नियंत्रण एवं समन्वय
यह क्यों ज़रूरी है
गरम कड़ाही को छूते ही दर्द महसूस होने से पहले ही आपका हाथ झटके से पीछे हट जाता है। चेहरे की तरफ़ गेंद आती दिखे तो आप बिना सोचे आँख झपका लेते हैं। खाने की महक आते ही मुँह में अपने-आप पानी आ जाता है। आपका शरीर लगातार दुनिया को महसूस करता है और जवाब देता है — और सबसे ज़रूरी बात, सही जवाब देता है: कक्षा में दोस्त से आप फुसफुसाकर बात करते हैं, चिल्लाकर नहीं।
यही आख़िरी बात पूरे अध्याय की जान है। वातावरण के जवाब में होने वाली गति बेतरतीब नहीं होती — वह नियंत्रित और समन्वित (coordinated) होती है। सही बदलाव सही जवाब को सही गति से चालू करता है। आग से हाथ हटाना पल भर में होना चाहिए; सूरज की ओर बढ़ना दिनों ले सकता है।
जीवित शरीर इसे दो तंत्रों से साथ-साथ चलाते हैं: एक तेज़, तार-जैसा तंत्रिका तंत्र (बिजली के संकेत) और एक धीमा, पूरे शरीर तक पहुँचने वाला हार्मोन तंत्र (रासायनिक संदेशवाहक)। पौधे, जिनमें न तंत्रिका है न मांसपेशी, सिर्फ़ रसायनों और चतुर वृद्धि से नियंत्रण और समन्वय कर लेते हैं। यह अध्याय इसी के बारे में है कि जीव सब कुछ कैसे क़ायदे में रखते हैं।
मुख्य विचार
जीव बदलावों (उद्दीपन / stimuli) को महसूस करके सही क्रिया से जवाब देकर ज़िंदा रहते हैं। जंतु तेज़ जवाब के लिए तेज़ बिजली वाला तंत्र (तंत्रिकाएँ) और पूरे शरीर में टिकाऊ बदलाव के लिए धीमा रासायनिक तंत्र (हार्मोन) इस्तेमाल करते हैं। पौधे सिर्फ़ रसायन और दिशात्मक वृद्धि इस्तेमाल करते हैं।
दो तंत्र क्यों? बिजली के आवेग बिजली जैसे तेज़ हैं पर सिर्फ़ उन्हीं कोशिकाओं तक पहुँचते हैं जिनसे तंत्रिका जुड़ी हो, और तंत्रिका कोशिका को दोबारा आवेग भेजने से पहले थोड़ा “रीसेट” होने का समय चाहिए। रासायनिक संदेशवाहक (हार्मोन) धीमे हैं पर खून में बहकर हर कोशिका तक पहुँचते हैं और लंबे समय तक लगातार काम कर सकते हैं। तेज़-पर-सीमित बनाम धीमा-पर-हर-जगह — इन दोनों के बीच हर हालात संभल जाता है।
इस फ़र्क़ को याद रखिए, फिर न्यूरॉन, प्रतिवर्ती क्रिया, मस्तिष्क और इस अध्याय का हर हार्मोन अपनी जगह बैठ जाएगा।
आइए इसे समझें
न्यूरॉन और तंत्रिका आवेग
तंत्रिका तंत्र तंत्रिका कोशिकाओं — न्यूरॉन — से बना है। जानकारी एक न्यूरॉन में एक ही तय दिशा में बहती है:
- ग्राही (receptors) (ज्ञानेंद्रियों में — जीभ, नाक, कान, त्वचा, आँख) उद्दीपन को पकड़ते हैं। (स्वाद-ग्राही = स्वाद; घ्राण-ग्राही = गंध।)
- संकेत द्रुमिका (dendrite) के सिरे पर बिजली का आवेग बन जाता है → कोशिका-काय तक → तंत्रिकाक्ष (axon) के साथ।
- तंत्रिकाक्ष के छोर पर आवेग रसायन छोड़ता है जो एक छोटे अंतराल — सिनैप्स (synapse) — के पार जाकर अगले न्यूरॉन में नया आवेग शुरू करते हैं — या किसी मांसपेशी को काम करने का संदेश देते हैं।
प्रतिवर्ती क्रिया: छोटा रास्ता
जब आप कुछ गरम छूते हैं, तो मस्तिष्क के “सोच-समझकर” तय करने का इंतज़ार करना बहुत धीमा होगा — आप जल जाएँगे। इसलिए शरीर एक छोटा रास्ता अपनाता है जिसे प्रतिवर्ती चाप (reflex arc) कहते हैं: संवेदी तंत्रिका सीधे मेरुरज्जु (spinal cord) में ही प्रेरक तंत्रिका से जुड़ जाती है, सोचने वाले मस्तिष्क को छोड़कर। संदेश मस्तिष्क तक जाता तो है, पर जवाब तब तक हो चुका होता है।
रास्ता: ग्राही (त्वचा) → संवेदी न्यूरॉन → संबंध-न्यूरॉन (मेरुरज्जु) → प्रेरक न्यूरॉन → कारक/मांसपेशी (effector)। प्रतिवर्ती क्रियाएँ इसलिए विकसित हुईं क्योंकि सोचना उतना तेज़ नहीं है — और अब जब हम सोच सकते हैं तब भी ये ज़्यादा तेज़ हैं।
मानव मस्तिष्क
मस्तिष्क + मेरुरज्जु = केंद्रीय तंत्रिका तंत्र (CNS)। बाक़ी शरीर तक जाने वाली तंत्रिकाएँ परिधीय तंत्रिका तंत्र बनाती हैं। मस्तिष्क के तीन मुख्य भाग हैं:
| भाग | मुख्य काम |
|---|---|
| अग्र मस्तिष्क (प्रमस्तिष्क/cerebrum) | सोचना, फ़ैसले; दृष्टि, गंध, श्रवण को लेना व समझना; ऐच्छिक क्रियाएँ; भूख केंद्र |
| मध्य मस्तिष्क | कुछ अनैच्छिक क्रियाएँ (जैसे आँख की प्रतिवर्ती क्रियाएँ) |
| पश्च मस्तिष्क — अनुमस्तिष्क (cerebellum) | सटीकता व संतुलन: सीधी रेखा में चलना, साइकिल चलाना, मुद्रा |
| पश्च मस्तिष्क — मेड्यूला | अनैच्छिक ज़रूरी क्रियाएँ: दिल की धड़कन, साँस, रक्तचाप, लार, उल्टी |
नाज़ुक मस्तिष्क हड्डी की खोपड़ी (कपाल/cranium) के अंदर बैठा रहता है, तरल से घिरा हुआ; मेरुरज्जु की रक्षा रीढ़ की हड्डी (कशेरुक दंड) करती है।
मांसपेशी कैसे चलती है: जब आवेग किसी मांसपेशी तक पहुँचता है, तो मांसपेशी कोशिकाओं के अंदर के ख़ास प्रोटीन अपना आकार और सजावट बदल देते हैं, जिससे कोशिकाएँ छोटी हो जाती हैं — यही सिकुड़न गति है।
प्रतिवर्ती क्रिया, कुर्सी खिसकाने जैसी सोच-समझकर की गई क्रिया से ज़्यादा तेज़ क्यों होती है?
प्रतिवर्ती क्रिया मेरुरज्जु में एक छोटे प्रतिवर्ती चाप का इस्तेमाल करती है: संवेदी न्यूरॉन लगभग सीधे प्रेरक न्यूरॉन से जुड़ जाता है, इसलिए जवाब मस्तिष्क के सोचने का इंतज़ार किए बिना हो जाता है। सोची-समझी क्रिया में संकेतों को मस्तिष्क तक जाना, संसाधित होकर तय होना, फिर वापस भेजा जाना पड़ता है — जिसमें ज़्यादा समय लगता है।
साइकिल चलाते समय आपको संतुलित कौन रखता है?
अनुमस्तिष्क (पश्च मस्तिष्क में) ऐच्छिक गति की सटीकता और संतुलन/मुद्रा को नियंत्रित करता है — साइकिल पर सीधे बने रहने के लिए ठीक यही चाहिए। मेड्यूला दिल की धड़कन जैसी अनैच्छिक चीज़ें चलाता है।
पौधों में समन्वय
पौधों में न तंत्रिकाएँ हैं न मांसपेशियाँ, फिर भी वे जवाब देते हैं। दो तरीक़ों से:
- तुरंत गति (बिना वृद्धि): छुई-मुई (मिमोसा) छूने पर अपनी पत्तियाँ मोड़ लेती है। पत्ती उस जगह से अलग जगह हिलती है जहाँ छुआ गया, इसलिए कोई संकेत ज़रूर जाता है — पौधे कोशिका-दर-कोशिका बिजली-रासायनिक संकेत भेजते हैं, फिर कोशिकाएँ पानी पाकर या खोकर आकार बदलती हैं (फूलना / सिकुड़ना)।
- वृद्धि से गति (अनुवर्तन/tropism): किसी उद्दीपन की ओर या उससे दूर दिशात्मक वृद्धि। यह धीमी पर स्थायी होती है।
| अनुवर्तन | उद्दीपन | उदाहरण |
|---|---|---|
| प्रकाशानुवर्तन | प्रकाश | प्ररोह प्रकाश की ओर मुड़ता है; जड़ उससे दूर |
| गुरुत्वानुवर्तन | गुरुत्व | जड़ नीचे (गुरुत्व की ओर); प्ररोह ऊपर बढ़ता है |
| जलानुवर्तन | पानी | जड़ें पानी की ओर बढ़ती हैं |
| रसायनानुवर्तन | रसायन | परागनलिका बीजांड की ओर बढ़ती है |
पादप हार्मोन इस वृद्धि का समन्वय करते हैं, एक जगह बनते हैं और जहाँ काम करना हो वहाँ विसरित होकर पहुँचते हैं:
- ऑक्सिन (प्ररोह के शिखर पर बनता है) कोशिकाओं को लंबा बढ़ाता है। जब प्रकाश एक तरफ़ से आता है, ऑक्सिन छायादार तरफ़ चला जाता है, इसलिए वह तरफ़ ज़्यादा बढ़ती है और प्ररोह प्रकाश की ओर मुड़ जाता है।
- जिबरेलिन — तने की वृद्धि में मदद।
- साइटोकाइनिन — कोशिका विभाजन बढ़ाते हैं (फलों और बीजों में ज़्यादा)।
- एब्सिसिक अम्ल — वृद्धि को रोकता है (मुरझाना)। इनमें इकलौता “रुको” संकेत।
जंतुओं में हार्मोन
जंतु तंत्रिकाओं के ऊपर एक रासायनिक (अंतःस्रावी/endocrine) तंत्र भी जोड़ते हैं। अंतःस्रावी ग्रंथियाँ हार्मोन सीधे खून में छोड़ती हैं, जो उन्हें लक्ष्य अंगों तक पहुँचाता है।
सोचिए, एक गिलहरी ख़तरे में है: उसे लड़ने या भागने के लिए तैयार होना है। अकेली तंत्रिकाएँ पूरे शरीर को तैयार नहीं कर सकतीं, इसलिए अधिवृक्क ग्रंथियाँ एड्रीनलीन खून में छोड़ती हैं — दिल तेज़ धड़कता है (मांसपेशियों को ज़्यादा ऑक्सीजन), साँस तेज़ होती है, खून पेट/त्वचा से हटकर कंकाल-मांसपेशियों की ओर मोड़ दिया जाता है। शरीर सेकंडों में तैयार हो जाता है।
| हार्मोन | ग्रंथि | मुख्य काम |
|---|---|---|
| वृद्धि हार्मोन | पीयूष (pituitary) | शरीर की वृद्धि (बचपन में कमी → बौनापन) |
| थायरॉक्सिन | थायरॉइड (आयोडीन चाहिए) | कार्ब/प्रोटीन/वसा का उपापचय; आयोडीन की कमी → घेंघा |
| इंसुलिन | अग्न्याशय | रक्त-शर्करा घटाता है (कमी → मधुमेह) |
| एड्रीनलीन | अधिवृक्क ग्रंथियाँ | आपात स्थिति के लिए शरीर तैयार करता है (लड़ो या भागो) |
| टेस्टोस्टेरॉन / एस्ट्रोजन | वृषण / अंडाशय | किशोरावस्था के बदलाव; पुरुष / स्त्री विकास |
फीडबैक सब कुछ सटीक रखता है। हार्मोन ठीक उतनी ही मात्रा में छूटने चाहिए। अगर रक्त-शर्करा बढ़े, तो अग्न्याशय इसे भाँपकर ज़्यादा इंसुलिन बनाता है; जैसे शर्करा घटती है, कम बनाता है। यह खुद को सुधारने वाला फंदा ही फीडबैक तंत्र है।
किसी व्यक्ति की गर्दन सूजी हुई है (घेंघा)। सबसे संभावित कारण है:
थायरॉइड को थायरॉक्सिन बनाने के लिए आयोडीन चाहिए। पर्याप्त आयोडीन न मिलने पर थायरॉइड बड़ा हो जाता है, जिससे घेंघा (सूजी गर्दन) होता है — इसीलिए हम आयोडीनयुक्त नमक इस्तेमाल करते हैं।
आम ग़लतियाँ
प्रतिवर्ती क्रियाओं को मस्तिष्क नियंत्रित करता है — इसीलिए वे इतनी तेज़ हैं।
ज़्यादातर क्रियाएँ मस्तिष्क चलाता है, तो लगता है प्रतिवर्ती भी वही चलाता होगा।
प्रतिवर्ती क्रियाएँ प्रतिवर्ती चाप के ज़रिए मेरुरज्जु संभालती है, सोचने वाला मस्तिष्क नहीं — इसीलिए वे इतनी तेज़ हैं। संकेत मस्तिष्क तक पहुँचता तो है, पर जवाब तब तक हो चुका होता है।
तंत्रिका आवेग न्यूरॉन में दोनों दिशाओं में चलते हैं।
तार में करंट दोनों ओर बहता है, तो न्यूरॉन में भी बहता होगा।
रास्ते में जानकारी एक ही दिशा में बहती है: द्रुमिका → कोशिका-काय → तंत्रिकाक्ष → सिनैप्स → अगली कोशिका। सिनैप्स एकतरफ़ा वाल्व की तरह काम करता है (रसायन एक तरफ़ छूटते हैं, दूसरी तरफ़ पकड़े जाते हैं)।
पौधा प्रकाश की ओर इसलिए मुड़ता है क्योंकि रोशनी वाली तरफ़ तेज़ बढ़ती है।
लगता है सूरज की ओर वाली तरफ़ ही सक्रिय, बढ़ने वाली होगी।
उल्टा है: ऑक्सिन छायादार तरफ़ चला जाता है, इसलिए छायादार तरफ़ ज़्यादा लंबी बढ़ती है और प्ररोह प्रकाश की ओर मुड़ जाता है। वृद्धि प्रकाश से दूर वाली तरफ़ होती है।
हार्मोन तंत्रिकाओं की तरह तुरंत असर करते हैं।
दोनों 'संदेशवाहक' हैं, तो एक जैसे लगते हैं।
तंत्रिकाएँ तेज़ पर सीमित हैं (सिर्फ़ जुड़ी कोशिकाओं तक); हार्मोन धीमे पर खून में बहकर सभी कोशिकाओं तक पहुँचते हैं और टिकाऊ ढंग से काम करते हैं। ये एक-दूसरे के पूरक तंत्र हैं, एक जैसे नहीं।
झटपट जाँच
दो न्यूरॉनों के बीच का वह अंतराल जहाँ रसायन संकेत को पार ले जाते हैं, क्या कहलाता है?
दो न्यूरॉनों के बीच का छोटा अंतराल सिनैप्स है। बिजली का आवेग तंत्रिकाक्ष के छोर तक पहुँचता है, रसायन छोड़ता है जो सिनैप्स के पार जाकर अगले न्यूरॉन में नया आवेग शुरू करते हैं।
इनमें से कौन-सा पादप हार्मोन है?
साइटोकाइनिन एक पादप हार्मोन है (यह कोशिका विभाजन बढ़ाता है)। इंसुलिन, थायरॉक्सिन और एस्ट्रोजन सभी जंतु हार्मोन हैं।
अभ्यास के सवाल
ये Curriv द्वारा बनाए गए हैं और पूरी तरह मुफ़्त हैं। उत्तर देखने से पहले खुद कोशिश करें।
आसान
मानव मस्तिष्क के तीन मुख्य भाग और हर एक का एक काम बताएँ।
- अग्र मस्तिष्क (प्रमस्तिष्क): सोचना, फ़ैसले लेना, और इंद्रियों (दृष्टि, गंध, श्रवण) को संसाधित करना।
- मध्य मस्तिष्क: कुछ अनैच्छिक क्रियाएँ (जैसे आँख की प्रतिवर्ती क्रियाएँ) चलाता है।
- पश्च मस्तिष्क: अनुमस्तिष्क संतुलन और सटीक गति संभालता है; मेड्यूला दिल की धड़कन और साँस जैसी अनैच्छिक क्रियाएँ चलाता है।
आयोडीनयुक्त नमक इस्तेमाल करने की सलाह क्यों दी जाती है?
थायरॉइड ग्रंथि को थायरॉक्सिन हार्मोन बनाने के लिए आयोडीन चाहिए, जो शरीर का उपापचय नियंत्रित करता है। अगर आहार में आयोडीन की कमी हो, तो घेंघा (सूजी हुई गर्दन) हो सकता है। आयोडीनयुक्त नमक आयोडीन देकर इससे बचाता है।
मध्यम
खून में एड्रीनलीन छूटने पर हमारा शरीर कैसे जवाब देता है?
एड्रीनलीन (अधिवृक्क ग्रंथियों से) शरीर को आपात स्थिति (“लड़ो या भागो”) के लिए तैयार करता है:
- दिल तेज़ धड़कता है, मांसपेशियों को ज़्यादा ऑक्सीजन मिलती है,
- साँस की दर बढ़ती है (डायाफ़्राम और पसली की मांसपेशियाँ ज़्यादा सिकुड़ती हैं),
- खून पाचन तंत्र और त्वचा से हटकर कंकाल-मांसपेशियों की ओर मोड़ दिया जाता है।
ये सब मिलकर शरीर को तेज़ी से काम करने के लिए तैयार कर देते हैं।
छुई-मुई (संवेदनशील पौधे) की पत्ती की गति, प्रकाश की ओर प्ररोह के मुड़ने से कैसे अलग है?
- छुई-मुई की पत्ती तेज़ी से मुड़ती है और इसमें कोई वृद्धि नहीं होती — कोशिकाएँ पानी पाकर/खोकर आकार बदलती हैं (फूलना/सिकुड़ना)। यह अस्थायी, लौट सकने वाली गति है।
- प्रकाश की ओर प्ररोह का मुड़ना धीमा होता है और वृद्धि से होता है (ऑक्सिन हार्मोन छायादार तरफ़ को लंबा बढ़ाता है)। यह स्थायी, दिशात्मक (अनुवर्तन) गति है।
चुनौती
जंतुओं में तंत्रिका और हार्मोन नियंत्रण की तुलना करें — दो साफ़ अंतर बताएँ।
- गति और अवधि: तंत्रिका आवेग बहुत तेज़ पर कम समय के होते हैं; हार्मोन की क्रिया धीमी पर ज़्यादा देर तक टिकती है।
- पहुँच: तंत्रिकाएँ सिर्फ़ उन कोशिकाओं तक पहुँचती हैं जिनसे वे भौतिक रूप से जुड़ी हों; हार्मोन खून में बहकर शरीर की सभी कोशिकाओं तक पहुँच सकते हैं।
(साथ ही: तंत्रिकाएँ बिजली के आवेग इस्तेमाल करती हैं, हार्मोन रासायनिक संदेशवाहक।) दोनों मिलकर शरीर को तेज़ स्थानीय और धीमे पूरे-शरीर वाले — दोनों जवाब देते हैं।
इंसुलिन के उदाहरण से समझाएँ कि फीडबैक तंत्र किसी हार्मोन को सही स्तर पर कैसे रखता है।
इंसुलिन (अग्न्याशय से) रक्त-शर्करा घटाता है। कितना छूटे, यह एक फीडबैक फंदे से तय होता है:
- जब रक्त-शर्करा बढ़ती है (जैसे खाने के बाद), अग्न्याशय इसे भाँपकर ज़्यादा इंसुलिन छोड़ता है, जो शर्करा को नीचे लाता है।
- जैसे रक्त-शर्करा घटती है, अग्न्याशय इसे भाँपकर कम इंसुलिन छोड़ता है।
तो हार्मोन का स्तर ज़रूरत के साथ अपने-आप बढ़ता-घटता है, और रक्त-शर्करा स्थिर रहती है। (मधुमेह में यह नियंत्रण बिगड़ जाता है, इसलिए इंसुलिन इंजेक्शन से दिया जा सकता है।)
सारांश
- नियंत्रण एवं समन्वय से जीव बदलावों (उद्दीपन) को महसूस करके सही जवाब देते हैं, तंत्रिका तंत्र (तेज़, बिजली) और हार्मोन (धीमे, रासायनिक) का इस्तेमाल करके।
- एक न्यूरॉन जानकारी एक ही दिशा में ले जाता है: ग्राही → द्रुमिका → कोशिका-काय → तंत्रिकाक्ष → सिनैप्स → अगली कोशिका। सिनैप्स संकेत रासायनिक रूप से पार करता है।
- प्रतिवर्ती क्रिया तुरंत जवाब के लिए मेरुरज्जु में प्रतिवर्ती चाप इस्तेमाल करती है, सोच को छोड़कर।
- मस्तिष्क = अग्र मस्तिष्क (सोच, इंद्रियाँ, ऐच्छिक क्रिया), मध्य मस्तिष्क, और पश्च मस्तिष्क (अनुमस्तिष्क = संतुलन; मेड्यूला = धड़कन, साँस)। मांसपेशी तब चलती है जब उसके अंदर के प्रोटीन कोशिका को छोटा कर देते हैं।
- पौधे बिना तंत्रिका के समन्वय करते हैं: पानी-चालित तेज़ गति (छुई-मुई) और धीमी अनुवर्तन वृद्धि (प्रकाश-, गुरुत्व-, जल-, रसायनानुवर्तन), जिसे हार्मोन चलाते हैं — ऑक्सिन (प्रकाश की ओर मुड़ना), जिबरेलिन, साइटोकाइनिन, और वृद्धि रोकने वाला एब्सिसिक अम्ल।
- जंतु हार्मोन (अंतःस्रावी तंत्र): एड्रीनलीन (आपात), थायरॉक्सिन (उपापचय, आयोडीन चाहिए), इंसुलिन (रक्त-शर्करा), वृद्धि हार्मोन, टेस्टोस्टेरॉन/ एस्ट्रोजन (किशोरावस्था)। फीडबैक हर एक को सही स्तर पर रखता है।
आगे क्या?
आपने देखा कि शरीर खुद को कैसे चलाता है (अध्याय 5) और सब कुछ कैसे महसूस व नियंत्रित करता है (यह अध्याय)। पर कोई भी जीव हमेशा के लिए ज़िंदा नहीं रहता — तो जीवन ख़ुद कैसे आगे चलता है? अध्याय 7: जीव जनन कैसे करते हैं? में आप देखेंगे कि जीव अपने जैसे और कैसे बनाते हैं: अलैंगिक और लैंगिक जनन, फूल, मानव जनन तंत्र, और यह कि जनन ही वह पुल है जो जीवन को एक पीढ़ी से अगली तक ले जाता है।