హోమ్ / విద్య / బాలల ప్రపంచం / కిరణజన్య సంయోజక క్రియ పుట్టు పూర్వోత్తరాలు.
పంచుకోండి
వ్యూస్
  • స్థితి: సవరణ కు సిద్ధం

కిరణజన్య సంయోజక క్రియ పుట్టు పూర్వోత్తరాలు.

కిరణజన్య సంయోజక క్రియ పుట్టు పూర్వోత్తరాలు. ఇక్కడ తెలుసుకోగలము.

కిరణజన్య సంయోగక్రియ

మనం అందరం ఊపిరి తీసుకుంటూం. ఊపిరి తితుల నిండా గాలి నింపుకుని తిరిగి ఆ శ్వాసను బయటికి వదిలేస్తాం.

మనం లోపలికి తీసుకున్న గాలిలో ఐదవ వంతు ఆక్సిజన్ ఉంటుంది. ఆ ఆక్సిజన్ మన శరీరంలో కార్బన్, హైడ్రోజన్ ఉన్న పదారాలతో కలుసుంది. ఆ కార్బన్ ఆక్సిజన్తో కలిసి కార్బన్స్టయాక్సయిడ్ గా మారుతుంది. హైడ్రోజన్ ఆక్సిజన్ తో కలిసి నీరు అవుతుంది.

మనం శ్వాస బయటికి విడిచినప్పుడు ఆ గాలిని లోనికి తీసుకున్నప్పుడు ఉన్న ఆక్సిజన్ లో కొంత ఆక్సిజన్ లోపిస్తుంది. ఆ ఆక్సిజన్ కి బదులుగా కొంత కార్బన్స్టయాక్సయిడ్ ని, కొంత ఆవిరిని బయటికి వదులుతాం. ఈ ప్రక్రియనే రెస్పిరేషన్ (శ్వాస) అంటూరు. ఇది పదే పదే ఊపిరి తీసుకోవడం అన్న అర్థం గల లాటిన్ పదం నుండి వచ్చింది.

మనం అనుక్షణ ఊపిరి తీసుకుంటూ ఉంటూం. మనుషులే కాదు జంతువులూ అలాగే చేసాయి. ఈ ఉచ్ఛ్వాస నిశ్వాసలు భూమి మీద జంతువులు కొన్ని కో ట్ను ఏళ్పుగా తీసుకుంటున్నాయి. మరి అటువంటప్పుడు వాతావరణంలో ఉన్న ఆక్సిజన్ అంతా ఈ పాటికి ఎందుకు హరించుకుపోలేదు? ఆక్సిజన్ సానంలో కార్బన్ డయాక్సయిడ్, నీరు ఎంజీదుకు నిండిపోలేదు?

అలాగే శరీరంలో కార్బన్, హైడ్రోజన్ లు ఉన్న పదారాల మాటనేమిటి? మనం లోనికి తీసుకునే ఆక్సిజన్ తో అవి కలిసిపోతూ ఉంటనే అవి క్రమంగా ఎందుకు హరించుకుపోవు?

శరీరంలోని కార్బన్, హైడ్రోజన్ లని భర్తీ చెయ్యాలంటే ఆ పదారాలు ఉన్న ఆహారం తినాలి. మరి కార్బన్, హైడ్రోజన్ ఉన్న ఆహారం మనకు ఎక్కడ దొరుకుతుంది? మనం రకరకాల మొక్కలు, పళ్న, కూరగాయలు తింటూం. మనం శ్న, పశువులు, గొర్రెలు, పందులు మొదలైన జంతు మాంసం తింటూం. ఆ జంతువులు మళ్లీ శాకాహారం తింటాయి. చిటుచివరికి కార్బన్, హైడ్రోజన్ మొక్కల నుండే లభ్యం అవుతాయి. ప్రత్యక్షంగానో, పరోక్షంగానో మొత్తం జంతులోకానికి మొక్కలే ఆహారం అవుతాయి.

మరి మొక్కలకి కార్బన్, హైడ్రోజన్ లు ఎక్కడ దొరుకుతాయి? ఆవి భోజనం చెయ్యవు కదా?!

కనుక మనకిప్పుడు రెండు ముఖ్యమైన ప్రశ్నలు ఎదురవుతాయి. మన చుటూ ఉన్న గాలిని ఖాళీ చేసేయకుండా మనం ఊపిరి ఎలా తీసుకోగలుగుతున్నాం? భూమి మీద ఆహార వనరులని హరించేయకుండా మన ఎలా తిని మనగలుగుతున్నాం?

గాలి మీద పరిశోధన కన్నా మొక్కల మీద పరిశోధన సులభం. ఎందుకంటే అవి కంటికి కనిపిస్తాయి. అవి ఏపుగా ఎదగడం చూడొచ్చు. మరి వాటిని మటలో నాటి నీరు పోస్తే తప్ప పెరగవు. అంటే మటర్జీ, నీరు మొక్కలోని పదారంగా మారుతున్నాయి అన్నమాట.

ఈ సంగతేంటలో తేల్చుకుందామని 1643లో జాన్ బాప్టిసా హెల్మాంట్ అనే బెలియన్ శాస్త్రవేత్త ఓ ప్రయోగం చేశాడు. ఓ పెద్ద తొటలో మట తీసుకుని, దాని బరువు తూచి, అందులో ఓ విలో మొక్కని నాటాడు. తను పోసే నీరు తప్ప మటరీలోకి ఏమీ జొరబడకుండా మటర్జీని కప్పి ఉంచాడు. ఆ చెటును అలా ఐదేళ్న పాటు నీరు పోసి పెంచాడు. అప్పుడు ఆ చెటును పేళ్నతో పాటూ పెకలించి, పేళ్నకి అంటటిని మటర్జీని విదిలించి తిరిగి ఆ మటర్జీని తొటలోనే పోశాడు.

చెట్ను బరువు తూయగా 164 పౌన్ను ఉందని తేలింది. కాని మట బరువు మాత్రం రెండు ఔన్సులు మాత్రమే తగ్గింది. మొక్కలోని పదారంగా మారింది మటర్జీ కాదు, అందులో పోసిన నీరేనని నిర్మారించాడు హెల్మాంట్

అంటే హెల్మాంట్ కాలంలో వివిధ పదారాలలో వివిధ రకాల పరమాణువులు ఉంటాయని తెలీదు. నీటిలో హైడ్రోజన్, ఆక్సిజన్ పరమాణువులు మాత్రమే ఉంటాయని, మొక్కలో హైడ్రోజన్, ఆక్సిజన్, కార్బన్ పరమాణువులు కూడా ఉంటూ యుని హెల్మాంట్.

అయితే హెల్మాంట్ పెంచిన చెటును పోషించింది కేవలం మట, నీరు మాత్రమే కాదు. గాలి కూడా దాన్ని పోషించింది. అయితే హెల్మాంట్ ఆ విషయాన్ని పరిగణన లోకి తీసుకోలేదు. అతడే కాదు ఆ రోజులో ఎవరూ ఆవిషయాన్ని పటంచుకోలేదు. చూడలేమని, తాకలేమని కాబోలు గాలిని నిర్లక్ష్యం చేసూ వచ్చారు.

హెల్మాంట్ గాలి మీద కూడా పరిశోధనలు చేసూ వచ్చాడు. గాలిలో రకాలు ఉన్నాయని గుర్తించిన వారిలో మొటమొదటరీ వాడు అతడు. వాయువులు అదృశ్యమైనవి , అరూపమైనవి కనుక అవి ప్రాచీన గ్రీకులు చెప్పిన కెయాస్ లాంటివి, అంటే కలోలితమైన, రూపరహితమైన తత్వాలు అయ్యుంటాయని ఊహించాడు హెల్మాంట్. ఈ కెయాస్ అనే పదాన్ని హెల్మాంట్ : స్వభాషలో తనకి చేతనైనటు ఉచ్చరించాడు. ఆ దెబ్బకి కెయాస్ కాసా గ్యాస్ గా మారింది! అందుకే ఇప్పటికీ మనం గాలిని, గాలి లాంటి పదారాలని గ్యాస్ లు అంటే వాయువులు అని పిలుస్సాం.

కటని కాల్చినప్పుడు పుట వాయువుకి, మామూలు గాలికి మధ్య తేడా ఉందని గుర్తించాడు హెల్మాంట్. గాలిలో మండినటుగా మండే కర్ర నుండి పుటన ఆ వాయువులో వసువులు మండవు. ఈ కొత్త వాయువు నీటర్లో కరుగుతుంది. మామూలు గాలి కరగదు. హెల్మాంట్ పరిశీలించిన వాయువు ప్రస్తుతం మన కార్బన్స్టయాక్సయిడ్ అని పిలిచే వాయువు.

మొక్కల పెరుగుదలకి కార్బన్స్టయాక్సయిడ్ చాలా ముఖ్యం అన్న సంగతి హెల్మాంట్ కి తెలీదు.

తక్కిన శాస్త్రవేత్తలకి కూడా గాలి మీదకి గాలి మళ్ళింది. స్టెఫెన్ హేల్స్ (1677–1761) అనబడే బ్రిటిష్ శాస్త్రవేత్త వాయువులని చాలా క్షణంగా పరిశోధించాడు. మొక్కల పెరుగుదలలో వాయువుల పాత్ర ఏమైనా ఉందా అని 1727లో ఆయనకి ఓ సందేహం కలిగింది. అయితే ఆ వాయువు ఏమై ఉంటుందో తెలుసుకోలేకపోయాడు.

1756లో జోసెఫ్ బాక్ (1728–1799) అనే మరో బ్రిటిష్ శాస్త్రవేత్త కార్బన్స్టయాక్సయిడ్ ను పరిశీలించాడు. అది సున్నం (లైమ్) తో కలిసి దాన్ని సున్నపురాయి (లైమ్ సోన్) గా మార్చుతోందని తెలుసుకున్నాడు.

అయితే మార్పు జరగడానికి లైమ్ ని కార్బన్స్టయాక్సయిడ్ తో ప్రత్యేకించి సంపర్కించనక్కర్నేదని తెలుసుకున్నాడు. ఊరికే గాలో పెడితే అది క్రమంగా మారుతుంది. అంటే మన చుటూ ఉండే గాల్లోనే కార్బన్స్టయాక్సయిడ్ ఉందన్న మాట. ఎక్కువ లేకపోవచ్చు. కాని ఉండనయితే ఉంది.

1722లో డేనియల్ రూథర్ఫర్డ్ అనే మరో మరో బ్రిటిష్ శాస్త్రవేత్త ఓ మండే కొవ్వొత్తిని ఓ మూసిన పాత్రలో ఉంచాడు. కాసేపు అయ్యాక కొవ్వొత్తి ఆరిపోయింది. మండే కొవ్వొత్తి కార్బన్స్టయాక్సయిడ్ ను పుటర్షిస్తుందని అప్పుడే అందరికీ తెలిసింది. ఈ ప్రయోగం బటనీ చూస్తే చుటూ ఉన్న గాలిని కొవ్వొత్తి తీసుకుని దాని సానంలో కార్బన్స్టయాక్సయిడ్ ను భర్తీ చేసినట్ను అనిపించింది.

అయితే కార్బన యాక్సయిడ్ కొన్ని రసాయనాలతో కలుస్తోంది. కొవ్వొత్తి మండిన పాత్రలో ఆ రసాయనాలు ఉంచినప్పుడు కార్బన్స్టయాక్సయిడ్ మాయమయ్యింది. పాత్రలో ఇంకా గాలి అయితే మిగిలి ఉంది గాని అందులో కొవ్వొత్తి మండలేదు.

పాత్రలో మిగిలిన వాయువు కార్బన యాక్సయిడ్ కాదని, ఈ వాయువులో కూడా మంట నిలవదని రూథర్ఫర్డ్ నిర్మారించాడు. తదనంతరం ఆ వాయువుకి నైటన్లోజన్ అని పేరు పెటూరు.

తరువాత 1774లో జోసెఫ్ ప్రీస్నీ అనే బ్రిటిష్ శాస్త్రవేత్త వస్తువులు ఉధృతంగా మండే ఓ వాయువును గాలి నుండి వెలికితీశాడు. మందంగా నిప్పులా రగులుతున్న ఓ వసువును ఆ వాయువులో పెడితే అది భగు మంటుంది. ఆ వాయువుకే తదనంతరం ఆక్సిజన్ అని పేరు వచ్చింది.

చివరికి 1775లో ఆంట్వాన్ లారెంట్ లెవోజియే (1743–1794) అనే ఫ్రెంచ్ శాస్త్రవేత్త అంతవరకు వచ్చిన ఫలితాలన్నీ కూర్చి సమస్యని పరిష్కరించాడు. గాలి రెండు వాయువుల మిశ్రమం అని అతడు చాటాడు. గాలిలో 4/5 వంతులు సైటన్లోజన్, 1/5 ఆక్సిజన్ ఉంటుంది. గాలిలో వసువులు మండడానికి కారణం ఆక్సిజనే. మనుషుల, జంతువుల ఊపిరికి ఊపిరి ఆక్సిజనే. (గాలిలో కొంచెం కార్బన్స్టయాక్సయిడ్ కూడా ఉంటుంది. అది 1/300 వంతు మాత్రమే.)

లెవోజియే చెప్పిన దాని బటన్నీ చూస్తే మరి భూమి మీద మనుషుల, జంతువుల శ్వాస వల్ల, మండే మంటల వల్ల ఆక్సిజన్ అంతా హరించుకుపోయి దాని సాసే కార్బన్స్టయాక్సయిడ్ ఎందుకు నిండిపోవడం లేదు అన్న ప్రశ్నవస్తుంది? అదే జరిగితే శ్వాస గల జీవాలన్నీ చచ్చిపోతాయి. ఇక ఏదీ మండదు. కాని అలా జరగడంలేదు. గాలిలో బోలెడంత ఆక్సిజన్ ఉంటబోంది.

గాలిలో హరించుకుపోతున్న ఆక్సిజన్ ని ఏదో పేగంగా భర్తీ చేస్తోంది. ఇంతకీ ఏంటా శక్తి?

ప్రీస్నీ పరిశోధనలో ఆ సమస్యకి సమాధానం యొక్క తొలిసూచనలు కనిపించాయి.

1771లో ప్రీస్నీ ఓ మూసిన పాత్రలో ఓ ఎలుకని ఉంచాడు. కొంతసేపటికి ఆ ఎలుక పాత్రలోని ఆక్సిజన్ అంతటినీ వాడేసి ఇక ఊపిరాడక చచ్చిపోయింది.

అదే పరిస్థితుల్లో మరి మొక్కలు కూడా చచ్చిపోతాయా అని ప్రీస్నీ ప్రయోగం చేశాడు. అదే పాత్రలో ఎలుకని తీసేసి ఓ పొదీనా రెమ్మని ఓ గ్వాసుడు నీళ్నలో పెట్న ప్రవేశపెట్నూడు. మొక్క చావలేదు. అదే పాత్రలో కొన్ని నెలల పాటు లక్షణంగా పెరిగింది. అంతే కాదు ఆ కాలం తరువాత ఆ పాత్రలో మరో ఎలుకని ప్రవేశపెడితే అది ఆ పాత్రలో హాయిగా, దర్భాగా బతికింది! ఆ పాత్రలో కొవ్వొత్తి కూడా మండింది.

ప్రీస్తే కి ఏం జరుగుతోందో అర్థం కాలేదు. ఎందుకంటే అప్పటికి ఇంకా ఆక్సిజన్ ఆవిష్కరణ జరగలేదు. అయితే గాలిలోని అంశాలేమిటలో లెవోజియే విడమర్చి చెప్పాక అంతా తేటతెల్లమయ్యింది. గాలిలోని ఆక్సిజన్ ని జంతువులు హరిసూ ఉంటే, మొక్కలు దాన్ని తిరిగి ఎలాగో భర్తీ చేస్తున్నాయి. అంటనే భూమి మీద వృక్షలోకం ఉన్నంత కాలం ఆక్సిజన్ ఎప్పటికీ

హరించుకుపోదు. ఆ విషయం తెలుసుకున్న నాటి శాస్త్రవేత్తలు ఎంతో సంతోషించారు. కాని పేల ఎకరాల అటవీ సంపదని సాగునేల కోసం, కలప కోసం నాశనం చేస్తున్న ప్రస్తుత పరిస్థితుల్లో నేటి శాస్త్రవేత్తలు ఆ సంతోషంలో పాలుపంచుకోలేకపోతున్నారు.

కాంతి — కార్బోహైడ్రేట్లు

ఆక్సిజన్ మన శరీరంలోని పదారాలతో కలిసినప్పుడు కార్బన్స్టయాక్సయిడ్, నీరు తో

పాటు శక్తి కూడా పడుతుంది. ఈ శక్తి లేదా ఎనరీ అనే ఇంగ్లీష్ పదం పని చేయగలది అన్న అర్థం గల గ్రీకు పదాల నుండి వచ్చింది. దేహ పదారాలకి, ఆక్సిజన్ కి మధ్య సంయోగంలో పుటచే రసాయన శక్తి మూలంగానే మనకి కదలడానికి, తదితర పనులు చేసుకోడానికి వీలు పడుతోంది.

ప్రీస్నీ కాలంలో శాస్త్రవేత్తలకి ఈ శక్తిని గురించి పెద్దగా తెలియదు. కాని తరువాత శక్తి గురించి చాలా విషయాలు తెలిశాయి. ఆక్సిజన్ కార్బన్, హైడ్రోజన్ పరమాణువులతో కలిసినప్పుడు కార్బన్స్టయాక్సయిడ్, నీరు మరియు శక్తి పుటన పక్షంలో మరి దానికి వ్యతిరేక దిశలో చర్య జరిగితే ఏం జరుగుతుంది? ఆక్సిజన్ మళ్లీ పుట గాల్లోకి వెలువడుతుందా? శక్తి విషయంలో కూడా అలాగే జరుగుతుందని తరువాత శాస్త్రవేత్తలు తెలుసుకున్నారు. ఆక్సిజన్ ఉత్పన్నంలో మళ్లీ శక్తి వ్యయం జరుగుతుంది. మరి మొక్కలు ఆక్సిజన్ ని సృష్టిస్తున్నాయంటే అందుకు కావలసిన శక్తి ఎక్కణ్నుంచి వస్తోంది?

జాన్ ఇంగెన్ హవజ్ (1730–1799) అనే డచ్ శాస్త్రవేత్తకి దాని సమాధానం దొరికింది. మొక్కలు ఆక్సిజన్ ని ఉత్పత్తి చేసే పద్దతిని అతడు పరిశోధిసూ పోయాడు. ఆ ఉత్పత్తి కాంతి ఉన్న పరిస్థితుల్లోనే జరుగుతుందని 1779 లో అతడు గమనించాడు. చీకటనో మొక్కలు ఆక్సిజన్ ని తయారు చెయ్యలేవు.

సూర్యరశ్మిలో శక్తి ఉంటుంది. మొక్కలు ఆ శక్తిని వాడుకుని దాని సహాయంతో జంతువులకి ఆహారంగా పనికొచ్చే సంక్లిష్టమైన పదారాలని తయారు చెయ్యగలుతున్నాయి. సూర్యకాంతి లోని శక్తిని ఉపయోగించి మొక్కలు ఆక్సిజన్ ని కూడా తయారు చెయ్యగలుతున్నాయి.

మూల పదారాల నుండి సంక్స్ప పదారాలని నిర్మించే ప్రక్రియుసే సంయోగం (synthesis) అంటూరు. ఇది కూర్పు అన్న అర్ధంగల గ్రీకు పదం నుండి వచ్చింది. ఈ కూర్పుకి కావలసిన శక్తి సూర్యకిరణాల నుండి వస్తోంది కనుక దాని కిరణజన్యసంయోగక్రియు అని పేరు.

-53 కిరణజన్యసంయోగక్రియు భూమి మీద జరిగే అతి ముఖ్యమైన రసాయన చర్య. మనుషుల, జంతువుల జీవనానికి కావలసిన ఆహారం, ఆక్సిజన్ ఈ క్రియు నుండే పడుతున్నాయి.

అయితే నీటి నుండీ హైడ్రోజెన్, ఆక్సిజన్ లు మాత్రమే వస్తాయి కనుక కార్బన్ ఎక్కణ్నుండి వస్తుంది? అన్న ప్రశ్న ఇంకా మిగిలిపోయింది.

1782లో జాన్ సెనేబ్యే అనే స్విస్ శాస్త్రవేత్త గాలిలోని కార్బన్స్టయాక్సయిడే ఆ మలం అయ్యుంటుందని సూచించాడు.

1804లో నికొలాస్ ఎయోడోర్ ద సోసూర్ (1767-1845) అనే మరో స్విస్ శాస్త్రవేత్త మునుపు హెల్మాంట్ చేసిన ప్రయోగాన్ని మళ్లీ చేసి చూశాడు. అయితే ఈ సారి అతడు మొక్కకి నీటటీతో పాటు జాగ్రత్తగా కార్బన్ల యాక్సయిడ్ ని కూడా సరఫరా చేశాడు. ఈ పదార్థంలో ఒక్కొక్కటి ఎంత వరకు వాడబడిందో కొలిచాడు. కార్బన్స్టయాక్సయిడ్, నీరు కలిసి మొక్క పదారం తయారవుతోందని అతడు నిరూపించాడు.

కనుక ఇంత వరకు మనం చూసిన దానికి ఇదీ తాత్పర్యం:- మొక్కలో: కార్బన్స్టయాక్సయిడ్ + నీరు + సూర్యరశ్మి -> ఆహారం + ఆక్సిజన్ (కి.జ.సం.) జంతువులో: ఆహారం + ఆక్సిజన్ -> కార్బన్స్టయాక్సయిడ్ + నీరు + సూర్యరశ్మి (శ్వాస)

అంటనే కి.జ.సం. శ్వాసలు పరస్పర వ్యతిరేక దిశలో సాగే ప్రక్రియులు అన్నమాట. ఈ వ్యవహారంలో కాంతి శక్తి రసాయన శక్తిగా మారుతోంది. కాంతి శక్తి హరించుకుపోతోంది గాని, ఆహారం, ఆక్సిజన్ లు కాదు. అయితే కాంతి శక్తి గురించి మనం బెంగ పెటుకోనక్కరేదు. సూర్యుడు కొన్ని కోట్ను ఏళ్పుగా మనకు కాంతిని ప్రసాదిస్తున్నాడు. మరి కొన్ని కోట్ను ఏళ్ళ పాటు ప్రసాదించగలడు కూడా. కి.జ.సం. లోను, శ్వాస లోను పాల్గొనే మూల పదారాలైన కార్బన్స్టయాక్సయిడ్, నీరు, ఆక్సిజన్ లు చాలా సరళమైన పదారాలు. వాటిలో ఉన్నవి చాలా చిన్న అణువులే. ఆ అణువులు కొన్ని పరమాణువుల సముదాయాలు. ఒక కార్బన్స్టయాక్సయిడ్ అణువులో ఒక కార్బన్ పరమాణువు, రెండు ఆక్సిజన్ పరమాణువులు ఉంటాయి. ఒక నీటి అణువు లో, రెండు హైడ్రోజెన్ పరమాణువులు, ఒక ఆక్సిజన్ అణువు ఉంటుంది. ఒక ఆక్సిజన్ అణువులో రెండు ఆక్సిజన్ పరమాణువులు ఉంటాయి. అయితే ఆహారంలోను, జీవరాశుల శరీరాలకి చెందిన పదారాలలోను చాలా సంక్లిష్టమైన

1815లో విలియం ప్లాట్ (1785-1850) అనే బ్రిటిష్ శాస్త్రవేత్త ఆహారపదారాలని మూడు కోవలుగా విభజించాడు. నేడు మనం ఈ మూడు జాతులని కార్బోహైడ్రేట్ను, కొవ్వు, పోటీన్ను అంటున్నాం. కార్బోహైడ్సైట్నులోను, కొవ్వులోను పెద్ద పెద్ద అణువులు ఉంటాయి. ఈ అణువులలో కార్బన్, హైడ్రోజెన్, మరియి ఆక్సిజన్ పరమాణువులు ఉంటాయి. పోటీన్ను ప్రత్యేకించి చాలా పెద్ద అణువులు. వాటిలో కార్బన్, హైడ్రోజెన్, ఆక్సిజన్ పరమాణువులే కాక, నైటన్లోజెన్, సల్పర్ పరమాణువులు కూడా ఉంటాయి. అడపాదపా ఇతర రకాల పరమాణువులు కూడా ఉంటాయి.

ఈ మూడు జాతులలోను మొక్కలో బాగా విరివిగా దొరికేవి కార్బోహైడ్రేటర్లే. మొక్కలన్నిటీలోను సెల్యులోస్ ఉంటుంది. ఇది కలపలో ఉండే ఓ ముఖ్యమైన కాబోహైడ్రైటన్. సెల్పులోస్ ధృడంగా ఉండి మొక్కలకి ఊతగా ఉంటుంది.

మరో సర్వసామాన్యమైన కార్బోహైడ్రేట్ పిండి పదార్షం (Starch). ఇది మొత్తగా ఉండి సులభంగా జీర్ణమవుతుంది. మొక్కలో ఉండే అతి ముఖ్యమైన జీర్ష పదారం ఇదే.

మొక్కలో పుష్కలంగా కార్బోహైడ్రైటర్ గాని ఉంటనే దాంతో అవి సులభంగా కొవ్వు పదారం చేసుకోగలవు. ఆహారం యొక్క కేంద్రీకృత రూపమే కొవ్వు. కార్బోహైడ్రేట్ను నుండి, ఇంకా నీటి నుండి లేదా మట నుండి గ్రహించిన ఖనిజాల (minerals) నుండి మొక్క పోటీన్ను తయారు చేసుకుంటుంది.

మరి మొక్కలో అంత కార్బోహైడ్రైటర్ ఉంటుంది కనుక, ఈ కర్బోహైడ్రేట్ను నుండి మొక్క కాంతి లేని పరిస్థితుల్లో కూడా కొవ్వును, పోటీన్ ను తయారు చేసుకోగలదు కనుక కి.జ.సం. నుండి కార్బోహైడ్రేటర్ పుడుతుందని ఊహించుకోవచ్చు. ఇక తక్కిన వన్నీ కార్బోహైడ్సైట్ను నుండి జంతువుల్లో లాగానే మొక్కల్లో కూడా సామాన్య రసాయన చర్యల ద్వారానే ఉత్పన్నమవుతాయి.

ఈ సత్యాన్ని నిరూపించిన వాడు జూలియస్ వాన్ సాక్స్ (1832-1897) అనే జర్మన్ శాస్త్రవేత్త, 1868లో అతడు మొక్కల గురించి చేసిన మొటమొదటి ఆవిష్కరణ ఏమిటంటనే, మొక్కలు కూడా జంతువుల లాగానే, చీకటల్లో, తమలోని పదారాన్ని ఆక్సిజన్ తో కలిపి, కార్బన్స్టయాక్సయిడ్ ను, నీటిని, రసాయన శక్తిని తయారు చేస్తాయన్న విషయం. అయితే పగటి పూట మాత్రం కి.జ.సం. వల్ల మొక్కకి దాని అవసరాలకి కావలసిన దాని కన్నా చాలా ఎక్కువ ఆహారం, ఆక్సిజన్ ఉత్పన్నం అవుతాయి. అందుకే జంతువులకి తినడానికి, ఊపిరి పీల్చుకోవడానికి కావలసినంత ఎప్పుడూ ఉంటుంది.

అయితే 1872లో సాక్స్ ఒక మొక్కని చీకటనో మరీ ఎక్కువ సేపు ఉంచి చూశాడు. మొక్కలోని పదార్ధం మొత్తం ఆక్సిజన్ తో కలిస్తే ఏం జరుగుతుందో చూడాలని అతడి ఉద్దేశం. చీకటనో చాలా సమయం ఉన్న మొక్క ఒక కి.జ.సం. ద్వార మరింత ఆహారాన్ని తయారు చేసుకోవడానికి సిధంగా ఉంది. అప్పుడు సాక్స్ మొక్కని ఎండలో పెట్చూడు. అయితే ఆ మొక్కలో కొన్ని ఆకుల మీద మాత్రం వెలుగు పడకుండా నల్లని కాగితంతో కప్పాడు.

ఇక్కడ ఒక విషయం మనవి చేసుకోవాలి. పిండి పదారాన్ని అయొుడిన్ పొగతో కలిపినప్పుడు ఓ నల్లని పదారం తయారవుతుంది. ఆకుల మీద కాసేపు ఎండ పడనిచ్చి, సాక్స్ ఆకులకి అంటటించిన నల్ల కాగితాలు తీసేసి, ఆ ఆకుల మీద అయెుడిన్ పొగలని పోనిచ్చాడు. ఎండలో ఉన్న ఆకు భాగాలు క్షణంలో నల్లగా కమిలిపోయాయి. కి.జ.సం. వల్ల పేగంగా తయారైన పిండి పదారంతో ఆ ఆకు భాగాలు నిండి ఉన్నాయి. కాగితంతో కప్పబడ్డ ఆకు భాగాలు నల్లబడలేదు. అక్కడ పిండి పదారం లేదన్నమాట.

కి.జ.సం. వల్ల కాబోహైడ్రేట్ను తయారైనా మొదట తయారయ్యింది పిండి పదార్షం కాకపోవచ్చు.

పిండి పాదారంలోని అణువులు చాలా పెద్దవని, అవి వందలాది చిన్న అణువుల మాలికలని మామూలుగా భావిస్తారు. అంతే కాక పిండిపదారాన్ని ఆ మాలికలలోని విడి భాగాలుగా బద్దలు కొటడం కూడా సులభమే.

పిండిపదారం అణువులలోని విడిభాగాలే చక్కెరలు (Sugars). పిండి పదార్షపు అణుమాలికలలోని ఒక ఏకైక విడిభాగమే అతిసామాన్యమైన చక్కెర జాతి - అదే గూకోస్

పిండిపదార్షంలో కన్నా పొడవైన అణుమాలికలున్న పదారం సెల్యులోస్. ఈ సెల్యులోస్ లో కూడా మూల అణువు గూకోసే. తేడా ఏంటంటే ఇక్కడ గూకోస్ అణువుల మధ్య బంధాలు కొంచెం పేరుగా ఉంటూయి. పిండిపదార్షంలోని బంధాలని సులభంగా తెంచవచ్చు. శరీరంలో ఇది జరిగినప్పుడే పిండిపదార్షం అరిగిపోయింది అంటాము.

సెల్యులోస్ లో అణువుల మధ్య బంధాలు ఇంకా బలంగా ఉంటాయి. వాటిని భేదించడం ఇంకా కష్టం. కొన్ని ప్రత్యేక ఏకకణ జీవులలో మాత్రమే సెల్యులోస్ అరుగుతుంది. (అలాంటి ఏకకణ జీవులు చెదపురుగుల పేగులో బతుకుతుంటాయి. అందుచేతనే చెదలు చెక్క తిని చక్కా బతుకుతాయి!)

జంతువులోను మనుషులోను కూడా కార్బోహైడ్రేటు, కొవ్వు, పోటీన్ను - ఈ మూడింటి నుండీ కూడా రసాయన శక్తి ఉత్పన్నం అవుతుంది. ప్రతీ సందర్భంలోను పదారాన్ని విచ్ఛిన్నం చేసి గూకోస్ గా మార్చాల్సిన అవసరం ఉంటుంది. ఆ గూకోస్ రక్త ప్రవాహంలోకి ప్రవేశించి వివిధ దేహాంగాలకి ప్రసారమవుతుంది. రసాయన శక్తికి కావలసిన ఏకైక అతి ముఖ్యమైన పదారం గూకోస్.

కనుక కి.జ.సం. లో తయారయ్యేది గూకోసే నని భావించడం సబబుగా అనిపిస్తోంది. మొక్క గూకోస్ అణువులని కలిపి పిండిపదార్షం గాను, ఆ పిండి పదారాన్ని అవసరమైతే ఇంకా సెల్యులోస్ గాను మార్చుకోగలదు. లేదా కొవ్వుగా కేంద్రీకరించుకోగలదు. దానికి ఖనిజాలు జోడించి పోటీన్ను తయారు చేసుకోగలదు. గూకోస్ మధ్యతరగతి పరిమాణం గల ఆణువు. అందులో ఆరు కార్బన్ పరమాణువులు, పన్నెండు హైడ్రోజన్ పరమాణువులు, ఆరు ఆక్సిజన్ పరమాణువులు ఉంటాయి. అంతే కాదు. కి.జ.సం.లో పుట మొటమొదటి పదారం ఇది కాదు. అదెలాగో చూదాం.

క్లోరోఫిల్

ఇప్పుడు మరో ప్రశ్న పుడుతుంది. (ఇంకా మరెన్నో ప్రశ్నలు కూడా ఉన్నాయి. శాస్త్రవేత్తలు ఎంతగా తలలు బాదుకుంటనే అంతగా కొత్త ప్రశ్నలు తలెతుతూ ఉంటాయి. అదే సైన్సులో మజా!)

మొక్కలో కి.జ.సం. జరుగుతుంది గాని జంతువులో ఎందుకు జరగదో? జంతువులో లేని దేదో మొక్కలో ఉండి ఉండాలి.

మొక్కలకి, జంతువులకి రంగులో తేడా ఉంది కదూ? మొక్కలు సామాన్యంగా పచ్చగా ఉంటాయి. లేదా అధిక భాగం పచ్చగా ఉంటాయి. పూర్తిగా పచ్చని జంతువులు చాలా తక్కువ. (పచ్చని రెక్కలున్న పక్షులు ఉంటాయి. కాని ఆ పచ్చదనాన్నిచ్చే రసాయనాలు, ఆకుపచ్చదనంలో ఉన్న రసాయనాలు పేరు.)

మొక్కలు నిజంగా పచ్చగా ఉండాల్సిన అవసరం ఉందా? విధాలుగా మొక్కలా కనిపించే కొన్ని జీవరాశులు ఉన్నాయి. రూపంలో, రసాయనాల కూర్పులో వాటికి మొక్కలకి మధ్య ఎన్నో పోలికలు ఉంటాయి. కాని ఈ మొక్కలు పచ్చగా ఉండవు. వాటికి ఉదాహరణ కుక్కగొడుగులు. అలాంటి పచ్చనివి కాని మొక్కలో కి.జ.సం. జరగదు.

పచ్చని మొక్కలో కూడా పచ్చని భాగాలలోనే కి.జ.సం. జరుగుతుంది. ఒక చెటునే తీసుకుంటే దాని పేళ్నలోను, బెరడులోను, కొమ్మలోను, రెమ్మలో ను కి.జ.సం. జరగదు. ఒక్క ఆకులోనే జరుగుతుంది.

1817లో పియర్ జోసెఫ్ పెల్టర్యే (1788-1842) మరియు జోసెఫ్ బియునెయిమ్ కవాంతూ (1795-1877) అనబడే ఇద్దరు ఫ్రెంచ్ శాస్త్రవేత్తలు మొక్కలోని ఈ పచ్చని పదారాన్ని వెలికితీశారు. దానికి క్లోరోఫిల్ అని పేరు పెటూరు. అది పచ్చటి ఆకు అన్న అర్థం గల గ్రీకు పదాల నుండి వచ్చింది.

అయితే ఈ కోరోఫిల్ అణువు చాలా సంక్లిష్టమైనది. ఇంచు మించు మూడు అర్ధ శతాబ్వాల కాలం పాటూ శాస్త్రవేత్తలకి దాని గురించి పెద్దగా అర్థం కాలేదు. జంతువులో లేనిది, మొక్కలో ఉండేది కి.జ.సం. కి మూల కారకమైనది అయిన పదారం ఇదేనని వారికి తెలుసు. అందుకే

ఎంతో శ్రమించారు. కాని ఫలితం లేకపోయింది.

చివరికి 1906లో చిక్కుముడి విడసాగింది. రిచర్డ్ విల్వాటర్ అనే జర్మన్ శాస్త్రవేత్త పరిశోధనలో కొన్ని సంగతులు తెలిశాయి. క్లోరోఫిల్ ని శుద్దీకరించి, దాన్ని క్షణంగా శోధించిన వారిలో ఇతడు ప్రథముడు.

ఇది ఏకైక పదార్షం కాదని చాలా సారూప్యం గల అణువులు ఉన్న రెండు పదారాల సముదాయం అని అతడు కనుగొన్నాడు. వాటిలో ఒకదాన్ని కోరోఫిల్ a అన్నాడు. మొక్కలోని క్లోరోఫిల్ లో మూడొంతులు ఇదే ఉంటుంది. ఇక నాలుగోవంతు పదారాన్ని క్లోరోఫిల్b అన్నాడు.

ఎల్వాటర్ ఆ తరువాత కోరోఫిల్ లో ఉండే వివిధ రకాల పరమాణువులని పరిశీలించాడు. కార్బన్, హైడ్లోజన్, ఆక్సిజన్, నైటన్లోజన్ పరమాణువులు ఉన్నాయని గమనించాడు. ఇందులో పెద్ద ఆశ్చర్యం లేదు. ఎందుకంటే మొక్కలో ఇంచుమించు ప్రతీ భాగంలోను కార్బన్, హైడ్రోజన్, ఆక్సిజన్ లు ఉంటాయి. చాలా చోట్ను సైటన్లోజన్ పరమాణువులు కూడా ఉంటాయి.

అయితే మొగ్నీషియం అనే మూలకం యొక్క పరమాణువులు కూడా ఉన్నట్ను తెలిసింది. ఇది ఆశ్చర్యమే! జీవరాశులోని పదారాల్లో మొగ్నీషియం ఉన్నటుగా తేలిన మొటమొదటి పదారం క్రోర్ఫోర్.

కోరోఫిల్ అణువులు 55 కార్బన్ పరమాణువులు, 72 హైడ్రోజన్ పరమాణువులు, 5 ఆక్సిజన్ పరమాణువులు, 1 మెగ్నీషియం పరమాణువు ఉన్నాయని నిరూపించాడు విల్స్టూటర్ కోరోఫిల్ b లో కూడా ఇంచు మించు అన్నే పరమాణువులు ఉన్నాయి గాని అందులో 71 హైడ్రోజన్, 6 ఆక్సిజన్ పరమాణువులు మాత్రమే ఉన్నాయి.

అయితే విల్స్టూటర్ ఆ పరమాణువుల విన్యాసం ఎలా ఉంటుందో కచ్చితంగా తెలుసుకోలేకపోయాడు. అయితే ఆ అణువులో కొన్ని చిన్న వలయాలు ఉంటాయని, ఒక్కో వలయంలో 6 కార్బన్ పరమాణువులు, ఒక నైట్రోజన్ పరమాణువు ఉన్నాయని మాత్రం తెలుసుకున్నాడు. అలాంటి వలయాన్ని పైరోల్ వలయం అంటూరు. తన కృషికి 1915లో కెమిస్బీలో నోబెల్ బహుమతిని అందుకున్నాడు విల్స్టూటర్

విల్స్టూటర్ కృషిని హన్స్ ఫిషర్ (1881–1945) అనే జర్మన్ శాస్త్రవేత్త కొనసాగించాడు. నాలుగు పైరోల్ వలయాలని ఇంకా పెద్ద పార్పిరిన్ వలయంలో అమర్చవచ్చని నిరూపించాడు. పార్పిరిన్ వలయం నడిమధ్యలో ఓ ఇనుము పరమాణువుని ఉంచి, వలయపు టంచులకి మరి కొన్ని పరమాణు మాలికలను తగిలిస్తే హీమ్ అనబడే ఓ పదార్షం యొక్క విన్యాసం వస్తుందని సూచించాడు. సెత్పుటికి ఎర్ర దనాన్ని ఆపాదించే పదార్థమే ఈ హీమ్. ఈ అవిష్కారాన్ని అతడు 1930లో చేశాడు. అదే సంవత్సరం అతడికి కెమిస్ళీలో నోబిల్ బహుమతి వచ్చింది.

తరువాత క్లోరోఫిల్ కి, హీమ్ కి మధ్య పోలికలు ఉన్నాయని తెలిసింది. క్లోరోఫిల్ లోని పార్పిరిన్ వలయం యొక్క కేంద్రంలో, ఇనుము బదులు మొగ్నీషియం ఉంది. అంతే కాక కోరోఫిల్ లో వలయం అంచుకు తగిలించి ఉన్న పరమాణువులకి, హీమ్ లో అదే చోట ఉండే పరమాణువులకి మధ్య తేడా ఉంది. కోరోఫిల్ లో ఉండేవి మరింత సంక్లిష్టమైనవి. ఈ వివరాలన్నీ విపులంగా తేల్చిచూబించాడు ఫిషర్.

అయితే 1960లో రాబర్స్ బర్క్ వుడ్వర్త్ (1917–1979) అనే అమెరికన్ శాస్త్రవేత్త కృషి వల్ల చిట్టచివరి నిదర్శనం దొరికింది. ఫిషర్ ఊహించిన విధంగా ఆయా పరమాణువులని, ఆయా విన్యాసంలో కృత్రిమంగా కూర్చాడు వుడ్వర్డ్, అలా కూర్చగా తయారైన పదారం అచ్చం పచ్చని మొక్కల నుండి వచ్చిన కోరోఫిల్ లాగానే కనిపించింది, పనిచేసింది కూడా.

అంటే ఫిషర్ ఊహించిన అణు విన్యాసం అక్షరాలా నిజం అన్నమాట. ఈ కృషికి 1965లో విడ్వర్డ్ కి కెమిస్ట్రీ నోబెల్ బహుమతి ఇచ్చారు. పచ్చని మొక్కల నుండీ క్లోరోఫిల్ ని వెలికి తీయగలిగారు కనుక ఇక శాస్త్రవేత్తలు ఆ పదారాన్ని ఉపయోగించి కృత్రిమంగా కి.జ.సం.ని సాధించగలరని అనుకుంటున్నారేమో! ఉదాహరణకి కోరోఫిల్ ని నీటల్లో కలిపి అందులో కార్బన్ల యాక్సయిడ్ వాయు బుడగలని ప్రవేశపెటూరని అనుకుందాం. కోరోఫిల్ సమక్షంలో కార్బన్ల యాక్సయిడ్ నీటితో కలిసినప్పుడు, గూకోస్, పిండిపదార్షం తయారవ్వాలిగా మరి?

న్యాయంగా అయితే తయారవ్వాలేమో గాని అవ్వదు. మొక్కలో ఉండగా క్లోరోఫిల్ చక్కగా పనిచేస్తుంది గాని మొక్కలోంచి వెలికి తీస్తే కిక్కురు మనదు!

ఎందుకలా? ఎందుకంటే మొక్కలో కోరోఫిల్ ఓ సంక్లిష్టమైన జీవరసాయన వ్యవస్థలో ఓ భాగం మాత్రమే. ఈ ఫలితాలన్నీ సాధించేది ఆ వ్యవస్తే, ఒంటరి కోరోఫిల్ కాదు.

మొక్కలే కాక, జంతువులు కూడా పూర్తిగా కణాల చేత నిర్మించబడి ఉంటాయి. ఈ కణాల సగటు పరిమాణం 1/750 ఇంచి ఉంటుంది. కొన్ని అతి సూక్ష్మమైన జంతువులలోను, మొక్కలోను కూడా ఒకే కణం ఉంటుంది. వీటిని మైక్రోస్కోప్ లో మాత్రమే చూడగలం. పెద్ద పెద్ద మొక్కలోను జంతువులోను కూడా ఇంత చిన్న కణాలే గాని అలాంటివి కోకొల్లలు ఉంటాయి. మనిషిలో 50 శ్రీశ్రీలియన్ కణాలు (50,000,000,000,000) ఉంటూయి.

కణం ఎంత చిన్నదైనా అది అంతరంగ విన్యాసం లేని జీవపదార్షపు ముద్ద కాదు. కణంలో కణాంగాలు (Organelles) అని ఇంకా చిన్న అంతర్విభాగాలు ఉంటాయి. ఉదాహరణకి ఒక్కొక్క కణంలో ఒక న్యూక్తియస్ ఉంటుంది. అందులో క్రోమోజోము అనబడే చిన్న చిన్న అంశాలు ఉంటాయి. కణం రెండుగా విడిపోయే ప్రక్రియని ఈ క్రోమోజోమ్ను నిర్దేశిస్తాయి. అలా విభజించబడ్డ కణం నుండి ఏఏ లక్షణాలు దాని నుండి పుటన శిశు కణాలకి సంక్రమిస్తాయో, అదే విధంగా తల్లిదండుల నుండి బిడ్డలకి ఏఏ లక్షణాలు వారసత్వంగా వస్తాయో కూడా ఈ క్రోమోసోప్నే నిర్దేశిస్తాయి.

1898లో కార్స్ బెండా అనే జర్మన్ శాస్త్రవేత్త కణంలో న్యూక్తియస్ బయట మైటబోకాండ్రియా అనే చిన్న చిన్న వసువులు ఉన్నాయని కనుక్కున్నాడు. (దీనికి ఏకవచనాన్ని మైటరోకాండ్రియాన్ అంటూరు.)

కలిపి రసాయన శక్తిగా మార్చగలిగే ప్రతీ కణంలోను మైటూకాండ్రియా ఉంటాయి. ఆ కలయిక మైటూకాండ్రియా లోనే జరుగుతుంది.

శ్వాసకి కారణం ఈ మైటబోకాండ్రియాలే నని క్రమేపీ అర్థం అయ్యింది. ఆక్సిజన్ ని, గూకోస్ ని

ఓ సగటు మైటరోకాండ్రియా అతి సూక్ష్మమైన అమెరికన్ ఫుట్ బాల్ లా ఉంటుంది. దాని పొడవు 1/1000 ఇంచి, వెడల్పు 1/25,000 ఇంచి ఉంటూంది. ఒక కణంలో వందల నుండి పేల వరకు ఈ వస్తువులు ఉంటాయి. 1930లలో శాస్త్రవేత్తలు ఎలక్షాన్ మైక్రోస్కోప్ ని కనుక్కున్నారు. మామూలు మైక్రోస్కోప్ లో కనిపించని అతి చిన్న వసువులు కూడా ఈ ఎలకాన్ మైక్రోస్కోప్ లలో కనిపిస్తాయి. అప్పుడు తెలిసింది. మైటూకాండ్రియాలో కూడా సంక్స్పమైన అంతరంగ విన్యాసం ఉందని. అందులో ఎంబైమ్న అనబడే ప్రత్యేకమైన పోటీన్ను తీరుగా అమర్చబడి ఉన్నాయి. ఒక్కో ఎంజైమ్ ఒక ప్రత్యేకమైన రసాయన చర్య ముందుకి

సాగడానికి దొహదం చేస్తుంది. అవన్నీ కలిసి పని చేసూ వరుసక్రమంలో ఎన్నో చర్యలు క్రమబద్దంగా జరిగేట్ను చూస్తాయి. ఆ చర్యలకి పరాకాష్టగా గూకోస్, ఆక్సిజన్ల కలయిక చేత రసాయన శక్తి పడుతుంది.

మరి వృక్ష కణంలోను జంతు కణంలోను కూడా శ్వాసకి కారణభూతంగా ఉండే కణాంగాలు, అంటనే మైటూకాండ్రియా ఉన్నప్పుడు, అదే విధంగా కేవలం మొక్కలో మాత్రమే కి.జ.సం. క్రియకి ఆధారభూతంగా ఉండే కణాంగాలు ఏమైనా ఉన్నాయా?

తప్పకుండా ఉన్నాయి! కి.జ.సం. నుండి పిండిపదారం పడుతుంది అని కనుక్కున్న జూలియస్ వాన్ సాక్స్, 1883లో ఓ ముఖ్యమైన విషయాన్ని కనుక్కున్నాడు. వృక్షకణంలో కోరోఫిల్ కణం అంతా వ్యాపించి ఉండదు. కణంలో ఉండే కొన్ని ప్రత్యేక కణాంగాలలో మాత్రమే ఉంటుంది. ఆ కణాంగాలనే కోరోపాస్ట్ లు అంటూరు.

ఈ కోరోపాస్ట్ మైటూకాండ్రియాన్ కన్నా 2,3 రెట్ను పెద్దదిగా ఉంటుంది. దీని అంతరంగ విన్యాసం మైటూకాండ్రియాన్ కన్నా చాలా సంక్లిష్టంగా ఉంటుంది. ఎలకాన్ మైక్రోస్కోప్ లో చూస్తే ఈ క్లోరోపాస్ట్ లో కూడా చిన్న చిన్న విభాగాలు ఉంటాయని, ఒక్కో విభాగంలోను 250300 కోరోఫిల్ ఉంటాయని తెలిసింది. వివిధ చర్యలకి పోద్బలాన్నిచ్చే ఎన్నో ఎంజైమ్ను కూడా ఉన్నాయి.

అందుచేత ఒక్క ఒంటరి కోరోఫిల్ అణువు చేత కి.జ.సం. సాధ్యపడదు. అది వ్యవస్థలో ఒక భాగంగా పనిచెయ్యాలి. ఎంజైమ్ను అవసరం కూడా ఎంతో ఉంది.

కణాన్ని విచ్చిన్నం చేసి చెక్కుచెదరకుండా ఉండే మైటూకాండ్రియాని సునాయాసంగా వెలికితీయవచ్చు. కాని కోరోపాస్ట్ లు ఇంకా పెద్దవి కనుక, సంక్లిష్టమైనవి కనుక, మరి కాస్త్ర

పెళుసుగా ఉంటాయి. అందుకే వృక్షకణం విచ్ఛిన్నం అయితే కోరోపాస్ట్ లు కూడా పగిలిపోతాయి. పగిలిన ముక్కల వలన కి.జ.సం. జరగదు.

1954లో డేనియల్ ఐ. ఆర్సన్ (1910-) అనే పోలిష్ అమెరికన్ శాస్త్రవేత్త వృక్ష కణాన్ని ධoෂී” సున్నితంగా పగలగొట అందులోంచి చెక్కుచెదరని కోరోపాస్ట్ ని బయటికి తీయగలిగాడు. ఈ కోరోపాస్ట్ లు కి.జ.సం. చెయ్యగలుగుతాయి.

మధ్యంతర పదార్ధాలు

అసలు మైటబోకాండ్రియా, కోరోపాస్ను అంత సంక్లిష్టంగా ఎందుకుండాలి? మైటరోకాండ్రియా ఊరికే అలా గూకోస్ ని, ఆక్సిజన్ ని కలిపి కార్బండయాక్సయిడ్ ని, నీటిని ఎందుకు తయారుచెయ్యలేదు? అదే విధంగా కోరోపాస్ను కార్బండయాక్సయిడ్ ని, నీటిని కలిపి ఆక్సిజన్ ని, గూకోస్ ని ఎందుకు తయారుచెయ్యలేదు? పని అంత సులభంగా జరిగిపోతే జీవితం హాయిగా ఉండేది కదా?

ఇక్కడ ఒక్క విషయం గురుంచుకోవాలి. గూకోస్ ని ఒక్క సారిగా ఆక్సిజన్ తో కలిపితే ఒక్క ఉదుటున అత్యధిక శక్తి ఉత్పన్నం అవుతుంది. అంత శక్తిని కణాలు తటుకోలేవు. అదే విధంగా కార్బండయాక్సయిడ్ ని నీటిని కూడా ఒకే సారి కలిపితే ఒక్క సారిగా చాలా శక్తి అవసరమవుతుంది. అంత శక్తిని కణాలు సరఫరా చెయ్యలేవు.

అలా కాకుండా రెండు సందర్భాలలోనూ చర్య అంచెలంచెలుగా జరుగుతుంది. ఒక చిన్న చర్య, అది జరిగాక మరో చిన్న చర్య, ఇలా చిన్న చిన్న అడుగులలో చర్య జరుగుతుంది. శక్తి కూడా కొద్ది కొద్దిగా ఉత్పన్నం అవుతుంటుంది, లేదా కొద్ది కొద్దిగా వ్యయం అవుతుంటుంది. చర్య ఏ

దిశలో జరిగినా చిన్న చిన్న అడుగులలో జరుగుతుంటుంది కనుక కణాలు తటుకోగలుగుతాయి.

అంటచే ఈ చిటరీ చిటర్జీ చర్యలన్నిటినీ కుదురుగా నియంత్రించాలి అన్నమాట. ఏ చర్య అయినా కూడా మరీ మేగంగా సాగకూడదు, అలాగని మరీ మందంగా కూడా నడవకూడదు. అయితే ప్రతీ చర్యని దానికి సంబంధించిన ఎంజైమ్ నియంత్రిసూ ఉండాలి. అలా జరగాలంటే మైటూకాండ్రియా, కోరోపాస్ట్ ల అంతరంగ విన్యాసం తీరుగా నిర్వహింపబడాలి.

ఈ చిన్న చిన్న చర్యలు వరుసక్రమంలో జరిగినప్పుడు గూకోస్ ఒక కొసలో, కార్భండా యాక్సయిడ్, నీరు మరో కొసలో ఉండగా మార్గమధ్యంలో ఎన్నో మధ్యగత అణువులు తయారవుతాయి. ఈ అణువులనే మధ్యంతర పదారాలు అంటూరు. ఇవి చిన్న చిన్న మోతాదులోనే ఉత్పన్నం అవుతాయి. అవి ఒక మొటులో ఉత్పన్నమై, తదుపరి మొటులో ఇంచుమించు పూర్తిగా హరించబడతాయి.

1905లో ఆర్తర్ హార్డెన్ (1865-1905) అనే బ్రిటిష్ శాస్త్రవేత్త కణాలలో గూకోస్ ఆల్కహాల్ గాను, కార్బండయాక్సయిడ్ గాను, ఎలా విచ్ఛిన్నం అవుతుందో పరిశోధించ సాగాడు. ఈ చర్యలో ఆక్సిజన్ ప్రమేయం లేదు. ఇది శ్వాస కన్నా సరళమైన చర్య. కాని శ్వాసకి చాలా సన్నిహితమైన చర్య. ఇది చిన్న చిన్న అడుగులలో జరుగుతుంది.

గూకోస్ విచ్ఛిన్నం అవుతోంది అన్నదానికి నిదర్శనం కణాలు తేలుతున్న జలం లోంచి కార్బండయాక్సయిడ్ బుడగలు బుడబుడమని పైకి రావడం. కాసేపయ్యాక ఆ బుడబుడ శబ్దం ఆగిపోతుంది. కణాలు ఇంకా సజీవంగానే ఉన్నాయి. బోలెడంత గూకోస్ కూడా మిగిలి ఉంది. మరి బుడగలు ఎందుకు ఆగిపోయాయి?

గూకోస్ విచ్ఛిన్నం కావడానికి అవసరమైనదేదో హరించుకు పోయుంటుందని ఊహించాడు హార్టెన్. ఆ మిశ్రమానికి వివిధ పదారాలు కలుపుతూ ఏం జరుగుతుందో పరిశీలిసూ వచ్చాడు. అలా ప్రయత్నిసూ పోతుండగా ఫాస్ఫేట్ అనే ఓ పదారాన్ని కలిపినప్పుడు బుడగలు మళ్లీ ప్రారంభం కావడం చూసి ఆశ్చర్యపోయాడు. ఫాస్ఫేట్ లలో ఫాస్ఫరస్ అనే మూలకానికి చెందిన పరమాణువులు ఉంటూయి. అంతవరకు ఫాస్పరస్ క్రి గూక్రోస్ విచ్ఛిన్నం కావడానికి మధ్య సంబంధం ఉందని ఎవరూ అనుకోలేదు.

గూకోస్ మిశ్రమంలో ఫాస్ఫరస్ పరమాణువులు గల పదార్థం ఏదైనా ఉందేమో పరిశీలించాడు హార్టెన్. ఆ చర్యలో గూకోస్ దానికి చాలా దగ్గర సంబంధం గల ప్రక్టోస్ అనే మరో చక్కెరగా మారిందని కనుక్కున్నాడు హారెన్. ఫ్రకోస్ అణువులకి రెండు ఫాస్ఫేట్ బృందాలు జతచెయ్యబడాయి. అలా తయారైన సంయోగాన్నే ఫకోస్ డ్రైఫాస్ఫేట్ అంటూరు. గూకోస్ విచ్చిన్నం అయినప్పుడు పుట మొటమొదటి మధ్యంతర పదారం అదే.

ఆ ఆవిష్కరణ చేసినందుకుగాను 1929లో హార్డెన్ కి కెమిస్ళీలో నోబెల్ బహుమతి ఇవ్వబడింది.

తదనంతరం ఎన్నో ముఖ్యమైన మధ్యంతర పదారాలు కనుక్కోవడం జరిగింది. మొల్ల మొల్లగా గూకోస్ ఆక్సిజన్ ల తో మొదలు పెట్న కార్బండయాక్సయిడ్, నీరు దాకా సాగే బారైన మొట్న వరుసలో ఒక్కో మొటునే పరిశోధించి విశదపరుసూ వచ్చారు. ఎన్నో మధ్యంతర పదారాలకి ఫాస్ఫేట్ బృందాలు తగిలించి ఉండడం గమనించారు. ఒక అణువు నుండీ మరో అణువుకి వీలుగా చిన్న చిన్న మోతాదులో శక్తిని చేరవేయడానికి ఈ ఫాస్ఫేట్ బృందాలు చాలా ఉపయోగకరంగా ఉన్నాయని తెలుసుకున్నారు.

గూక్రోస్ ని ఫాస్ఫేట్ మధ్యంతర పదారాలు లేకుండా విచ్ఛిన్నం చేయడం పేయి రూపాయల నోటు దొరకడం లాంటిది. అది పెద్ద మొత్తమే కాని ఎన్నో దైనిక సందర్భాలలో నిరుపయోగం కావచ్చు. దాంతో ఒక చాక్సైట్ను కొనుక్కోవాలన్నా, సిటీ బస్సు ఎక్కాలన్నా, కిరాణా కొటల్లో పచ్చారు. కొనుక్కోవాలన్నా అవతలి వారి వద్ద చిల్లర ఉండే ఆస్కారం తక్కువ కనుక పని జరగదు.

అలా కాకుండా ఆ పేయి రూపాయల నోటుని బాంకుకి వెళ్ళి వందలు, యాభైలు, పదులు, ఐదులు ఇలా చిల్లరగా మార్చుకుని వస్తే దాంతో ఎన్నో చేసుకోవచ్చు. అలాంటి చిల్లర ఉంటనే ఎన్నో చోట్ను పని జరుగుతుంది.

మధ్యంతర పదారాల మూలంగా కణాలకి చిన్న చిన్న మోతాదులో శక్తి అందుతుంది. ఆ శక్తిని శరీరం సులభంగా వాడుకోగలదు. వీటిలో అడెనొసీన్ టైఫాస్ఫేట్ (ఏటీపీ) అనబడే ఫాస్ఫేట్

ముఖ్యంగా చాలా ఉపయోగకరమైనది. శరీరంలో శక్తి అవసరమైన ప్రతీ సందర్భంలోను ఇంచు మించు ఈ ఏటటీపీ యే వాడబడుతుంది.

కి.జ.సం. లోని మొట్న కన్నా శ్వాస లోని మొటుని విశదీకరించడం సులభమయ్యింది.

శ్వాస సాగేటు చెయ్యడం సులభం. కనుక దాన్ని విపులంగా, వివరంగా, చిన్న చిన్న మొట్సులో పరిశోధించవచ్చు. తరువాత పెద్ద సమస్యలోని చిరు సమస్యలన్నిటినీ కలిపి ఒక్క సారి చూడొచ్చు. అలా కాకుండా కి.జ.సం. చాలా సంక్లిష్టమైనది. అది చెక్కుచెదరని కోరోపాస్ను ఉన్నప్పుడే జరుగుతుంది. కనుక అందులోని మొటుని విశదీకరించడం కష్టం.

మరో చిక్కు ఏమిటంటే శాస్త్రవేత్తలు ఈ అంశంలో తప్పుడు దారిలో పడ్డారు.

కొంత వరకు వాదన సబబుగానే సాగింది. ఆక్సిజన్ ని ఉచ్ఛ్వసించి, కార్బండయాక్సయిడ్ ని నిశ్వసించినప్పుడు ఆ ఆక్సిజన్ శరీరంలోని కార్బన్ తో కలిసి కార్బండయాక్సయిడ్ గా మారాల్సిందే. అందులో సందేహం లేదు. అలాగే ఆ ఆక్సిజన్ శరీరంలోని హైడ్రోజెన్ నీరుగా మారుతుంది. ఇదీ నిజమే. కాని శాస్త్రవేత్తలు ఎందుకో నీటికి ఎక్కువ ప్లాధాన్యత ఇవ్వలేదు. జీవరాశుల బరువులో ఇంచుమించు 2/3 వంతు నీరే ఉంటుంది. శ్వాసలో నీరు (ఆవిరి) కాస్త అటు ఇటుగా ఉన్నా తేడా ఏముందిలే అనుకున్నారు.

కనుక అందరూ కార్బండయాక్సయిడ్ కే ప్రాధాన్యత ఇసూ వచ్చారు. శ్వాసలో మరి ఆక్సిజన్, కార్బన్ లు కలిసి కార్బండయాక్సయిడ్ తయారవుతోంది కనుక, కి.జ.సం.లో ఇందుకు వ్యతిరేకంగా చర్య జరగాలి. కి.జ.సం.లో కార్బండయాక్సయిడ్ ఒక కార్బన్ పరమాణువుగాను, రెండు ఆక్సిజన్ పరమాణువులు గాను విడిపోవాలి. రెండు ఆక్సిజన్ పరమాణువులు కలిసి ఒక ఆక్సిజన్ అణువుగా మారాలి. ఆ ఆక్సిజన్ అణువులు గాలోకి వెలువడాలి. ఆరు కార్బన్ అణువులు నీటితో కలిసి గూకోస్ తయారవ్వాలి.

1937 CSP . శాస్త్రవేత్తలంతా ఇంచుమించు ఇలాగే భావిసూ వచ్చారు.

కాని ఆ ఏడాది బ్రిటిష్ శాస్త్రవేత్త రాబర్ట్ హిల్ చెట్న ఆకుల నుండి క్లోరోపాస్ట్ లని వెలికితీశాడు. కాని ఆ ప్రయత్నంలో కోరోపాస్ను చితికిపోయి కి.జ.సం. జరగలేదు.

క్లోరోపాస్త్పలో ఏదో లోపించి ఉంటుంది కనుక ఆ లోపాన్ని భర్తీ చెయ్యడానికి రకరకాల పదారాలు కలుపుతూ వచ్చాడు. ఇనుము ఉన్న కొన్ని ప్రత్యేక అణువులు శ్వాసలో పాలూ ముఖ్యమైన పాత్ర ధరిసాయి. కనుక కి.జ.సం. లో కూడా అవి ముఖ్యం  అనుకున్నాడు హిల్. కనుక ఇనుము గల చిన్న చిన్న అణువులని తన కోరోపాస్ట్ మిశ్రమానికి కలిపి చూశాడు.

అలా చెయ్యగానే కోరోపాస్ట్లు అచ్చం కి.జ.సం. జరుగుతున్నటుగానే ఆక్సిజన్ తయారు చెయ్యడం మొదలెటూయి. అలా పుటన ఆక్సిజన్ విచ్ఛిన్నం అయిన కార్బండయాక్సయిడ్ అణువుల నుండి వచ్చి ఉన్నట్లయితే ఆ మిగిలిన కార్బన్ నీటితో కలిసి గూకోస్ గాను, ఆ తరువాత పిండి పదారంగాను మారి ఉండాలి. కాని అలాంటిదేం జరగలేదు. గూక్రోస్ , పిండి పదారం గాని పుటలేదు. ఒక్క ఆక్సిజన్ మాత్రమే పుట్చంది.

అంటే ఆ ఆక్సిజన్ కార్బండయాక్సయిడ్ యొక్క విచ్ఛిన్నం మూలంగా కాక నీటి అణువుల విచ్ఛిన్నం కారణంగా పుటందని అర్థం చేసుకోవాలి. మరి నీటి అణువులు విచ్ఛిన్నం అయినట్లయితే, ఇంకేమీ జరక్క పోతే, గూకోస్, మరియు పిండి పదారం తయారు కావడానికి ఇక కార్బన్ పరమాణువులే ఉండవు.

మరి అసలు ఏ అణువుల నుండి ఆక్సిజన్ వస్తోందో కనుక్కోవడం ఎలా? ఎక్కణ్నుంచి వచ్చినా ఆక్సిజన్ ఆక్సిజనే. అది ఏ అణువు నుండి వచ్చిందో దాని ముఖం చూసి చెప్పగలమా?!

ముఖం చూసి చెప్పలేకపోయినా ఇంచుమించు అలాంటిది చెయ్యడానికే ఓ పన్నాగం ఉంది. ఒక మూలకం యొక్క పరమాణువులు అన్నీ ఒకే తీరులో ఉండవని 1912 నాటికే తెలిసిపోయింది. రసాయనికంగా ఒకే విధంగా ప్రవర్తించినా వాటి భారాలో తేడాలు ఉంటాయి. ఉదాహరణకి 1929లో విలియం ఫాన్సిస్ జీయోక్ (1895-1982) అనే అమెరికన్ శాస్త్రవేత్త అధిక శాతం ఆక్సిజన్ పరమాణువులు ఒకే జాతికి చెందినవని కనుక్కున్నాడు. అదే ఆక్సిజన్-16 అనే జాతి. కాని మరి కాస్త బరువైన ఆక్సిజన్ పరమాణువులు కూడా ఉన్నాయి. అవే ఆక్సిజన్-18.

కాలక్రమేణా ఈ రెండు ఆక్సిజన్ జాతులని ఎలా పేరు చెయ్యాలో తెలుసుకున్నారు శాస్త్రవేత్తలు. బోలెడంత ఆక్సిజన్-18 అణువులు కలిసిన నీటిని తయారు చెయ్యడం నేర్చుకున్నారు.

1941లో మారిన్ డేవిడ్ కామెన్ (1913–) అనబడే ఓ కెనేడియన్-అమెరికన్ శాస్త్రవేత్త కి.జ.సం. జరుపుతున్న మొక్కలకి హెచ్చు సాయిలో ఆక్సిజన్-18 కలిసిన నీరు పోశాడు. ఈ మొక్కలకి అధిక శాతం ఆక్సిజన్-16 గల, ఆక్సిజన్-18 ఇంచుమించుగా లేని, మామూలు కార్బండయాక్సయిడ్ తో సంపర్కింపజేశాడు.

కామెన్ ఆ తరువాత అలాంటి మొక్కల నుండి పుటన ఆక్సిజన్ ని పరిశీలించాడు. ఆ ఆక్సిజన్ అంతా ఆక్సిజన్-16 మాత్రమే అయ్యుంటనే అది కార్బండయాక్సయిడ్ నుండే వచ్చి ఉండాలి. అలా కాకుండా హెచ్చు మోతాదులో ఆక్సిజన్-18 ఉన్నట్లయితే అది నీటి నుండే వచ్చి ఉండాలి.

అలా పుటన ఆక్సిజన్ లో ఎక్కువగా ఆక్సిజన్-18 మాత్రమే ఉన్నట్ను తేలింది. అంటే అది నీటి నుండి వచ్చింది అన్నమాట.

దాంతో విషయం తేటతెల్లంగా తేలిపోయింది. కి.జ.సం.లో ఏం జరుగుతోందంటే మొక్క శక్తి ని వాడుకుని నీటిని హైడ్రోజన్, ఆక్సిజన్ పరమాణువులుగా బద్దలు కొడుతోంది. అప్పుడు, కోరోపాస్ను చెక్కుచెదరకుండా ఉంటనే, అందులో ఉండాల్సిన ఎంజైమ్ లు అన్నీ ఉంటే, హైడ్రోజన్ కార్బండయాక్సయిడ్ తో కలిసి గూకోస్, పిండిపదార్ధం తయారు కావడం, మిగిలిన ఆక్సిజన్ గాలో కలిసిపోవడం జరుగుతుంది.

నీటి అణువు విచ్చిన్పం అయిన తరువాత ఏం జరుగుతుందో శాసపేతలకి ఇంకా బాగా అరం

కాలేదు. ఫాస్ఫేట్ను ఉన్న అణువుల పాత్ర ఉందని వాళ్నకి నిశ్చయంగా తెలుసు. కాని ఇంతకీ ఆ అణువులు ఏమిటనో తెలుసుకోవడం ఎలా?

ఆక్సిజన్-18 తో చిక్కు ఏంటంటే దాన్ని పేరు చేసి గురు పటడానికి చాలా సమయం పడుతుంది. మరి కి.జ.సం.లో పుటర్డే మధ్యంతర పదారాలు ఇట తయారై ఇటర్డే మాయం అయిపోతాయి. అంతే కాక తగినంత ఆక్సిజన్-18 ని వెలికితీయాలంటే మధ్యంతర పదారాలు చాలా హెచ్చు మోతాదులో ఉండాలి. కాని మధ్యంతర పదారాలు అతి సూక్ష్మమైన మోతాదులోనే ఉత్పన్నం అవుతాయి. అంటే అతి సూక్ష్మమైన మోతాదులో దొరికే పదారాన్ని పేగంగా గురుపటు గలిగే పద్దతులు మనకిప్పుడు కావాలి.

1934లో ఫ్రెడెరిక్ జోల్యో క్యూరీ (1900-1958), మరియు అతడి శ్రీమతి ఐరీన్ (1897-1956) దంపతులు కలిసి రేడియోధార్మిక లక్షణం గల పరమాణువులని తయారుచెయ్యడం ఎలాగో కనుక్కున్నారు. ఇలాంటి పరమాణువులు బదలై ఇతర పరమాణువులని, కిరణాలని వెలువరిస్తాయి. ఈ కిరణాలని గురు పటడం చాలా సులభం. కనుకనే రేడియోధార్మిక పరమాణువులని అతి సూక్ష్మమైన మోతాదులో కూడా గుర్తించడం సులభం. ఈ కృషికి గుర్తింపుగా 1935లో జోల్యో క్యూరీ దంపతులకి కెమిస్ట్రీ నోబెల్ పురస్కారం లభించింది.

ఆక్సిజన్, హైడ్రోజన్ పరమాణువులకి కూడా రేడియోధార్మిక రూపాంతరాలు ఉన్నాయి. కాని అవి నిముషాలలో విచ్ఛిన్నమై మాయం అయిపోతాయి. కనుక వాటిని వాడుకుని చేసే ఏ ప్రయాగాన్నయినా తొందరగా చేసి పూర్తి చేసేయాలి. అలాగే కార్బన్కి కూడా కార్బన్-11 అనే

రేడియోధార్మిక రూపాంతరం ఉంది. అది కూడా తొందరగా విచ్ఛిన్నం అయిపోతుంది. కనుక దీన్ని కూడా వాడడం కష్టం.

కాని కి.జ.సం.లో కాంతి శక్తి నీటి అణువుని భేదిస్తుందని కనుక్కున్న కామెన్ 1939లో మరో గొప్ప ఆవిష్కరణ చేశాడు. కార్బన్ & కార్బన్-14 అనే మరో రేడియో ధార్మిక రూపాంతరాన్ని కనుక్కున్నాడు. ఇది ఎంత మొల్లగా విచ్ఛిన్నం అవుతుందంటే ఆ కార్యక్రమం కొన్ని వేల ఏళ్న పాటు సాగుతుంది.

జీవరాశులో అత్యంత ప్రధానమైన అణువులు కార్బన్ అణువులే. మరిప్పుడు కార్బన్-14 ని ఉపయోగించి కి.జ.సం.లో మధ్యంతర రాశుల ఉత్పత్తి నాశనాలని పరిశీలించడానికి వీలయ్యింది.

చెయ్యాలంటే శాస్త్రవేత్తలు మొక్కలని వెలుగుతోను, కార్బన్-14 పరమాణువులు ఉన్న గాలితోను సంపర్కంలో పెట్వూలి. అప్పుడు ఆ మొక్కలని నుజ చేసి అందులో ఏఏ అణువులలో కార్బన్-14 పరమాణువులు ఉన్నాయో పరిశీలించాలి. ఆ అణువులు కి.జ.సం. ద్వార ఉత్పన్నం అయ్యుంటూయి.

అయినా అతిసూక్ష్మ మోతాదులో పదార్యాలల్ని పేరు చెయ్యడం అంత సులభం కాదు. కాని 1944లో ఆర్చర్ జాన్ పోరర్ మారిన్ (1910–) మరియు రిచర్డ్ లారెన్స్ సిన్స్ (1914-) అనే ఇద్దరు బ్రిటిష్ శాస్త్రవేత్తలు ఒక తెలిపైన పద్దతిని కనుక్కున్నారు. ఆ అణుమిశ్రమాన్ని నిలువుగా పేలాడదీసిన ఓ సచ్ఛిద్రమైన కాగితంలో (సూక్ష్మమైన కన్నాలున్న బాటసింగ్ పేపరు లాంటిది) పటసారు. మిశ్రమం తడిగా ఉంటూంది కనుక అది కాగితంలో పైకి పాకుతుంది. వివిధ అణువులు వివిధ వేగాల్లో పైకి పాకుతాయి. కాసేపు అయ్యాక వివిధ రకాల అణువులు కాగితంలో పేరు పేరు ఎతులో ఉంటాయి. ఇప్పుడు వాటిని సులభంగా పేరు చేయొచ్చు.

దీనినే పేపర్ క్రొమటరోగ్రఫీ అంటూరు. ఈ ఆవిష్కరణకి గుర్తింపుగా మారిన్, సింజ్ లకి 1953లో కెమిస్ట్రీ నోబెల్ బహుమతి ప్రదానం జరిగింది.

ఇప్పుడు కి.జ.సం. జరుగుతున్న మొక్కలని కార్బన్-14 ఉన్న కార్బండయాక్సయిడ్ తో సంపర్కంలో ఉంచి, అలా ఉత్పన్నమైన పదారాలని పేపర్ క్రొమటబోగ్రఫీతో పేరు చెయ్యొచ్చు. అప్పుడు శాస్త్రవేత్తలు అలా పేరు పడ్డ అణువులలో ఎందులో కార్బన్-14 ఉందో సులభంగా గురుపటు గలరు. పైగా కార్బన్-14 చాలా సేపు స్థిరంగా ఉంటుంది కనుక ఒక కొండ గురులా పని చేసున్న కార్బన్-14 ఉన్న అణువులని శాస్త్రవేత్తలు సులభంగా పటుకోగలరు.

మొటమొదటలో ప్రయోగాలన్నీ చాలా బాగా పని చేశాయి. మొక్క నుజు నుండి ఏర్పడ్డ సంక్లిష్ట మిశ్రమం పేపర్ క్రొమటబోగాఫ్ చేత పేరు చెయ్యబడింది. కాని చిక్కు ఏమిటంటనే కార్బన్-14 ఉన్న అణువులు ఎన్నో ఉన్నాయి. వాటిలో ఏది ముందు పుటందో చెప్పడం ఎలా?

అప్పుడు మొల్విన్ కాల్విన్ (1911-) అనే అమెరికన్ శాస్త్రవేత్తకి ఒక ఉపాయం తటస్టింది. అదేంటంటనే కి.జ.సం. క్రియని కొద్ది నిముషాల పాటూ నడిపించి నిలిపేయడం. అలా చేసినప్పుడు కొద్ది పాటి అణువులే ఉత్పన్నం అవుతాయి. అవే తొలి దశలలో పుటన මරිකාව බ්‍රවට.

1948లో కాల్విన తన పరిశోధనలు ప్రారంభించాడు. నీటర్లో పెరిగే ఏకకణజీవాలని, ఆల్స్ అనే మొక్కలని తన ప్రయోగాల్లో వాడాడు. ఆ ఆలేని కాంతితోను, మామూలు కార్బండయాక్సయిడ్ తోను సంపర్కంలో ఉంచాడు. ఆల్స్ చురుకుగా కిరణజన్యసంయోగం చెందడం ఆరంభించగానే వాటరీని ఓ సన్నని పొడవైన గాజు నాళం ద్వార పోనిచ్చి పేడి పేడి ఆల్కహాల్ లోకి పోనిచ్చాడు. పేడి ఆల్కహాల్ లో పడ కణాలు చచ్చిపోతాయి. కణాలు నాళం ద్వార ప్రయాణిస్తున్న సమయంలో కార్బన్-14 ఉన్న కార్బండయాక్సయిడ్ ని కణాలు ఉన్న నీటలోంచి బుడగలుగా ప్రవేశపెట్చూడు. ఈ ఏర్పాటు వల్ల కణాలకి కేవలం ఐదు సెకనుల కాలం పాటు మాత్రమే కార్బన్-14 తో సంపర్కం దొరుకుతుంది. వెంటనే అవి అంతమవుతాయి.

అలా వచ్చిన ఆలేని నుజ చేసి అందులోని అంశాలని పేపర్ క్రొమటటోగ్రఫీ చేత పేరు చేశాడు. ఇంచు మించు తొంభై శాతం కార్బన్-14 అంతా ఒకే పదారంలో ఉండడం కనిపించింది. పరిశీలించి చూడగా ఆ పదార్ధం ఫాస్పోగ్లిసరిక్ ఆమ్నం అని తేలింది.

ఫాస్పోగ్లిసరిక్ ఆమ్నం యొక్క అణువులో మూడు కార్బన్ అణువులు ఉంటాయి. ఆ మూడింటిలో ఏది కార్బన్-14 అయ్యిందో కూడా కనుక్కోగలిగాడు కాల్విన్. అలా చెయ్యడం వల్ల ఫాస్పోగ్లి సరిక్ ఆమ్నం ఎలా ఏర్పడిందో తెలిసింది.

ఇదే పంథాలో ఇంకా ఇంకా వివరంగా ప్రయోగాలు చేసూ పోగా కి.జ.సం.లోని చర్యలు ఎంత సంక్లిష్టమైనవో విశదమయ్యింది. ఈ కృషికి ఫలితంగా 1961లో కాల్విన్ కి నోబెల్ బహుమతి దక్కింది.

ఆ విధంగా రెండు శతాబాల క్రితం ప్రీస్నీ మొక్కలు ఆక్సిజన్ ని పుటర్షిస్తాయి అని కనుక్కున్న నాటి కన్నా ఇప్పుడు మనకి కి.జ.సం. గురించి చాలా చాలా తెలుసు. కాని ఇప్పటికీ మనకి వివరాలన్నీ

పచ్చని మొక్కలు వాటి సంక్లిష్టమైన కోరోపాస్త తో సాధించేదాన్ని ఇంకా సరళంగా కుత్రిమంగా ఎలా సాధించాలో ఇప్పటికీ మనకి తెలీదు. అదే తెలిస్తే సౌరశక్తిని కార్బండయాక్సయిడ్ తోను, నీటి తోను కలిపి, ఆ చర్యతో పెద్ద పెద్ద ఎతున చక్కెరలు, పిండిపదారాలు, రకరకాలు ఆహారపదారాలు, పప్పుదినుసులు ఉత్పత్తి చెయ్యొచ్చు. ෂඨ సాధ్యమైనతే ఇక లోకంలో ఆకలి బాధే ఉండదు.

కాని ఆ రోజు రావాలంటనే ఇంకా ఎంతో తెలుసుకోవాలి.

ఆరంభం

అసలు సృష్టిలో మొటమొదట కి.జ.సం. ఎలా మొదలయ్యింది? దీనికి సమాధానం శాస్త్రవేత్తలకి తెలీదు. ఎందుకంటే అది జరిగినప్పుడు మనమెవ్వరమూ అక్కడ లేము కదా? కాని అసలు కి.జ.సం. ఎలా ఆరంభమయ్యిందో Sంత వరకు తర్కించవచ్చు.

ఇంచుమించు 450 కో ట్ను ఏళ్న క్రితం భూమి ఆవిర్భవించినప్పుడు భూమి మీద జీవం ఉండేది కాదు. అంటే గాలిలో ససేమిరా ఆక్సిజన్ ఉండేది కాదన్నమాట.

ఆక్సిజన్ చాలా సక్రియమైన పదార్హం. అది సులభంగా ఎన్నో రకాల ఇతర పరమాణువులతో కలుస్తుంది. తటూలున భూమి మీద జీవం అంతా మాయమైతే గాలిలోని ఆక్సిజన్ అంతా మొల్ల మొల్లగా మటరీలోని వివిధ అణువులతో కలిసి క్రమంగా మాయమైపోతుంది. ప్రస్తుతం వాతావరణంలో ఆక్సిజన్ ఉండడానికి కారణం కి.జ.సం. వల్ల నీటి నుండి ఆక్సిజన్ పేరు పడుతూ ఉండడమే. ఆదిలో భూమి మీద కి.జ.సం. లేదు కనుక ఆక్సిజన్ ఉండేది కాదు.

భూమికి చేరువగా ఉన్న గ్రహాలు మార్స్ (అంగారక గ్రహం), వీనస్ (శుక్ర గ్రహం) గ్రహాలు. ఈ రెండు గ్రహాలలోని వాతావరణం ఉంది గాని జీవం లేదు. అందుచేత ఆ వాతావరణాలలో నైట్రోజన్, కార్బండయాక్సయిడ్ లు ఉన్నాయి కాని, ఆక్సిజన్ లేదు. బహుశ భూమి మీద కూడా తొలి రోజుల్లో గాలిలో నైట్రోజన్, కార్బండయాక్సయిడ్ లే ఉండే పేమో.

వీనస్ మరీ పేడిగా ఉంటుంది కనుక, మార్స్ మరీ చల్లగా ఉంటుంది కనుక ద్రవ్య రూపంలో నీరు అక్కడ నిలవదు. అలా కాకుండా భూమి మీద ఉషోగ్రత మధ్యస్తంగా ఉంటుంది కనుక

ఇక్కడ సువిస్సార సముద్దాలు ఉన్నాయి. తేడా అంతా అక్కడే వస్తోంది. సముద్దాల కారణంగా భూమి వాతావరణంలో మొదట్నుంచీ కూడా తేమ బాగా ఉంటుంది. అది కాకుండా మీథేన్, అమోనియా వంటి వాయువులు కూడా తొలిదశల నుండి ఉండేవి. మీథేన్ అణువులో ఒక కార్బన్ పరమాణువు, నాలుగు హైడ్రోజన్ పరమాణువులు ఉంటాయి. అమోనియా అణువులో ఒక సైటన్లోజన్ పరమాణువు, మూడు హైడ్రోజన్ పరమాణువులు ఉంటూయి.

నైటన్లోజన్, కార్బండయాక్సయిడ్, నీరు, మీథేన్, అమోనియా— ఇవన్నీ కూడా చిన్న అణువులు గల పదారాలు. తగినంత శక్తి లభ్యమైతే -53 పదారాలు వివిధ విన్యాసాలలో . పెద్ద పెద్ద అణువులు ఏర్పడతాయి. భూమి మీద తొలిదశలలో మొరుపుల నుండీ, అగ్నిపర్వతాల నుండి పుష్కలంగా శక్తి ప్రవహిసూ ఉండి ఉంటుంది. వీటన్నిటి కన్నా ముఖ్యంగా సూర్య కాంతిలోని అత్యంత శక్తివంతమైన అతినీల కాంతి సమృద్దిగా ఉండి ఉంటుంది. ఈ కాంతి మన కళ్ళకి కనిపించకపోయినా ఒంటరి మీద ఎండ పడినప్పుడు ఒళ్న చురుక్కు మనేది ఈ కాంతి కారణంగానే.

1952లో సాన్నీ లాయిడ్ మిలర్ (1930-) అనే అమెరికన్ శాస్త్రవేత్త భూమి మీద తొలి వాతావరణంలో ఉండే కొన్ని సరళ వాయువుల మిశ్రమాన్ని తీసుకుని అందులోకి విద్యుత్ ) (electric sparks) 83 శక్తిని ప్రవేశపెట్చూడు. ఓ వారం తరువాత పోయి చూడగా ఆ మిశ్రమంలో చిన్న అణువులు పెద్ద అణువులుగా సంయోగం చెందడం కనిపించింది.

ఆ తరువాత ఇతరులు కూడా అదే విధంగా ప్రయోగాలు చేసి చూడగా మరిన్ని ఆసక్తి కరమైన అణువులు ఏర్పడినట్ను తెలిసింది. ఈ అణువులలో అమినో ఆసిడ్ లు కూడా ఉన్నాయి. ఈ అమినో ఆసిడ్ లే మాలికలుగా కలిసి పోటీన్నుగా ఏర్పడతాయి. ఇవి గాక పలు న్యూక్తియోటయిడ్ను కూడా ఏర్పడాయి. ఇవి కలిసి న్యూక్షీక్ ఆసిడ్ అణువులుగా మారతాయి. ఈ విధంగానే పార్పిరిన్ వలయాలు రూపొంది ఉండవచ్చు.

ఈ పదారాలన్నీ చాలా ముఖ్యమైనవే. ఎందుకంటే జీవరాశులలో రసాయన చర్యలని నియంత్రించే ఎంజైమ్ను పోటరీస్తే, అదే విధంగా కణవిభజనని, జీవలక్షణాల అనువంశిక ప్రసారాన్ని నియంత్రించేది న్యూక్షీక్ ఆసిడే, శ్వాస క్రియలోను, కి.జ.సం.లోను ముఖ్య పాత్ర ధరించే అణువులో పార్పిరిన్ వలయాలు ప్రధాన భాగాలు.

సిడ్నీ వాల్టర్ ఫాక్స్ (1912-) అనే అమెరికన్ శాస్త్రవేత్త అమినో ఆసిడని వెచ్చ జేస్తే అవి చిన్న చిన్న పోటీన్ల అంటటి అణువులుగా మారుతాయి అని కనుక్కున్నాడు. ఇవి కలిసి చిన్న చిన్న గోఖాకార రాశులుగా ఏర్పడతాయి. ఆ రాశులు చూడడానికి కణాల మాదిరిగానే ఉంటూయి.

కనుక తొలుత భూమి మీద అలాంటి పోటీన్ కణాలు ఏర్పడి ఉంటాయని ఊహించుకోవచ్చు. అతినీల కాంతి ప్రభావం చేత చిన్న చిన్న అణువులు కలిసి అలా ఏర్పడి ఉండవచ్చు. వాటిలో హెచ్చుతగులుగా జీవలక్షణాలు కొటబొచ్చినటూ కనిపించి ఉండవచ్చు. జీవలక్షణం హెచ్పుగా ఉన్న అణువులు జీవలక్షణం తక్కువగా ఉన్న అణువులని భక్షిసూ ఉండవచ్చు.

అలాంటి పోటీన్ కణాలు మరీ సరళంగా ఉండడం చేత అవి తీరుగా విభజితమై, వృద్ది చెందలేక పోయి ఉండవచ్చు. అదే విధంగా కొన్ని న్యూక్షీక్ ఆసిడ్ను కూడా తీరుగా విభజితమైనా, ఎంజైమ్న లేమి కారణం చేత అంతకన్నా ఏమీ చేయలేకపోయి ఉండవచ్చు.

ఏదో ఒక దశలో ఈ పోటీన్ కణాలు, న్యూక్తీక్ ఆసిడ్ కణాలు కలిసి ఉండవచ్చు. అలా ఏర్పడ్డ కొత్త కణాలు మరింత సమర్శవంతంగా తయారై ఉండవచ్చు. విభజన, తదితర క్రియలన్నీ ఆ కణాలు సమర్థవంతంగా నిర్వహిసూ ఉండవచ్చు. ఈ కణాలు ఇంచు మించు 350 కో ట్ను ఏళ్న క్రితం పుట ఉండవచ్చు. వీటినే పోకార్యోట్ను అంటూరు. ఇప్పటికి ఇంకా సజీవంగా ఉన్న బాక్టీరియాకి ఇవి పూర్వీకులు. కాని మొటమొదటి పోకార్యోట్ను నేడు మనం చూస్తున్న ఆధునిక బాక్టీరియాల కన్నా చాలా సరళంగా ఉండే పేమో.

కాని వాతావరణం పేగంగా మారిపోతోంది. సూర్యుడి నుండి వచ్చే అతినీల కాంతి వాతావరణంలో పై పొరలో ఉండే నీటి ఆవిరి కణాలని ఆక్సిజన్, హైడ్రోజన్ లుగా భేదిసూ ఉంటుంది. హైడ్రోజన్ పరమాణువులు మరీ చిన్నవి కనుక, తేలికైనవి కనుక, భూమి గురుత్వాకరణ వాటిని కిందకి లాగలేకపోవడం చేత అవి అంతరిక్షంలోకి ఎగిరిపోతాయి. ఇక గాలి పై పొరలో ఆక్సిజన్ పరమాణువులు మిగిలాయి. శక్తివంతమైన అతినీల కాంతి ప్రభావం చేత ఈ పరమాణువులు శక్తివంతమైన మూడు పరమాణువులు గల సంయోగంగా మారుతాయి. మామూలు ఆక్సిజన్ లో ఉండే రెండు పరమాణువులకి బదులు ఈ కొత్త సంయోగంలో మూడు పరమాణువులు ఉంటాయి. దీనినే ఓజోన్ అంటూరు.

మామూలు ఆక్సిజన్ అయితే అతినీల కాంతిని వాతావరణంలోంచి ప్రవేశించ నిస్తుంది. కాని ఓజోన్ అలా ప్రవేశాన్నివ్వదు. అంటే గాలి పైపొరల్లో ఓజోన్ పొర వృద్ధి చెందుతున్న కొలది ఇంకా ఇంకా తక్కువ అతినీల కాంతి భూమికి చేరుతుంది. చిన్న అణువులు తక్కువ

మోతాదులో ఏర్పడసాగాయి. జీవకణాలకి తగినంత ఆహార దొరక్క నాశనం కాసాగాయి.

కాని పార్పిరిన్ వలయం ఉన్న సంయోగాలు ఏర్పడి రాశులుగా ఏర్పడసాగాయి. ఓజోన్ పొర

లోంచి ప్రవేశించగలిగే మామూలు దృశ్య కాంతి లోని శక్తిని ఇవి సునాయాసంగా గ్రహించలిగేవి. మొదటలో పార్పిరిన్ వలయాలు కాంతిని కాస్త అసమర్శవంతంగా వాడుకునేవి. కాని కాలక్రమేణా అవి కాంతిని మరింత సమర్థవంతంగా వాడుకోవడం ప్రారంభించాయి. ఆహార వనరులని పోగు చేసుకుని వృద్ధి చెందాయి. అలా కొన్ని లక్షల ఏళ్ళు గడిచాక దృశ్య కాంతిలోని శక్తి ని మరింత

సమర్థవంతంగా వినియోగించబడడం జరిగింది. క్రమంగా పార్పిరిన్ కణాలు కోరోఫిల్ కి చాలా సన్నిహితంగా ఉండే అణువులని నిర్మించసాగాయి. అవి కోరోపాస్ట్ లని పోలిన అంశాలుగా రూపుదిదుకోసాగాయి. ఇప్పటికీ బాక్టీరియాల లాంటి కొన్ని చిన్న చిన్న కణాలు ఉన్నాయి. ఇవి కోరోపాస్ట్ ల కన్నా అంత పెద్దపేమీ కావు. వీటినే సయనో బాక్టీరియా అంటూరు. ఇవి షోకార్యోట్ను ద్వితీయ రూపం.

ఈ కోరోపాస్ట్ లు నీటి అణువులని విచ్ఛిన్నం చేసి హైడ్రోజన్ అణువులని, దాని నుండి ఆహారాన్ని పుటర్షిస్తాయి. ఆక్సిజన్ పరమాణువులు గాలో కలిసి అక్కడ పోగవసాగాయి. మొటమొదటి జీవరాశులు ఈ సక్రియమైన ఆక్సిజన్ అణువుల ధాటికి తటుకోలేక నాశనమయ్యాయి.

మొల్లగా పార్పిరిన్ అణువులు కొన్ని ఎంజైమ్ లని తయారు చేశాయి. ఈ ఎంజైమ్ లు ఆక్సిజన్ ని కార్బన్ తోను, హైడ్రోజన్ తోను కలిపి శక్తిని వెలికి తీయగలిగాయి. ఇవి ఆధునిక మైలీటోకాండ్రియాకి పూర్వీకులు అనుకోవచ్చు. ఇవి కూడా మరో జాతి పోకార్యోటరే.

ఓ రెండు వందల కోట్ను ఏళ్న పాటు ఒక్క పోకార్యోటర్లే భూమి మీద అనన్య జీవరాశులుగా నిలిచాయి.

మొల్ల మొల్లగా ఈ పోకార్యోట్ను కలిసి మరింత పెద్ద, సంక్లిష్టమైన కణాలుగా మారాయి. న్యూల్కీక్ ఆసిడ్ లు , పోటీన్ లు ఉన్న కణాలు, కోరోపాస్ట్ లతోను, మైటబోకాండ్రియా తోను కలిసి ఆధునిక వృక్ష కణాలని పోలిన కణాలు నిర్మించబడాయి. కొన్ని మైటబోకాండ్రియా తో

మాత్రమే కలిసి జంతు కణాలని పుటర్షించాయి. ఈ రెండు జాతులని యూకార్యోట్ను .

గత మూడు కో ట్ను ఏళ్నలో జీవరాశులన్నిటిలో యూకార్యోటర్లే ప్రధాన పాత్ర వహిసూ వచ్చాయి. 80 కో ట్ను ఏళ్న క్రితం నుండి ఈ కణాలు కలిసి కలిసి బహుళ కణాలు గల మొక్కలుగా, జంతువులుగా మారాయి. వీటినే బహుళ కణ జీవులు అంటూరు.

ప్రసుత ప్రపంచం బహుళకణాలు గల మొక్కలతో, జంతువులతో నిండిపోయింది - చెట్ను, చేపలు, మనుషులు, సీతాకోక చిలుకలు, చిలుకలు ఇలా నానా రకాల వృక్ష, జంతు రాశులతో కిటకిటలాడుతోంది. ఒకే కణం గల మొక్కలు, జంతువులు ఇంకా ఉన్నాయి. ఆక్సిజన్ సమక్షంలో బతకలేని బాక్టీరియాలు ఇంకా ఉన్నాయి. వాటి కణాలలో మైటూకాండ్రియాలో

ఎప్పుడూ జత పడలేదన్నమాట.

ఆక్సిజన్ మీద ఆధారపడని బాక్టీరియాలు, వాటిని తిని బతికే ఇతర జీవాలు మినహాయిస్తే, తదితర జీవజాతులన్నీ ప్రత్యక్షంగానో, పరోక్షంగానో కి.జ.సం. మీద ఆధారపడేవే. కి.జ.సం.

లేకపోయుంటచే ఈ భూమి పాథమిక జీవరాశులు మాత్రమే ఉండే ఆదిమ యుగానికి దిగజారిపోయి ఉండేది.

అందుకే నేటి పర్యావరణ శాస్త్రవేత్తలు పచ్చని బయళ్ళని, అడవులని సంరక్షించమని ఘోషిసూ ఉంటూరు. జీవదాయక సూర్య రశ్మి నేలకి చేరకుండా అడుపడే వాతావరణ కాలుష్యాన్ని అరికట్ళమని పోరు పెడుతూ ఉంటూరు. శాస్త్రవేత్తలు ఇలాగే ప్రశ్నిసూ ఆ ప్రశ్నలకి సమాధానాల కోసం అన్వేషిసూ ఉండాలి. అలా చేసూ పోతే క్రమంగా భూమి మీద కిరణజన్యసంయోగం అనే చక్కని, పచ్చని కథలో క్రా త్వ అధ్యాయాలు తెరుచుకుంటూయి.

రూపొందించేవారు: వందనం మద్దు

3.06060606061
మీ సూచనను పోస్ట్ చేయండి

(ఈ పేజీ లో ఉన్న కంటెంట్ పై ఏమైన వ్యాఖ్యలు / సలహాలు ఉంటే, ఇక్కడ పోస్ట్ చేయండి)

Enter the word
నావిగేషన్
పైకి వెళ్ళుటకు