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पेड़ कैसे बढ़ते हैं?

पेड़ कैसे बढ़ते हैं?


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एक पेड़ के तने में उसके विकास के एक युवा चरण में एक कील डाली जाती है। कुछ वर्षों के बाद हम किस ऊंचाई पर कील पाएंगे? क्या यह उच्च या उसी ऊंचाई पर (कितनी सटीकता की सीमा?) पाया जाएगा जब इसे डाला गया था? मेरे पास दो विशिष्ट प्रश्न हैं:

  1. क्या इंटरकलरी मेरिस्टेम, जो इंटरनोड लंबाई में वृद्धि के लिए जिम्मेदार है, नाखून की सापेक्ष स्थिति को प्रभावित नहीं करता है?

  2. जब पौधे युवा अवस्था में होते हैं तो उनकी शाखाओं की स्थिति कम होती है, लेकिन कुछ वर्षों के बाद वे और अधिक बढ़ जाते हैं। यह कैसे होता है अगर विकास केवल शीर्ष पर होता है? उदाहरण के तौर पर, निम्न छवि में शाखाओं की स्थिति समय के साथ बदलती है। नाखून के साथ ऐसा क्यों नहीं होगा?


आपको कील उतनी ही ऊंचाई पर मिलेगी। पेड़ बढ़ते हैं a) उनकी शाखाओं की युक्तियों को जोड़कर (कभी-कभी नोड्स पर नई शाखाएं अंकुरित होते हैं), और 2) उनके व्यास में जोड़ते हैं। (छाल के अंदर केवल एक पतली परत वास्तव में बढ़ती है, जिससे वार्षिक वृद्धि के छल्ले बनते हैं।)

आपकी छवि में शाखाओं की स्थिति बदलना एक भ्रम है। शाखाएँ वास्तव में नहीं चलती हैं। क्या होता है कि ऊँची शाखाएँ बड़ी हो जाती हैं, निचली शाखाओं को छायांकित कर देती हैं, जो मर जाती हैं (या पत्ती रहित समर्थन शाखाएँ बन जाती हैं)। आप इसे सबसे स्पष्ट रूप से कई कोनिफ़र में देख सकते हैं, जहाँ मृत निचली शाखाएँ चड्डी पर रहती हैं। यदि आप एक ट्रंक को काटते और विभाजित करते हैं, जैसे कि जलाऊ लकड़ी के लिए, आपको लकड़ी में गांठें मिलेंगी जहां पुरानी, ​​​​अब मृत, शाखाएं जुड़ी हुई थीं।


जलवायु परिवर्तन के बारे में पेड़ हमें क्या बता सकते हैं?

लेकिन यह समझने के लिए कि पेड़ हमें क्या बताते हैं, हमें पहले मौसम और जलवायु के बीच के अंतर को समझना होगा।

मौसम एक विशिष्ट घटना है - जैसे बारिश का तूफान या गर्म दिन - जो थोड़े समय में होता है। मौसम को घंटों या दिनों के भीतर ट्रैक किया जा सकता है। जलवायु किसी स्थान पर लंबी अवधि (30 वर्ष या अधिक) में औसत मौसम की स्थिति है।

राष्ट्रीय मौसम सेवा के वैज्ञानिक 1891 से संयुक्त राज्य अमेरिका में मौसम पर नज़र रख रहे हैं। लेकिन पेड़ पृथ्वी की जलवायु का अधिक लंबा रिकॉर्ड रख सकते हैं। वास्तव में, पेड़ सैकड़ों और कभी-कभी हजारों वर्षों तक जीवित रह सकते हैं!

पिछली जलवायु के बारे में जानने के लिए वैज्ञानिक पेड़ों का उपयोग करने का एक तरीका पेड़ के छल्ले का अध्ययन करना है। यदि आपने कभी एक पेड़ के स्टंप को देखा है, तो आपने शायद देखा है कि स्टंप के शीर्ष पर छल्ले की एक श्रृंखला थी। यह थोड़ा बुल्सआई जैसा दिखता है।

एक पेड़ के प्रकाश और काले छल्ले। छवि क्रेडिट: फ़्लिकर क्रिएटिव कॉमन्स उपयोगकर्ता अमांडा ट्रॉमली

ये छल्ले हमें बता सकते हैं कि पेड़ कितना पुराना है, और पेड़ के जीवन के प्रत्येक वर्ष के दौरान मौसम कैसा था। हल्के रंग के छल्ले लकड़ी का प्रतिनिधित्व करते हैं जो वसंत और गर्मियों की शुरुआत में उगते हैं, जबकि गहरे रंग के छल्ले लकड़ी का प्रतिनिधित्व करते हैं जो देर से गर्मियों में उगते हैं और गिरते हैं। एक प्रकाश वलय और एक काला वलय पेड़ के जीवन के एक वर्ष के बराबर होता है।

पेड़ के छल्ले का रंग और चौड़ाई पिछली जलवायु परिस्थितियों के स्नैपशॉट प्रदान कर सकता है।

क्योंकि पेड़ स्थानीय जलवायु परिस्थितियों के प्रति संवेदनशील होते हैं, जैसे कि बारिश और तापमान, वे वैज्ञानिकों को उस क्षेत्र की स्थानीय जलवायु के बारे में कुछ जानकारी अतीत में देते हैं। उदाहरण के लिए, पेड़ के छल्ले आमतौर पर गर्म, गीले वर्षों में बड़े होते हैं और वे ठंडे और सूखे वर्षों में पतले होते हैं। यदि पेड़ ने तनावपूर्ण परिस्थितियों का अनुभव किया है, जैसे कि सूखा, तो उन वर्षों में पेड़ शायद ही कभी विकसित हो।

वैज्ञानिक आधुनिक पेड़ों की तुलना निकटतम मौसम केंद्र से तापमान और वर्षा के स्थानीय माप से कर सकते हैं। हालांकि, बहुत पुराने पेड़ इस बारे में सुराग दे सकते हैं कि माप दर्ज किए जाने से बहुत पहले की जलवायु कैसी थी।

इसे मेथुसेलह वृक्ष कहा जाता है, जो दुनिया के सबसे पुराने जीवित पेड़ों में से एक है। व्हाइट माउंटेन, कैलिफ़ोर्निया में एक ब्रिसलकोन पाइन पेड़ मेथुसेलह, लगभग 5,000 वर्ष पुराना माना जाता है। छवि क्रेडिट: ओके/विकिमीडिया कॉमन्स

ज्यादातर जगहों पर पिछले 100 से 150 साल का ही दैनिक मौसम रिकॉर्ड रखा गया है। इसलिए, सैकड़ों से हजारों साल पहले की जलवायु के बारे में जानने के लिए, वैज्ञानिकों को अन्य स्रोतों का उपयोग करने की आवश्यकता है, जैसे कि पेड़, मूंगा, और बर्फ के टुकड़े (ग्लेशियर से खोदी गई बर्फ की परतें)।

क्या छल्लों को देखने के लिए किसी पेड़ को काटना पड़ता है?

बिल्कुल नहीं! आप एक इंक्रीमेंट बेधक नामक उपकरण के साथ एक नमूना एकत्र करके एक पेड़ के छल्ले गिन सकते हैं। छेदक लकड़ी की एक पतली पट्टी निकालता है जो पेड़ के केंद्र तक जाती है। जब आप पट्टी को बाहर निकालते हैं, तो आप लकड़ी की पट्टी पर छल्ले गिन सकते हैं और पेड़ अभी भी उतना ही स्वस्थ है जितना हो सकता है!

एक छात्र यूटा में मंटी-लासाल राष्ट्रीय वन में एक इंक्रीमेंट बोरर के साथ ट्री कोर का नमूना लेना सीखता है। छवि क्रेडिट: यूएसडीए


पौधे कैसे बढ़ते और विकसित होते हैं

प्रारंभिक भ्रूण के माध्यम से क्रॉस-सेक्शन, जिसमें पूरे संवहनी ऊतक को विकसित करने वाली चार कोशिकाएं हाइलाइट की जाती हैं। हरे-लेबल वाली कोशिकाओं में पादप हार्मोन ऑक्सिन की अधिक मात्रा होती है और एक छोटी सामान्य कोशिका भित्ति साझा करती है जो पैटर्निंग के लिए महत्वपूर्ण होती है। उन्मुख कोशिका विभाजन के माध्यम से वृद्धि ज्यादातर पड़ोसी कोशिकाओं (लाल रंग में) में होगी।

समान दिखने वाली कोशिकाओं के एक छोटे से झुरमुट से तनों, पत्तियों और फूलों वाला एक पूरा पौधा कैसे विकसित होता है? बहुत लंबे समय तक, पौधों में ऊतक निर्माण की क्रियाविधि अस्पष्ट रही। वैगनिंगन यूनिवर्सिटी के बायोकेमिस्ट भी जवाब के साथ नहीं आए होंगे अगर यह उनके मॉडल निर्माण सहयोगियों के लिए नहीं था जो उनके गणितीय टूलबॉक्स के साथ पौधों के विकास का अनुकरण करते थे। वे वैज्ञानिक पत्रिका में तंत्र की अपनी संयुक्त खोज का वर्णन करते हैं विज्ञान 8 अगस्त की।

जानवरों के विपरीत, पौधे मोबाइल नहीं हैं और मिट्टी में लंगर डाले हुए हैं। इसी प्रकार, पादप कोशिकाएँ भी गतिहीन होती हैं। जहाँ जंतुओं का प्रारंभिक विकास कोशिका प्रवास की विशेषता है, वहीं पादप कोशिकाएँ एक-दूसरे से कसकर जुड़ी होती हैं। नतीजतन, पौधे का भ्रूण मुख्य रूप से तीन आयामों में सख्ती से उन्मुख कोशिका विभाजन के माध्यम से बढ़ता है। साथ ही कोशिकाओं के इन समूहों को विशिष्ट 'पहचान' प्राप्त करने की आवश्यकता होती है जो अंततः लकड़ी या संवहनी ऊतकों के गठन की ओर ले जाएगी। अब तक, यह पूरी तरह से स्पष्ट नहीं था कि ऊतक निर्माण के दौरान विकास और पैटर्न निर्माण की इन दो महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं को इस तरह से कैसे नियंत्रित किया जाता है कि निरंतर कोशिका विभाजन के बावजूद ऊतक स्थिर रहता है। शोधकर्ताओं ने पाया कि संवहनी ऊतकों का पैटर्न गठन पहले से ही होता है जब भ्रूण में केवल चार संवहनी अग्रदूत कोशिकाएं होती हैं।

वैगनिंगन विश्वविद्यालय के जैव रसायन प्रयोगशाला का अनुसंधान समूह दिखा सकता है कि एक आनुवंशिक नेटवर्क पौधे के संवहनी ऊतक विकास के दौरान कोशिका विभाजन के उन्मुखीकरण को नियंत्रित करता है। यह नेटवर्क जीन के एक सेट पर स्विच करता है जो प्लांट हार्मोन साइटोकिनिन के उत्पादन का कारण बनता है, जो बदले में, कोशिका विभाजन और उन डिवीजनों के उन्मुखीकरण को नियंत्रित करता है। "लेकिन तब हम फंस गए थे", शोधकर्ता बर्ट डी रयबेल बताते हैं। "हम यह दिखाने के लिए एक प्रयोग के बारे में नहीं सोच सके कि यह अनुवांशिक नेटवर्क एक साथ पैटर्न गठन को नियंत्रित करता है।" यह तब है जब सिस्टम बायोलॉजी की प्रयोगशाला के गणितीय प्रतिरूपक चित्र में आए। "हमने सोचा कि क्या वे चार प्रारंभिक कोशिकाएं वास्तव में समान हैं।" मिलाद अदिबी कहते हैं। "यदि वे चार संवहनी कोशिकाएं समान हैं, और एक पाई के टुकड़ों की तरह पूर्ण सममित हैं, तो इसका अनुकरण करते समय कुछ भी नहीं होगा।"

मॉडल प्लांट अरेबिडोप्सिस के प्रारंभिक भ्रूण का पार्श्व दृश्य, जिसमें सेलुलर कनेक्शन केंद्र में दो ऊर्ध्वाधर सेल दीवारों के रूप में दिखाई देता है।

इसलिए, बर्ट डी रयबेल और सहकर्मियों ने उनके द्वारा ली गई सूक्ष्म छवियों की फिर से जांच की। "हमारे आश्चर्य के लिए, चार प्रारंभिक संवहनी कोशिकाओं की हमारी छवियों ने दिखाया कि कोशिकाएं एक-दूसरे को एक बिंदु पर स्पर्श नहीं करती हैं। दो विरोधी कोशिकाएं कोशिका दीवार का एक छोटा टुकड़ा साझा करती हैं। इस तरह, वे कोशिकाओं की दूसरी जोड़ी से अलग होती हैं। हम इस सेलुलर कनेक्शन को 1995 से पुरानी रिकॉर्डिंग पर भी देख सकते थे। किसी ने भी इसे कभी नहीं देखा था, जब तक कि मॉडेलर्स ने यह नहीं बताया कि सैद्धांतिक रूप से यह कनेक्शन मौजूद होना चाहिए।"

इसलिए चार-कोशिका चरण समान कोशिकाओं का एक साधारण झुरमुट नहीं है। पैटर्निंग का रहस्य इस प्रकार एक सामान्य सेल वॉल कनेक्शन का संयोजन और प्लांट हार्मोन ऑक्सिन की एकाग्रता में थोड़ा अंतर है। इन शोधकर्ताओं द्वारा खोजा गया आनुवंशिक सर्किट यह सुनिश्चित करता है कि चार कोशिकाएं आगे एक पूर्ण संवहनी ऊतक में विकसित होती हैं जिसमें अलग-अलग प्रकार की कोशिकाएँ होती हैं। शोधकर्ता आगे दिखा सकते हैं कि इस नेटवर्क की स्थानीय गतिविधि, उच्च ऑक्सिन सामग्री वाली कोशिकाओं में, पड़ोसी कोशिकाओं के विभाजन की ओर ले जाती है और इस प्रकार पूरे ऊतक के लिए एक आयोजक के रूप में काम करती है। एक ही आनुवंशिक नेटवर्क इस प्रकार उन्मुख कोशिका विभाजन और पैटर्न निर्माण के माध्यम से दोनों विकास को नियंत्रित करता है जिससे विभिन्न प्रकार की कोशिकाएँ बनती हैं।

"यह तालमेल का एक मॉडल उदाहरण है, जिसमें सैद्धांतिक गणितीय मॉडल के साथ प्रयोगात्मक जैव रासायनिक और अनुवांशिक शोध के संयोजन से उपन्यास अंतर्दृष्टि की ओर जाता है, न ही शोध समूह स्वयं द्वारा पूरा किया जा सकता है!", प्रोफेसर के मुताबिक। डॉल्फ वीजर्स (बायोकेमिस्ट्री) और क्रिश्चियन फ्लेक (सिस्टम्स बायोलॉजी)।


इस विज्ञान परियोजना के लिए आपको अपनी स्वयं की प्रयोगात्मक प्रक्रिया विकसित करने की आवश्यकता होगी। सारांश टैब में जानकारी को आरंभिक स्थान के रूप में उपयोग करें। यदि आप अपने विचारों पर चर्चा करना चाहते हैं या समस्या निवारण में सहायता की आवश्यकता है, तो एक विशेषज्ञ से पूछें फ़ोरम का उपयोग करें। हमारे विशेषज्ञ आपके लिए काम नहीं करेंगे, लेकिन यदि आप विशिष्ट प्रश्नों के साथ उनके पास आते हैं तो वे सुझाव देंगे और मार्गदर्शन प्रदान करेंगे।

यदि आप पूरे निर्देशों के साथ एक प्रोजेक्ट आइडिया चाहते हैं, तो कृपया शीर्षक के अंत में बिना तारक (*) के एक को चुनें।


बीज कैसे पेड़ बनते हैं

अंकुर (अंकुरण)

एक बार बीज को सही परिस्थितियाँ मिल जाने के बाद, उसे स्वयं को सुरक्षित करने की आवश्यकता होती है। पहली जड़ बीज के माध्यम से टूट जाती है, इसे लंगर डालती है और विकासशील पौधे के लिए पानी लेती है। अंकुरण में अगला चरण भ्रूणीय प्ररोह का उदय है।

शूट मिट्टी के माध्यम से ऊपर धकेलता है, शूट के पत्ते या तो जमीन से ऊपर की ओर बढ़ते हैं या नीचे सड़ते हैं क्योंकि बाकी शूट ऊपर बढ़ता है।

अंकुर

जमीन से ऊपर होने पर एक अंकुर अंकुर बन जाता है। यह चरण तब होता है जब पेड़ों को बीमारियों और हिरणों के चरने जैसी क्षति से सबसे अधिक खतरा होता है।

पौधा

3 फीट से अधिक लंबा होने पर एक पेड़ एक पौधा बन जाता है। पौधे के चरण की लंबाई पेड़ की प्रजातियों पर निर्भर करती है, लेकिन पौधे की विशेषताएं परिभाषित होती हैं:

  • लचीली चड्डी
  • परिपक्व पेड़ों की तुलना में चिकनी छाल
  • फल या फूल पैदा करने में असमर्थता।

वास्तव में लंबे जीवन काल वाले पेड़ जैसे कि यस और ओक, सिल्वर बर्च और जंगली चेरी जैसी छोटी प्रजातियों की तुलना में अधिक लंबे समय तक पौधे हैं।

परिपक्व पेड़

एक पेड़ परिपक्व हो जाता है जब वह फल या फूल पैदा करना शुरू कर देता है। यह तब होता है जब पेड़ अपने सबसे अधिक उत्पादक होता है। यह कब तक उत्पादक रहेगा यह प्रजातियों पर निर्भर करता है।

एक ठेठ अंग्रेजी ओक का पेड़ लगभग 40 साल की उम्र में बलूत का उत्पादन करना शुरू कर देता है, जो उत्पादकता में लगभग 80-120 वर्षों में चरम पर होता है। ओक्स, सामान्य तौर पर, जीवन चक्र में आगे बढ़ने से पहले 300 वर्षों तक उत्पादक हो सकता है और फिर 300 वर्षों तक आराम कर सकता है। इसके विपरीत, रोवन लगभग 15 वर्षों के बाद जामुन का उत्पादन शुरू करता है, और 120 साल या तो यह पहले से ही अपने जीवन के अंत में है।

ये फल बिखर जाते हैं और जीवन चक्र दोहराता है, लेकिन यह एक पेड़ की यात्रा का अंत नहीं है।


पेड़ और जंगल कैसे बढ़ते हैं?

इस महीने हम इस बात की खोज करके अपने हाथ गंदे करने जा रहे हैं कि पेड़ कैसे उगते हैं और जंगल में पेड़ कैसे परस्पर क्रिया करते हैं। मेरी खोज आपको यह समझने में मदद करना है कि यह आपके जंगल में देखे जाने वाले पेड़ों से कैसे जुड़ा है, और समय के साथ पेड़ों के प्रकार क्यों बदलते हैं। यदि आप पेड़ लगाना चाहते हैं तो वृक्ष जीव विज्ञान को समझना भी महत्वपूर्ण है (अर्थात आप किस प्रकार की मिट्टी और सूर्य की परिस्थितियों में काम कर रहे हैं?)

किसी भी अन्य पौधे की तरह, पेड़ों को भी जीवित रहने के लिए सूर्य, पानी और पोषक तत्वों की आवश्यकता होती है। एक पेड़ के तीन मुख्य भाग होते हैं: जड़ें, तना और मुकुट (शाखाएं और पत्ते), और प्रत्येक पेड़ को सूर्य, पानी और पोषक तत्वों का उपयोग करने में मदद करने में एक भूमिका निभाता है। जड़ें मिट्टी से पानी और पोषक तत्वों को अवशोषित करती हैं। पेड़ के विकास के लिए चीनी का उत्पादन करने के लिए ताज पानी, पोषक तत्वों और सूरज की रोशनी का उपयोग करता है। एक पेड़ के तने का अधिकांश भाग मृत लकड़ी का होता है, लेकिन सबसे बाहरी भाग सीधे खुरदरी छाल के नीचे होता है, जहाँ सभी क्रियाएँ होती हैं। ऐसी कोशिकाएं हैं जो पानी और पोषक तत्वों को जड़ों से ताज तक ले जाने वाले तिनके की तरह काम करती हैं, और कोशिकाओं का एक दूसरा समूह शर्करा को ताज से जड़ों तक ले जाता है।

यहाँ किकर है, किसी भी स्थान में केवल इतना ही सूरज, पानी और पोषक तत्व उपलब्ध हैं, और उस क्षेत्र में मौजूद पेड़ों को उन संसाधनों के लिए प्रतिस्पर्धा करनी पड़ती है। वे पेड़ जो प्रतिस्पर्धा कर सकते हैं या उन परिस्थितियों के अनुकूल हैं, वे फलेंगे-फूलेंगे। अन्यथा वे मरने की प्रवृत्ति रखते हैं।

पेड़ अपने बढ़ने के तरीके को बदलकर उन परिस्थितियों के साथ तालमेल बिठा सकते हैं जिनमें वे हैं। उदाहरण के लिए, एक खुले खेत में उगने वाले उस बड़े ओक के पेड़ के बारे में सोचें। उस ओक के पास वह सारा सूरज है जो वह चाहता है, अपने लिए। परिणाम सूर्य का लाभ उठाने के लिए बहुत सारी पत्तियों वाली लंबी, फैली हुई शाखाएँ हैं। हालांकि, अगर वही ओक अधिक भीड़-भाड़ वाले जंगल में उगाया जाता, तो यह लंबी शाखाओं और बहुत सारी पत्तियों को उगाने में मूल्यवान ऊर्जा खर्च नहीं करता जो केवल आसपास के पेड़ों से छायांकित होती। इसके बजाय, यह अपनी ऊर्जा को लंबे और पतले होने के लिए सूरज में तेजी से उठने के लिए लगाता है।

हालांकि कुछ पेड़ों ने अधिक प्रतिकूल मिट्टी और हल्की परिस्थितियों में बढ़ने के लिए अनुकूलित किया है, अधिकांश पेड़ अपेक्षाकृत विशिष्ट परिस्थितियों में ही अच्छी तरह से विकसित होते हैं। मिट्टी उपलब्ध पोषक तत्वों की मात्रा में भिन्न होती है, इसलिए कुछ पेड़ों ने रेतीली मिट्टी में रहने के लिए अनुकूलित किया है जो कम पोषक तत्व युक्त हैं। इसका मतलब यह नहीं है कि वे रेत के अनुकूल पेड़ अधिक पोषक तत्वों से भरपूर मिट्टी में नहीं उगेंगे, लेकिन इसका मतलब है कि वे अब उन लोगों से आगे निकल सकते हैं जो रेत को संभाल नहीं सकते हैं। कुछ पेड़ों को बढ़ने और जीवित रहने के लिए बहुत अधिक सूर्य की आवश्यकता होती है, जबकि अन्य को छायादार परिस्थितियों में बढ़ने के लिए अनुकूलित किया जाता है। फिर, वे पेड़ जो छायादार परिस्थितियों के अनुकूल होते हैं, वे पूर्ण सूर्य में उग सकते हैं। हालांकि, पूर्ण सूर्य अनुकूलित पेड़ छाया में जीवित या विकसित नहीं होंगे। एक जमींदार के रूप में यह अवधारणा आपके लिए महत्वपूर्ण है, खासकर यदि आप विशिष्ट पेड़ों में रुचि रखते हैं। उदाहरण के लिए, यदि आप टर्की के लिए एकोर्न का उत्पादन करना चाहते हैं, तो आपको विभिन्न ओक प्रजातियों के लिए मिट्टी और सूरज की प्राथमिकताओं को समझना होगा।

कैसे पेड़ एक दूसरे की जगह लेते हैं यह इस समीकरण का अगला भाग है। एक पेड़ (या पेड़) बुढ़ापे या खराब स्वास्थ्य या प्राकृतिक घटना से मर जाता है, और अन्य छोटे पेड़ नए उपलब्ध संसाधनों का लाभ उठाने के लिए पंखों में इंतजार कर रहे हैं। आइए देखें कि जंगल में विशिष्ट पेड़ों के लिए इसका क्या अर्थ है। आपके वुडलैंड्स कहाँ स्थित हैं, इसके आधार पर, वनवासी आपके पेड़ के रास्ते का काफी अच्छी तरह से अनुमान लगा सकते हैं। उदाहरण के लिए, WI के पूर्वोत्तर भाग में, ऐसी मिट्टी पाई जाती है जिसे मेसिक (पानी/नमी की एक मध्यम मात्रा) माना जाता है और पोषक तत्वों से भरपूर होती है। यदि आपके पास एक खुला मैदान (पूर्ण सूर्य) होता, तो बढ़ने वाले पहले पेड़ ऐस्पन और सफेद सन्टी होंगे। समय के साथ, आपके पास इन ऐस्पन और सफेद सन्टी के साथ एक जंगल होगा, लेकिन चूंकि उन्हें उगने के लिए बहुत सारे सूरज की आवश्यकता होती है, इसलिए वे अपने नीचे थोड़ा सा ऐस्पन और सफेद सन्टी पैदा नहीं कर सकते। इसके बजाय, चीनी मेपल, बासवुड, सफेद राख, हिकॉरी और एल्म्स छायादार बढ़ती परिस्थितियों का लाभ उठाने के लिए आगे बढ़ रहे हैं। जैसे ही एस्पेन और बर्च मर जाते हैं, जंगल का अगला चरण ये पेड़ होंगे, जब तक कि कुछ ऐसा नहीं होता (आग, हवा का तूफान या कुछ और) जो लगभग सभी पेड़ों को गिरा देता है और खुलता है जो फिर से पूर्ण सूर्य के लिए होता है जहां एस्पेन और बर्च फलना - फूलना। इस प्रक्रिया को उत्तराधिकार कहा जाता है।

यह और अधिक जटिल हो जाता है, लेकिन मैं आपको गोर से बचाऊंगा। वनवासी विभिन्न पेड़ों और वन प्रक्रियाओं की आवश्यकताओं से अच्छी तरह वाकिफ हैं। वे आपको यह समझने में मदद कर सकते हैं कि आपके जंगल में कौन से पेड़ सबसे अच्छे होंगे, और यह समय के साथ कैसे बदल सकता है। यदि आप इनमें से किसी भी अवधारणा के बारे में अधिक जानना चाहते हैं, तो इन तीन प्रकाशनों को देखें:


पौधे माइकोराइजा की मदद कैसे करते हैं?

पौधे महान माली बनाते हैं। जैसे हम अपने बगीचों में खाद डालते हैं, वैसे ही पौधे अपने माइकोराइजा को खिलाते हैं। पौधे प्रकाश-संश्लेषण द्वारा पत्तियों में उत्पन्न अतिरिक्त शर्करा को ग्रहण कर जड़ों तक भेजेंगे। यहां से, माइकोराइजा खुद को बनाए रखने के लिए इसे अवशोषित करने में सक्षम हैं। भूमिगत सूरज की रोशनी बहुत कम होती है, और अगर होता भी है, तो माइकोराइजा पौधों की तरह इसकी कटाई नहीं कर पाएगा क्योंकि उनके पास प्रकाश संश्लेषण के लिए आवश्यक उपकरण नहीं हैं। पौधों की चीनी वस्तुतः माइकोराइजा को पोषित और जीवित रखती है।


कैसे जलवायु परिवर्तन पौधों की वृद्धि को बदल देता है

अरबीडोफिसिस थालीआना अक्सर एक मॉडल जीव के रूप में प्रयोग किया जाता है। श्रेय: मार्कस स्कोल्ज़ / एमएलयू

ग्लोबल वार्मिंग न केवल पौधों की जैव विविधता को प्रभावित करता है - यह पौधों के बढ़ने के तरीके को भी बदल देता है। मार्टिन लूथर यूनिवर्सिटी हाले-विटेनबर्ग (एमएलयू) के शोधकर्ताओं की एक टीम ने लीबनिज़ इंस्टीट्यूट फॉर प्लांट बायोकैमिस्ट्री (आईपीबी) के साथ मिलकर यह पता लगाया कि पौधों की वृद्धि में कौन सी आणविक प्रक्रियाएं शामिल हैं। में वर्तमान जीवविज्ञान, समूह उच्च तापमान पर विकास को नियंत्रित करने वाले तंत्र पर अपने नवीनतम निष्कर्ष प्रस्तुत करता है। भविष्य में, यह उन पौधों की नस्ल में मदद कर सकता है जो ग्लोबल वार्मिंग के अनुकूल हैं।

पौधे जानवरों की तुलना में तापमान में उतार-चढ़ाव के प्रति अधिक संवेदनशील रूप से प्रतिक्रिया करते हैं। वे गर्म या ठंडे स्थानों की तलाश करने में भी असमर्थ हैं। एमएलयू के एक कृषि वैज्ञानिक प्रोफेसर मार्सेल क्विंट बताते हैं, "जब तापमान बढ़ता है, तो पौधे खुद को ठंडा करने के लिए लंबे हो जाते हैं। उनके डंठल लंबे हो जाते हैं और उनकी पत्तियां संकरी हो जाती हैं और दूर-दूर तक फैल जाती हैं। फिर भी, यह पौधे को और अधिक अस्थिर बनाता है।" . यह ध्यान देने योग्य है, उदाहरण के लिए, अनाज की कटाई के दौरान। अस्थिर पौधे बारिश में तेजी से झुकते हैं और आम तौर पर कम बायोमास का उत्पादन करते हैं। प्रोटीन जैसे प्रमुख पदार्थों के अनुपात में भी कमी आई है, जिन्हें अनाज की गिरी में संग्रहित किया जा सकता है।

"जबकि मैक्रोलेवल पर तापमान और पौधों की वृद्धि के बीच संबंध अपेक्षाकृत अच्छी तरह से समझा जाता है, आणविक स्तर पर अभी भी कई खुले प्रश्न हैं। हम अभी यह समझना शुरू कर रहे हैं कि पौधे तापमान में परिवर्तन का पता कैसे लगाते हैं और इसे विशिष्ट प्रतिक्रियाओं में अनुवाद करते हैं," क्विंट कहते हैं। पहले के अध्ययनों से पता चला है कि प्रोटीन PIF4 सीधे पौधे की वृद्धि को नियंत्रित करता है और यह प्रोटीन भी तापमान पर निर्भर है। जब यह ठंडा होता है, तो PIF4 कम सक्रिय होता है - दूसरे शब्दों में, पौधा नहीं बढ़ता है। उच्च तापमान पर, PIF4 वृद्धि को बढ़ावा देने वाले जीन को सक्रिय करता है और पौधा लंबा हो जाता है। "अब तक यह स्पष्ट नहीं था कि प्लांट कैसे जानता है कि पीआईएफ 4 को कब सक्रिय करना है और कितना जारी किया जाना चाहिए। तापमान नियंत्रित विकास के सटीक सिग्नलिंग मार्ग के बारे में हमारे ज्ञान में बड़े अंतराल थे," क्विंट कहते हैं।

हाले में अनुसंधान समूह ने अब यही खोजा है। उन्होंने मॉडल प्लांट थेल क्रेस (अरबीडोप्सिस थालियाना) के पौधों के विकास व्यवहार की जांच की। आम तौर पर, इसके अंकुर 20 डिग्री सेल्सियस (68 डिग्री फ़ारेनहाइट) पर छोटे तने बनाते हैं। ये तने 28 डिग्री (82.4 डिग्री फारेनहाइट) पर काफी लंबे हो जाते हैं। प्रयोगशाला में, वैज्ञानिकों ने एक जीन दोष वाले पौधों की पहचान की, जो अभी भी केवल 28 डिग्री पर छोटे तने बनाते हैं। फिर उन्होंने विकास में इस कमी के संभावित कारणों की खोज की। उन्होंने एक हार्मोन की खोज की जो उच्च तापमान पर पीआईएफ 4 जीन को सक्रिय करता है, इस प्रकार प्रोटीन का उत्पादन करता है। उत्परिवर्तित पौधों में यह प्रतिक्रिया नहीं हुई। "हमने अब सिग्नलिंग मार्ग में इस विशेष हार्मोन की भूमिका की खोज की है और एक तंत्र पाया है जिसके माध्यम से विकास प्रक्रिया को उच्च तापमान पर सकारात्मक रूप से नियंत्रित किया जाता है," क्विंट बताते हैं। यह अध्ययन एक शोध परियोजना की परिणति है जिसे 2016 के अंत तक ड्यूश फ़ोर्सचुंग्सगेमिंसचाफ्ट (डीएफजी, जर्मन रिसर्च फाउंडेशन) द्वारा वित्त पोषित किया गया था और जो अब एक अनुवर्ती परियोजना में डीएफजी से धन प्राप्त करना जारी रखेगा।

हाले के शोध समूह के निष्कर्ष भविष्य में ऐसे पौधों के प्रजनन में मदद कर सकते हैं जो उच्च तापमान पर भी स्थिर रहते हैं और पर्याप्त पैदावार देने में सक्षम होते हैं। इसे प्राप्त करने के लिए, मॉडल पौधों पर बुनियादी शोध के निष्कर्षों को पहले अनाज जैसे खेती वाले पौधों में स्थानांतरित करना होगा।


किस प्रकार के शंकुधारी वनों को आग की आवश्यकता होती है?

आग कैसे अधिक विविध पारिस्थितिक तंत्र बनाती है इसका एक प्रमुख उदाहरण दक्षिणी लंबी पत्ती वाले देवदार के जंगल हैं। ये जंगल एक बार दक्षिण-पूर्वी यू.एस. के अधिकांश हिस्सों में फैले हुए थे, फिर भी कृषि भूमि में रूपांतरण, अति-लॉगिंग और आग दमन के कारण, ये वन केवल उन भूमि के एक छोटे से हिस्से पर कब्जा करते थे जिन पर वे हावी थे। लंबी पत्ती वाले चीड़ के पारिस्थितिक तंत्र के लिए आग कितनी महत्वपूर्ण है, यह देखने के लिए इस वीडियो को देखें:

वैज्ञानिकों ने हाल ही में महसूस किया है कि इस प्रकार के पारिस्थितिक तंत्र के लिए आग कितनी महत्वपूर्ण है, और अब वे गियर बदल रहे हैं: वे वास्तव में कुछ शंकुधारी जंगलों को संरक्षित करने के लिए प्रबंधन उपकरण के रूप में आग का उपयोग कर रहे हैं जो हमारे पास बचे हैं। यह प्रक्रिया कैसे काम करती है, इसकी जाँच के लिए रोब ने दक्षिणी अग्नि वैज्ञानिकों के एक समूह के साथ पकड़ा:

अन्य प्रकार के शंकुधारी जंगलों को अन्य कारणों से आग की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, मिडवेस्ट और कनाडा के उत्तरी भाग में जैक पाइन के जंगल, वास्तव में तब तक प्रजनन नहीं कर सकते जब तक कि जंगल में आग न लग जाए। वे बनाते हैं ऋतु में देर करके फलने-फूलनेवाला शंकु, जिसका अर्थ है कि वे हमेशा रेजिन और मोम द्वारा कसकर बंद होते हैं, और बीज शारीरिक रूप से शंकु से बाहर नहीं निकल सकते हैं - जब तक कि जंगल की आग नहीं आती है और मोम को पिघला देता है, बीज को छोड़ देता है।

जैक पाइन वन अपने आप में अद्वितीय हैं, लेकिन उनके पास एक और दुर्लभ निवासी भी है: कीर्टलैंड वारब्लर्स। इन छोटे भूरे और पीले पक्षियों के पास कुछ सबसे विशिष्ट आवास आवश्यकताएं हैं जिनके बारे में आप सोच सकते हैं: वे केवल जैक पाइन जंगलों के बड़े, शुद्ध स्टैंड में घोंसला बनाते हैं, और पेड़ स्वयं 5-20 फीट ऊंचे और 6-22 वर्ष के बीच होने चाहिए। .

कई अन्य अग्नि-अनुकूलित शंकुधारी जंगलों की तरह, जैक पाइंस पारिस्थितिकी तंत्र में गिरावट आई है, और इस छोटे पक्षी की आबादी उनके साथ गिर गई। 1974 तक, अस्तित्व में केवल 167 ज्ञात पक्षी थे, और वे सभी उत्तरी मिशिगन में एक ही काउंटी में पैदा हुए थे। जैक पाइन वनों के लिए गहन प्रबंधन कार्यक्रमों के लिए धन्यवाद, जनसंख्या अंततः बढ़ रही है: 2011 में, जीवविज्ञानी ने 1,828 पक्षियों की गणना की। उन्हें हाल ही में पहली बार पूरी तरह से नए राज्यों में देखा गया था:


पेड़ कैसे बढ़ते हैं? - जीव विज्ञान

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    जानवर कैसे बढ़ते हैं?

    बहुत से लोग कहते हैं, "आप वही हैं जो आप खाते हैं।" इस कथन में कुछ सच्चाई है। जानवरों द्वारा खाए जाने वाले भोजन को कोशिकाओं के लिए उपयोगी ऊर्जा में परिवर्तित किया जा सकता है या नई कोशिकाओं के निर्माण के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, जो त्वचा और मांसपेशियों जैसे ऊतकों का निर्माण करते हैं।

    विकास के दौरान खाद्य पदार्थ वास्तव में ऊतकों में कैसे परिवर्तित होते हैं? विकास की प्रक्रिया में भोजन खाना, पाचन के माध्यम से भोजन को तोड़ना, भोजन से पोषक तत्वों को अवशोषित करना और ऊतक का निर्माण करना शामिल है।

    मंडुका कैटरपिलर अपने दिन का अधिकांश समय खाने में बिताते हैं।

    चरण 1: भोजन

    विकास की इस प्रक्रिया को शुरू करने के लिए जीवों को खाने की जरूरत होती है। मंडुका जैसे कीड़ों को आकार में 1000 गुना गुणा करने के लिए बहुत कुछ खाना चाहिए। कई जानवर अपने दिन का अधिकांश समय भोजन करने में व्यतीत करते हैं।

    चरण 2: पाचन

    जबकि कुछ जानवर अपना भोजन पूरा खाते हैं, अधिकांश जानवर अपने भोजन को छोटे टुकड़ों में तोड़ने के लिए चबाते हैं, इसे यांत्रिक पाचन के रूप में जाना जाता है। ये टुकड़े कोशिकाओं में फिट होने के लिए पर्याप्त छोटे नहीं होते हैं, इसलिए अगला कदम पाचन एंजाइमों और पेट के एसिड का उपयोग करके भोजन में अणुओं को और भी छोटे टुकड़ों में रासायनिक रूप से पचाना है। ऐसे विशिष्ट एंजाइम होते हैं जो भोजन में पाए जाने वाले अणुओं को तोड़ते हैं, जिनमें शामिल हैं: लिपिड, कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड।

    चरण 3: अवशोषण

    एक बार जब लिपिड, कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड पच जाते हैं, तो उन्हें ऊतकों के लिए प्रयोग करने योग्य ऊर्जा में बदल दिया जा सकता है, या ऊतकों को स्वयं बना सकते हैं।

    उदाहरण के लिए, भोजन से प्राप्त प्रोटीन को अमीनो एसिड में तोड़ दिया जाता है, जिसका उपयोग मांसपेशियों के ऊतकों को बनाने वाली कोशिकाओं में पाए जाने वाले प्रोटीन के निर्माण के लिए किया जा सकता है, और लिपिड सभी कोशिकाओं की झिल्लियों में पाए जाने वाले फैटी एसिड का स्रोत प्रदान करते हैं, जो बनाते हैं। ऊतक।

    तो एक मंडुका लार्वा अपने आकार को 1000 गुना कैसे बढ़ा देता है? यह अपने द्वारा खाए जाने वाले खाद्य पदार्थों से लिपिड, कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड लेता है, और उनका उपयोग अधिक नई कोशिकाओं को बनाने के लिए करता है, जिससे इसके शरीर का आकार बढ़ता है। यह वही प्रक्रिया है जो मच्छरों से लेकर ब्लू व्हेल तक सभी जीवित चीजों में वृद्धि के लिए उपयोग की जाती है।


    अंतर्वस्तु

    हम नैश-विलियम्स क्रुस्कल द्वारा सिद्ध किए गए संस्करण को कुछ हद तक मजबूत बनाते हैं। हमारे विचार में सभी पेड़ सीमित हैं।

    एक पेड़ T को एक रूट के साथ दिया गया है, और दिए गए वर्टिस v , w , v के उत्तराधिकारी को कॉल करें यदि रूट से w तक का अनूठा पथ v शामिल है, और w को v का तत्काल उत्तराधिकारी कॉल करें यदि अतिरिक्त रूप से v से w के पथ में कोई नहीं है अन्य शीर्ष।

    X को आंशिक रूप से क्रमित समुच्चय मानें। अगर टी1 , टी2 जड़ वाले पेड़ हैं जिनके शीर्षों को X में लेबल किया गया है, हम कहते हैं कि टी1 inf-एम्बेडेबल है टी2 और लिखा टी1टी2 यदि के शीर्षों से एक इंजेक्शन मानचित्र F है तो टी1 के कोने तक टी2 ऐसा है कि

    • सभी शीर्षों के लिए v . टी1 , v का लेबल के लेबल से पहले आता है एफ(वी) ,
    • यदि w, v in . का कोई उत्तराधिकारी है टी1 , फिर एफ(वू) का उत्तराधिकारी है एफ(वी) , तथा
    • अगर वू1 , वू2 v के कोई दो भिन्न तत्काल उत्तराधिकारी हैं, तो से पथ एफ(वू1) प्रति एफ(वू2) में टी2 शामिल है एफ(वी) .

    क्रुस्कल का वृक्ष प्रमेय तब कहता है:

    यदि एक्स अच्छी तरह से अर्ध-आदेशित है, तो एक्स में लेबल वाले जड़ वाले पेड़ों का सेट ऊपर परिभाषित इंफ-एम्बेडेबल ऑर्डर के तहत अच्छी तरह से अर्ध-आदेशित है। (अर्थात् किसी भी अनंत क्रम को देखते हुए) टी1, टी2, ... X में लेबल किए गए जड़ वाले पेड़ों में से कुछ हैं मैं < जे ताकि टीमैंटीजे .)

    पेड़ को परिभाषित करें (एन), कमजोर वृक्ष कार्य, 1-लेबल वाले वृक्षों के सबसे लंबे अनुक्रम की लंबाई के रूप में (अर्थात। एक्स = <1>) ऐसा है कि:

    • क्रम में k स्थिति पर पेड़ का से अधिक नहीं है + एन कोने, सभी k के लिए।
    • अनुक्रम में इसका अनुसरण करने वाले किसी भी पेड़ में होमियोमॉर्फिक रूप से एम्बेड करने योग्य नहीं है।

    यह ज्ञात है कि पेड़ (1) = 1, पेड़ (2) = 5, और पेड़ (3) 844424930131960, [1] लेकिन ट्री (3) (जहां तर्क संख्या निर्दिष्ट करता है लेबल नीचे देखें) टी से बड़ा है ^ ^ ^ ^ ^<8>(7)>(7)>(7)>(7)>(7)>

    एक गणनीय लेबल सेट X के लिए, क्रुस्कल के ट्री प्रमेय को दूसरे क्रम के अंकगणित का उपयोग करके व्यक्त और सिद्ध किया जा सकता है। हालांकि, गुडस्टीन के प्रमेय या पेरिस-हैरिंगटन प्रमेय की तरह, प्रमेय के कुछ विशेष मामलों और रूपों को दूसरे क्रम के अंकगणित के उप-प्रणालियों में व्यक्त किया जा सकता है जो उप-प्रणालियों की तुलना में बहुत कमजोर हैं जहां उन्हें साबित किया जा सकता है। यह पहली बार 1980 के दशक की शुरुआत में हार्वे फ्रीडमैन द्वारा देखा गया था, जो रिवर्स गणित के तत्कालीन नवजात क्षेत्र की प्रारंभिक सफलता थी। उस मामले में जहां ऊपर के पेड़ों को बिना लेबल के लिया जाता है (अर्थात, उस मामले में जहां X एक आदेश है), फ्रीडमैन ने पाया कि परिणाम एटीआर में अप्राप्य था0, [2] इस प्रकार एक विधेय परिणाम का पहला उदाहरण एक सिद्ध रूप से अभेद्य प्रमाण के साथ दे रहा है। [3] प्रमेय का यह मामला अभी भी 1 . में सिद्ध होता है
    1 -सीए0, लेकिन ऊपर के पेड़ों पर क्रम की परिभाषा में एक "गैप कंडीशन" [4] जोड़कर, उन्होंने इस प्रणाली में प्रमेय की एक प्राकृतिक भिन्नता को अप्राप्य पाया। [5] [6] बहुत बाद में, रॉबर्टसन-सीमोर प्रमेय ने 1 के अंदर एक और प्रमेय को साबित नहीं किया।
    1 -सीए0.

    सामान्य विश्लेषण कृस्कल के प्रमेय की ताकत की पुष्टि करता है, प्रमेय के प्रूफ-सैद्धांतिक क्रम के साथ छोटे वेब्लेन ऑर्डिनल (कभी-कभी छोटे एकरमैन ऑर्डिनल के साथ भ्रमित) के बराबर होता है।

    ट्री(3)संपादित करें

    मान लो कि पी(एन) कथन है:

    यहाँ कुछ है एम ऐसा है कि अगर टी1. टीएम बिना लेबल वाले जड़ वाले पेड़ों का एक परिमित क्रम है जहाँ टी है एन+ शिखर, फिर टीमैंटीजे कुछ के लिए मैं < जे.

    सभी कथन पी(एन) क्रुस्कल के प्रमेय और कोनिग के प्रमेयिका के परिणाम के रूप में सत्य हैं। प्रत्येक के लिए एन, पीनो अंकगणित यह साबित कर सकता है कि पी(एन) सत्य है, लेकिन पीनो अंकगणित इस कथन को सिद्ध नहीं कर सकता"पी(एन) सभी के लिए सच है एन"। [7] इसके अलावा के सबसे छोटे प्रमाण की लंबाई पी(एन) पीनो अंकगणित में एक समारोह के रूप में तेजी से बढ़ता है एन, उदाहरण के लिए किसी भी आदिम पुनरावर्ती फ़ंक्शन या एकरमैन फ़ंक्शन से कहीं अधिक तेज़। कम से कम एम जिसके लिए पी(एन) धारण इसी तरह बहुत तेजी से बढ़ता है एन.

    लेबलों को शामिल करके, फ्रीडमैन ने एक बहुत तेजी से बढ़ने वाले कार्य को परिभाषित किया। [8] एक धनात्मक पूर्णांक के लिए एन, लेना पेड़(एन) [*] सबसे बड़ा होना एम ताकि हमारे पास निम्नलिखित हो:

    एक क्रम है टी1. टीएम जड़ वाले पेड़ों के एक सेट से लेबल किया गया एन लेबल, जहां प्रत्येक टीमैं ज्यादा से ज्यादा है मैं शिखर, जैसे कि टीमैंटीजे किसी के लिए धारण नहीं करता है मैं < जेएम.

    NS पेड़ क्रम शुरू होता है पेड़(1) = 1, पेड़(2) = 3, फिर अचानक पेड़(3) इतने बड़े पैमाने पर विस्फोट होता है कि कई अन्य "बड़े" संयोजक स्थिरांक, जैसे कि फ्रीडमैन का एन(4), [**] तुलनात्मक रूप से बहुत छोटे हैं। वास्तव में, यह की तुलना में बहुत बड़ा है एन एन(5) (5)। के लिए एक निचला बाउंड एन(4), और इसलिए an अत्यंत कमजोर निचली बाध्य पेड़(3), है (187196) (1), [9] जहां () एकरमैन के फ़ंक्शन का एक संस्करण है: A ( x ) = 2 ↑ x - 1 x एक्स>। उदाहरण के लिए, ग्राहम की संख्या लगभग है 64 (4), जो निचली सीमा से बहुत छोटा है (187196) (1). यह दिखाया जा सकता है कि तेजी से बढ़ते पदानुक्रम में फ़ंक्शन TREE की वृद्धि दर कम से कम f θ ( ) omega )>> है। (187196) (1) लगभग g 3 187196 3 3>> है, जहां जीएक्स ग्राहम का कार्य है।


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