలు, శ్లేష్మం గాలిని వడపోస్తాయి. గొంతులో మృదులాస్థి వలయాలు (rings of cartilage) ఉండి గాలి నాళం కుప్పకూలకుండా చూస్తాయి.
• గాలి గదులు (Alveoli, ఏక. alveolus): ఊపిరితిత్తుల్లో గాలి నాళం చిన్న చిన్న గొట్టాలుగా విడిపోతూ చివరకు బెలూన్ లాంటి నిర్మాణాల్లో ముగుస్తుంది. ఇవే వాయు వినిమయ ఉపరితలం. వీటి గోడల్లో రక్తనాళాల విస్తృత జాలం ఉంటుంది.
• వైశాల్యం:
  1. గాలి గదుల ఉపరితలాన్ని విప్పితే సుమారు 80 చదరపు మీటర్లు
  2. ఇంత పెద్ద ఉపరితలం వాయు వినిమయాన్ని సమర్థంగా చేస్తుంది.
• శ్వాస తీసుకోవడం (Inhalation):
  1. పక్కటెముకలు పైకి లేస్తాయి, ఉదరవితానం (diaphragm) చదునవుతుంది
  2. ఛాతీ గది పెద్దదై గాలి ఊపిరితిత్తులోకి లాగబడి వ్యాకోచించిన గాలి గదులను నింపుతుంది.
• వినిమయం: శరీరం నుండి రక్తం తెచ్చిన CO₂ గాలి గదుల్లోకి విడుదలవుతుంది. గాలి గదుల్లోని ఆక్సిజన్‌ను రక్తనాళాలలోని రక్తం గ్రహించి శరీర కణాలన్నింటికీ చేరుస్తుంది.
• అవశేష వాయు పరిమాణం (Residual volume):
  1. శ్వాస చక్రంలో గాలి లోపలికి, బయటికి వెళ్లేటప్పుడు కూడా ఊపిరితిత్తుల్లో ఎల్లప్పుడూ కొంత గాలి మిగిలి ఉంటుంది
  2. ఆక్సిజన్ శోషణకు, CO₂ విడుదలకు తగినంత సమయం దొరకడానికి ఇది ఉపయోగపడుతుంది.

శ్వాస వర్ణకం – హీమోగ్లోబిన్

• పెద్ద శరీరం ఉన్న జంతువుల్లో వ్యాపన పీడనం మాత్రమే ఆక్సిజన్‌ను అన్ని భాగాలకు చేర్చలేదు. అందువల్ల శ్వాస వర్ణకాలు (respiratory pigments) ఊపిరితిత్తులలో ఆక్సిజన్‌ను గ్రహించి, ఆక్సిజన్ కొరత ఉన్న కణజాలాలకు చేర్చి విడుదల చేస్తాయి.
• మానవుల్లో శ్వాస వర్ణకం హీమోగ్లోబిన్ (Haemoglobin). ఇది ఎర్ర రక్త కణాల్లో ఉంటుంది
• ఆక్సిజన్ పట్ల అత్యధిక ఆకర్షణ కలిగి ఉంటుంది.
• CO₂ నీటిలో ఆక్సిజన్ కన్నా ఎక్కువ కరుగుతుంది
• అందుకే చాలావరకు రక్తంలో కరిగిన రూపంలో రవాణా అవుతుంది.
• కేవలం వ్యాపనంతో ఆక్సిజన్ అణువు ఊపిరితిత్తుల నుండి కాలి వేళ్లకు చేరడానికి సుమారు 3 సంవత్సరాలు పడుతుందని అంచనా
• అందుకే హీమోగ్లోబిన్ అవసరం.
• హీమోగ్లోబిన్ లోపిస్తే కణజాలాలకు తగినంత ఆక్సిజన్ అందక అలసట, నీరసం కలుగుతాయి (రక్తహీనత).

మానవులలో ఆహారం, ఆక్సిజన్, వ్యర్థాలను రవాణా చేసేది రక్త ప్రసరణ వ్యవస్థ. అందులో గుండె, రక్తం, రక్తనాళాలు భాగాలు. రక్తాన్ని నెట్టడానికి పంపు, అన్ని కణజాలాలకూ చేరే నాళాల జాలం, నాళాలు దెబ్బతింటే మరమ్మతు చేసే ఏర్పాటు అవసరం.

• రక్తం: ద్రవ సంయోజక కణజాలం. కణాలు తేలుతూ ఉండే ద్రవ యానకం ప్లాస్మా (Plasma). ప్లాస్మా ఆహారం, CO₂, నత్రజని వ్యర్థాలను కరిగిన రూపంలో రవాణా చేస్తుంది. ఆక్సిజన్‌ను ఎర్ర రక్త కణాలు (RBC) రవాణా చేస్తాయి. లవణాలు వంటి ఇతర పదార్థాలనూ రక్తం రవాణా చేస్తుంది.

గుండె (Heart)

• పిడికిలి అంత పరిమాణం గల కండరయుత అవయవం. ఆక్సిజన్ ఎక్కువ రక్తం, CO₂ ఎక్కువ రక్తం కలవకుండా గుండెలో వేర్వేరు గదులు ఉంటాయి.
• రక్త ప్రవాహ క్రమం:
  1. ఊపిరితిత్తుల నుండి ఆక్సిజన్ ఎక్కువ రక్తం పలుచని గోడల ఎడమ కర్ణిక (left atrium) లోకి వస్తుంది (కర్ణిక వ్యాకోచిస్తుంది).
  2. ఎడమ కర్ణిక సంకోచించగా ఎడమ జఠరిక (left ventricle) వ్యాకోచించి రక్తం ఇందులోకి చేరుతుంది.
  3. కండరయుత ఎడమ జఠరిక సంకోచించి రక్తాన్ని శరీరమంతటికీ పంపుతుంది.
  4. శరీరం నుండి ఆక్సిజన్ తక్కువ రక్తం కుడి కర్ణిక (right atrium) లోకి వచ్చి, సంకోచంతో కుడి జఠరికలోకి చేరి, అక్కడి నుండి ఆక్సిజన్ పొందడానికి ఊపిరితిత్తులకు పంపబడుతుంది.
• జఠరికలు వివిధ అవయవాలకు రక్తాన్ని పంపాలి కాబట్టి కర్ణికల కన్నా మందపాటి కండర గోడలు కలిగి ఉంటాయి. కర్ణికలు, జఠరికలు సంకోచించినపుడు రక్తం వెనక్కి ప్రవహించకుండా కవాటాలు (valves) ఉంటాయి.

ద్వి ప్రసరణ (Double circulation)

• గుండెలో కుడి, ఎడమ భాగాల వేరు ఆక్సిజన్ ఎక్కువ రక్తం, తక్కువ రక్తం కలవకుండా చేస్తుంది. ఈ విభజన శరీరానికి ఆక్సిజన్‌ను అత్యంత సమర్థంగా అందిస్తుంది. పక్షులు, క్షీరదాలు శరీర ఉష్ణోగ్రత నిలపడానికి నిరంతరం శక్తి వాడతాయి
• కాబట్టి వాటికి ఇది అవసరం.
• పరిసర ఉష్ణోగ్రతపై శరీర ఉష్ణోగ్రత ఆధారపడే ఉభయచరాలు, అనేక సరీసృపాలకు మూడు గదుల గుండె ఉంటుంది
• అక్కడ రెండు రకాల రక్తం కొంత కలిసినా సహిస్తాయి.
• చేపల గుండెకు రెండు గదులే
• రక్తం మొప్పలకు పంపబడి అక్కడ ఆక్సిజన్ పొంది నేరుగా శరీరానికి వెళుతుంది. ఒక చక్రంలో రక్తం గుండెలో ఒకసారే ప్రయాణిస్తుంది (ఏక ప్రసరణ).
• ఇతర సకశేరుకాల్లో ఒక చక్రంలో రక్తం గుండె గుండా రెండుసార్లు వెళుతుంది
• దీన్నే ద్వి ప్రసరణ అంటారు.

గుండె నుండి శరీరమంతటికీ, తిరిగి గుండెకు రక్తాన్ని చేర్చే నాళాల జాలంలో ధమనులు, సిరలు, కేశనాళికలు ఉంటాయి. రక్తనాళాలకు లీకేజీ వస్తే నష్టాన్ని తగ్గించడానికి ప్రత్యేక ఏర్పాటు ఉంటుంది.

• ధమనులు (Arteries): గుండె నుండి వివిధ అవయవాలకు రక్తాన్ని తీసుకెళ్లే నాళాలు. రక్తం అధిక పీడనంతో వస్తుంది కాబట్టి వీటి గోడలు మందంగా, సాగే గుణంతో ఉంటాయి.
• సిరలు (Veins):
  1. వివిధ అవయవాల నుండి రక్తాన్ని గుండెకు తెచ్చే నాళాలు. రక్తం పీడనంతో ఉండదు కాబట్టి మందపాటి గోడలు అవసరం లేదు
  2. బదులుగా రక్తం ఒకే దిశలో ప్రవహించేలా కవాటాలు ఉంటాయి.
• కేశనాళికలు (Capillaries): అవయవాన్ని చేరిన ధమని చిన్న చిన్న నాళాలుగా విడిపోతూ వాటి గోడలు ఒక కణం మందం మాత్రమే ఉండే అతి చిన్న నాళాలుగా మారతాయి. రక్తానికి, చుట్టుపక్కల కణాలకు మధ్య పదార్థాల మార్పిడి ఈ పలుచని గోడ ద్వారా జరుగుతుంది. కేశనాళికలు కలసి సిరలుగా ఏర్పడి రక్తాన్ని అవయవం నుండి తీసుకెళతాయి.

రక్తపోటు (Blood pressure)

• రక్తనాళం గోడపై రక్తం కలిగించే బలం రక్తపోటు
• ధమనుల్లో ఇది సిరల కన్నా చాలా ఎక్కువ.
• జఠరిక సంకోచ (systole) సమయంలో ధమనిలో పీడనం సిస్టోలిక్ పీడనం
• జఠరిక వ్యాకోచ (diastole) సమయంలో పీడనం డయాస్టోలిక్ పీడనం.
• సాధారణ సిస్టోలిక్ పీడనం సుమారు 120 mm Hg, డయాస్టోలిక్ పీడనం 80 mm Hg.
• రక్తపోటును కొలిచే సాధనం స్ఫిగ్మోమానోమీటర్ (Sphygmomanometer). అధిక రక్తపోటును హైపర్‌టెన్షన్ (Hypertension) అంటారు
• ఇది ధమనికలు (arterioles) సంకోచించి రక్త ప్రవాహానికి నిరోధం పెరగడం వల్ల కలుగుతుంది. ఇది ధమని పగిలి అంతర్గత రక్తస్రావానికి దారి తీయవచ్చు.

రక్తఫలకికల పనితనం (Platelets)

• నాళంలో లీకేజీ వస్తే రక్తం పోవడం, పీడనం తగ్గి పంపింగ్ సామర్థ్యం తగ్గడం జరుగుతాయి. రక్తంలోని ఫలకికలు (platelets) శరీరమంతా ప్రసరిస్తూ గాయం ప్రదేశాల్లో రక్తం గడ్డకట్టడానికి తోడ్పడి లీకేజీని పూడుస్తాయి.

శోషరసం (Lymph)

• రవాణాలో పాల్గొనే మరో ద్రవం శోషరసం లేదా కణజాల ద్రవం (tissue fluid). కేశనాళికల గోడల రంధ్రాల ద్వారా కొంత ప్లాస్మా, ప్రొటీన్లు, రక్త కణాలు అంతరకణ ప్రదేశాల్లోకి వచ్చి ఇది ఏర్పడుతుంది.
• ఇది రక్త ప్లాస్మా లాంటిదే కాని రంగు లేనిది, ప్రొటీన్లు తక్కువ.
• అంతరకణ ప్రదేశాల నుండి శోషరస కేశనాళికల్లోకి చేరి, అవి కలసి పెద్ద శోషరస నాళాలుగా ఏర్పడి చివరకు పెద్ద సిరల్లో కలుస్తుంది.
• ప్రేగు నుండి శోషించిన కొవ్వును తీసుకెళుతుంది
• అదనపు ద్రవాన్ని కణాల బయటి ప్రదేశం నుండి తిరిగి రక్తంలోకి చేరుస్తుంది.

మొక్కలు కిరణజన్య సంయోగక్రియ జరిగే ఆకులు, ముడిపదార్థాలు గ్రహించే వేర్లు వేరు వేరు ప్రదేశాల్లో ఉన్నందున, వీటి మధ్య దూరం ఎక్కువైతే వ్యాపనం సరిపోదు. అప్పుడు సరైన రవాణా వ్యవస్థ అవసరం.

• మొక్కల రవాణా అవసరం: నేల నైట్రోజన్, ఫాస్ఫరస్, ఇతర ఖనిజాలకు సమీప, సమృద్ధ మూలం. వీటి శోషణ నేలతో సంపర్కంలో ఉండే వేర్ల ద్వారా జరుగుతుంది.
• తక్కువ శక్తి అవసరాలు:
  1. మొక్కలు కదలవు
  2. వాటి శరీరంలో చాలా కణజాలాల్లో మృత కణాలు అధికం. అందువల్ల శక్తి అవసరాలు తక్కువ, నెమ్మదైన రవాణా వ్యవస్థ చాలు. అయితే పొడవైన చెట్లలో రవాణా దూరాలు చాలా ఎక్కువగా ఉంటాయి.
• రెండు స్వతంత్ర నాళ వ్యవస్థలు: వేర్ల నుండి ముడిపదార్థాలను, ఆకుల నుండి శక్తి నిల్వలను చేరవేయడానికి రెండు స్వతంత్ర నాళాలు ఉంటాయి:
• జైలం (Xylem): నేల నుండి గ్రహించిన నీరు, ఖనిజాలను రవాణా చేస్తుంది.
• ఫ్లోయం (Phloem): కిరణజన్య సంయోగక్రియ ఉత్పత్తులను ఆకుల నుండి ఇతర భాగాలకు రవాణా చేస్తుంది.

నీటి రవాణా

• వేర్లు, కాండం, ఆకులలోని జైలం నాళాలు (vessels), నాళికలు (tracheids) పరస్పరం కలిసి నిరంతర నీటి మార్గాన్ని ఏర్పరుస్తాయి.
• నేలతో సంపర్కంలో ఉన్న వేరు కణాలు అయాన్‌లను చురుకుగా గ్రహిస్తాయి. దీనివల్ల వేరు, నేల మధ్య అయాన్ల గాఢత భేదం ఏర్పడుతుంది. ఈ భేదాన్ని తొలగించడానికి నీరు నేల నుండి వేరులోకి ప్రవేశిస్తుంది. ఫలితంగా వేరు జైలంలోకి నీరు స్థిరంగా చేరుతూ, నీటి స్తంభాన్ని పైకి నెడుతుంది – ఇదే వేరు పీడనం (Root pressure).
• కానీ మొక్కల సాధారణ ఎత్తులకు నీటిని చేర్చడానికి ఇది ఒక్కటే చాలదు.

బాష్పోత్సేకం (Transpiration)

• మొక్కలో తగినంత నీరుంటే, పత్రరంధ్రాల ద్వారా పోయిన నీటిని ఆకులోని జైలం నాళాల నీరు భర్తీ చేస్తుంది. ఆకు కణాల నుండి నీటి అణువుల బాష్పీభవనం వేరుల జైలం కణాల నుండి నీటిని పైకి లాగే చూషణను సృష్టిస్తుంది.
• మొక్క వాయు భాగాల నుండి నీరు ఆవిరి రూపంలో పోవడాన్ని బాష్పోత్సేకం అంటారు.
• ప్రయోజనాలు:
  1. వేర్ల నుండి నీరు, ఖనిజాలు ఆకుల వరకు శోషణ, పైకి రవాణా
  2. ఉష్ణోగ్రత నియంత్రణ.
• రాత్రి: పత్రరంధ్రాలు మూసుకొని ఉంటాయి కాబట్టి వేరు పీడనం ప్రభావం ఎక్కువ. పగలు: పత్రరంధ్రాలు తెరిచి ఉండగా బాష్పోత్సేక లాగుడు ప్రధాన చోదక శక్తి.
• ప్రయోగం 5.8:
  1. ఒక కుండీలో మొక్క, మరో కుండీలో అంతే ఎత్తున్న కర్ర ఉంచి, మట్టి నుండి తేమ ఆవిరి కాకుండా ప్లాస్టిక్ షీటుతో కప్పి ఎండలో ఉంచితే, మొక్క ఉన్న ప్లాస్టిక్ కవర్ లోపల నీటి బిందువులు ఏర్పడతాయి
  2. కర్ర దగ్గర ఏర్పడవు. ఇది మొక్క నుండి నీరు ఆవిరి కావడాన్ని చూపుతుంది.

మొక్క ఆకుల్లో తయారైన కిరణజన్య సంయోగక్రియ ఉత్పత్తులు ఇతర భాగాలకు చేరాలి. ఈ రవాణా ఫ్లోయంలో జరుగుతుంది.

• స్థానాంతరణం (Translocation): కిరణజన్య సంయోగక్రియలో ఏర్పడిన కరిగే ఉత్పత్తులు ఆకుల నుండి ఇతర భాగాలకు చేరడం. ఇది నాళికా కణజాలంలోని ఫ్లోయంలో జరుగుతుంది.
• ఏమి రవాణా అవుతాయి?: కిరణజన్య సంయోగక్రియ ఉత్పత్తులతో పాటు అమైనో ఆమ్లాలు, ఇతర పదార్థాలు. ఇవి ముఖ్యంగా వేర్ల నిల్వ అవయవాలు, పండ్లు, విత్తనాలు, పెరుగుతున్న భాగాలకు చేరతాయి.
• నిర్మాణం:
  1. ఆహారం, ఇతర పదార్థాల స్థానాంతరణం జల్లెడ గొట్టాలలో (sieve tubes) వాటికి ఆనుకొని ఉండే సహకణాల (companion cells) సహాయంతో జరుగుతుంది
  2. ఇది పైకి, కిందికి రెండు దిశల్లో జరుగుతుంది.
• జైలంతో తేడా: జైలంలో రవాణాను సరళ భౌతిక శక్తులతో వివరించవచ్చు (ఏకదిశ: పైకి). ఫ్లోయం రవాణాకు శక్తి కావాలి.
• యంత్రాంగం: సుక్రోజ్ వంటి పదార్థం ATP శక్తి వాడి ఫ్లోయం కణజాలంలోకి చేర్చబడుతుంది. దీనితో ఆ కణజాలం ద్రవాభిసరణ పీడనం (osmotic pressure) పెరిగి నీరు అందులోకి ప్రవేశిస్తుంది. ఈ పీడనం పదార్థాలను తక్కువ పీడనం ఉన్న కణజాలాలకు నెడుతుంది. ఈ విధంగా మొక్క అవసరాలకు తగ్గట్టు ఫ్లోయం పదార్థాలను తరలించగలదు.
• ఉదాహరణ: వసంత కాలంలో వేరు లేదా కాండంలో నిల్వ ఉన్న చక్కెర, శక్తి అవసరమైన మొగ్గలకు (buds) చేరుతుంది.

జైలం – ఫ్లోయం తేడాలు

• ఏమి రవాణా:
  1. జైలం – నీరు, ఖనిజాలు
  2. ఫ్లోయం – ఆహారం (సుక్రోజ్), అమైనో ఆమ్లాలు.
• దిశ:
  1. జైలం – వేర్ల నుండి పైకి
  2. ఫ్లోయం – పైకి, కిందికి.
• నిర్మాణ మూలకాలు:
  1. జైలం – నాళాలు, నాళికలు (మృత కణాలు)
  2. ఫ్లోయం – జల్లెడ గొట్టాలు, సహకణాలు.
• శక్తి:
  1. జైలం – ప్రధానంగా భౌతిక శక్తులు (వేరు పీడనం, బాష్పోత్సేక లాగుడు)
  2. ఫ్లోయం – ATP శక్తి అవసరం.

శ్వాసక్రియ, కిరణజన్య సంయోగక్రియల్లో ఏర్పడే వాయు వ్యర్థాల గురించి ఇంతకు ముందే చూశాం. ఇతర జీవక్రియల్లో నత్రజని సంబంధిత పదార్థాలు ఏర్పడతాయి; వీటిని తొలగించాలి.

హానికర జీవక్రియా వ్యర్థాలను శరీరం నుండి తొలగించే జీవ ప్రక్రియే విసర్జన (Excretion).

• ఏకకణ జీవులు: శరీర ఉపరితలం నుండి వ్యాపనం ద్వారా వ్యర్థాలను పరిసర నీటిలోకి పంపుతాయి. సంక్లిష్ట బహుకణ జీవులు ప్రత్యేక అవయవాలు వాడతాయి.
• మానవ విసర్జన వ్యవస్థ: ఒక జత మూత్రపిండాలు (kidneys), ఒక జత మూత్రనాళాలు (ureters), మూత్రాశయం (urinary bladder), మూత్రమార్గం (urethra). మూత్రపిండాలు ఉదరంలో వెన్నెముకకు ఇరువైపులా ఉంటాయి.
• మూత్రపిండాల్లో తయారైన మూత్రం మూత్రనాళాల ద్వారా మూత్రాశయంలో నిల్వ అవుతుంది
• మూత్రమార్గం ద్వారా బయటకు వెళ్లిపోతుంది.
• మూత్రం ఎందుకు?: రక్తం నుండి వ్యర్థాలను వడపోయడానికి. ఊపిరితిత్తుల్లో రక్తం నుండి CO₂ తొలగినట్లే, మూత్రపిండాల్లో రక్తం నుండి యూరియా, యూరిక్ ఆమ్లం వంటి నత్రజని వ్యర్థాలు తొలగిస్తారు.

నెఫ్రాన్ (Nephron)

• మూత్రపిండంలో ప్రాథమిక వడపోత ప్రమాణం నెఫ్రాన్
• ప్రతి మూత్రపిండంలో వీటి సంఖ్య చాలా ఎక్కువ.
• ఊపిరితిత్తుల్లో లాగే, ఇక్కడ కూడా ఒక గుత్తి అతి పలుచని గోడల రక్త కేశనాళికలు ఉంటాయి. ప్రతి కేశనాళికా గుచ్ఛం కప్పు ఆకారంలో ఉండే చుట్టబడిన నాళ చివరి భాగమైన బౌమన్ గుళిక (Bowman's capsule) తో అనుబంధంగా ఉంటుంది
• ఇది వడపోత ద్రవాన్ని (filtrate) సేకరిస్తుంది.
• ఎంపిక పునఃశోషణ (Selective reabsorption): ప్రారంభ వడపోత ద్రవంలోని గ్లూకోజ్, అమైనో ఆమ్లాలు, లవణాలు, చాలా ఎక్కువ శాతం నీరు మూత్రం నాళం వెంట ప్రవహిస్తున్నప్పుడు ఎంపికగా తిరిగి గ్రహించబడతాయి.
• తిరిగి శోషించబడే నీటి పరిమాణం శరీరంలో అదనపు నీరెంత ఉంది, విసర్జించాల్సిన కరిగిన వ్యర్థాలెంత ఉన్నాయో దానిపై ఆధారపడుతుంది. ఈ విధంగా మూత్ర పరిమాణం నియంత్రితమవుతుంది.
• ప్రతి మూత్రపిండంలో ఏర్పడే మూత్రం ఉదర భాగంలోని పొడవైన మూత్రనాళంలోకి చేరి మూత్రాశయానికి వెళుతుంది. మూత్రాశయం విస్తరించి పీడనం పెరిగినప్పుడు మూత్రం పోయాలనే కోరిక కలుగుతుంది. మూత్రాశయం కండరయుతం, నాడీ నియంత్రణలో ఉంటుంది
• కాబట్టి ఆ కోరికను సాధారణంగా నియంత్రించగలం.
• ఆరోగ్యవంతుడైన పెద్దవారిలో మూత్రపిండాల్లోని ప్రాథమిక వడపోత రోజుకు సుమారు 180 లీటర్లు
• కానీ విసర్జించే మూత్రం ఒకటి, రెండు లీటర్లే, ఎందుకంటే మిగిలినది మూత్రపిండ నాళికల్లో పునఃశోషణ చెందుతుంది.

మూత్రపిండాలు మనుగడకు అత్యవసరమైన అవయవాలు. వాటి వైఫల్యంలో వైద్య సహాయం అవసరం. మొక్కల విసర్జన జంతువుల కన్నా పూర్తిగా భిన్నమైన పద్ధతులతో జరుగుతుంది.

కృత్రిమ మూత్రపిండం (Hemodialysis)

• ఇన్ఫెక్షన్లు, గాయాలు, మూత్రపిండాలకు రక్త ప్రవాహం తగ్గడం వంటివి మూత్రపిండాల పనితీరును తగ్గిస్తాయి. అప్పుడు శరీరంలో విష వ్యర్థాలు పేరుకుపోయి మరణానికి దారి తీయవచ్చు.
• మూత్రపిండాలు విఫలమైతే కృత్రిమ మూత్రపిండం వాడతారు
• ఇది డయాలసిస్ ద్వారా రక్తం నుండి నత్రజని వ్యర్థాలను తొలగించే పరికరం.
• అందులో అర్ధ పారగమ్య పొర (semi-permeable lining) కలిగిన అనేక గొట్టాలు డయాలసిస్ ద్రవం నింపిన ట్యాంకులో ఉంటాయి. ఈ ద్రవానికి రక్తంతో సమాన ద్రవాభిసరణ పీడనం ఉంటుంది, కానీ నత్రజని వ్యర్థాలు ఉండవు.
• రోగి రక్తం ఈ గొట్టాల గుండా ప్రవహిస్తూ, వ్యర్థాలు వ్యాపనం ద్వారా డయాలసిస్ ద్రవంలోకి చేరతాయి
• శుద్ధి అయిన రక్తం తిరిగి రోగిలోకి పంపబడుతుంది.
• ఇది సహజ మూత్రపిండం లాగే పనిచేస్తుంది కానీ భిన్నం – దీనిలో పునఃశోషణ ఉండదు.

అవయవ దానం (Organ donation)

• అవయవం పనిచేయని వ్యక్తికి దాత (donor) అవయవాన్ని ఇవ్వడం. దాత, కుటుంబ సమ్మతితో జరుగుతుంది. వయసు, లింగంతో సంబంధం లేకుండా ఎవరైనా దాత కావచ్చు.
• గ్రహీత అవయవం వ్యాధి లేదా గాయం వల్ల దెబ్బతిన్నప్పుడు లేదా విఫలమైనప్పుడు మార్పిడి అవసరం. దాత నుండి శస్త్రచికిత్సతో అవయవాన్ని తీసి గ్రహీతకు అమర్చుతారు.
• సాధారణ మార్పిడులు: కార్నియా, మూత్రపిండాలు, గుండె, కాలేయం, క్లోమం, ఊపిరితిత్తులు, ప్రేగులు, ఎముక మజ్జ.
• ఎక్కువ దానాలు దాత మరణించిన వెంటనే లేదా వైద్యులు బ్రెయిన్ డెడ్ అని ప్రకటించినప్పుడు జరుగుతాయి. అయితే మూత్రపిండం, కాలేయ భాగం, ఊపిరితిత్తి వంటి కొన్ని అవయవాలు, కణజాలాలు దాత జీవించి ఉండగానే ఇవ్వవచ్చు.

మొక్కల్లో విసర్జన (Excretion in Plants)

• ఆక్సిజన్ కూడా కిరణజన్య సంయోగక్రియలో ఏర్పడే వ్యర్థంగా భావించవచ్చు.
• అదనపు నీటిని బాష్పోత్సేకం ద్వారా వదిలించుకుంటాయి.
• ఇతర వ్యర్థాల కోసం: అనేక కణజాలాలు మృత కణాలతో ఉండటం, ఆకుల వంటి భాగాలను రాల్చడం.
• అనేక వ్యర్థాలు కణ రిక్తికలలో (vacuoles) నిల్వ అవుతాయి
• రాలిపోయే ఆకులలో నిల్వ కావచ్చు
• జిగురులు (gums), రెసిన్లు (resins) గా ముఖ్యంగా పాత జైలంలో నిల్వ అవుతాయి.
• కొన్ని వ్యర్థాలను చుట్టూ ఉన్న నేలలోకి వదులుతాయి.