અપૃષ્ઠવંશી પ્રાણીઓમાં પરિવહન વ્યવસ્થા
પરિવહન પ્રણાલી એ એક પદ્ધતિ છે જેનો ઉપયોગ જીવંત સજીવ દ્વારા શરીરના એક ભાગમાંથી બીજા ભાગમાં આવશ્યક પદાર્થો - જેમ કે ઓક્સિજન, કાર્બન ડાયોક્સાઇડ, પોષક તત્વો, હોર્મોન્સ અને મેટાબોલિક કચરો - ખસેડવા માટે થાય છે. અપૃષ્ઠવંશી પ્રાણીઓ (કરોડરજ્જુ વિનાના પ્રાણીઓ) માં, પરિવહન પ્રણાલીઓ વ્યાપકપણે બદલાય છે, જેમાં વિશિષ્ટ અંગો વિના ખૂબ જ સરળ પ્રણાલીઓથી લઈને હૃદય અને રક્તવાહિનીઓ સાથે જટિલ રુધિરાભિસરણ પ્રણાલીઓ સુધીનો સમાવેશ થાય છે. આ તફાવતો મુખ્યત્વે શરીરના કદ, પ્રવૃત્તિ સ્તર, રહેઠાણ અને અંગો અને પેશીઓની જટિલતા દ્વારા પ્રભાવિત થાય છે.
1. અપૃષ્ઠવંશી પ્રાણીઓમાં પરિવહનના મૂળભૂત સિદ્ધાંતો
નાના અથવા પાતળા શરીરવાળા પ્રાણીઓમાં, પરિવહન ફક્ત પ્રસરણ અને અભિસરણ દ્વારા થઈ શકે છે. પ્રસરણ એ ઉચ્ચ સાંદ્રતાથી નીચી સાંદ્રતા તરફ પરમાણુઓની ગતિ છે, જ્યારે અભિસરણ એ અર્ધપારગમ્ય પટલ દ્વારા પાણીની ગતિ છે. કારણ કે કોષો એકબીજાની નજીક હોય છે અને શરીરની સપાટીનો વિસ્તાર શરીરના જથ્થાની તુલનામાં પ્રમાણમાં મોટો હોય છે, તેથી વાયુ અને દ્રાવ્ય વિનિમય રુધિરાભિસરણ તંત્રની જરૂરિયાત વિના થઈ શકે છે.
જોકે, જેમ જેમ શરીરનું કદ વધે છે અને પેશીઓ જાડા થાય છે, તેમ તેમ માત્ર પ્રસાર પૂરતો નથી. આ જ કારણ છે કે ઘણા અપૃષ્ઠવંશી પ્રાણીઓમાં પદાર્થોના વિતરણ અને મેટાબોલિક કચરાને દૂર કરવા માટે રુધિરાભિસરણ તંત્ર ખુલ્લું અથવા બંધ હોય છે.
2. ખાસ રુધિરાભિસરણ તંત્ર વિનાના અપૃષ્ઠવંશી પ્રાણીઓ
a. પોરિફેરા (જળચર)
સ્પંજમાં ખરેખર પેશીઓનો અભાવ હોય છે, અવયવોના પરિવહનની વાત તો દૂરની છે. પદાર્થોનું વિનિમય તેમના શરીરમાં પાણીના પ્રવાહ દ્વારા થાય છે. પાણી નાના છિદ્રો (ઓસ્ટિયા) દ્વારા પ્રવેશ કરે છે, આંતરિક પોલાણમાં જાય છે અને પછી ઓસ્ક્યુલમ દ્વારા બહાર નીકળે છે. ચોઆનોસાઇટ્સ જેવા વિશિષ્ટ કોષો પાણીને ખસેડવામાં અને ખોરાકના કણોને પકડવામાં મદદ કરે છે. ઓક્સિજન પાણીમાંથી કોષોમાં ફેલાય છે, જ્યારે કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને મેટાબોલિક કચરો બહાર ફેલાય છે.
b. સિનિડેરિયા (જેલીફિશ, હાઇડ્રા, દરિયાઈ એનિમોન)
સિનિડેરિયન્સમાં ગેસ્ટ્રોવેસ્ક્યુલર પોલાણ હોય છે જે બેવડું કાર્ય કરે છે: પાચન સ્થળ અને પોષક વિતરણનું સાધન. કારણ કે તેમાં ફક્ત બે પ્રાથમિક પેશી સ્તરો (ડિપ્લોબ્લાસ્ટિક) હોય છે, પ્રસરણ અંતર ઓછું રહે છે. જેલીફિશમાં, શરીરની ગતિવિધિ અને પોલાણમાં પ્રવાહી પ્રવાહ પોષક તત્વોને વધુ સમાનરૂપે વિતરિત કરવામાં મદદ કરે છે.
c. પ્લેટીહેલ્મિન્થેસ (ફ્લેટવોર્મ્સ)
ફ્લેટવોર્મ્સ પણ પ્રસરણ પર આધાર રાખે છે અને તેમની પાસે શાખાવાળું ગેસ્ટ્રોવેસ્ક્યુલર પોલાણ હોય છે, જે પોષક તત્વોને શરીરના વધુ ભાગો સુધી પહોંચવા દે છે. તેમની પાસે વિશિષ્ટ રુધિરાભિસરણ અથવા શ્વસનતંત્રનો અભાવ છે. તેમના ચપટા શરીરનો આકાર શરીરની સપાટી પર પદાર્થોના કાર્યક્ષમ વિનિમય માટે એક મહત્વપૂર્ણ અનુકૂલન છે.
૩. શારીરિક પ્રવાહી-આધારિત પરિવહન પ્રણાલીઓ: સ્યુડોકોએલમ અને કોએલમ
કેટલાક અપૃષ્ઠવંશી પ્રાણીઓમાં, શરીરના પોલાણમાં રહેલું પ્રવાહી પરિવહનમાં ભૂમિકા ભજવે છે.
a. નેમાટોડ્સ (ગોળ કીડા)
નેમાટોડ્સમાં પ્રવાહીથી ભરેલું સ્યુડોકોએલમ (ખોટી શારીરિક પોલાણ) હોય છે. આ પ્રવાહી સાચી રક્ત વાહિનીઓનો અભાવ હોવા છતાં, પોષક તત્વો અને ચયાપચય કચરાને પરિભ્રમણ કરવામાં મદદ કરે છે. તેના પરિવહન કાર્ય ઉપરાંત, સ્યુડોકોએલમ ગતિ માટે શરીરનું દબાણ (હાઇડ્રોસ્ટેટિક હાડપિંજર) જાળવવામાં પણ મદદ કરે છે.
b. એનેલિડા (ગોળ કીડા) - વધુ જટિલ પ્રણાલીઓનો પરિચય
એનેલિડ્સમાં સાચા કોએલમ અને વધુ વિકસિત અંગ પ્રણાલી હોય છે. આ જૂથમાં, પરિવહન ફક્ત કોએલોમિક પ્રવાહી પર જ નહીં પરંતુ વધુ વ્યવસ્થિત રુધિરાભિસરણ પ્રણાલી પર પણ આધાર રાખે છે (બંધ સિસ્ટમ વિભાગમાં આગળ ચર્ચા કરવામાં આવી છે).
૪. ખુલ્લી રુધિરાભિસરણ તંત્ર
ઘણા અપૃષ્ઠવંશી પ્રાણીઓમાં, ખાસ કરીને આર્થ્રોપોડ્સ (જંતુઓ, કરોળિયા અને ઝીંગા) અને મોટાભાગના મોલસ્ક (સ્ક્વિડ અને ઓક્ટોપસ જેવા સેફાલોપોડ્સ સિવાય) ખુલ્લી રુધિરાભિસરણ તંત્ર જોવા મળે છે. ખુલ્લી પ્રણાલીમાં, હેમોલિમ્ફ નામનું પ્રવાહી હંમેશા રક્ત વાહિનીઓમાં સમાયેલું હોતું નથી. હૃદય હેમોલિમ્ફને શરીરના પોલાણ (હિમોકોએલ) માં પમ્પ કરે છે, જ્યાં તે છિદ્રો (ઓસ્ટિયા) દ્વારા હૃદયમાં પાછા ફરતા પહેલા સીધા અવયવોને સ્નાન કરે છે.
ઓપન સિસ્ટમ્સની મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ:
1. બંધ સિસ્ટમોની તુલનામાં ઓછું દબાણ અને પ્રમાણમાં ધીમો પ્રવાહ.
2. મધ્યમ પ્રવૃત્તિ ધરાવતા પ્રાણીઓ માટે કાર્યક્ષમ, ઓછી અતિશય ઓક્સિજન જરૂરિયાતો સાથે.
૩. વાહિનીઓની રચના બંધ પ્રણાલી જેટલી જટિલ નથી તેથી તેમની રચનાનો "જૈવિક ખર્ચ" ઓછો છે.
આર્થ્રોપોડ્સમાં ઉદાહરણો:
જંતુઓમાં, ખુલ્લી વ્યવસ્થા હોવા છતાં, ઓક્સિજન પરિવહન મુખ્યત્વે હિમોલિમ્ફ પર આધારિત નથી. જંતુઓ શ્વાસનળી પ્રણાલીનો ઉપયોગ કરે છે, જે નળીઓનું નેટવર્ક છે જે હવાને સીધી પેશીઓમાં પરિવહન કરે છે. તેથી, હિમોલિમ્ફ મુખ્યત્વે ઓક્સિજનને બદલે પોષક તત્વો, હોર્મોન્સ અને મેટાબોલિક કચરોનું પરિવહન કરે છે.
ક્રસ્ટેશિયન્સ (દા.ત., ઝીંગા) માં, હેમોલિમ્ફ ઓક્સિજન પરિવહનમાં મોટી ભૂમિકા ભજવે છે કારણ કે તેઓ ગિલ્સ દ્વારા શ્વાસ લે છે. હિમોસાયનિન (તાંબુ ધરાવતું) જેવા શ્વસન રંગદ્રવ્યો ઘણીવાર જોવા મળે છે અને જ્યારે ઓક્સિજનથી સમૃદ્ધ હોય ત્યારે હેમોલિમ્ફને વાદળી રંગ આપે છે.
મોલસ્કમાં ઉદાહરણો:
ગોકળગાય અને છીપવાળી ખાદ્ય માછલી જેવા મોટાભાગના મોલસ્કમાં ખુલ્લી સિસ્ટમ હોય છે. હૃદય હેમોલિમ્ફને ટૂંકા વાહિનીઓ અને સાઇનસમાં પમ્પ કરે છે, પછી હૃદયમાં પાછું ફરે છે. આ સિસ્ટમ પ્રમાણમાં ધીમી ગતિશીલ જીવનશૈલી માટે પૂરતી છે, જેમ કે ક્રોલિંગ અથવા બેઠાડુ હલનચલન.
5. બંધ રુધિરાભિસરણ તંત્ર
બંધ રુધિરાભિસરણ તંત્ર એનિલિડ્સ (દા.ત., અળસિયું) અને સેફાલોપોડ્સ (સ્ક્વિડ અને ઓક્ટોપસ) માં જોવા મળે છે. બંધ તંત્રમાં, રક્ત હંમેશા વાહિનીઓમાં વહે છે, જે પદાર્થોના ઝડપી અને વધુ ચોક્કસ રીતે નિયમનિત વિતરણને મંજૂરી આપે છે.
a. એનેલિડા (અળસિયા)
અળસિયામાં ડોર્સલ અને વેન્ટ્રલ રક્ત વાહિનીઓ દરેક ભાગમાં રિંગ વેસલ દ્વારા જોડાયેલી હોય છે. હૃદય જેવી રચનાઓ જેને એઓર્ટિક કમાનો કહેવાય છે તે લોહીને પંપ કરે છે. લોહી ઓક્સિજન અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડનું વહન કરે છે, જોકે અળસિયામાં ફેફસાં નથી; ગેસનું વિનિમય ભેજવાળી ત્વચા દ્વારા થાય છે. એનિલિડ્સમાં બંધ સિસ્ટમના ફાયદાઓમાં મોટા શરીરને ટેકો આપવાની ક્ષમતા અને ઊર્જા-સઘન ખાડામાં નાખવાની પ્રવૃત્તિઓનો સમાવેશ થાય છે.
b. સેફાલોપોડ્સ (સ્ક્વિડ અને ઓક્ટોપસ)
સેફાલોપોડ્સ સૌથી અદ્યતન રુધિરાભિસરણ તંત્ર ધરાવતા અપૃષ્ઠવંશી પ્રાણીઓ છે. તેમના ત્રણ હૃદય હોય છે: બે શાખાવાળું હૃદય (ગિલ્સની નજીક) જે ગિલ્સમાં લોહી પંપ કરે છે, અને એક પ્રણાલીગત હૃદય જે આખા શરીરમાં લોહી પંપ કરે છે. સેફાલોપોડ્સ ખૂબ જ સક્રિય હોય છે, ઝડપથી તરતા હોય છે અને શિકાર કરતા હોય છે, તેમને ઉચ્ચ ઓક્સિજન પુરવઠાની જરૂર પડે છે. ઉચ્ચ દબાણ હેઠળ બંધ સિસ્ટમ સાથે, ઓક્સિજન અને પોષક તત્વોનું વિતરણ ખૂબ કાર્યક્ષમ રીતે થાય છે.
6. શ્વસન રંગદ્રવ્યો અને પરિવહનમાં તેમની ભૂમિકા
બધા અપૃષ્ઠવંશી પ્રાણીઓમાં શ્વસન રંગદ્રવ્યો હોતા નથી, પરંતુ ઘણા જૂથોમાં આ રંગદ્રવ્યો લોહી અથવા હેમોલિમ્ફની ઓક્સિજનને બાંધવાની ક્ષમતા વધારવા માટે મહત્વપૂર્ણ છે.
- હિમોગ્લોબિન: ચોક્કસ એનિલિડ અને કેટલાક મોલસ્કમાં સામાન્ય; તેમાં આયર્ન હોય છે અને ઓક્સિજનયુક્ત હોય ત્યારે લાલ રંગનો હોય છે.
- હિમોસાયનિન: આર્થ્રોપોડ્સ અને મોલસ્કમાં પુષ્કળ પ્રમાણમાં જોવા મળે છે; તેમાં તાંબુ હોય છે અને ઓક્સિજનયુક્ત થવા પર વાદળી દેખાય છે.
– હેમેરીથ્રિન (ઓછું સામાન્ય): લાલ-જાંબલી રંગ ધરાવતા, ચોક્કસ દરિયાઈ અપૃષ્ઠવંશી પ્રાણીઓમાં જોવા મળે છે.
શ્વસન રંગદ્રવ્યો પ્રાણીઓને ઓછા ઓક્સિજનની સ્થિતિમાં રહેવા, વધુ સક્રિય રહેવા અથવા મોટા શરીરનું કદ ધરાવવા દે છે.
7. ઉત્સર્જન પ્રણાલી સાથે સંબંધ
પરિવહન મેટાબોલિક કચરાના ઉત્સર્જનથી અવિભાજ્ય છે. ઘણા અપૃષ્ઠવંશી પ્રાણીઓમાં વિવિધ ઉત્સર્જન અંગો હોય છે:
- ફ્લેટવોર્મ્સમાં પ્રોટોનેફ્રીડિયા,
- એનેલિડ્સમાં મેટાનેફ્રીડિયા,
- જંતુઓમાં માલપીઘિયન ટ્યુબ્યુલ્સ,
- મોલસ્કમાં સરળ કિડની.
પરિવહન પ્રણાલી મેટાબોલિક કચરાને ઉત્સર્જન અંગો સુધી પહોંચાડવામાં મદદ કરે છે, જ્યારે ઉત્સર્જન ઉત્પાદનો આખરે શરીરની સપાટી અથવા ખાસ ચેનલો દ્વારા ઉત્સર્જન થાય છે.
8. કેસિમ્પુલન
અપૃષ્ઠવંશી પ્રાણીઓના પરિવહન પ્રણાલીઓ અનુકૂલનનો વિશાળ સ્પેક્ટ્રમ દર્શાવે છે. સ્પંજ, સિનિડેરિયન અને ફ્લેટવોર્મ્સ જેવા સરળ પ્રાણીઓ તેમના નાના અથવા પાતળા શરીરને કારણે પ્રસરણ અને ગેસ્ટ્રોવેસ્ક્યુલર પોલાણ પર આધાર રાખે છે. નેમાટોડ્સ પદાર્થોના વિતરણમાં મદદ કરવા માટે સ્યુડોકોઇલોમિક પ્રવાહીનો ઉપયોગ કરે છે. વધુ જટિલ જૂથોએ રુધિરાભિસરણ પ્રણાલીઓ વિકસાવી છે: આર્થ્રોપોડ્સ અને મોટાભાગના મોલસ્કની ખુલ્લી પ્રણાલીઓ મધ્યમ પ્રવૃત્તિવાળા પ્રાણીઓ માટે અનુકૂળ છે, જ્યારે એનેલિડ્સ અને સેફાલોપોડ્સની બંધ પ્રણાલીઓ તેમના મોટા શરીરના કદ અને ઉચ્ચ પ્રવૃત્તિ સ્તરને ટેકો આપવા માટે ઝડપી અને વધુ કાર્યક્ષમ રક્ત પ્રવાહને મંજૂરી આપે છે. આ વિવિધતા દર્શાવે છે કે ઉત્ક્રાંતિએ દરેક અપૃષ્ઠવંશી પ્રાણીઓની શારીરિક જરૂરિયાતો અને વાતાવરણને અનુરૂપ પરિવહન પદ્ધતિઓને કેવી રીતે આકાર આપ્યો છે.
