प्राथमिक और माध्यमिक विद्यालय जीवविज्ञान · Grades 1–9
47जंतु साँस कैसे लेते हैं
पुल के नीचे की ट्राउट, लॉन के नीचे का केंचुआ, उसके ऊपर उड़ता व्याध-पतंगा और उस पर खड़े तुम — इस मिनट सब एक ही काम कर रहे हो: अपने आस-पास से ऑक्सीजन ले रहे हो (परिभाषा 46.1)। पर तुम्हारे आस-पास अलग-अलग हैं — हवा, मिट्टी, पानी — और इसलिए साज़-सामान भी। यह अध्याय जंतु-जगत की साँस लेने वाली मशीनों का चक्कर है।
47.1 एक ही समस्या, चार मशीनें
प्रतिज्ञप्ति 47.1 (साझी विशेष-सूची)
हर साँस वाला अंग, चाहे किसी का भी हो, एक ही विशेष-सूची पर बना है, जो टिप्पणी 26.4 में पहले भी मिल चुकी है: एक बड़ी, पतली, नम सतह, जहाँ जंतु का रक्त (या शरीर का तरल) अपने आस-पास के इतना पास आ जाए कि ऑक्सीजन भीतर और कार्बन डाइऑक्साइड बाहर पार कर सके। बड़ी, ताकि पर्याप्त पार हो सके; पतली, ताकि पार करना आसान हो; और नम, क्योंकि गैसें घुली हुई ही पार करती हैं। मशीनें सिर्फ़ इसमें अलग हैं कि वे उस सतह को आस-पास के सामने कैसे थामती हैं।
उपपत्ति. इस स्तर पर स्वीकृत। ∎
परिभाषा 47.2 (चार मशीनें)
जंतु अपनी विनिमय-सतहें मुख्य रूप से चार ढंग से थामते हैं:
- फेफड़े: हवा से भरी वे कोठरियाँ जो शरीर के भीतर तह की हुई होती हैं और साँस की गतियों से हवादार रहती हैं — स्तनधारी, पक्षी, सरीसृप, वयस्क उभयचर;
- क्लोम: पंखदार सतहें, जो शरीर के बाहर या उसके किनारे थामी जाती हैं और पानी की धार से धुलती रहती हैं — मछलियाँ (अभ्यास 26.11), टैडपोल, पानी के बहुत-से डिंभ, सीपियाँ;
- श्वासनलिकाएँ: महीन हवा-नलियों का वह जाल जो शरीर पर बने छिद्रों से सीधे हर अंग तक पाइप किया होता है — कीट; हवा घर-घर पहुँचाई जाती है, और वह भी बड़ी हद तक रक्त की मदद के बिना;
- त्वचीय श्वसन: पूरी नम त्वचा ही विनिमय-सतह — पूरी तरह केंचुए में; और उभयचरों में अपने सादे फेफड़ों के एक बड़े पूरक के रूप में।
उदाहरण 47.3 (मशीनों को चलते देखना)
हर मशीन अपनी लय दिखाती है। ट्राउट का मुँह और क्लोम-ढक्कन बारी-बारी से, लगातार पंप करते हैं — पानी मुँह से भीतर, क्लोमों के ऊपर से होकर, ढक्कनों के नीचे से बाहर। आराम करते टिड्डे का पेट धड़कता है — अपनी हवा-नलियाँ पंप करता हुआ। मेंढक का गला फड़फड़ाता है — हवा को अपने फेफड़ों में धकेलता हुआ (यह करने के लिए उसके पास पसलियों का पिंजरा नहीं है)। सिर्फ़ केंचुआ कुछ नहीं दिखाता: त्वचीय श्वसन में कोई गति होती ही नहीं, और ठीक इसीलिए परिभाषा 46.1 ने अदला-बदली को पंप करने से अलग किया था।
47.2 मशीन माध्यम से मेल खाती है — और जीवन से भी
प्रतिज्ञप्ति 47.4 (कौन-सी मशीन कहाँ, और क्यों)
मशीनें माध्यमों और जीवनों पर बैठ जाती हैं (परिभाषा 28.1, साँस पर काम करता हुआ):
- क्लोम पानी के लिए ठीक हैं: उनकी पंखदार सतहें पानी में अलग-अलग तैरती रहती हैं और लगातार धुलती हैं — और हवा में वे बेकार होकर बैठ जाती हैं (अभ्यास 26.11 वाली दम तोड़ती ट्राउट);
- फेफड़े हवा के लिए ठीक हैं: भीतर तह किए हुए वे वहाँ भी नम बने रहते हैं जहाँ खुला पानी उड़ जाता — पर वे पानी की विरल घुली ऑक्सीजन नहीं बटोर सकते;
- श्वासनलिकाएँ छोटे शरीरों के लिए ठीक हैं: मिलीमीटर भर की दूरियों पर बेहतरीन, पर लंबी दूरियों पर बहुत धीमी — कीटों के छोटे बने रहने का एक कारण यही है;
- और त्वचीय श्वसन नम जगहों के छोटे, नम-चमड़ी वाले जीवनों के लिए ठीक है: केंचुए की पूरी सतह उसके पतले शरीर की मुश्किल से सेवा करती है, और सूखी हवा उसे मार डालती है — बारिश के बाद पगडंडी पर फँसे केंचुए याद करो।
उपपत्ति. इस स्तर पर स्वीकृत। ∎
उदाहरण 47.5 (एक ही जंतु में दो जीवन, दो मशीनें)
मेंढक पूरा अध्याय अपने एक ही जीवन में चला देता है: टैडपोल के रूप में क्लोम (पानी में रहने वाले की मशीन, उदाहरण 8.7), और वयस्क के रूप में फेफड़े तथा नम त्वचा — फेफड़े सादे, और त्वचा बहुत सारा काम सँभाले हुए, ख़ास तौर पर तालाब की तह वाली ठंडी सर्दी भर (अभ्यास 38.11: वह सुप्त मेंढक अकेली त्वचा से साँस लेता है)। कायांतरण साँस की मशीनरी तक फिर से गढ़ देता है।
उदाहरण 47.6 (पानी में रहते हुए हवा में साँस लेना)
फेफड़ों वाले पानी के बाशिंदों को आना-जाना पड़ता है। डॉल्फ़िन और ह्वेल फुहार छोड़ने और साँस भरने के लिए सतह पर आते हैं (उदाहरण 44.5: स्तनधारी फेफड़े, थलचर पूर्वजों से विरासत में मिले); तालाब का घोंघा फिर से भरने के लिए सतह पर चढ़ता है; और गोताख़ोर भृंग अपने डैनों के ढक्कनों के नीचे चाँदी जैसा हवा का एक बुलबुला ढोता है — यानी ग़ोताख़ोर की टंकी, जो सतह पर फिर भरी जाती है। आवास पर सौदा हो सकता है; मशीन के माध्यम पर नहीं।
विधि 47.7 (किसी जंतु की साँस पढ़ना)
कोई अनजान जंतु सामने हो, तो:
- वह रहता कहाँ है — और क्या वह वहाँ से निकल सकता है? (पानी, हवा, मिट्टी; आना-जाना करने वाला या वहीं का बाशिंदा);
- मशीन के निशान ढूँढ़ो: क्लोम-ढक्कन या पंखदार गुच्छे; नथुने और हिलती छाती; किसी कीट के शरीर पर नन्हे छिद्रों की क़तारें; या कुछ भी दिखता नहीं, बस एक नम त्वचा;
- लय देखो: पंप करते ढक्कन, धड़कता पेट, उठती छाती, सतह तक के चक्कर;
- मशीन का नाम बताओ — और उसे प्रतिज्ञप्ति 47.4 की मदद से माध्यम से मिलाकर जाँचो।
टिप्पणी 47.8 (विशेष-सूची कभी नहीं बदलती)
इस सारी विविधता के नीचे इन चारों में से किसी भी मशीन को पास से देखो और प्रतिज्ञप्ति 47.1 फिर सामने आ जाती है: क्लोम के पंख, फेफड़े की कोठरियाँ, श्वासनलिकाओं के सबसे महीन सिरे और केंचुए की त्वचा, सब आस-पास तथा शरीर की बड़ी-पतली-नम मिलन-जगहें हैं। चार मशीनें, एक विशेष-सूची — यानी जीवन की एकता (प्रतिज्ञप्ति 29.2), साँस के साज़-सामान में लिखी हुई।
47.3 अभ्यास
अभ्यास 47.1 ★
हर साँस वाला अंग जिस साझी विशेष-सूची पर खरा उतरता है वह बताओ, और यह भी कि उसके तीनों गुण क्यों मायने रखते हैं।
हल
हल — अभ्यास 47.1.
एक बड़ी, पतली, नम विनिमय-सतह, जहाँ रक्त (या शरीर का तरल) आस-पास से मिलता है। बड़ी: ताकि कुल मिलाकर पर्याप्त पार हो; पतली: ताकि पार करना आसान हो; नम: क्योंकि गैसें घुली हुई ही पार करती हैं।
अभ्यास 47.2 ★
चारों मशीनों के नाम बताओ, और हर एक के दो मालिक भी।
अभ्यास 47.3 ★
ट्राउट के पंप करने का वर्णन करो: पानी का भीतर आने, पार होने और बाहर जाने का रास्ता।
हल
हल — अभ्यास 47.3.
पानी मुँह से भीतर आता है, पंखदार क्लोमों के ऊपर से धकेला जाता है — जहाँ विनिमय होता है — और क्लोम-ढक्कनों के नीचे से बाहर निकल जाता है: यानी एक-तरफ़ा धार, जिसे मुँह और ढक्कन बारी-बारी से पंप करते हैं।
अभ्यास 47.4 ★
कीट बिना फेफड़ों के — और बड़ी हद तक बिना रक्त की मदद के — ऑक्सीजन कैसे पहुँचाते हैं?
हल
हल — अभ्यास 47.4.
श्वासनलिकाओं से: महीन हवा-नलियों का वह जाल जो शरीर के छिद्रों से चलकर हर अंग तक शाखाएँ बनाता है — हवा घर-घर पहुँचाई जाती है, इसलिए रक्त को बहुत कम ढोना पड़ता है।
अभ्यास 47.5 ★
किनारे पर फँसी ट्राउट ऑक्सीजन से भरी हवा में दम क्यों तोड़ देती है?
हल
हल — अभ्यास 47.5.
पानी से बाहर उसकी पंखदार क्लोम-सतहें बैठकर आपस में चिपक जाती हैं: वह बड़ी सतह लगभग शून्य हो जाती है, और सतह न हो तो पार करना भी नहीं — ऑक्सीजन भरपूर, पर उसे लेने वाली मशीन नहीं।
अभ्यास 47.6 ★
सूखी धूप पगडंडी पर पड़े केंचुए को क्यों मार देती है? कौन-सी मशीन नाकाम होती है, और कैसे?
हल
हल — अभ्यास 47.6.
त्वचीय श्वसन — और नमी वाली शर्त टूट जाती है: सूखती त्वचा गैसें पार नहीं करा पाती, और केंचुआ खुली हवा में दम तोड़ देता है। जो सतह अब नम ही न रही, उसे बड़ी और पतली होना नहीं बचा सकता।
अभ्यास 47.7 ★★
मेंढक के जीवन भर की साँस वाली मशीनें गिनाओ, और हर एक के साथ उसका मौसम या अवस्था भी।
अभ्यास 47.8 ★★
डॉल्फ़िन मछली की तरह रहती है पर आदमी की तरह डूब जाती है। इसे मशीन और पूर्वजों से समझाओ (उदाहरण 44.5)।
अभ्यास 47.9 ★★
गोताख़ोर भृंग का चाँदी जैसा बुलबुला क्या है, और भृंग को उसके बारे में नियमित रूप से क्या करना पड़ता है?
हल
हल — अभ्यास 47.9.
ढोया हुआ हवा-भंडार — यानी डैनों के ढक्कनों के नीचे ग़ोताख़ोर की टंकी, जिससे उसकी श्वासनलिकाएँ खींचती हैं। उसे बुलबुला फिर से भरने के लिए नियमित रूप से सतह पर लौटना पड़ता है।
अभ्यास 47.10 ★★
विधि 47.7 इन पर चलाओ: (क) एक सीपी; (ख) एक टिड्डा; (ग) तालाब पार करता तैरता हुआ एक पनसाँप।
हल
हल — अभ्यास 47.10.
(क) सीपी: पानी की बाशिंदा, कोई दिखती गति नहीं, पर खोल के भीतर क्लोम, जो एक पंप की गई धार से धुलते हैं। (ख) टिड्डा: हवा का बाशिंदा; नन्हे छिद्रों की क़तारें, धड़कता पेट — यानी श्वासनलिकाएँ। (ग) पनसाँप: सरीसृप, और आने-जाने वाला — फेफड़े; वह नथुने ऊपर रखकर तैरता है और साँस के लिए सतह पर आता है।
अभ्यास 47.11 ★★
ह्वेल जितने बड़े कीट क्यों नहीं होते? श्वासनलिकाओं की सीमा से उत्तर दो।
हल
हल — अभ्यास 47.11.
श्वासनलिकाएँ शाखाओं वाली हवा-नलियों से पहुँचाती हैं, जो मिलीमीटरों पर बेहतरीन और लंबी दूरियों पर बहुत धीमी हैं: ह्वेल जितने बड़े शरीर के भीतरी हिस्से किसी भी छिद्र से बहुत दूर पड़ जाते। मशीन आकार की एक छत तय कर देती है, और कीट उसी के नीचे जीते हैं।
अभ्यास 47.12 ★★★
“चार मशीनें, एक विशेष-सूची।” इस वाक्य का बचाव करो: वह साझी विशेष-सूची बताओ, और दिखाओ कि क्लोम, फेफड़ा, श्वासनलिकाएँ और त्वचा उसकी तीनों माँगें कैसे पूरी करते हैं।
हल
हल — अभ्यास 47.12.
विशेष-सूची: शरीर और आस-पास की एक बड़ी, पतली, नम मिलन-सतह। क्लोम इसे उन पंखदार सतहों से पूरा करते हैं जिन्हें पानी फैलाए रखता है; फेफड़े नम ओट में तह की गई लाखों कोठरियों से; श्वासनलिकाएँ अपने सबसे महीन सिरों की जोड़ी हुई भीतरी सतह से, जो सिरों पर नम रहती है; और त्वचा शरीर की पूरी नम बाहरी सतह से, जो छोटे पतले शरीर के मुक़ाबले बड़ी बनी रहती है। चार थामने वाले, और थामी हुई चीज़ एक।
47.4 समस्या: तालाब में साँस लेने वालों की गिनती
समस्या 47.1
सप्ताहांत समस्या — एक तालाब, और काम पर हर मशीन
जाल, देखने वाले डिब्बे और कॉपी के साथ तालाब पर एक दोपहर। गिनती में: ट्राउट के बच्चे और काँटा-मछलियाँ; टैडपोल (कुछ की पिछली टाँगें आ चुकी हैं); वयस्क मेंढक; पानी की सतह की परत पर घूमते तालाब के घोंघे; चाँदी चमकाता एक गोताख़ोर भृंग; पत्थरों के नीचे पंखदार गुच्छों वाले मेफ़्लाई के डिंभ; और किनारे के नम लॉन में केंचुए।
भाग I — मशीनों के नाम।
- गिनती के हर सदस्य को उसकी साँस वाली मशीन दो।
- मेफ़्लाई के डिंभ के पंखदार गुच्छे ठहरे हुए पानी में भी लगातार हिलते रहते हैं। वे हैं क्या, और यह हिलाना किसलिए है?
- गिनती के किन सदस्यों को सतह तक जाना ही पड़ता है, और ठीक वही क्यों?
- बिना टाँगों वाले टैडपोल और टाँगों वाले भीतर से उतने ही अलग हो सकते हैं जितने बाहर से। उदाहरण 47.5 के अनुसार भीतर कौन-सा पुनर्निर्माण चल रहा है?
भाग II — दबाव में मशीनें।
- गरम, बिना हवा वाला एक हफ़्ता तालाब की घुली हुई ऑक्सीजन घटा देता है (अध्याय 48 समझाएगा कि क्यों)। गिनती को क्रम में लगाओ: पहले तकलीफ़ किसे होगी — क्लोम वालों को, या सतह पर आने-जाने वालों को? क्यों?
- उसी हफ़्ते काँटा-मछलियाँ सतह के ठीक नीचे लटकी रहती हैं और उनके मुँह सतह की परत पर चलते रहते हैं। इस व्यवहार की व्याख्या विशेष-सूची से करो: पानी के सबसे ऊपरी मिलीमीटर में ख़ास क्या है?
- एक लापरवाह पानी में उतरने वाला महीन कीचड़ के बादल उड़ा देता है। कौन-सी मशीन जाम होती है, और तुम्हें उन जंतुओं से क्या करने की उम्मीद होगी?
- रात भर की बारिश के बाद लॉन के केंचुए पगडंडी पर पड़े मिलते हैं। इस जाने-पहचाने नज़ारे को समझाओ: कौन-सी मशीन, और कौन-सी परिस्थिति ने उन्हें ऊपर धकेला?
भाग III — बड़ा नक़्शा।
- गिनती को तालिका के रूप में बनाओ: जंतु, मशीन, माध्यम, और आने-जाने वाला या बाशिंदा। टिप्पणी 47.8 के अनुसार मशीन वाले हर स्तंभ के सिर पर कौन-सी एक विशेष-सूची बैठती है?
- जनवरी में तालाब ऊपर से जम जाता है और सतह बंद हो जाती है। सर्दी की नियतियों की भविष्यवाणी करो: मेंढक (अभ्यास 38.11), घोंघे, भृंग, मछलियाँ — कौन मुश्किल में है, और किसका इंतज़ाम है?
- एक नया मेहमान आता है: वह जल-मकड़ी जो रेशम की घंटी बुनती है और उसमें सतह की हवा भर लेती है। उसकी इस तरकीब को भृंग की तरकीब के बग़ल में रखो, और उस मशीन का नाम बताओ जिसकी सेवा वह करती रहती है।
- निष्कर्ष दो: एक छोटे-से तालाब को पूरी तरह बसने के लिए साँस की चार अलग-अलग मशीनें क्यों चाहिए? एक वाक्य में, और उसमें माध्यम तथा ऑक्सीजन शब्द इस्तेमाल करो।
हल
हल — समस्या 47.1.
1. ट्राउट के बच्चे और काँटा-मछलियाँ: क्लोम। टैडपोल: क्लोम (टाँगों वाले पुनर्निर्माण के बीच में)। वयस्क मेंढक: फेफड़े और साथ में त्वचा। तालाब के घोंघे: फेफड़े — सतह पर आने-जाने वाले। गोताख़ोर भृंग: श्वासनलिकाएँ, जो उसके ढोए बुलबुले से भरती हैं। मेफ़्लाई के डिंभ: क्लोम (वही पंखदार गुच्छे)। केंचुए: त्वचा।
2. क्लोम। उनका हिलना क्लोम-सतह के सामने का पानी नया करता रहता है — यानी ख़ुद बनाई हुई धार, वहाँ जहाँ ठहरा तालाब कोई नहीं देता, ताकि पार करने की जगह पर ऑक्सीजन वाला ताज़ा पानी बना रहे।
3. तालाब के घोंघे, गोताख़ोर भृंग, वयस्क मेंढक (और आने वाला कोई पनसाँप भी): यानी फेफड़े और बुलबुले वाले सब — उनकी मशीनें ऑक्सीजन हवा से लेती हैं, इसलिए सतह ही उनका भरने का अड्डा है।
4. कायांतरण का साँस वाला पुनर्निर्माण: बिना टाँगों वाले टैडपोल की सेवा करते क्लोमों की जगह वे फेफड़े (और साँस लेती त्वचा) ली जा रही हैं जिनकी ज़रूरत किनारे पर जाने वाले नन्हे मेंढक को पड़ेगी।
5. पहले तकलीफ़ क्लोम वालों को होती है: उनकी पूरी आपूर्ति पानी का घटता हुआ घुला भंडार ही है। और आने-जाने वाले — घोंघा, भृंग, मेंढक — ऊपर की असीम हवा पर टिके हैं और बस ज़्यादा बार चक्कर लगा लेते हैं।
6. सबसे ऊपरी मिलीमीटर हवा को छूता है: ऊपर से ऑक्सीजन उसमें घुलती रहती है, इसलिए दम घोंटते तालाब में परत वाली परत ही सबसे कम ग़रीब पानी है। काँटा-मछलियाँ आख़िरी कुएँ पर क़तार लगाए हैं।
7. क्लोम जाम होते हैं: महीन कीचड़ पंखदार सतहों पर बैठ जाती है और पार करने का रास्ता रोक देती है। उम्मीद करो कि क्लोम से साँस लेने वाले उस बादल से भागेंगे, और ढक्कनों का पंप करना मेहनत करने लगेगा — गाद हटाने के लिए खाँसी जैसे झटके।
8. त्वचीय श्वसन, और नम-पर-हवा-रहित वाली परिस्थिति: पानी से भरी बिलों में इतनी कम ऑक्सीजन बचती है कि केंचुए साँस के लिए सतह पर आ जाते हैं — यानी नीचे दम घुटने के बदले ऊपर सूखने का ख़तरा मोल लेते हुए।
9. तालिका जैसा कहा गया है (हर जंतु की मशीन और माध्यम; आने-जाने वाले: घोंघा, भृंग, मेंढक)। हर स्तंभ के सिर पर: बड़ी-पतली-नम विनिमय-सतह — यानी वही एक विशेष-सूची जिसे चारों मशीनें थामे रहती हैं।
10. मेंढक: इंतज़ाम है — कीचड़ में सुस्त पड़े, अपनी छोटी सर्दी वाली ज़रूरत त्वचा से पूरी करते हुए। घोंघे और भृंग: मुश्किल में — उनकी सतह बंद है; वे घटी हुई ज़रूरतों के साथ सुप्त रहते हैं या फँसे हुए बुलबुलों के सहारे। मछलियाँ: तब तक इंतज़ाम है जब तक पानी का भंडार चले — ठंड हर इंजन की आवाज़ धीमी कर देती है (उदाहरण 46.7), और क्लोम बर्फ़ के नीचे उस घटी हुई माँग की सेवा कर लेते हैं।
11. मकड़ी की रेशमी घंटी एक जमी हुई हवा-टंकी है, जबकि भृंग का बुलबुला ढोई हुई टंकी: दोनों सतह की हवा पानी के नीचे जमा रखते हैं, और दोनों ग़लत माध्यम में एक हवा-मशीन (मकड़ी का पुस्तक-फुप्फुस और श्वासनलिका वाला साज़-सामान) की सेवा जारी रखते हैं।
12. क्योंकि तालाब ऑक्सीजन दो माध्यमों में देता है — नीचे विरल और घुली हुई, ऊपर भरपूर — और हर मशीन एक माध्यम को, जीवन के एक ही आकार पर बटोरती है: चारों के काम पर रहने से ही कीचड़ से लेकर सतह की परत तक का हर कोना बसा रह पाता है।