भाग 5: जीवों का वर्गीकरण, सूक्ष्मजीव, कवक और विषाणु

अध्ययन-सूची

1. वर्गिकी, वैज्ञानिक नामकरण एवं वर्गिकी साधन

वर्गिकी (Taxonomy) जीवों की पहचान, नामकरण और वर्गीकरण का अध्ययन है। सिस्टेमैटिक्स (Systematics) वर्गिकी सहित जीवों के विकासीय संबंधों का अध्ययन है। जाति (Species) वर्गीकरण की मूल इकाई और टैक्सॉन वर्गीकरण का कोई भी नामित समूह है।

• अरस्तू ने दृश्य लक्षणों से प्राचीन वर्गीकरण किया। कैरोलस लीनियस आधुनिक वर्गिकी के संस्थापक माने जाते हैं; Systema Naturae उनकी प्रमुख कृति है।
• द्विनाम पद्धति: वैज्ञानिक नाम = वंश (Genus) + जातिविशेष नाम (specific epithet)। उदाहरण Homo sapiens, Mangifera indica।
• नाम लेखन: वंश का प्रथम अक्षर बड़ा, जातिविशेष नाम छोटा; छपाई में दोनों तिरछे और हस्तलेखन में अलग-अलग रेखांकित। लेखक-संकेत वैज्ञानिक नाम का तीसरा शब्द नहीं है।
• वर्गीकरण-क्रम: डोमेन → जगत → संघ/विभाग → वर्ग → गण → कुल → वंश → जाति।
• मानव का वर्गीकरण: यूकैरिया → एनिमेलिया → कॉर्डेटा → मैमेलिया → प्राइमेट्स → होमिनिडी → होमो → Homo sapiens।
• जैविक जाति अवधारणा: सामान्यतः प्राकृतिक रूप से परस्पर प्रजनन और प्रजननक्षम संतति; अलैंगिक जीवों तथा जीवाश्मों पर यह परिभाषा पूर्णतः लागू नहीं होती।
• नामकरण संहिताएँ: पादप, शैवाल और कवक—आईसीएन (ICN); जंतु—आईसीजेडएन (ICZN); प्रोकैरियोट—आईसीएनपी (ICNP)।

2. पाँच-जगत एवं तीन-डोमेन वर्गीकरण

आर. एच. व्हिटेकर ने 1969 में पाँच-जगत वर्गीकरण प्रस्तावित किया। इसके आधार कोशिका की संरचना, शरीर-संगठन, पोषण, प्रजनन और विकासीय संबंध थे।

कार्ल वोज़, ओटो कैंडलर और मार्क व्हीलिस ने 1990 में तीन डोमेन—बैक्टीरिया (Bacteria), आर्किया (Archaea) और यूकैरिया (Eukarya)—की प्रणाली का प्रस्ताव दिया। इसका प्रमुख आधार राइबोसोमीय आरएनए सहित आणविक तुलनाएँ हैं। डोमेन जगत से ऊँची श्रेणी है।

• पुरानी पाँच-जगत व्यवस्था का मोनेरा आधुनिक तीन-डोमेन वर्गीकरण में बैक्टीरिया और आर्किया में अलग किया जाता है।
• प्रोटिस्टा आधुनिक वंशवृक्ष में एक एकल प्राकृतिक विकासीय समूह नहीं है; यह पारंपरिक शिक्षण-श्रेणी है।
• अकोशिकीय विषाणु, वाइरॉइड और प्रायन पाँच कोशिकीय जगतों में शामिल नहीं होते।

3. आर्किया के प्रकार और विशेषताएँ

• आर्किया में वास्तविक पेप्टिडोग्लाइकैन नहीं होता। कुछ में प्रोटीनयुक्त एस-लेयर और कुछ में स्यूडोपेप्टिडोग्लाइकैन पाया जाता है।
• ईथर-बंधित झिल्ली-लिपिड आर्किया की विशेष पहचान हैं। कुछ चरम दशाओं वाली आर्किया में झिल्ली के पार फैले लिपिड से स्थिरता मिलती है।
• मिथेनोजन: अवायवीय दशाओं में मीथेन बनाते हैं; Methanobacterium उदाहरण। दलदल, जुगाली करने वाले पशुओं की रूमेन तथा जैवगैस संयंत्रों से संबंध।
• हैलोफाइल: अत्यधिक लवणता में रहने वाले आर्किया; उदाहरण Halobacterium।
• थर्मोएसिडोफाइल: गर्म और अम्लीय पर्यावरण के अनुकूल; उदाहरण Sulfolobus।
• सभी आर्किया चरम पर्यावरण में नहीं रहतीं; मिट्टी और समुद्र जैसे सामान्य पर्यावरणों में भी अनेक आर्किया मौजूद हैं।
• आर्किया और बैक्टीरिया दोनों प्रोकैरियोट हैं, लेकिन आधुनिक वर्गीकरण में अलग डोमेन हैं।

4. जीवाणु आकृति, ग्राम धब्बाकरण, जनन एवं जीन स्थानांतरण

हांस क्रिश्चियन ग्राम ने 1884 में ग्राम धब्बाकरण विधि विकसित की।

• माइकोप्लाज्मा में कोशिका भित्ति नहीं होती; इसलिए ग्राम-धब्बाकरण का साधारण वर्गीकरण उस पर लागू नहीं किया जा सकता।
• कैप्सूल: कुछ जीवाणुओं का बाहरी सुरक्षात्मक आवरण; फिम्ब्रिया आसंजन और पिली के कुछ प्रकार डीएनए स्थानांतरण में उपयोगी।
• कशाभिका: अनेक जीवाणुओं में गति का अंग; जीवाणु की कशाभिका यूकैरियोटिक कशाभिका से संरचनात्मक रूप से भिन्न है।
• प्लाज्मिड: मुख्य गुणसूत्र के अतिरिक्त सामान्यतः छोटे, स्वतंत्र प्रतिकृति बनाने वाले डीएनए अणु; कुछ पर प्रतिजैविक प्रतिरोधी जीन।
• द्विखंडन: सामान्य अलैंगिक प्रजनन; एंडोस्पोर: Bacillus व Clostridium की कुछ प्रजातियों का प्रतिरोधी सुप्त रूप, संख्या बढ़ाने वाला जनन नहीं।
• संयुग्मन: कोशिका-संपर्क से डीएनए स्थानांतरण; रूपांतरण: वातावरण का मुक्त डीएनए ग्रहण; पारगमन: जीवाणुभोजी विषाणु द्वारा डीएनए स्थानांतरण। ये नए जीवाणु बनाने के बजाय आनुवंशिक विनिमय की विधियाँ हैं।

5. जीवाणु पोषण, नाइट्रोजन चक्र और उपयोग

• सायनोबैक्टीरिया को नील-हरित शैवाल भी कहा जाता है; ये वास्तव में प्रकाश-संश्लेषी जीवाणु हैं, यूकैरियोटिक शैवाल नहीं।
• हेटेरोसिस्ट: कुछ तंतुमय सायनोबैक्टीरिया में नाइट्रोजन स्थिरीकरण की विशिष्ट कोशिका; सभी में नहीं।
• अजोला–एनाबीना: जल-फर्न अजोला और उसके नाइट्रोजन स्थिरीकरण करने वाले सायनोबैक्टीरियल सहजीवी धान की जैविक खाद में उपयोगी।
• योगर्ट: Streptococcus thermophilus और Lactobacillus delbrueckii उपप्रजाति bulgaricus जैसे लैक्टिक-अम्ल जीवाणु।
• सिरका: Acetobacter जैसे जीवाणु एथेनॉल को एसिटिक अम्ल में ऑक्सीकृत करते हैं।
• जैव-कीटनाशक: Bacillus thuringiensis (बीटी) के क्रिस्टलीय प्रोटीन कुछ कीटों पर विषैले; बीटी-फसलों का वैज्ञानिक आधार।
• नाइट्रोजन स्थिरीकरण, नाइट्रीकरण और विनाइट्रीकरण अलग प्रक्रियाएँ हैं। पौधे सामान्यतः नाइट्रेट और अमोनियम के रूप में उपलब्ध नाइट्रोजन ग्रहण करते हैं।

6. प्रोटिस्ट के समूह और प्रमुख अंतर

पारंपरिक प्रोटिस्टा में मुख्यतः एककोशिकीय यूकैरियोट रखे जाते थे। इनकी पोषण विधियाँ प्रकाश-स्वपोषी, परपोषी और मिश्रपोषी हो सकती हैं। आधुनिक वंशिकी में ये कई विकासीय शाखाओं में फैले हैं।

• लाल ज्वार: कुछ समुद्री डाइनोफ्लैजिलेट की बड़ी संख्या से पानी का रंग बदल सकता है; सभी लाल ज्वार विषैले और सभी विषैले प्रस्फुटन लाल नहीं होते।
• डायटम बनाम यूग्लीना: पहले की पहचान सिलिकायुक्त फ्रस्ट्यूल, दूसरे की पेलिकल और पैरामाइलॉन है।
• स्लाइम मोल्ड: कवक-जैसा दिखना वास्तविक कवक-जगत का सदस्य होने का प्रमाण नहीं है।

7. कवक: संरचना, प्रजनन, वर्गीकरण और उपयोग

• माइकोलॉजी कवक विज्ञान है। वास्तविक कवक यूकैरियोट हैं; अधिकांश में काइटिन और ग्लूकैन की कोशिका भित्ति, झिल्ली में एर्गोस्टेरॉल और ऊर्जा संचय में ग्लाइकोजन मिलता है।
• हाइफा धागेनुमा संरचना और माइसीलियम हाइफाओं का जाल। सेप्टेट हाइफा विभाजित, कोएनोसाइटिक हाइफा बिना नियमित अनुप्रस्थ विभाजन के।
• पोषण: मृत पदार्थ से सैप्रोट्रॉफ, जीवित जीव से परजीवी या सहजीवी; बाह्य एंजाइमों से पदार्थ तोड़कर घुले पोषक तत्वों का अवशोषण।
• अलैंगिक जनन: विखंडन, यीस्ट में कलिकायन, Rhizopus में स्पोरैन्जियोस्पोर, Penicillium एवं Aspergillus में कोनिडिया।
• लैंगिक चरण: प्लाज्मोगैमी = कोशिकाद्रव्य संलयन; कैरियोगैमी = केंद्रकों का संलयन; मियोसिस = अगुणित बीजाणुओं के निर्माण का प्रमुख चरण।
• एस्कोमाइसीट: अस्कस में एस्कोस्पोर; उदाहरण Saccharomyces, मोरेल, ट्रफल और अनेक फफूँद।
• बेसिडियोमाइसीट: बेसिडियम पर बेसिडियोस्पोर; उदाहरण Agaricus मशरूम और ब्रैकेट कवक।
• काइट्रिड: कुछ जलीय कवकों में गतिशील कशाभिकीय बीजाणु; 'सभी कवकीय बीजाणु अचल' कथन गलत है।
• फाइकोमाइसीट्स: पुराने पाठ्यपुस्तकीय वर्ग की आधुनिक स्थिति एक प्राकृतिक संघ की नहीं; कई सदस्य अलग विकासीय समूहों में।
• ड्यूटेरोमाइसीट्स: लैंगिक अवस्था अज्ञात 'अपूर्ण कवक' की पुरानी श्रेणी; आज अलग मान्य प्राकृतिक संघ नहीं।
• ऊमाइसीट: कवक-सदृश किंतु वास्तविक कवक नहीं; आधुनिक वर्गीकरण में स्ट्रैमेनोपाइल वंशावली से जुड़े।
• यीस्ट Saccharomyces cerevisiae: शर्करा किण्वन; बेकिंग में कार्बन डाइऑक्साइड आटे को फुलाती है।
• प्रतिजैविक पेनिसिलिन: मूल रूप से Penicillium कवक से; अलेक्जेंडर फ्लेमिंग की खोज 1928 में।
• साइट्रिक अम्ल: औद्योगिक उत्पादन में Aspergillus niger का उपयोग।
• माइकोराइजा: कवक व पादप जड़ का सहजीवन; पौधे की जल/खनिज प्राप्ति में सहायता और कवक को कार्बनिक पोषण।

8. विषाणु, जीवाणुभोजी, वाइरॉइड और प्रायन

विषाणु अकोशिकीय संक्रामक इकाई है। विषाणु कण में डीएनए या आरएनए जीनोम, उसके चारों ओर प्रोटीन कैप्सिड और कुछ में बाहरी लिपिड आवरण होता है। कैप्सिड की उपइकाइयाँ कैप्सोमियर हैं। स्वयं राइबोसोम न होने से विषाणु प्रतिकृति के लिए मेजबान कोशिका पर निर्भर होते हैं।

• 1892: दमित्री इवानोव्स्की ने तंबाकू मोज़ेक के फ़िल्टर से गुजरने वाले संक्रामक कारक पर शोध किया। 1898: मार्टिनस बेइयेरिंक ने इसकी आगे व्याख्या की। 1935: वेंडेल स्टैनली ने तंबाकू मोज़ेक विषाणु का क्रिस्टलीकरण किया।
• विषाणु आकृतियाँ: हेलिकल—तंबाकू मोज़ेक विषाणु; आइकोसाहेड्रल—एडेनोवायरस; जटिल सिर-पुच्छ—कई जीवाणुभोजी।
• जीनोम प्रकार: एकल/द्विरज्जुकी डीएनए या आरएनए हो सकता है। बाल्टीमोर वर्गीकरण जीनोम-प्रकार तथा संदेशवाहक आरएनए तक पहुँचने की विधि पर आधारित है।
• बैक्टीरियोफेज: जीवाणु-संक्रमित विषाणु; टी-4 जीवाणुभोजी डीएनए जीनोम और जटिल सिर-पुच्छ से युक्त है।
• लाइटिक चक्र: विषाणु प्रतिकृति और नए कण बनने के बाद मेजबान कोशिका टूट सकती है।
• लाइसोजेनिक चक्र: कुछ टेम्परेट फेज का जीनोम प्रोफेज के रूप में मेजबान में बना रह सकता है और आगे लाइटिक चक्र में आ सकता है।
• रिवर्स ट्रांसक्रिप्टेज: रेट्रोवायरस में आरएनए से डीएनए बनाने वाला एंजाइम।
• वाइरॉइड: अत्यंत छोटा, प्रायः वृत्ताकार संक्रामक एकल-रज्जुकी आरएनए; प्रोटीन कैप्सिड नहीं। थियोडोर डीनर, 1971; आलू स्पिंडल-ट्यूबर रोग।
• प्रायन: गलत मुड़ा संक्रामक प्रोटीन, अपना न्यूक्लिक-अम्ल जीनोम नहीं; स्पॉन्जीफॉर्म मस्तिष्क विकारों से संबंध। स्टैनली प्रूसिनर ने 1982 में प्रायन परिकल्पना प्रस्तुत की।
• विषाणु वर्गिकी: आईसीटीवी (ICTV) में जीनोम, संरचना, अनुक्रम तथा विकासीय संबंधों के आधार पर नामकरण एवं वर्गीकरण किया जाता है।

9. प्रारंभिक परीक्षा: व्याख्यासहित अभ्यास प्रश्न

ये मौलिक अभ्यास प्रश्न हैं, वास्तविक परीक्षा के विगत-वर्ष प्रश्न नहीं।

वैज्ञानिक संदर्भ

एनसीईआरटी कक्षा 11 जीवविज्ञान—जीव जगत एवं जैव वर्गीकरण; वोज़, कैंडलर और व्हीलिस का तीन-डोमेन शोध (1990); ओपनस्टैक्स जीवविज्ञान—प्रोटिस्ट और कवक; अमेरिकी रोग नियंत्रण एवं रोकथाम केंद्र—ग्राम धब्बाकरण; अंतरराष्ट्रीय विषाणु वर्गिकी समिति—विषाणु वर्गीकरण।