यूरेका! प्रकाश संश्लेषण की खोज

यूरेका! प्रकाश संश्लेषण की खोज

कल्पना कीजिए कि आप प्राचीन काल में रहते थे और जीवन के कुछ बड़े सवालों का जवाब देना चाहते थे: हम यहां कैसे पहुंचे? रात में आकाश में उन रोशनी क्या हैं? मैं क्यों झुकाव? और, यहां हमारे उद्देश्यों के लिए: कैसे पौधे जमीन से बाहर निकलते हैं !? खैर, उस तरह के भव्य विचारों ने आखिरकार कुछ जवाब दिए। आज, हम में से अधिकांश कम से कम कुछ प्रकाश संश्लेषण से परिचित हैं, प्रक्रिया जिसके द्वारा पौधे सूर्य से ऊर्जा का उपयोग जीवित रहने और बढ़ने के लिए करते हैं। लेकिन यह हमें यहां आने के लिए वास्तव में एक लंबा समय लगा।

पौधे के जीवन पर पहला लोकप्रिय सिद्धांत इतिहास के सबसे महत्वपूर्ण विद्वानों में से एक प्राचीन ग्रीक दार्शनिक अरिस्टोटल से आया था। उन्होंने चौथी शताब्दी ईसा पूर्व में लिखा था कि पौधों ने पौधों की मिट्टी को अपनी जड़ों के माध्यम से अवशोषित करके पोषण प्राप्त किया था। उनका काम पश्चिमी विचार पर इतना प्रभावशाली था कि यह 2,000 वर्षों तक पौधों के विकास पर प्रचलित सिद्धांत था। यह 1500 के दशक तक नहीं था, जब यूरोप में वैज्ञानिक क्रांति शुरू हुई थी, लोगों ने कम से कम, दिन के महान प्रश्नों के लिए तर्कसंगत विचार लागू करने की कोशिश की। और पौधों के जीवन को अंततः एक बहुत करीब देखो मिला।

बीज लगा रहे हैं

1600 के दशक की शुरुआत में, फ्लेमिश केमिस्ट जन बैपटिस्टा वैन हेल्मोंट ने एक प्रयोग किया था, जिसका मानना ​​था कि वह अरिस्टोटल के सिद्धांत को गलत साबित करेगा- उस समय करने के लिए लगभग एक पवित्र चीज़। वैन हेल्मोंट ने एक ओवन में बड़ी मात्रा में मिट्टी सूख ली (इसके बाहर से पानी निकालने के लिए ताकि वह केवल मिट्टी का वजन कर सके) और 200 पाउंड (बिल्कुल) को एक बड़े बर्तन में डाल दें। फिर उसने एक पौधे उथले पेड़ लगाए, जिसे उसने पॉट में भी सावधानीपूर्वक वजन दिया था।

उन्होंने पेड़ को एक नियंत्रित वातावरण में रखा ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि इसे किसी भी बाहरी स्रोत से पोषण नहीं मिला है। उन्होंने इसे आसुत और शुद्ध वर्षा जल के साथ पानी दिया और मिट्टी को ढक दिया ताकि कोई विदेशी पदार्थ इसमें न हो। पांच सालों के बाद उन्होंने पेड़ से पेड़ हटा दिया, मिट्टी को फिर से सूख लिया, और मिट्टी और पेड़ दोनों का वजन किया। नतीजा: पेड़ को 164 पाउंड मिले थे- और मिट्टी का वजन लगभग पांच साल पहले जैसा ही था। यदि अरिस्टोटल का सिद्धांत सत्य था, तो मिट्टी बहुत कम होनी चाहिए थी।

वान हेल्मोंट ने न केवल यह दिखाया था कि अरिस्टोटल गलत था, उसने अपना सिद्धांत भी साबित कर दिया था: कि पौधे अपनी जड़ों के माध्यम से पानी को चूसने और पानी को पौधे के ऊतक में परिवर्तित करके बढ़ते हैं। सिवाय इसके कि वैन हेल्मोंट का सिद्धांत भी गलत था। लेकिन कभी भी बुरा मत मानो: किसी ने महान अरस्तू को पकड़ने के लिए लात मार दिया था, और ऐसा करके वनस्पति के एक पूरी तरह से नए युग में उभरा था।

बोनस: 1630 में, एक और प्रयोग में, वैन हेल्मोंट ने एक बंद कंटेनर में लकड़ी से बने 62 पाउंड लकड़ी के कोयला जला दिया। इसके बाद, उसने राख का वजन किया: यह केवल एक पाउंड वजन था। अन्य 61 पाउंड कहाँ गए थे? वान हेल्मोंट ने निष्कर्ष निकाला कि कुछ लकड़ी का कोयला "जंगली भावना" या "गैस" बन गया था, जिसे उन्होंने यूनानी शब्द से "अराजकता" के लिए बनाया था। और यद्यपि उन्होंने इसे "लकड़ी की गैस" कहा, वैन हेल्मोंट ने वास्तव में खोज की थी कार्बन डाइऑक्साइड। और यह खोज भविष्य में वैज्ञानिकों के लिए विशेष रूप से मूल्यवान साबित होने जा रही थी।

वायु समय

समाचार उन दिनों में धीरे-धीरे से अधिक यात्रा की; वैन हेल्मोंट के पानी में पौधों के सिद्धांत को साबित करने में 50 साल लग गए थे और पौधे विज्ञान में अगली बड़ी छलांग लगाने से पहले 50 साल बाद।

1720 के दशक में, ब्रिटिश फिजियोलॉजिस्ट स्टीफन हेल्स, जिन्होंने पहले से ही जानवरों के अध्ययन में अपना नाम बना लिया था, ने पौधों के साथ प्रयोग करना शुरू कर दिया था। उनमें से एक में, हेल्स ने पौधों की कट ऑफ शाखाओं के सिरों तक लंबे ग्लास ट्यूब (व्यास में 1/4 इंच) लगाए, और मापा कि ट्यूबों को कितनी दूर तक धक्का दिया जा सकता है (उदाहरण के लिए, यह पाया गया था कि अंगूर लगभग 25 फीट की ऊंचाई तक सैप को धक्का दे सकता है)। लेकिन हेल्स ने अपने प्रयोगों के दौरान कुछ और देखा: बुलबुले अक्सर सैप में दिखाई देते थे- जिसका अर्थ है कि कट ऑफ शाखाएं हवा और साथ ही साथ निकल रही थीं। यह, वर्षों के प्रयोगों में जमा किए गए अन्य सबूतों के साथ, हेल्स का मानना ​​है कि पौधे अवशोषित और हवा को निष्कासित कर चुके हैं- वास्तव में, उन्होंने अपने तरीके से "सांस ले ली"। पहली बार यह विचार प्रस्तावित नहीं किया गया था, लेकिन पहली बार इस तरह के एक प्रसिद्ध वैज्ञानिक ने इसका प्रस्ताव दिया था। अन्य वैज्ञानिकों ने निम्नलिखित दशकों में सिद्धांत पर काम किया, लेकिन कम सफलता के साथ।

एक और 50 साल बीत गए। फिर, 1770 के दशक में, ब्रिटिश वैज्ञानिक जोसेफ प्रिस्टली ने हेल्स को छोड़ने का फैसला किया- और वनस्पति विज्ञान के विज्ञान में सबसे महत्वपूर्ण खोजों में से एक बना दिया।

गैस अटैक

इस समय तक यह ज्ञात था कि एक जार के साथ एक जली हुई मोमबत्ती जल्द ही बाहर जायेगी (ऑक्सीजन की कमी के कारण, हालांकि यह तब समझा नहीं गया था)। प्रिस्टली ने प्रयोग पर विस्तार किया, और पाया कि एक जार वाला एक माउस जल्द ही चेतना खो देगा और यदि जार में बहुत लंबा छोड़ दिया जाता है, तो मर जाएगा। उस सिद्धांत ने उस घटना को समझाया था कि आग, और सांस लेने वाले माउस ने किसी भी तरह हवा को "गंदे" किया, जिससे यह लगातार कम शुद्ध हो गया।

लेकिन प्रिस्टली की अगली खोज थी लेकिन बहुत महत्वपूर्ण था। यदि वह एक ज्वार के नीचे एक ज्वार के नीचे एक जीवित पौधे डालता है, तो मोमबत्ती सामान्य रूप से उससे अधिक जला दी जाती है। और यदि उसने एक जार के नीचे एक जार के नीचे एक पौधे लगाया, तो माउस संयंत्र के बिना चार गुना अधिक जीवित रहेगा। यह, जैसा कि आप कल्पना कर सकते हैं, एक आश्चर्यजनक खोज थी।इसे महसूस किए बिना, प्रिस्टली ने पाया था कि पौधे ऑक्सीजन उत्सर्जित करते हैं। (हालांकि, वास्तव में, प्रिस्टली के प्रयोगों के कुछ सालों बाद ऑक्सीजन की पहचान ठीक से नहीं की गई थी।)

यहाँ सूर्य की रोशनी आती है

प्रिस्टली के प्रयोगों ने साबित किया कि पौधों ने हवा में कुछ किया है। कोई भी नहीं जानता था, लेकिन यह एक बड़ा कदम था, और कुछ साल बाद, 1778 में, डच चिकित्सक जान इंजेनहौज़ ने प्रीस्टली के प्रयोगों को दोहराया, लेकिन इस बार एक जोड़ा, और सरल, तत्व: उन्होंने कुछ जार और पौधों को रखा अंधेरे में, और दूसरों को सूरज की रोशनी में उजागर किया। इन प्रयोगों के माध्यम से इंजेनहौज़ ने पाया कि एक मोमबत्ती लंबे समय तक जलाएगी, और जार में एक पौधे लगाकर एक माउस को पुनर्जीवित किया जाएगा ... केवल तभी जब पौधे सीधे सूर्य की रोशनी के संपर्क में आ जाए। यह साबित हुआ कि पौधों ने हवा के लिए कुछ किया- लेकिन केवल सूर्य की मदद से। विज्ञान, एक बार फिर, अपने सिर पर बदल गया था।

इंजेनहाउस ने 1600 के दशक के मध्य से आसपास के एक शानदार सिद्धांत के साथ अपने निष्कर्षों को सुलझाने का प्रयास करके अपने शानदार प्रयोग का पालन किया। उन्होंने कहा कि उनके प्रयोग में पौधे क्या कर रहे थे, उन्होंने कहा कि, एक अशुद्धता की हवा को साफ कर रहा है जिसे फ्लोगिस्टन कहा जाता है, जिसे माना जाता है कि अन्य चीजों के साथ आग और सांस लेने वाले प्राणियों द्वारा उत्पादित किया गया था। (फ्लोगिस्टन सिद्धांत को अग्नि और जंग जैसे ऑक्सीकरण प्रक्रियाओं को समझाने के लिए प्रस्तुत किया गया था।) तो एक बार फिर, एक सुपर स्मार्ट (अपने दिन के लिए) वैज्ञानिक गलत था। फ्रांसीसी रसायनज्ञ एंटोइन लैवोजियर ने पहले फ्रोजनिस्ट सिद्धांत को अस्वीकार करने के लिए एक तत्व के रूप में ऑक्सीजन की पहचान की थी, इसके बजाय साबित किया कि वास्तव में कौन से पौधे हवा में ऑक्सीजन उत्सर्जित कर रहे थे।

दो में से एक बुरा नहीं है

अरिस्टोटल ने पौधों को समझने के लिए वैज्ञानिक प्रयास किए जाने के लगभग 2,000 साल हुए थे, और लगभग 200 साल बाद जन बैपटिस्ट वैन हेल्मोंट ने अरिस्टोटल को खारिज कर दिया था और वनस्पति विज्ञान के आधुनिक युग में उभरा था। इस बिंदु पर, प्रकाश संश्लेषण के पीछे कम से कम प्राथमिक विज्ञान को समझने की दिशा में अंतिम कदम सिर्फ कोने के आसपास थे। और यहां से, चीजें बहुत तेजी से बढ़ने लगीं।

जवाब देने का अगला बड़ा सवाल यह था: यदि पौधे ऑक्सीजन उत्सर्जित कर रहे थे, तो यह कहां से आ रहा था? 1782 में उस प्रश्न का उत्तर दिया गया था जब स्विस वनस्पतिविद जीन सेनेबियर, इंजेनहौज़ के प्रयोगों में विस्तार करते हुए पहली बार साबित हुए कि पौधे हवा से कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करते हैं और इसे तोड़ देते हैं। उसने कहा, वह जगह थी जहां ऑक्सीजन आया था। (फिर से गलत, लेकिन इस विशेष सिद्धांत को अस्वीकार करने से पहले यह वास्तव में काफी समय था।) प्लस साइड पर, सेनेबियर यह भी दिखाने में सक्षम था कि फूलों जैसे हरे रंग के हिस्सों की बजाय पौधों का हरा हिस्सा था , यह ऐसा किया। यह वह हिस्सा था जिसे वह सही मिला।

तो: पौधे कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करते हैं, सूरज से ऊर्जा को तोड़ने के लिए ऊर्जा का उपयोग करते हैं, कार्बन डाइऑक्साइड में कार्बन डाइऑक्साइड में पौधे ऊतक में परिवर्तित करते हैं, और ऑक्सीजन उत्सर्जित करते हैं।

यूरेका!

प्रकाश संश्लेषण पहेली में आखिरी वास्तव में बड़ा टुकड़ा अंततः 1804 में पहुंचा, स्विस केमिस्ट निकोलस डी सौसुर की सौजन्य, जिन्होंने साबित किया कि कार्बन डाइऑक्साइड अवशोषित कार्बन डाइऑक्साइड से प्राप्त पौधे संभवतः पौधे फाइबर के विकास के लिए पर्याप्त नहीं हो सकता है। इसमें कुछ और शामिल होना था- और उन्होंने प्रस्तावित किया कि यह पानी था (जो वनस्पतिविद पहले से ही जानते थे कि पौधों द्वारा उनकी जड़ों के माध्यम से अवशोषित किया गया था)। उन्होंने साबित किया कि पौधे मिट्टी से नाइट्रोजन को अवशोषित करने पर निर्भर थे। वह दोनों मायने रखता था।

सदियों के प्रश्न, प्रयोग, असफलताओं और सफलताओं ने अंततः भुगतान किया था, और बुनियादी प्रक्रिया जिसके द्वारा पौधों को पोषण और बढ़ने के लिए अंततः समझा जाता था। आने वाले वर्षों में मांसपेशियों के लिए कई विवरण थे (विशेष रूप से क्लोरोफिल की खोज - पौधों की कोशिकाओं के अंदर की चीजें जो ऊर्जा में सूरज की रोशनी का वास्तविक रूपांतरण करती हैं- और जो पौधों को हरा बनाती है), लेकिन मूल प्रक्रिया अंततः पता चला।

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