UPPSC 2019 प्रारंभिक प्रश्नपत्र-I · प्रश्न 100 / 150

सही उत्तर — (D) नीला-हरा शैवाल। जैविक नाइट्रोजन निर्धारण — निष्क्रिय वायुमंडलीय नाइट्रोजन (N2) को उस अमोनिया में बदलना जिसे पौधे उपयोग कर सकें — केवल प्रोकैरियोट (prokaryotes) द्वारा किया जाता है, क्योंकि केवल उन्हीं में नाइट्रोजिनेज़ नामक एन्जाइम होता है। नीला-हरा शैवाल वास्तव में शैवाल है ही नहीं: ये सायनोबैक्टीरिया हैं, प्रोकैरियोट, और यह इस सूची में एकमात्र समूह है जो योग्य है। एनाबीना, नॉस्टॉक, ऑलोसाइरा व टॉलिपोथ्रिक्स जैसे हेटरोसिस्ट-युक्त रूप हेटरोसिस्ट नामक मोटी-दीवार वाली विशेष कोशिकाओं में नाइट्रोजन निर्धारित करते हैं, जो ऑक्सीजन को बाहर रखती हैं क्योंकि नाइट्रोजिनेज़ ऑक्सीजन द्वारा नष्ट हो जाता है। ये यह कार्य धान के खेतों के स्थिर जल में स्वतंत्र रूप से भी करते हैं, और सहजीवी रूप से भी — एनाबीना एज़ोलाई जल-फर्न एज़ोला की पत्ती-गुहाओं के भीतर रहता है, यही कारण है कि एज़ोला को जैव-उर्वरक के रूप में जल-भरे धान के खेतों में फैलाया जाता है। यही ठीक वह कारण है जिससे नीला-हरा शैवाल धान के लिए जैव-उर्वरक के रूप में प्रचारित किया जाता है, और यही कारण है कि उत्तर (d) है।

• (a)लाल शैवाल — लाल शैवाल (Rhodophyceae) यूकैरियोट हैं और इनमें नाइट्रोजिनेज़ नहीं होता, इसलिए ये वायुमंडलीय नाइट्रोजन निर्धारित नहीं कर सकते। ये आर्थिक रूप से एक अलग कारण से महत्त्वपूर्ण हैं — ये आगर व कैरेजीनन के स्रोत हैं।
• (b)भूरा शैवाल — भूरा शैवाल (Phaeophyceae), वह समूह जिसमें बड़े समुद्री केल्प व सारगासम शामिल हैं, भी यूकैरियोटिक है और नाइट्रोजन निर्धारित नहीं करता; इसका वाणिज्यिक मूल्य ऐल्जिन तथा खाद व चारे के रूप में इसके उपयोग में है।
• (c)हरा शैवाल — हरा शैवाल (Chlorophyceae), जैसे स्पाइरोगायरा, क्लोरेला व यूलोथ्रिक्स, यूकैरियोटिक प्रकाश-संश्लेषक हैं जिनमें नाइट्रोजन-निर्धारण की कोई क्षमता नहीं है; UPSC ने अलग से परखा है कि स्पाइरोगायरा जैव-उर्वरक के रूप में प्रयुक्त नहीं होता जबकि सायनोबैक्टीरियम नॉस्टॉक प्रयुक्त होता है।

नाइट्रोजन वायुमंडल का लगभग चार-पाँचवाँ भाग बनाती है परंतु अपने गैसीय रूप में पौधों के लिए अनुपयोगी है, क्योंकि N2 का त्रिबंध अत्यंत स्थिर होता है। इसे तोड़ने के लिए या तो औद्योगिक उच्च तापमान व दाब की स्थितियाँ (हैबर-बॉश प्रक्रिया), या बिजली की चमक, या नाइट्रोजिनेज़ एन्जाइम चाहिए — और नाइट्रोजिनेज़ केवल प्रोकैरियोट में मौजूद होता है। यही एकल तथ्य पूरे विषय को संगठित करता है: हर नाइट्रोजन-निर्धारक एक बैक्टीरिया या सायनोबैक्टीरियम है, चाहे वह स्वतंत्र-जीवी हो (वायवीय मृदा में एज़ोटोबैक्टर, अवायवीय मृदा में क्लॉस्ट्रीडियम, जल में सायनोबैक्टीरिया), या सहजीवी हो (फलीदार पौधों की मूल-ग्रंथियों में राइज़ोबियम, कैज़ुराइना व एलनस में फ्रैंकिया, एज़ोला के भीतर एनाबीना एज़ोलाई)। कोई भी पौधा, कवक या यूकैरियोटिक शैवाल स्वयं नाइट्रोजन निर्धारित नहीं करता।

चारों विकल्प एक वर्गीकरण-सीढ़ी को छिपाए हुए हैं। लाल, भूरा व हरा शैवाल सभी यूकैरियोटिक शैवाल हैं; नीला-हरा 'शैवाल' विषम है — प्रोकैरियोट, और इसलिए एक प्रोकैरियोट-विशेष क्षमता के लिए एकमात्र उम्मीदवार। जब भी कोई प्रश्न एक जैविक वर्ग के तीन सदस्य और दूसरे वर्ग का एक सदस्य प्रस्तुत करता है, तो विषम सदस्य ही सामान्यतः उत्तर होता है। इसे भारत के व्यावहारिक उदाहरण से स्थिर करें: सायनोबैक्टीरियल जैव-उर्वरक व धान के खेतों में एज़ोला, दोनों नीला-हरा शैवाल द्वारा नाइट्रोजन-निर्धारण पर टिके हैं।

• नीला-हरा शैवाल सायनोबैक्टीरिया हैं — प्रोकैरियोट — और जैविक नाइट्रोजन-निर्धारण प्रोकैरियोट तक सीमित है क्योंकि केवल उन्हीं में नाइट्रोजिनेज़ होता है।
• एनाबीना व नॉस्टॉक जैसे तंतुमय सायनोबैक्टीरिया में, निर्धारण हेटरोसिस्ट में होता है, मोटी-दीवार वाली कोशिकाएँ जो ऑक्सीजन को बाहर रखती हैं, जो अन्यथा नाइट्रोजिनेज़ को निष्क्रिय कर देता।
• जल-फर्न एज़ोला अपनी पत्ती-गुहाओं में सायनोबैक्टीरियम एनाबीना एज़ोलाई रखता है और जल-भरे धान के खेतों में जैव-उर्वरक के रूप में प्रयुक्त होता है।
• अन्य नाइट्रोजन-निर्धारक: फलीदार पौधों की मूल-ग्रंथियों में राइज़ोबियम, कैज़ुराइना व एलनस में फ्रैंकिया, तथा स्वतंत्र-जीवी एज़ोटोबैक्टर (वायवीय) व क्लॉस्ट्रीडियम (अवायवीय)।
• लाल, भूरा व हरा शैवाल यूकैरियोटिक हैं और नाइट्रोजन निर्धारित नहीं करते; इनका महत्त्व अन्यत्र है — आगर व कैरेजीनन, ऐल्जिन, तथा भोजन या चारे के रूप में उपयोग।

• नीला-हरा शैवाल को सच्चा शैवाल मान लेना; ये सायनोबैक्टीरिया हैं, प्रोकैरियोट, और यही ठीक वह कारण है जिससे ये नाइट्रोजन निर्धारित कर सकते हैं।
• यह मान लेना कि कोई भी प्रकाश-संश्लेषक जीव नाइट्रोजन निर्धारित कर सकता है — प्रकाश-संश्लेषण व नाइट्रोजन-निर्धारण असंबंधित क्षमताएँ हैं।
• नाइट्रोजन-निर्धारण (N2 से अमोनिया) को नाइट्रीकरण (अमोनिया से नाइट्राइट व नाइट्रेट, नाइट्रोसोमोनास व नाइट्रोबैक्टर जैसे भिन्न बैक्टीरिया द्वारा) के साथ भ्रमित करना।

UPPSC पहचान को सीधे पूछता है — कौन-सा जीव, कौन-सा पादप, कौन-सा जैव-उर्वरक; UPSC तंत्र को प्राथमिकता देता है, यह पूछते हुए कि नीला-हरे शैवाल की कौन-सी विशेषता उन्हें जैव-उर्वरक के रूप में उपयोगी बनाती है, या दी गई सूची में कौन-से जीव योग्य हैं।

• अभ्यास — वास्तविक PYQ नहीं

  एनाबीना जैसे तंतुमय नीला-हरे शैवाल में, जैविक नाइट्रोजन-निर्धारण किस विशेष कोशिका में होता है ?

  • (a)हेटरोसिस्ट
  • (b)एकिनीट
  • (c)क्लोरोप्लास्ट
  • (d)मूल-ग्रंथि

  उत्तर(a) हेटरोसिस्ट — एक मोटी-दीवार वाली कोशिका जो ऑक्सीजन को बाहर रखती है और इस प्रकार नाइट्रोजिनेज़ एन्जाइम की रक्षा करती है, जिसे ऑक्सीजन अन्यथा नष्ट कर देता।

• अभ्यास — वास्तविक PYQ नहीं

  एज़ोला को जल-भरे धान के खेतों में जैव-उर्वरक के रूप में मुख्यतः किस कारण डाला जाता है ?

  • (a)यह जल की सतह को छायांकित कर खरपतवारों को दबाता है
  • (b)यह अपनी पत्ती-गुहाओं में नाइट्रोजन-निर्धारक सायनोबैक्टीरियम एनाबीना एज़ोलाई रखता है
  • (c)इसकी जड़ें मृदा के खनिजों से फॉस्फोरस मुक्त करती हैं
  • (d)यह स्थिर जल का तापमान बढ़ाता है

  उत्तर(b) यह अपनी पत्ती-गुहाओं में नाइट्रोजन-निर्धारक सायनोबैक्टीरियम एनाबीना एज़ोलाई रखता है — निर्धारित नाइट्रोजन फर्न के अपघटन के साथ खेत में मुक्त हो जाती है। (एज़ोला की चटाई कुछ खरपतवारों को भी छायांकित करती है, परंतु इसे जैव-उर्वरक कहे जाने का कारण नाइट्रोजन ही है।)