হৃৎপিণ্ড ছাড়াই উঁচু গাছ কীভাবে পানি খায়

সিমুলেশনটি কীভাবে ব্যবহার করবে

1. বাঁ দিকের গাছটি দেখুন। নীল বিন্দুগুলো জাইলেম বেয়ে ওপরে ওঠে, কমলা বিন্দুগুলো ফ্লোয়েম বেয়ে নামে। পাতার নিচের পিঠের পত্ররন্ধ্র থেকে ছোট ছোট বাষ্পের ফুঁ বেরোয়। ডান দিকের পত্ররন্ধ্রের ক্লোজ-আপে একই জিনিস বড় করে দেখা যায়।
2. আলোর স্লাইডার টেনে শূন্যে নিন। রক্ষী কোষ ছিদ্র বন্ধ করে দেয়, বাষ্পমোচনের দণ্ড নিচে নেমে যায়, জাইলেমের বিন্দু ধীর হয় আর ফ্লোয়েমে শর্করার প্রবাহ প্রায় থেমে যায়।
3. আলো আবার বাড়ান, তারপর আর্দ্রতা কমান। বাইরের বাতাস শুকনো হলে প্রতিটি পত্ররন্ধ্র দিয়ে বেশি পানি বেরোয়, তাই হারের মান বাড়ে।
4. বাতাসের বেগ বাড়ান। বাঁ দিকে তীর বাড়ে আর পাতার গা থেকে বাষ্প সরে যায়, ফলে পত্ররন্ধ্র আরও না খুললেও হার বেড়ে যায়।
5. প্রতিটি স্লাইডার নাড়ানোর সময় প্রধান নিয়ামক রিডিংটি লক্ষ করুন। তিনটির মধ্যে এখন কোনটি সবচেয়ে বেশি কাজ করছে, সেটিই এখানে লেখা থাকে।
6. ওপরের রিসেট বোতাম চেপে সাধারণ দিনে ফিরে যান এবং নিচের সমাধান করা সমস্যার সঙ্গে আপনার সংখ্যা মিলিয়ে নিন।

উঁচু গাছের ধাঁধা

একটি আমগাছ বিশ মিটার পর্যন্ত লম্বা হতে পারে। মগডালের পাতার প্রতিটি ফোঁটা পানি এসেছে মাটির নিচের মূলরোম থেকে, কোনো হৃৎপিণ্ড বা পাম্প ছাড়াই এত পথ বেয়ে। মানুষের হৃৎপিণ্ড রক্ত ঠেলে মাত্র এক-দুই মিটার, অথচ তার জন্যও মুঠোর সমান একটা পেশি লাগে।

তাহলে গাছ এটা পারে কীভাবে? অবাক করা উত্তর হলো, গাছ পানিকে ঠেলেই না, বরং টেনে তোলে। টানটা শুরু হয় পাতায়, যেখানে ছোট ছোট ছিদ্র দিয়ে পানি বাষ্প হয়ে উড়ে যায়, আর সেই টান পানির একটানা সুতো বেয়ে নিচে মূল পর্যন্ত পৌঁছে যায়।

ঠিক তখনই পাশের আরেকটি নালিতে একেবারে ভিন্ন কিছু ঘটছে। পাতা সালোকসংশ্লেষণে এইমাত্র শর্করা বানিয়েছে, নিজের দরকারের চেয়ে বেশি। সেই শর্করা পাতা থেকে নিচে নামে মূল, ফল আর বর্ধনশীল ডগার দিকে, যারা নিজেরা খাদ্য বানাতে পারে না। এই দ্বিতীয় প্রবাহ বাষ্পীভবনের টানে চলে না, এর কৌশল আলাদা।

এই পাতায় আপনি দুটি প্রবাহ নিয়েই খেলতে পারবেন। আলো, আর্দ্রতা আর বাতাস বদলাবেন, পত্ররন্ধ্র খুলতে-বন্ধ হতে দেখবেন, আর রিডিং প্যানেলের একই অঙ্কে বাষ্পমোচনের হার হিসাব করবেন।

দুটি নালি, দুটি কাজ

প্রতিটি সপুষ্পক উদ্ভিদের ভেতরে একটি নলপথ আছে, যার নাম পরিবহন টিস্যু। এর দুটি অংশ মূল, কাণ্ড আর পাতার শিরায় পাশাপাশি চলে, তাই কাণ্ড আড়াআড়ি কাটলে এদের গুচ্ছ আকারে দেখা যায়।

আগে শব্দগুলো জেনে নিই

উদ্ভিদ পরিবহনে এক রকম দেখতে অনেক শব্দ আছে। জোড়ায় জোড়ায় শিখে নিন।

জাইলেম বেয়ে পানি ওঠা: সংসক্তি ও টান

মাটি থেকে আকাশ পর্যন্ত একটি পানির অণুর যাত্রা চার ধাপে অনুসরণ করুন। প্রতিটি ধাপ সিমুলেশনে দেখা যায়।

বাষ্পমোচনের হার কীসে ঠিক হয়

সিমুলেশনে ইচ্ছা করেই সহজ একটি মডেল রাখা হয়েছে, যাতে তিনটি উপাদান কীভাবে মেশে তা দেখা যায়। হার = ১৫০ × পত্ররন্ধ্রের খোলা অংশ × আর্দ্রতার ঘাটতি × বাতাসের গুণক, একক প্রতি বর্গমিটার পাতায় ঘণ্টায় কত গ্রাম পানি। তিনটিই স্লাইডার দিয়ে বদলানো যায়।

আলো পত্ররন্ধ্র নিয়ন্ত্রণ করে। আলোয় রক্ষী কোষ পানিতে ফুলে বেঁকে যায় ও ছিদ্র চওড়া হয়; অন্ধকারে কোষ নেতিয়ে যায় ও ছিদ্র বন্ধ হয়। মডেলে পুরো অন্ধকারেও পত্ররন্ধ্র ১০ % খোলা থাকে আর পূর্ণ আলোয় ১০০ % পর্যন্ত খোলে, তাই সাধারণ ৭০ % আলোয় তা ৭৩ % খোলা।

আর্দ্রতা নির্ধারণ করে ঢাল। পাতার ভেতরের বাতাস সম্পৃক্ত। বাইরের বাতাস যত শুকনো, ভেতর থেকে বাইরে জলীয় বাষ্পের ঢাল তত খাড়া আর ব্যাপন তত দ্রুত। ৬০ % আর্দ্রতায় ঘাটতি ৪০ %।

বাতাস পাতার গায়ে লেগে থাকা ভেজা স্তরটি সরিয়ে দেয়। বাতাস না থাকলে ওই স্তর মোটা হয়, ঢাল সমতল হয় আর বাষ্পমোচন কমে। মডেল হারকে ১ + বাতাস ÷ ২০ দিয়ে গুণ করে, যা ৫ km/h বেগে ১.২৫।

• তাপমাত্রাও বাষ্পমোচন বাড়ায়, কারণ গরম বাতাস বেশি বাষ্প ধরে রাখতে পারে আর বাষ্পীভবন দ্রুত হয়। তিন স্লাইডার সহজে বোঝার জন্য মডেলে এটি বাদ দেওয়া হয়েছে।
• বাস্তবে পানির টান পড়লে আলো যাই হোক পত্ররন্ধ্র বন্ধ হয়ে যায়। এতে গাছ বাঁচে, কিন্তু CO₂ ঢোকাও বন্ধ হয়, ফলে সালোকসংশ্লেষণ ধীর হয়।

ফ্লোয়েম বেয়ে শর্করা নামা: উৎস থেকে গন্তব্যে

পরিণত পাতা হলো উৎস: সে নিজের দরকারের চেয়ে বেশি শর্করা বানায়। মূল, ফল বা বর্ধনশীল কুঁড়ি হলো গন্তব্য: সে শর্করা ব্যবহার বা জমা করে, কিন্তু যথেষ্ট বানাতে পারে না। ফ্লোয়েম শর্করা উৎস থেকে গন্তব্যে নিয়ে যায়, আর দিক কোনটা হবে তা নির্ভর করে কাছের উৎস ও গন্তব্য কোথায় তার ওপর। কচি চারায় বীজপত্র বেড়ে ওঠা অঙ্কুরকে খাওয়ায়; পূর্ণ গাছে পাতা খাওয়ায় মূল আর ফলকে।

গ্রহণযোগ্য ব্যাখ্যা হলো চাপ-প্রবাহ প্রকল্প। উৎসে সঙ্গী কোষ ATP খরচ করে সুক্রোজ ছাঁকনি নালিকায় ঢুকিয়ে দেয়। অভিস্রবণে পানি আসে এবং সেখানে চাপ বাড়ে। গন্তব্যে শর্করা বের করে নেওয়া হয় ব্যবহার বা জমার জন্য, পানি বেরিয়ে যায় আর চাপ কমে। রস চাপের ঢাল বেয়ে উচ্চ থেকে নিম্নে বয়, ট্যাংক আর কলের মাঝের পাইপে পানির মতো।

সিমুলেশনে শর্করার প্রবাহ সালোকসংশ্লেষণের সমানুপাতিক, যার জন্য আলো আর খোলা পত্ররন্ধ্র (CO₂-এর জন্য) দুটোই লাগে। সাধারণ দিনে তা সর্বোচ্চের ৫১ %।

সিমুলেশনে নিজে করে দেখুন

দশ মিনিট এই পরীক্ষাগুলো করুন। প্রতিটি এমন প্রশ্ন, যা পরীক্ষায় আসতে পারে।

• আলো ০ করে পত্ররন্ধ্র আর হার দেখুন। বাষ্পমোচন কি ঠিক শূন্য? না হলে কেন?
• আলো ১০০, আর্দ্রতা সর্বনিম্ন আর বাতাস সর্বোচ্চ করুন। মডেল সর্বোচ্চ কত হার দিতে পারে, আর জাইলেমের বেগ কত?
• আলো ও বাতাস স্থির রেখে আর্দ্রতা ১০০ % থেকে ১০ %-এ নামান। হার কীভাবে বদলায়?
• বাতাস ০ করুন, তারপর ২০ km/h। হার কত গুণ বদলায়?
• শুধু আলোর স্লাইডার নাড়িয়ে শর্করার প্রবাহের রিডিং দেখুন। এটি পত্ররন্ধ্রের খোলা অংশের চেয়ে দ্রুত কমে কেন?
• লেবেল লুকিয়ে জাইলেম, ফ্লোয়েম, পত্ররন্ধ্র, রক্ষী কোষ আর গন্তব্যের নাম মুখস্থ বলুন, তারপর লেবেল দেখিয়ে মিলিয়ে নিন।

সমাধান করা সমস্যা

প্রতিটি সমাধানে আগে সূত্র, পরে সংখ্যা বসানো হয়েছে। প্রতিটি মান সিমুলেশন চালানো একই কোড দিয়ে হিসাব করা।

সাধারণ ভুল

প্রতি বছর এই ভুলগুলোতে নম্বর কাটা যায়।

• শুধু মূলজ চাপে জাইলেমে পানি ওঠে বলে লেখা। ছোট গাছে রাতে মূলজ চাপ সাহায্য করে; প্রধান বল হলো বাষ্পমোচন টান।
• ফ্লোয়েম শুধু নিচের দিকে বয় বলা। এটি উৎস থেকে গন্তব্যে বয়, যা ফলের দিকে ওপরে বা মূলের দিকে নিচে হতে পারে।
• জাইলেম জীবিত লেখা। পরিণত জাইলেম ভেসেল মৃত, ফাঁপা নালি।
• স্থানান্তর আর বাষ্পমোচন গুলিয়ে ফেলা। একটি ফ্লোয়েমে শর্করা বহন করে, অন্যটি জলীয় বাষ্প হারায়।
• ভুলে যাওয়া যে পত্ররন্ধ্র আলোয় খোলে আর অন্ধকারে বন্ধ হয় (আলোয় রক্ষী কোষ পানিতে ফুলে বেঁকে যায়)।
• আর্দ্রতা পত্ররন্ধ্র বন্ধ করে বলা। আর্দ্রতা ঢাল বদলায়, ছিদ্রের খোলা অংশ নয়।

বাস্তব জীবনে কোথায় দেখবেন

রঙিন পানিতে রাখা সেলারির ডাঁটা কয়েক ঘণ্টায় শিরা বরাবর রং ধরে: রং জাইলেম চিনিয়ে দেয়। ডালের চারপাশে গোল করে ছাল কেটে দিলে (গার্ডলিং) তার ওপরের অংশ মরে যায়, কারণ ফ্লোয়েম কাটা পড়ে, যদিও জাইলেম অক্ষত থাকে।

গরম, হাওয়াদার দুপুরে গাছ নেতিয়ে পড়া মানে বাষ্পমোচন সরবরাহকে ছাড়িয়ে যাচ্ছে। মূল যত দ্রুত পানি পাঠাতে পারে, পাতা তার চেয়ে দ্রুত হারায়, কোষের চাপ কমে আর পাতা ঝুলে পড়ে। গোড়ায় পানি দিলে এক ঘণ্টার মধ্যে সেরে ওঠে।

আখ ও খেজুরের রসচাষিরা ফ্লোয়েমের রস সংগ্রহ করেন, আর জাবপোকা মুখের সূচ ঢুকিয়ে একটিমাত্র ছাঁকনি নালিকা থেকে রস খায়। গ্রিনহাউসে আর্দ্রতা বেশি রাখা হয় আংশিকভাবে বাষ্পমোচন, অর্থাৎ পানির খরচ, কম রাখার জন্য।

পরীক্ষার কোণ

সাধারণ প্রশ্ন আর পূর্ণ নম্বরের উত্তরে যা থাকা চাই।

সংক্ষিপ্ত পুনরালোচনা

পানি অভিস্রবণে মূলরোমে ঢোকে, বাষ্পমোচন টানে মৃত জাইলেম ভেসেল বেয়ে ওপরে ওঠে এবং সংসক্তিতে একসঙ্গে থাকে, তারপর পত্ররন্ধ্র দিয়ে বাষ্প হয়ে বেরিয়ে যায়। হার আলোয় বাড়ে (পত্ররন্ধ্র খোলে), আর্দ্রতায় কমে (ঢাল ছোট হয়) এবং বাতাসে বাড়ে (ভেজা বাতাস সরে যায়)। সাধারণ দিনে হার ৫৪.৮ g/m²/h, পুরো গাছের জন্য ১০৯.৫ mL/h। উৎস পাতায় তৈরি শর্করা জীবিত ফ্লোয়েম ছাঁকনি নালিকা বেয়ে চাপ-প্রবাহে গন্তব্যে যায়, ভরার সময় ATP লাগে।

সচরাচর জিজ্ঞাসা