Desiccation tolerance
শুষ্কতা সহনশীলতা বলতে কোনও জীবের চরম শুষ্কতা বা খরার মতো পরিস্থিতি সহ্য করার ক্ষমতাকে বোঝায়। অস্থায়ী প্রবাহ বা পুকুরের মতো শুষ্ক বা পর্যায়ক্রমে শুষ্ক পরিবেশে বসবাসকারী উদ্ভিদ এবং প্রাণীরা শুষ্কতার চ্যালেঞ্জের মুখোমুখি হতে পারে, তাই বেঁচে থাকার জন্য এই সময়কালগুলি সহ্য করার জন্য শারীরবৃত্তীয় বা আচরণগত অভিযোজন প্রয়োজন। বিশেষত, পোকামাকড়গুলি পরিবেশগতভাবে বৈচিত্র্যময় কুলুঙ্গিগুলির একটি বিস্তৃত পরিসর দখল করে এবং তাই, শুষ্কতা এড়াতে বিভিন্ন কৌশল প্রদর্শন করে। সাধারণভাবে, পোকামাকড়ের শুষ্কতা প্রতিরোধের পরিমাপ শুষ্ক অবস্থার সময় ভরের পরিবর্তন দ্বারা করা হয়। শুষ্কতার সংস্পর্শে আসার আগে এবং পরে পরিমাপের মধ্যে সামগ্রিক ভর পার্থক্য শরীরের জল হ্রাসের জন্য দায়ী, কারণ শ্বাসযন্ত্রের জল হ্রাসকে সাধারণত নগণ্য বলে মনে করা হয়। শুষ্ককরণ এবং উদ্ভিদ শুষ্ককরণ সহনশীল উদ্ভিদের মধ্যে রয়েছে ক্র্যাটেরোস্টিগমা প্ল্যান্টেজিনিয়াম, লিন্ডারনিয়া ব্রিভিডেন্স এবং রামোন্ডা সার্বিকা। শুষ্ককরণ সংবেদনশীল উদ্ভিদের মধ্যে রয়েছে আরাবিডোপসিস বংশের সদস্য, লিন্ডারনিয়া সাবরেসমোসা, গসিপিয়াম হিরসুটাম, ট্রিটিকাম এস্টিভাম এবং জিয়া মে। শুষ্ককরণ প্রতিরোধের প্রকার তিনটি প্রধান উপায় রয়েছে যার মাধ্যমে পোকামাকড়গুলি শুষ্ককরণের প্রতি তাদের সহনশীলতা বাড়িয়ে তুলতে পারেঃ তাদের শরীরের মোট জলের পরিমাণ বাড়িয়ে; শরীরের জল ক্ষয়ের হার হ্রাস করে; এবং শরীর থেকে সামগ্রিক জল ক্ষয়ের একটি বড় অনুপাত সহ্য করে। বেঁচে থাকার সময় প্রাথমিক জলের পরিমাণ দ্বারা নির্ধারিত হয় এবং জল হ্রাসের হার দ্বারা জল হ্রাস সহনশীলতা (মৃত্যুর ফলে অপসারণ করা যেতে পারে এমন সর্বাধিক পরিমাণ জল) ভাগ করে গণনা করা যেতে পারে। শরীরের জলের পরিমাণ বৃদ্ধি শুষ্ক পরিস্থিতিতে প্রাথমিক জলের পরিমাণ কম থাকা পোকামাকড়ের তুলনায় প্রাথমিক শরীরের জলের পরিমাণ বেশি থাকা পোকামাকড়ের বেঁচে থাকার হার বেশি থাকে। শরীরের অভ্যন্তরীণ জলের পরিমাণ বেশি হলে জীবকে মেরে ফেলার জন্য প্রয়োজনীয় পরিমাণ জল অপসারণের জন্য প্রয়োজনীয় সময় দীর্ঘায়িত হয়। শরীরের জলের পরিমাণ যেভাবে বৃদ্ধি করা হয় তা প্রজাতির উপর নির্ভর করে ভিন্ন হতে পারে। পোকামাকড়ের লার্ভা পর্যায়ে গ্লাইকোজেনের সঞ্চয়ের সঙ্গে শরীরের জলের পরিমাণ বৃদ্ধির সম্পর্ক রয়েছে এবং এটি সম্ভবত শুষ্ক পরিস্থিতিতে বিপাকীয় জলের একটি উৎস। গ্লাইকোজেন, একটি গ্লুকোজ পলিস্যাকারাইড, শারীরবৃত্তীয় চাপের সময়ে একটি জারণ শক্তির উৎস হিসাবে কাজ করে। যেহেতু এটি বাল্ক জলে তার ওজনের পাঁচগুণ পর্যন্ত বাঁধে, তাই শরীরের গ্লাইকোজেনের বর্ধিত মাত্রা সহ পোকামাকড়গুলিতেও অভ্যন্তরীণ জলের পরিমাণ বেশি থাকে। সাধারণভাবে, শুষ্ককরণ প্রতিরোধের জন্য নির্বাচিত পোকামাকড়গুলি শুষ্ককরণের প্রতি সংবেদনশীল পোকামাকড়ের তুলনায় দীর্ঘতর লার্ভা পর্যায় প্রদর্শন করে। বিকাশের সময়ের এই বৃদ্ধি সম্ভবত পরিবেশের প্রতি একটি প্রতিক্রিয়া, যা লার্ভা গ্লাইকোজেন জমা করার জন্য আরও বেশি সময় দেয় এবং তাই গ্রহণ করার আগে আরও বেশি জল দেয়। পোকামাকড়ের শরীরের প্রাথমিক জলের উচ্চ মাত্রায় অবদান রাখার আরেকটি সম্ভাব্য উৎস হল হেমোলিম্ফ ভলিউম। রক্তের সমতুল্য পোকামাকড়, হেমোলিম্ফ হল হিমোকোয়েলের মধ্যে পাওয়া তরল, এবং পোকামাকড়ের দেহের মধ্যে বহির্মুখী জলের বৃহত্তম পুল। ফল-মাছি ড্রোসোফিলা মেলানোগাস্টারে, নির্জলীকরণ প্রতিরোধের জন্য নির্বাচিত মাছিগুলিও প্রচুর পরিমাণে হেমোলিম্ফ উৎপন্ন করে। উচ্চ হেমোলিম্ফ আয়তন কার্বোহাইড্রেটের বৃদ্ধির সাথে যুক্ত, বিশেষ করে ট্রেহ্যালোজ, একটি সাধারণ চিনি যা অনেক উদ্ভিদ এবং প্রাণীদের মধ্যে পাওয়া যায় যার উচ্চ শুষ্কতা প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে। শুষ্ককরণ প্রতিরোধের জন্য নির্বাচিত ড্রোসোফিলা মেলানোগাস্টার মাছিগুলি নিয়ন্ত্রিত মাছিগুলির তুলনায় হেমোলিম্ফের আয়তনে 300% বৃদ্ধি দেখায়, যা ট্রেহ্যালোজের মাত্রার অনুরূপ বৃদ্ধির সাথে সম্পর্কিত। শুষ্কতার সময়কালে, কোষগুলি নির্জলীকরণ করে এবং অন্তঃকোষীয় জল পুনরায় পূরণ করার জন্য হেমোলিম্ফ সঞ্চয়ের দিকে আকৃষ্ট হয়; অতএব, এই তরলের উচ্চ মাত্রা সহ পোকামাকড়গুলি শুষ্ক হওয়ার প্রবণতা কম থাকে। পোকামাকড়গুলি কেবল আরও ঘন ঘন খাওয়ানোর মাধ্যমে শরীরের জলের পরিমাণ বাড়িয়ে তুলতে পারে। যেহেতু প্রতিটি খাবারের সময় চিনি ধীরে ধীরে হেমোলিম্ফের মধ্যে শোষিত হয়, তাই পোকামাকড়টি যে ফ্রিকোয়েন্সিতে চিনির উৎস গ্রহণ করে তা তার শুষ্কতা সহনশীলতাও বাড়ায়। উপরন্তু, ফসলটি কেবল হজমের আগে খাদ্য সংরক্ষণের জন্য নয়, জল এবং চিনির জন্য একটি অতিরিক্ত জলাধার সরবরাহ করার জন্যও কাজ করতে পারে। জলক্ষয়ের হার হ্রাস করা ডিহাইড্রেশনের মাধ্যমে মৃত্যুর ঝুঁকি কমাতে ব্যবহৃত আরেকটি কৌশল হল জলক্ষয়ের হার হ্রাস করা। যে তিনটি প্রধান উপায়ে পোকামাকড় জল হারাতে পারে সেগুলি হল (1) দেহের পৃষ্ঠ (ইন্টিগুমেন্ট); (2) শ্বাসনালী (শ্বাস-প্রশ্বাস); এবং (3) নিঃসরণ বা বর্জ্য পণ্য। নিষ্ক্রিয়তার সময় স্থল শামুকের জলের ক্ষয় হ্রাস করার গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য হল একটি এপিফ্রাম। ইন্টিগুমেন্ট এক্সোস্কেলেটন বা পোকামাকড়ের ইন্টিগুমেন্ট নির্জলীকরণের বিরুদ্ধে একটি অভেদ্য, সুরক্ষামূলক স্তর হিসাবে কাজ করে। এটি একটি বাইরের এপিকটিক্যাল দ্বারা গঠিত, যা একটি প্রোকুটিকল দ্বারা আন্ডারলাইন করা হয় যা নিজেই একটি এক্সো-এবং এন্ডোকুটিকেলে বিভক্ত হতে পারে। এন্ডোকুটিকল পোকামাকড়কে দৃঢ়তা এবং নমনীয়তা প্রদান করে এবং শক্ত এক্সোকুটিকল শরীরের দুর্বল অংশগুলিকে রক্ষা করতে কাজ করে। যাইহোক, বাইরের কিউটিকুলার স্তরটি (এপিকটিক্যাল) লাইপোপ্রোটিন, ফ্যাটি অ্যাসিড এবং মোমের অণু দিয়ে তৈরি একটি প্রোটিন-পলিফেনল কমপ্লেক্স এবং এটি জল হ্রাসের বিরুদ্ধে পোকামাকড়ের প্রাথমিক প্রতিরক্ষা। অনেক পোকামাকড় তাদের মোমের স্তরের উপর একটি অতিরিক্ত সিমেন্ট স্তর নিঃসরণ করে, যা সম্ভবত ঘর্ষণ বা মোমের অণু অপসারণ থেকে রক্ষা করে। এই স্তরটি পলিফেনোলিক যৌগ দ্বারা একত্রিত লিপিড এবং প্রোটিন দ্বারা গঠিত এবং ডার্মাল গ্রন্থি দ্বারা নিঃসৃত হয়। সাধারণভাবে, মাঝারি তাপমাত্রায় পোকামাকড়ের জল হ্রাসের হার কম থাকে। একবার একটি প্রজাতি-নির্দিষ্ট ক্রিটিক্যাল তাপমাত্রায় (টি. সি) পৌঁছে গেলে, তাপমাত্রা বৃদ্ধি অব্যাহত থাকে, দ্রুত জল হ্রাস ঘটে। জল হ্রাসের হারে এই আকস্মিক বৃদ্ধি ব্যাখ্যা করতে "লিপিড গলন মডেল" ব্যবহার করা হয়। লিপিড গলনের মডেলটি বলে যে কিউটিকুলার জলের হ্রাস বৃদ্ধি সরাসরি পৃষ্ঠের লিপিড গলনের সাথে সম্পর্কিত। ইতিমধ্যে আরও শুষ্ক পরিবেশে অভিযোজিত পোকামাকড়গুলির উচ্চতর টি. সি থাকে; অর্থাৎ, তাদের কিউটিকুলার বৈশিষ্ট্যগুলি পরিবর্তিত হয় এবং লিপিড কাঠামো উচ্চতর সমালোচনামূলক তাপমাত্রায় গলে যায়। কিছু পোকামাকড়ের মধ্যে, নিউরোএন্ডোক্রাইন সিস্টেম দ্বারা কিউটিকুলার জল হ্রাসের হার কিছুটা নিয়ন্ত্রিত হয়। মাথা অপসারণের পরপরই, শিরশ্ছেদ করা তেলাপোকা ছানি জুড়ে ট্রান্সপিরেশনে একটি বড় বৃদ্ধি প্রদর্শন করে, যার ফলে গুরুতর ডিহাইড্রেশন হয়। সদ্য পৃথক হওয়া শরীরে মস্তিষ্কের হরমোনের ইনজেকশন দেওয়ার ফলে কিউটিকুলার জলের হ্রাস দ্রুত হ্রাস পায়। সাধারণভাবে, শুষ্ক পরিবেশে অভিযোজিত পোকামাকড়ের একটি অভেদ্য কিউটিকুলার ঝিল্লিও থাকে যা জলের ক্ষয় রোধ করে। অতএব, বায়ুমণ্ডলে হারিয়ে যাওয়া বেশিরভাগ জল বায়ু ভর্তি শ্বাসনালীর মাধ্যমে ঘটে। জলের অপচয় কমাতে সাহায্য করার জন্য, অনেক পোকামাকড়ের শ্বাসনালী বা সর্পিলগুলির বাইরের আবরণ থাকে, যা খোলা শ্বাস-প্রশ্বাসের অপ্রয়োজনীয় হলে বন্ধ হয়ে যায় এবং জলকে বেরিয়ে যেতে বাধা দেয়। জল হ্রাসের ঝুঁকিতে থাকা কীটপতঙ্গগুলি হ্রাসপ্রাপ্ত অক্সিজেন সরবরাহ বা নির্গমনের চ্যালেঞ্জের মুখোমুখি হয়, যার ফলে আরও বেশি অক্সিজেন পাওয়ার জন্য শ্বাসনালীর আয়তনে অভিযোজিত বৃদ্ধি ঘটে। নিঃসরণ খাওয়ানোর পরে, বেশিরভাগ পোকামাকড় তাদের দেহকে সম্পূর্ণরূপে হাইড্রেট করার জন্য পর্যাপ্ত জল ধরে রাখে, বাকি অংশটি নির্গত করে। যাইহোক, নির্গত জলের পরিমাণ প্রজাতির মধ্যে পরিবর্তিত হয় এবং পরিবেশের আপেক্ষিক আর্দ্রতা এবং শুষ্কতার উপর নির্ভর করে। উদাহরণস্বরূপ, সেৎসি মাছি উচ্চ আপেক্ষিক আর্দ্রতা বজায় রাখে, এবং এইভাবে অ-শুষ্ক অবস্থায়, প্রায় 75 শতাংশ জলের পরিমাণ সহ মল পদার্থ নির্গত করে, যেখানে সেৎসি মাছি কম আপেক্ষিক আর্দ্রতা বজায় রাখে এবং এইভাবে শুষ্ক অবস্থায়, মাত্র 35 শতাংশ জলের পরিমাণ সহ মল পদার্থ নির্গত করে। এই অভিযোজন প্রতিকূল পরিস্থিতিতে জলের ক্ষয় হ্রাস করতে এবং বেঁচে থাকার সম্ভাবনা বাড়াতে সহায়তা করে। বেশিরভাগ পোকামাকড় শরীরের জলের 30-50% ক্ষতি সহ্য করতে পারে; তবে, শুষ্ক পরিবেশে অভিযোজিত পোকামাকড় শরীরের জলের 40-60% ক্ষতি সহ্য করতে পারে। প্রাথমিক শরীরের আকার কতটা জল হ্রাস সহ্য করা যায় তার ক্ষেত্রেও একটি বড় ভূমিকা পালন করে এবং সাধারণভাবে, বড় পোকামাকড়গুলি ছোট পোকামাকড়ের তুলনায় শরীরের জল হ্রাসের একটি বড় শতাংশ সহ্য করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, মহিলা বিটল আলফিতোবিয়াস ডায়াপেরিনাস তার পুরুষ বিটলের তুলনায় বড় এবং এইভাবে 4 শতাংশ বেশি জলক্ষয় সহ্য করতে পারে। এটি অনুমান করা হয় যে বৃহত্তর পোকামাকড়ের লিপিড মজুদ বৃদ্ধি পেয়েছে, যা ডিহাইড্রেশন এবং নির্জলীকরণ প্রতিরোধ করে। আচরণের পরিবর্তন শুষ্কতা প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি করে এমন শারীরবৃত্তীয় অভিযোজন ছাড়াও, শুষ্ক পরিবেশে পোকামাকড়ের আচরণগত প্রতিক্রিয়া উল্লেখযোগ্যভাবে নির্জলীকরণের সম্ভাবনা হ্রাস করে। উদাহরণস্বরূপ, ড্রোসোফিলা মেলানোগাস্টার ফলের মাছিগুলি শুষ্ক পরিবেশে স্থাপন করা হলে সক্রিয়ভাবে বায়ুমণ্ডলীয় জলের পরিমাণ বেশি এমন অঞ্চলে চলে যায়। এছাড়াও, গোবর বিটল ভূগর্ভস্থ চেম্বারে খাদ্য সমাহিত করে, যার ফলে পর্যায়ক্রমে শুষ্ক পরিস্থিতিতে জল এবং শক্তির উৎস নিশ্চিত করে। শরীরের হাইড্রেশন নিশ্চিত করার জন্য খাওয়ানোর স্থানও পরিবর্তন করা যেতে পারে। কিছু শুঁয়োপোকা পাতার নিচের অংশ খায়, যেখানে মাইক্রোক্লাইমেটের আপেক্ষিক আর্দ্রতা বেশি থাকে। খাওয়ানোর মতো অত্যন্ত সময়সাপেক্ষ ক্রিয়াকলাপে, এই পোকামাকড়গুলি তাদের শুষ্ক হওয়ার সম্ভাবনা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে। ক্রিপ্টোবায়োসিস (অ্যানহাইড্রোবায়োসিস) বলতে এমন একটি জীবের অবস্থাকে বোঝায় যার কোনও সনাক্তযোগ্য বিপাকীয় ক্রিয়াকলাপ নেই, যা চরম এবং প্রতিকূল পরিবেশগত অবস্থার ফলে হয়; অ্যানহাইড্রোবায়োসিস বলতে শরীরের (প্রায়) সমস্ত জলের ক্ষতির হাত থেকে বেঁচে থাকার অবস্থাকে বোঝায়। যদিও এই অবস্থাটি সাধারণত অমেরুদণ্ডী প্রাণীদের মধ্যে দেখা যায়, তবে শুধুমাত্র একটি পোকামাকড় ক্রিপ্টোবায়োটিক (অ্যানহাইড্রোবায়োটিক) হিসাবে পরিচিত, যা হল আফ্রিকান চিরোনোমিড পলিপিডিলাম ভ্যান্ডারপ্ল্যাঙ্কি। পলিপিডিলাম ভ্যান্ডারপ্লাঙ্কি অ্যানহাইড্রোবায়োসিসের মধ্য দিয়ে যায়, একটি ক্রিপ্টোবায়োটিক অবস্থা যেখানে শরীর সম্পূর্ণরূপে ডিহাইড্রেটেড থাকে। পি. ভ্যান্ডারপ্লঙ্কির লার্ভা পাথরের পুকুরগুলিতে বাস করে যা সাধারণত সম্পূর্ণ শুকিয়ে যায়। এর প্রতিক্রিয়ায়, পি. ভ্যান্ডারপ্লাঙ্কি লার্ভা একটি অ্যানহাইড্রোবায়োটিক অবস্থায় প্রবেশ করে, যার সময় শরীরের অসমোলাটির পরিবর্তন প্রচুর পরিমাণে ট্রেহালোজ উৎপাদনকে ট্রিগার করে। জল প্রতিস্থাপন এবং ভিট্রিফিকেশনের ক্ষমতার কারণে, ট্রেহ্যালোজ জমা হওয়া জল হ্রাস থেকে লার্ভার মৃত্যু রোধ করে। তথ্যসূত্র খরা শারীরবৃত্তীয়