जीव विज्ञान मूलतः पृथ्वी पर जीवन की कहानी है। जबकि व्यक्तिगत जीव निश्चित रूप से मर जाते हैं, प्रजातियाँ लाखों वर्षों तक जीवित रहती हैं जब तक कि प्राकृतिक या मानवजनित विलुप्ति का खतरा न हो। प्रजातियों के दीर्घकालिक अस्तित्व के लिए जनन एक अत्यंत आवश्यक प्रक्रिया है। प्रत्येक व्यक्ति अपने वंशजों को अलैंगिक या लैंगिक साधनों से उत्पन्न करता है। लैंगिक जनन नए रूपांतरों के निर्माण की अनुमति देता है, जिससे जीवित रहने की संभावना बढ़ जाती है। यह इकाई जीवित जीवों में जनन प्रक्रियाओं के सामान्य सिद्धांतों की जांच करती है और फिर इस प्रक्रिया के विवरण को पुष्पीय पौधों और मनुष्यों में सरलतापूर्वक संबंधित प्रतिनिधि उदाहरणों के रूप में समझाती है। मानव जनन स्वास्थ्य पर एक संबंधित दृष्टिकोण और यह कि जनन अस्वास्थ्य से कैसे बचा जा सकता है, यह भी प्रस्तुत किया गया है ताकि जनन के जीव विज्ञान की हमारी समझ पूरी हो सके।

नवम्बर 1904 में जयपुर (राजस्थान) में जन्मे पंचानन महेश्वरी न केवल भारत बल्कि सम्पूर्ण विश्व के सबसे प्रतिष्ठित वनस्पतिशास्त्रियों में से एक बन गए। उन्होंने उच्च शिक्षा के लिए इलाहाबाद जाकर वहाँ से डी.एस.सी. प्राप्त की। कॉलेज के दिनों में वे डब्ल्यू. डज्जन नामक एक अमेरिकी मिशनरी शिक्षक से प्रेरित हुए और वनस्पति विज्ञान तथा विशेषतः आकृति-विज्ञान में रुचि विकसित की। उनके शिक्षक ने एक बार व्यक्त किया कि यदि उनका छात्र उनसे आगे बढ़ जाए तो इससे उन्हें बहुत संतोष मिलेगा। इन शब्दों ने पंचानन को प्रेरित किया कि वे अपने शिक्षक के प्रति कृतज्ञता किस रूप में प्रकट कर सकते हैं। उन्होंने भ्रूण-विज्ञान के पहलुओं पर कार्य किया और वर्गीकरण में भ्रूण-वैज्ञानिक लक्षणों के प्रयोग को लोकप्रिय बनाया। उन्होंने दिल्ली विश्वविद्यालय के वनस्पति विज्ञान विभाग को भ्रूण-विज्ञान और ऊतक संवर्धन में अनुसंधान का एक महत्वपूर्ण केन्द्र के रूप में स्थापित किया। उन्होंने अपरिपक्व भ्रूणों के कृत्रिम संवर्धन पर कार्य प्रारम्भ करने की आवश्यकता पर भी बल दिया। आजकल ऊतक संवर्धन विज्ञान में एक मील का पत्थर बन चुका है। उनका टेस्ट-ट्यूब निषेचन और अंतःडिम्बगर्भ परागण पर कार्य विश्वव्यापी प्रशंसा प्राप्त करने वाला रहा। उन्हें लन्दन के रॉयल सोसाइटी (FRS), भारतीय राष्ट्रीय विज्ञान अकादमी तथा अन्य उत्कृष्ट संस्थाओं की सदस्यता से सम्मानित किया गया। उन्होंने सामान्य शिक्षा को प्रोत्साहित किया और 1964 में NCERT द्वारा प्रकाशित उच्च माध्यमिक विद्यालयों के पहले जीव विज्ञान पाठ्यपुस्तकों के निर्माण में अपने नेतृत्व से विद्यालय शिक्षा में महत्वपूर्ण योगदान दिया।

जीवों में जनन

प्रत्येक जीव केवल एक निश्चित समय तक ही जीवित रह सकता है। किसी जीव के जन्म से उसकी स्वाभाविक मृत्यु तक का काल उसका जीवन-काल होता है। कुछ जीवों के जीवन-काल आकृति 1.1 में दिए गए हैं। कई अन्य जीव चित्रित किए गए हैं जिनके जीवन-काल आप स्वयं ज्ञात करके दिए गए स्थानों पर लिखें। आकृति 1.1 में दर्शाए गए जीवों के जीवन-कालों का अवलोकन कीजिए। क्या यह रोचक तथा आश्चर्यजनक नहीं लगता कि यह कुछ दिनों से लेकर कुछ हज़ार वर्षों तक का हो सकता है? इन दो चरम सीमाओं के बीच अधिकांश अन्य जीवों के जीवन-काल पाए जाते हैं। आपने यह देखा होगा कि जीवों के जीवन-काल उनके आकार से आवश्यक रूप से संबद्ध नहीं होते; कौए और तोते के आकारों में बहुत अंतर नहीं होता फिर भी उनके जीवन-कालों में बड़ा अंतर है। इसी प्रकार एक आम का वृक्ष पीपल के वृक्ष की तुलना में बहुत कम जीवन-काल वाला होता है। जीवन-काल चाहे जो भी हो, प्रत्येक व्यक्तिगत जीव की मृत्यु अवश्यंभावी है, अर्थात् कोई भी व्यक्ति अमर नहीं होता, एककोशीय जीवों को छोड़कर। हम एककोशीय जीवों के विषय में यह क्यों कहते हैं कि उनमें कोई स्वाभाविक मृत्यु नहीं होती? इस वास्तविकता को देखते हुए क्या आपने कभी सोचा है कि पृथ्वी पर हज़ारों वर्षों से इतनी विशाल संख्या में पादप और पशु प्रजातियाँ कैसे विद्यमान हैं? जीवों में कोई ऐसी प्रक्रियाएँ अवश्य होंगी जो इस निरंतरता को सुनिश्चित करती हैं। हाँ, हम प्रजनन की बात कर रहे हैं, जिसे हम सहज रूप से स्वीकार कर लेते हैं।

प्रजनन को एक जैविक प्रक्रिया के रूप में परिभाषित किया जाता है जिसमें एक जीव अपने समान युवाओं (संतान) को जन्म देता है। संतान बढ़ती है, परिपक्व होती है और बदले में नई संतान उत्पन्न करती है। इस प्रकार जन्म, वृद्धि और मृत्यु का एक चक्र होता है। प्रजनन प्रजातियों की निरंतरता को पीढ़ी दर पीढ़ी सुनिश्चित करता है। आप अध्याय 5 (वंशागति और विविधता के सिद्धांत) में बाद में पढ़ेंगे कि प्रजनन के दौरान आनुवंशिक विविधता कैसे बनती है और उत्तराधिकार में मिलती है। जैविक संसार में बहुत विविधता है और प्रत्येक जीव ने स्वयं को गुणा करने और संतान उत्पन्न करने के लिए अपना तंत्र विकसित किया है। जीव का आवास, उसकी आंतरिक शरीर क्रिया और कई अन्य कारक सामूहिक रूप से इस बात के उत्तरदायी होते हैं कि वह कैसे प्रजनन करता है। इस आधार पर कि प्रजनन प्रक्रिया में एक जीव या दो जीव भाग लेते हैं, यह दो प्रकार का होता है। जब एकल माता-पिता द्वारा गैमेट निर्माण की भागीदारी के साथ या बिना संतान उत्पन्न होती है, तो वह अलैंगिक प्रजनन होता है। जब दो माता-पिता (विपरीत लिंग) प्रजनन प्रक्रिया में भाग लेते हैं और नर तथा मादा गैमेट्स के संलयन को भी शामिल करते हैं, तो उसे लैंगिक प्रजनन कहा जाता है।

1.1 अलैंगिक प्रजनन

इस विधि में, एक एकल व्यक्ति (माता-पिता) संतान उत्पन्न करने में सक्षम होता है। परिणामस्वरूप, जो संतान उत्पन्न होती है, वे न केवल एक-दूसरे के समान होती हैं, बल्कि अपने माता-पिता की सटीक प्रतियां भी होती हैं। क्या ये संतान आनुवंशिक रूप से समान या भिन्न होने की संभावना रखती हैं? क्लोन शब्द का उपयोग ऐसे आकृति और आनुवंशिक रूप से समान व्यक्तियों का वर्णन करने के लिए किया जाता है।

आइए देखें कि विभिन्न जीव समूहों में अलैंगिक प्रजनन कितना व्यापक है। अलैंगिक प्रजनन एकल-कोशिकीय जीवों में, और अपेक्षाकृत सरल संरचना वाले पौधों और जानवरों में सामान्य है। प्रोटिस्टा और मोनेरा में, जीव या माता-पिता कोशिका माइटोसिस द्वारा दो में विभाजित होकर नए व्यक्तियों को जन्म देती है (चित्र 1.2)। इस प्रकार, इन जीवों में कोशिका विभाजन स्वयं प्रजनन का एक तरीका है।

बहुत से एक कोशिकीय जीव द्विभाजन द्वारा प्रजनन करते हैं, जहाँ एक कोशिका दो भागों में विभाजित होती है और प्रत्येक भाग तेजी से एक वयस्क में विकसित हो जाता है (जैसे अमीबा, पैरामीशियम)। यीस्ट में विभाजन असमान होता है और छोटे कलिकाएँ उत्पन्न होती हैं जो प्रारंभ में मातृ कोशिका से जुड़ी रहती हैं, जो अंततः अलग हो जाती हैं और नई यीस्ट कोशिकाओं में परिपक्व हो जाती हैं। प्रतिकूल परिस्थितियों में अमीबा अपनी छद्मपाद वापस खींच लेता है और अपने चारों ओर तीन परतों वाला कठिल आवरण या मोटा आवरण स्रावित करता है। इस घटना को मोटा आवरण बनाना कहा जाता है। जब अनुकूल परिस्थितियाँ लौटती हैं, तो मोटा आवरण बनाई गई अमीबा बहुभाजन द्वारा विभाजित होती है और कई सूक्ष्म अमीबा या छद्मपाद जीवाणु उत्पन्न करती है; मोटा आवरण फट जाता है और जीवाणु आसपास के माध्यम में मुक्त हो जाते हैं जो कई अमीबा में विकसित होते हैं। इस घटना को जीवाणु उत्पत्ति कहा जाता है।

किंगडम फंगी के सदस्य और शैवाल जैसे सरल पौधे विशिष्ट अलैंगिक प्रजनन संरचनाओं के माध्यम से प्रजनन करते हैं (चित्र 1.3)। इन संरचनाओं में सबसे सामान्य हैं जूस्पोर जो आमतौर पर सूक्ष्म गतिशील संरचनाएँ होती हैं। अन्य सामान्य अलैंगिक प्रजनन संरचनाएँ हैं कोनिडिया (पेनिसिलियम), कलिकाएँ (हाइड्रा) और जेम्यूल (स्पंज)।

आपने कक्षा ग्यारह में पौधों में वनस्पति जनन के बारे में सीखा है। आप क्या सोचते हैं—क्या वनस्पति जनन भी एक प्रकार का अलैंगिक जनन है? आप ऐसा क्यों कहते हैं? क्या क्लोन शब्द वनस्पति जनन से बने संतान पर लागू होता है?

जबकि जानवरों और अन्य सरल जीवों में अलैंगिक शब्द स्पष्ट रूप से प्रयुक्त होता है, पौधों में वनस्पति जनन शब्द प्रायः प्रयुक्त होता है। पौधों में वनस्पति प्रसार के इकाइयाँ जैसे स्टोलन, राइज़ोम, सकर, ट्यूबर, ऑफ़सेट, बल्ब—all नई संतान उत्पन्न करने में सक्षम होती हैं (चित्र 1.4)। इन संरचनाओं को वनस्पति प्रसारक कहा जाता है।

स्पष्ट है, चूँकि इन संरचनाओं का निर्माण दो माता-पिता की भागीदारी के बिना होता है, यह प्रक्रिया अलैंगिक है। कुछ जीवों में, यदि शरीर अलग-अलग टुकड़ों (अंशों) में टूट जाता है, तो प्रत्येक अंश एक वयस्क में विकसित होकर संतान उत्पन्न करने में सक्षम होता है (उदा., हाइड्रा)। यह भी अलैंगिक जनन का एक तरीका है जिसे विखंडन कहा जाता है।

आपने जलाशयों के संकट या ‘बंगाल के आतंक’ के बारे में सुना होगा। यह कुछ और नहीं बल्कि जलीय पौधा ‘वाटर हायसिंथ’ है, जो सबसे आक्रामक खरपतवारों में से एक है जो कहीं भी खड़े पानी में पाया जाता है। यह पानी से ऑक्सीजन खींच लेता है, जिससे मछलियों की मौत हो जाती है। आप इसके बारे में अधिक अध्याय 13 और 14 में सीखेंगे। आपको यह जानकर रुचिकर लग सकता है कि इस पौधे को भारत में इसके सुंदर फूलों और पत्तियों के आकर्षण के कारण लाया गया था। चूँकि यह वनस्पति रूप से असाधारण दर से बढ़ सकता है और कम समय में पूरे जलाशय में फैल सकता है, इससे छुटकारा पाना बहुत कठिन है।

क्या आप जानते हैं कि आलू, गन्ना, केला, अदरक, डेहलिया जैसे पौधे कैसे उगाए जाते हैं? क्या आपने आलू के कंदों की कलिकाओं (जिन्हें आँखें कहा जाता है), केले और अदरक की जड़ों से निकलते छोटे पौधे देखे हैं? जब आप उपरोक्त सूचीबद्ध पौधों में नए पौधों की उत्पत्ति के स्थान का ध्यान से निरीक्षण करते हैं, तो आप देखेंगे कि वे हमेशा इन पौधों के संशोधित तनों में मौजूद ग्रंथियों से उत्पन्न होते हैं। जब ये ग्रंथि नम मिट्टी या पानी के संपर्क में आती हैं, तो वे जड़ें और नए पौधे उत्पन्न करती हैं। इसी प्रकार, ब्रायोफिलम की पत्तियों के किनारों पर मौजूद निशानों से साहसिक कलिकाएँ उत्पन्न होती हैं। इस क्षमता का पूरी तरह से उपयोग माली और किसान व्यावसायिक रूप से ऐसे पौधों की प्रजनन के लिए करते हैं।

यह देखना रोचक है कि अलिंग प्रजनन उन जीवों में प्रजनन का सामान्य तरीका है जिनकी संरचना अपेक्षाकृत सरल होती है, जैसे शैवाल और कवक, और वे प्रतिकूल परिस्थितियों की शुरुआत से ठीक पहले लैंगिक प्रजनन की विधि अपनाते हैं। पता लगाएं कि लैंगिक प्रजनन इन जीवों को प्रतिकूल परिस्थितियों के दौरान जीवित रहने में कैसे सक्षम बनाता है? ऐसी परिस्थितियों में लैंगिक प्रजनन को क्यों प्राथमिकता दी जाती है? उच्च वर्गीय पौधे अलिंग (वानस्पतिक) तथा लैंगिक दोनों प्रकार के प्रजनन प्रदर्शित करते हैं। दूसरी ओर, अधिकांश जंतुओं में केवल लैंगिक प्रजनन ही पाया जाता है।

1.2 लैंगिक प्रजनन

लैंगिक प्रजनन में नर और मादा युग्मकों का निर्माण शामिल होता है, चाहे वही एकल व्यक्ति करे या विपरीत लिंग के भिन्न-भिन्न व्यक्ति। ये युग्मक मिलकर जाइगोट बनाते हैं जो विकसित होकर नया जीव बनता है। यह अलिंग प्रजनन की तुलना में विस्तृत, जटिल और धीमा प्रक्रिया है। नर और मादा युग्मकों के संलयन के कारण लैंगिक प्रजनन से उत्पन्न संतान माता-पिता या आपस में समरूप नहीं होती।

विविध जीवों—पौधों, जंतुओं या कवकों—के अध्ययन से पता चलता है कि यद्यपि वे बाह्य आकृति, आंतरिक संरचना और शरीर-क्रिया में बहुत भिन्न हैं, जब लैंगिक प्रजनन की बात आती है तो आश्चर्यजनक रूप से वे एक समान प्रतिरूप साझा करते हैं। आइए पहले चर्चा करें कि इन विविध जीवों में कौन-सी विशेषताएँ समान हैं।

सभी जीवों को अपने जीवन में लैंगिक प्रजनन करने से पहले एक निश्चित वृद्धि और परिपक्वता स्तर तक पहुँचना होता है। इस वृद्धि की अवधि को किशोरावस्था कहा जाता है। पौधों में इसे वनस्पति चरण कहा जाता है। यह चरण विभिन्न जीवों में भिन्न-भिन्न अवधि का होता है।

किशोरावस्था/वनस्पति चरण का अंत, जो प्रजनन चरण की शुरुआत को दर्शाता है, उच्च स्तर के पौधों में आसानी से देखा जा सकता है जब वे फूल आते हैं। गेंदा/चावल/गेहूं/नारियल/आम के पौधों को फूल आने में कितना समय लगता है? कुछ पौधों में, जहाँ एक से अधिक बार फूल आते हैं, आप अंतर-फूल आने की अवधि को क्या कहेंगे - किशोरावस्था या परिपक्व?

अपने क्षेत्र के कुछ वृक्षों को देखें। क्या वे हर वर्ष एक ही माह में पुष्पित होते हैं? आपके विचार से आम, सेब, कटहल आदि फलों की उपलब्धता ऋतु-सापेक्ष क्यों है? क्या कुछ पौधे हैं जो वर्ष भर पुष्पित होते हैं और कुछ अन्य जो ऋतु-सापेक्ष पुष्पन दिखाते हैं? पौधे—वार्षिक और द्विवार्षिक प्रकार—स्पष्टतः वनस्पति, प्रजनन और वृद्धावस्था चरण दिखाते हैं, परंतु बहुवार्षिक प्रजातियों में इन चरणों को स्पष्टतः परिभाषित करना अत्यंत कठिन है। कुछ पौधे असामान्य पुष्पन घटना प्रदर्शित करते हैं; उनमें से कुछ, जैसे बांस की प्रजातियाँ, जीवन में केवल एक बार—प्रायः 50-100 वर्ष बाद—पुष्पित होती हैं, बड़ी संख्या में फल देती हैं और फिर मर जाती हैं। एक अन्य पौधा, स्ट्रोबिलैंथस कुन्थियाना (नीलकुरिन्जी), 12 वर्ष में एक बार पुष्पित होता है। जैसा कि आपमें से अनेक जानते होंगे, यह पौधा सितम्बर-अक्टूबर 2006 में पुष्पित हुआ था। इसके सामूहिक पुष्पन ने केरल, कर्नाटक और तमिलनाडु की पहाड़ी भूमि के विशाल क्षेत्रों को नीले रंग में रंग दिया और बड़ी संख्या में पर्यटकों को आकर्षित किया। जन्तुओं में किशोरावस्था के पश्चात् सक्रिय प्रजनन व्यवहार से पूर्व रूपात्मक और शारीरिक परिवर्तन होते हैं। विभिन्न जीवों में प्रजनन चरण की अवधि भी भिन्न-भिन्न होती है।

क्या आप उन परिवर्तनों की सूची बना सकते हैं जो मनुष्यों में प्रजनन परिपक्वता के सूचक होते हैं?

पक्षियों जैसे जानवरों के बीच, क्या वे साल भर अंडे देते हैं? या यह एक मौसमी घटना है? मेंढक और छिपकली जैसे अन्य जानवरों के बारे में क्या? आप देखेंगे कि प्रकृति में रहने वाले पक्षी केवल मौसमी रूप से अंडे देते हैं। हालांकि, कैद में रखे गए पक्षी (जैसे कि पोल्ट्री फार्मों में) को साल भर अंडे देने के लिए मजबूर किया जा सकता है। इस मामले में, अंडे देना प्रजनन से संबंधित नहीं है बल्कि मानव कल्याण के लिए एक वाणिज्यिक शोषण है। प्लेसेंटल स्तनधारियों की मादाएँ प्रजनन चरण के दौरान अंडाशय और सहायक नलिकाओं की गतिविधियों के साथ-साथ हार्मोनों में चक्रीय परिवर्तन दिखाती हैं। गैर-प्राइमेट स्तनधारियों जैसे गाय, भेड़, चूहे, हिरण, कुत्ते, बाघ आदि में, प्रजनन के दौरान ऐसे चक्रीय परिवर्तनों को एस्ट्रस चक्र कहा जाता है, जबकि प्राइमेट्स (बंदर, लंगूर और मनुष्य) में इसे मासिक चक्र कहा जाता है। कई स्तनधारी, विशेष रूप से वे जो प्राकृतिक, जंगली परिस्थितियों में रहते हैं, अपने प्रजनन चरण के दौरान ऐसे चक्र केवल अनुकूल मौसमों में ही दिखाते हैं और इसलिए इन्हें मौसमी प्रजनक कहा जाता है। कई अन्य स्तनधारी अपने पूरे प्रजनन चरण के दौरान प्रजनन रूप से सक्रिय रहते हैं और इसलिए इन्हें निरंतर प्रजनक कहा जाता है।

यह कि हम सब बड़े होते हैं (अगर हम लंबे समय तक जीवित रहें), यह हम सभी जानते हैं। लेकिन बड़े होने का क्या अर्थ है? प्रजनन चरण का अंत वृद्धावस्था या बुढ़ापे के एक मापदंड के रूप में माना जा सकता है। जीवनकाल के इस अंतिम चरण के दौरान शरीर में साथ-साथ परिवर्तन होते हैं (जैसे कि चयापचय की धीमी गति आदि)। वृद्धावस्था अंततः मृत्यु की ओर ले जाती है।

पौधों और जानवरों दोनों में, हार्मोन इन तीन चरणों के बीच संक्रमण के लिए उत्तरदायी होते हैं। हार्मोन और कुछ पर्यावरणीय कारकों के बीच पारस्परिक क्रिया प्रजनन प्रक्रियाओं और जीवों के संबंधित व्यवहारिक अभिव्यक्तियों को नियंत्रित करती है।

यौन प्रजनन की घटनाएँ: परिपक्वता प्राप्त करने के बाद, सभी यौन रूप से प्रजनित होने वाले जीव ऐसी घटनाओं और प्रक्रियाओं को प्रदर्शित करते हैं जिनमें उल्लेखनीय मौलिक समानता होती है, यद्यपि यौन प्रजनन से संबंधित संरचनाएँ वास्तव में बहुत भिन्न होती हैं। यौन प्रजनन की घटनाएँ यद्यपि विस्तृत और जटिल हैं, एक नियमित क्रम का अनुसरण करती हैं। यौन प्रजनन की विशेषता है नर और मादा युग्मकों के संलयन (या निषेचन), जाइगोट के निर्माण और भ्रूणविकास। सुविधा के लिए इन क्रमबद्ध घटनाओं को तीन अलग चरणों में समूहबद्ध किया जा सकता है, अर्थात् निषेचन-पूर्व, निषेचन और निषेचन-पश्चात् घटनाएँ।

1.2.1 निषेचन-पूर्व घटनाएँ

इनमें युग्मकों के संलयन से पहले यौन प्रजनन की सभी घटनाएँ सम्मिलित होती हैं। दो प्रमुख निषेचन-पूर्व घटनाएँ हैं युग्मकजनन और युग्मक स्थानांतरण।

1.2.1.1 युग्मकजनन

जैसा कि आप पहले से जानते हैं, युग्मकजनन उस प्रक्रिया को संदर्भित करता है जिसमें दो प्रकार के युग्मक – नर और मादा – बनते हैं। युग्मक हेप्लॉइड कोशिकाएँ होती हैं।

कुछ शैवालों में दो युग्मक इतने समान दिखते हैं कि उन्हें नर और मादा युग्मकों में वर्गीकृत करना संभव नहीं होता। इन्हें इसलिए समयुग्मक (समान युग्मक) (चित्र 1.5a) कहा जाता है। हालाँकि, अधिकांश लैंगिक रूप से प्रजनन करने वाले जीवों में बने युग्मक दो आकृति-विज्ञान रूप से भिन्न प्रकारों के (विषमयुग्मक) होते हैं। ऐसे जीवों में नर युग्मक को अंथरज़ॉइड या शुक्राणु कहा जाता है और मादा युग्मक को अंडाणु या ओवम (चित्र 1.5 b, c)।

जीवों में लैंगिकता: जीवों में लैंगिक प्रजनन सामान्यतः दो भिन्न व्यक्तियों के युग्मकों के संलयन से जुड़ा होता है। पर यह बात हमेशा सत्य नहीं होती। कक्षा XI में पढ़े उदाहरणों की स्मृति से क्या आप ऐसे मामले पहचान सकते हैं जहाँ आत-निषेचन देखा जाता है? पौधों में ऐसे उदाहरण देना तो आसान है।

पौधों में एक ही पौध में नर और मादा दोनों प्रजनन संरचनाएँ हो सकती हैं (उभयलिंगी) (चित्र 1.6 c, e) या अलग-अलग पौधों पर (एकलिंगी) (चित्र 1.6 d)। कई कवक और पौधों में, उभयलिंगी स्थिति को दर्शाने के लिए समलिंगी (homothallic) और एकगृही (monoecious) जैसे पदों का प्रयोग किया जाता है और एकलिंगी स्थिति को दर्शाने के लिए विषमलिंगी (heterothallic) और द्विगृही (dioecious) पदों का प्रयोग किया जाता है। पुष्पी पौधों में, एकलिंगी नर फूल पुंकेसरयुक्त होता है, अर्थात् पुंकेसर धारण करता है, जबकि मादा फूल गुणाशयी होता है या गुणाशय धारण करता है। कुछ पुष्पी पौधों में, नर और मादा दोनों फूल एक ही व्यक्ति पर उपस्थित हो सकते हैं (एकगृही) या अलग-अलग व्यक्तियों पर (द्विगृही)। एकगृही पौधों के कुछ उदाहरण कद्दू के पौधे और नारियल हैं और द्विगृही पौधों के उदाहरण पपीता और खजूर का पेड़ हैं। पुंकेसरयुक्त और गुणाशयी फूलों में बने युग्मकों के प्रकार का नाम बताइए।

लेकिन जानवरों के बारे में क्या? क्या सभी प्रजातियों के व्यक्ति या तो नर या मादा (एकलिंगी) होते हैं? या क्या ऐसी प्रजातियाँ हैं जिनमें दोनों प्रजनन अंग होते हैं (उभयलिंगी)? आप शायद एकलिंगी जानवरों की कई प्रजातियों की सूची बना सकते हैं। केंचुए, (चित्र 1.6 a) स्पंज, टेपवर्म और लीच, उभयलिंगी जानवरों के विशिष्ट उदाहरण हैं जिनमें नर और मादा दोनों प्रजनन अंग होते हैं, ये उभयलिंगी (hermaphrodites) हैं। तिलचट्टा (चित्र 1.6b) एकलिंगी प्रजाति का उदाहरण है।

गैमेट निर्माण के दौरान कोशिका विभाजन: सभी विषमगैमेटिक प्रजातियों में गैमेट दो प्रकार के होते हैं, अर्थात् नर और मादा। गैमेट हैप्लॉइड होते हैं यद्यपि मूल पादप शरीर जिससे वे उत्पन्न होते हैं या तो हैप्लॉइड या डिप्लॉइड हो सकता है। एक हैप्लॉइड माता-पिता माइटोटिक विभाजन द्वारा गैमेट उत्पन्न करता है। क्या इसका अर्थ यह है कि मियोसिस कभी भी हैप्लॉइड जीवों में नहीं होता है? कक्षा XI में अध्ययन किए गए शैवालों के जीवन चक्रों के फ्लो चार्ट्स (अध्याय 3) का सावधानीपूर्वक परीक्षण करें ताकि एक उपयुक्त उत्तर प्राप्त हो सके।

मोनेरा, फंगस, शैवाल और ब्रायोफाइटा से संबंधित कई जीवों में हैप्लॉइड पादप शरीर होता है, लेकिन प्टेरिडोफाइट्स, जिम्नोस्पर्म्स, एंजियोस्पर्म्स और अधिकांश जंतुओं में जिनमें मनुष्य भी शामिल हैं, माता-पिता का शरीर डिप्लॉइड होता है। यह स्पष्ट है कि यदि डिप्लॉइड शरीर को हैप्लॉइड गैमेट उत्पन्न करने हैं तो मियोसिस, अर्थात् अपचयी विभाजन, होना आवश्यक है।

डिप्लॉइड जीवों में, विशिष्ट कोशिकाएँ जिन्हें मियोसाइट्स (गैमेट माता कोशिका) कहा जाता है, मियोसिस से गुजरती हैं। मियोसिस के अंत में, केवल एक सेट गुणसूत्र प्रत्येक गैमेट में समाहित होता है। सावधानीपूर्वक तालिका 1.1 का अध्ययन करें और जीवों के डिप्लॉइड और हैप्लॉइड गुणसूत्रों की संख्या भरें। क्या मियोसाइट्स और गैमेटों की गुणसूत्र संख्या के बीच कोई संबंध है?

1.2.1.2 युग्मक स्थानांतरण

अपने निर्माण के बाद, नर और मादा युग्मकों को संलयन (निषेचन) की सुविधा के लिए भौतिक रूप से एक साथ लाया जाना चाहिए। क्या आपने कभी सोचा है कि युग्मक कैसे मिलते हैं? अधिकांश जीवों में, नर युग्मक गतिशील होता है और मादा युग्मक स्थिर होता है। अपवाद कुछ कवक और शैवाल हैं जिनमें दोनों प्रकार के युग्मक गतिशील होते हैं (चित्र 1.7a)। नर युग्मकों की गति के लिए एक माध्यम की आवश्यकता होती है। कई सरल पादपों जैसे शैवाल, ब्रायोफाइट्स और प्टेरिडोफाइट्स में, जल वह माध्यम है जिसके माध्यम से यह युग्मक स्थानांतरण होता है। बड़ी संख्या में नर युग्मक, हालांकि, मादा युग्मकों तक पहुंचने में असफल हो जाते हैं। परिवहन के दौरान नर युग्मकों की इस हानि की भरपाई के लिए, उत्पादित नर युग्मकों की संख्या मादा युग्मकों की संख्या से कई हजार गुना अधिक होती है।

बीज वाले पादपों में, परागकण नर युग्मकों के वाहक होते हैं और अंडाशय में अंडा होता है। इसलिए परागकोषों में उत्पन्न परागकणों को

इसे बीजाण्डांकुर (stigma) पर स्थानांतरित किया जाना चाहिए ताकि निषेचन हो सके (चित्र 1.7b)। उभयलिंगी, स्व-निषेचित करने वाले पौधों में, जैसे मटर, परागकणों का स्थानांतरण बीजाण्डांकुर पर अपेक्षाकृत आसान होता है क्योंकि परागकोश और बीजाण्डांकुर एक-दूसरे के निकट स्थित होते हैं; परागकण गिरने के तुरंत बाद बीजाण्डांकुर के संपर्क में आ जाते हैं। लेकिन पर-निषेचित करने वाले पौधों में (द्विलिंगी पौधों सहित), एक विशिष्ट घटना जिसे परागण कहा जाता है, परागकणों के बीजाण्डांकुर तक स्थानांतरण में सहायता करती है। परागकण बीजाण्डांकुर पर अंकुरित होते हैं और नर युग्मकों को ले जाने वाले परागनलिकाएं बीजाण्ड तक पहुँचती हैं और नर युग्मकों को अंडाणु के पास छोड़ती हैं। द्विलिंगी जानवरों में, चूँकि नर और मादा युग्मक भिन्न-भिन्न जीवों में बनते हैं, जीव को युग्मक स्थानांतरण के लिए एक विशेष तंत्र विकसित करना होता है। युग्मकों का सफल स्थानांतरण और एक साथ आना यौन प्रजनन की सबसे महत्वपूर्ण घटना, निषेचन, के लिए अत्यावश्यक है।

1.2.2 निषेचन

यौन प्रजनन की सबसे महत्वपूर्ण घटना शायद युग्मकों का संलयन है। इस प्रक्रिया, जिसे सिंगेमी कहा जाता है, के परिणामस्वरूप एक द्विगुणित युग्मनज (zygote) का निर्माण होता है। इस प्रक्रिया के लिए प्रायः निषेचन शब्द का भी प्रयोग किया जाता है। सिंगेमी और निषेचन शब्दों का प्रयोग प्रायः परस्पर विनिमय योग्य रूप में किया जाता है।

यदि सिंगेमी न हो तो क्या होगा? आकृति 1.7 (a) समलिंगी संपर्क कुछ शैवालों में; (b) पुष्प की वर्तिका पर अंकुरित परागकण यहाँ यह उल्लेख करना आवश्यक है कि कुछ जीवों—जैसे रोटिफ़र्स, मधुमक्खियाँ और यहाँ तक कि कुछ छिपकलियाँ तथा पक्षी (टर्की)—में मादा युग्मक निषेचन के बिना ही विकसित होकर नए जीव बनाती है। इस घटना को पार्थेनोजेनेसिस कहते हैं।

सिंगेमी कहाँ होता है? अधिकांश जलीय जीवों—जैसे अधिकांश शैवाल, मछलियाँ तथा उभयचर—में सिंगेमी बाह्य माध्यम (जल) में, अर्थात् जीव के शरीर के बाहर होता है। इस प्रकार के युग्मक संलयन को बाह्य निषेचन कहा जाता है। बाह्य निषेचन दिखाने वाले जीव लिंगों के बीच उत्कृष्ट तालमेल प्रदर्शित करते हैं और सिंगेमी की संभावना बढ़ाने के लिए बड़ी संख्या में युग्मक आसपास के माध्यम (जल) में मुक्त करते हैं। यह अस्थि मछलियों और मेंढकों में होता है जहाँ बड़ी संख्या में संतति उत्पन्न होती है। एक प्रमुख कमी यह है कि संतति वयस्कता तक पहुँचने तक शिकारियों के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होती है।

कई स्थलीय जीवों में—जैसे कवक, उच्च श्रेणी के जंतु जैसे सरीसृप, पक्षी, स्तनधारी और अधिकांश पादपों (ब्रायोफाइट्स, प्टेरिडोफाइट्स, जिम्नोस्पर्म्स और एंजियोस्पर्म्स)—सिंगैमी जीव के शरीर के अंदर होती है, इसलिए इस प्रक्रिया को आंतरिक निषेचन कहा जाता है। इन सभी जीवों में अंडा स्त्री जननांग के अंदर बनता है जहाँ वह नर युग्मक से मिलता है। आंतरिक निषेचन दिखाने वाले जीवों में नर युग्मक चलायमान होता है और अंडे तक पहुँचकर उससे मिलना होता है। इनमें यद्यपि शुक्राणुओं की संख्या बहुत अधिक होती है, अंडों की संख्या में उल्लेखनीय कमी होती है। बीज वाले पादपों में, हालाँकि, चलायमान रहित नर युग्मक पराग नलिकाओं द्वारा स्त्री युग्मक तक पहुँचाए जाते हैं।

1.2.3 निषेचनोत्तर घटनाएँ

यौन प्रजनन में युग्मक बनने के बाद की घटनाओं को निषेचनोत्तर घटनाएँ कहा जाता है।

1.2.3.1 युग्मक

द्विगुणित युग्मक का बनना सभी यौन प्रजनन करने वाले जीवों में सार्वभौमिक है। बाह्य निषेचन वाले जीवों में युग्मक बाहरी माध्यम (आमतौर पर जल) में बनता है, जबकि आंतरिक निषेचन दिखाने वाले जीवों में युग्मक जीव के शरीर के अंदर बनता है।

जाइगोट का आगे का विकास उस जीवन चक्र के प्रकार पर निर्भर करता है जिससे जीव संबंधित है और उस वातावरण पर जिसे वह अनुभव करता है। कवक और शैवाल से संबंधित जीवों में जाइगोट एक मोटी दीविका विकसित करता है जो सूखने और क्षति के प्रति प्रतिरोधी होती है। यह अंकुरण से पहले विश्राम की अवधि से गुजरता है। हेप्लॉन्टिक जीवन चक्र वाले जीवों में (जैसा कि आपने कक्षा ग्यारहवीं में पढ़ा है), जाइगोट मीओसिस द्वारा विभाजित होकर हेप्लॉयड बीजाणु बनाता है जो हेप्लॉयड व्यक्तियों में विकसित होते हैं। अपनी कक्षा ग्यारहवीं की पुस्तक से परामर्श करें और पता करें कि डिप्लॉन्टिक और हेप्लो-डिप्लॉन्टिक जीवन चक्र वाले जीवों में जाइगोट में किस प्रकार का विकास होता है। जाइगोट वह महत्वपूर्ण कड़ी है जो एक पीढ़ी के जीवों और अगली पीढ़ी के बीच प्रजातियों की निरंतरता सुनिश्चित करता है। प्रत्येक लैंगिक रूप से प्रजनन करने वाला जीव, जिसमें मानव भी शामिल हैं, जीवन की शुरुआत एक कोशिका – जाइगोट – के रूप में करता है।

1.2.3.2 भ्रूणजनन

भ्रूणजनन उस प्रक्रिया को संदर्भित करता है जिसमें जाइगोट से भ्रूण का विकास होता है। भ्रूणजनन के दौरान जाइगोट कोशिका विभाजन (माइटोसिस) और कोशिका विभेदन से गुजरता है। जबकि कोशिका विभाजन विकसित हो रहे भ्रूण में कोशिकाओं की संख्या बढ़ाता है; कोशिका विभेदन कोशिकाओं के समूहों को कुछ संशोधनों से गुजरने में मदद करता है ताकि विशिष्ट ऊतक और अंग बन सकें और एक जीव बन सके। आपने पिछली कक्षा में कोशिका विभाजन और विभेदन की प्रक्रिया के बारे में पढ़ा है।

जंतुओं को अंडज और जीवज के रूप में वर्गीकृत किया जाता है कि क्या जाइगोट का विकास मादा माता-पिता के शरीर के बाहर होता है या अंदर, अर्थात् क्या वे निषेचित/अनिषेचित अंडे देते हैं या जीवित बच्चों को जन्म देते हैं। अंडज जंतुओं जैसे सरीसृप और पक्षियों में, कठोर चूनेयुक्त खोल से ढके निषेचित अंडे पर्यावरण में किसी सुरक्षित स्थान पर रखे जाते हैं; इनकी अंडेसेती अवधि के बाद बच्चे बाहर आते हैं। दूसरी ओर, जीवज जंतुओं में (अधिकांश स्तनधारी जिनमें मनुष्य भी शामिल हैं), जाइगोट मादा जीव के शरीर के अंदर ही बच्चे में विकसित होता है। एक निश्चित विकास स्तर तक पहुँचने के बाद, बच्चे को मादा जीव के शरीर से बाहर निकाला जाता है। उचित भ्रूणीय देखभाल और सुरक्षा के कारण, जीवज जीवों में बच्चों के जीवित रहने की संभावना अधिक होती है।

पुष्पीय पौधों में, जाइगोट बीजाण्ड के अंदर बनता है। निषेचन के बाद फूल की बाह्यदल, दल और पुंकेसर मुरझाकर गिर जाते हैं। क्या आप किसी ऐसे पौधे का नाम बता सकते हैं जिसमें बाह्यदल जुड़े रहते हैं? परागांडी हालाँकि पौधे से जुड़ी रहती है। जाइगोट भ्रूण में विकसित होता है और बीजाण्ड बीज में बदल जाते हैं। अंडाशय फल में विकसित होता है जो एक मोटी दीवाल वाला परिकार्प विकसित करता है जो सुरक्षात्मक कार्य करता है (चित्र 1.8)। विसर्पण के बाद, बीज अनुकूल परिस्थितियों में अंकुरित होकर नए पौधे उत्पन्न करते हैं।

सारांश

प्रजनन एक प्रजाति को पीढ़ी दर पीढ़ी जीवित रहने में सक्षम बनाता है। जीवों में प्रजनन को मुख्यतः अलैंगिक और लैंगिक प्रजनन में वर्गीकृत किया जा सकता है। अलैंगिक प्रजनन में युग्मकों के संलयन की प्रक्रिया शामिल नहीं होती। यह उन जीवों में सामान्य है जिनकी संरचना अपेक्षाकृत सरल होती है जैसे कवक, शैवाल और कुछ अकशेरुकी जानवर। अलैंगिक प्रजनन द्वारा बने संतान समान होते हैं और इन्हें क्लोन कहा जा सकता है। जूस्पोर, कोनिडिया आदि कई शैवाल और कवक में बने सबसे सामान्य अलैंगिक संरचनाएं हैं। कलम और जेम्यूल निर्माण निचले स्तर के जानवरों में देखे जाने वाले सामान्य अलैंगिक तरीके हैं।

प्रोकैरियोट और एककोशिकी जीव कोशिका विभाजन या मातृ कोशिका की द्विभाजन द्वारा अलैंगिक रूप से प्रजनन करते हैं। कई जलीय और स्थलीय एंजियोस्पर्म प्रजातियों में, रनर, राइजोम, सकर, ट्यूबर, ऑफसेट आदि जैसी संरचनाएं नई संतान उत्पन्न करने में सक्षम होती हैं। अलैंगिक प्रजनन की इस विधि को सामान्यतः वनस्पति प्रचार कहा जाता है।

लैंगिक प्रजनन में युग्मकों के निर्माण और संलयन शामिल होते हैं। यह अलैंगिक प्रजनन की तुलना में एक जटिल और धीमा प्रक्रिया है। अधिकांश उच्च श्रेणी के जंतु लगभग पूरी तरह से लैंगिक विधि से प्रजनन करते हैं। लैंगिक प्रजनन की घटनाओं को पूर्व-निषेचन, निषेचन और उत्तर-निषेचन घटनाओं में वर्गीकृत किया जा सकता है। पूर्व-निषेचन घटनाओं में युग्मकजनन और युग्मक स्थानांतरण शामिल होते हैं जबकि उत्तर-निषेचन घटनाओं में युग्मनज और भ्रूणजनन का निर्माण शामिल होता है।

जीव द्विलिंगी या एकलिंगी हो सकते हैं। पादपों में लैंगिकता विविध होती है, विशेष रूप से आवृतबीजियों में, विविध प्रकार के पुष्पों के उत्पादन के कारण। पादपों को एकगृह और द्विगृह के रूप में परिभाषित किया जाता है। पुष्प द्विलिंगी या एकलिंगी पुष्प हो सकते हैं।

युग्मक प्रकृति में अगुणित होते हैं और सामान्यतः सीधे अर्धसूत्री विभाजन के उत्पाद होते हैं सिवाय अगुणित जीवों के जहाँ युग्मक समिति विभाजन द्वारा बनते हैं। नर युग्मकों का स्थानांतरण लैंगिक प्रजनन में एक आवश्यक घटना है। यह द्विलिंगी जीवों में अपेक्षाकृत आसान होता है। एकलिंगी जंतुओं में यह संभोग या एक साथ स्राव द्वारा होता है। आवृतबीजियों में, एक विशेष प्रक्रिया जिसे परागण कहा जाता है, परागकणों के स्थानांतरण को सुनिश्चित करती है जो परागकणों को वर्तिका तक ले जाती है।

सिंगेमी (निषेचन) नर और मादा युग्मकों के बीच होता है। सिंगेमी या तो बाह्य रूप से, जीवों के शरीर के बाहर या आंतरिक रूप से, शरीर के अंदर हो सकता है। सिंगेमी एक विशिष्ट कोशिका जिसे युग्मनज कहा जाता है के निर्माण की ओर ले जाता है।

निषेचन के बाद युग्मनज से भ्रूण के विकास की प्रक्रिया को भ्रूण-जनन कहा जाता है। जंतुओं में युग्मनज अपने बनने के तुरंत बाद विकास आरंभ कर देता है। जंतु अंडज या जीवज हो सकते हैं। जीवज जीवों में भ्रूण की सुरक्षा और देखभाल बेहतर होती है।

पुष्पीय पौधों में निषेचन के बाद अंडाशय फल में विकसित हो जाता है और अंडाणु बीज में परिपक्व हो जाते हैं। परिपक्व बीज के भीतर अगली पीढ़ी का जनक, भ्रूण होता है।