Chemical defense
रासायनिक रक्षा विषाक्त या विकर्षक चयापचय या रासायनिक चेतावनियों का उत्पादन करके खपत से बचने के लिए कई जीवों द्वारा नियोजित एक रणनीति है जो रक्षात्मक व्यवहार परिवर्तनों को उकसाती है। रक्षात्मक रसायनों का उत्पादन पौधों, कवक और बैक्टीरिया के साथ-साथ अकशेरुकी और कशेरुकी जानवरों में होता है। जिन जीवों को रक्षात्मक माना जाता है, उनके द्वारा उत्पादित रसायनों के वर्ग को सख्त अर्थों में केवल उन जीवों पर लागू करने के लिए माना जा सकता है जो शाकाहार या शिकार से बचने में किसी जीव की सहायता करते हैं। हालांकि, रासायनिक अंतःक्रिया के प्रकारों के बीच अंतर व्यक्तिपरक है और कीटों, परजीवियों और प्रतियोगियों द्वारा कम स्वास्थ्य से बचाने के लिए रक्षात्मक रसायनों पर भी विचार किया जा सकता है। विषाक्त चयापचय के बजाय विकर्षक एलोमोन होते हैं, जो एक उप श्रेणी संकेत चयापचय होते हैं जिन्हें अर्ध-रासायनिक के रूप में जाना जाता है। रक्षात्मक उद्देश्यों के लिए उपयोग किए जाने वाले कई रसायन प्राथमिक चयापचय से प्राप्त माध्यमिक चयापचय हैं जो जीव में एक शारीरिक उद्देश्य की पूर्ति करते हैं। पौधों द्वारा उत्पादित द्वितीयक मेटाबोलाइट्स को विभिन्न प्रकार के आर्थ्रोपोड्स द्वारा खाया और अलग किया जाता है और बदले में, कुछ उभयचरों, सांपों और यहां तक कि पक्षियों में पाए जाने वाले विषाक्त पदार्थों का पता आर्थ्रोपोड शिकार से लगाया जा सकता है। रासायनिक सुरक्षा के रूप में स्तनधारी एंटीप्रेडेटरी अनुकूलन पर विचार करने के लिए कई प्रकार के विशेष मामले हैं। जेनेरा क्रोमोबैक्टीरियम, जान्थिनोबैक्टीरियम और स्यूडोअल्टेरोमोनास के प्रोकैरियोट्स और कवक बैक्टीरिया प्रोटोजोआ शिकार को रोकने के लिए एक विषाक्त माध्यमिक चयापचय, वायलेसिन का उत्पादन करते हैं। जब बैक्टीरिया का सेवन किया जाता है तो वायोलेसिन निकलता है, जिससे प्रोटोजोआ मर जाता है। एक अन्य बैक्टीरिया, स्यूडोमोनास एरुगिनोसा, कोरम सेंसिंग बायोफिल्म में एकत्रित होता है जो प्रोटोजोआ द्वारा शिकार से बचाने के लिए विषाक्त पदार्थों के समन्वित रिलीज में सहायता कर सकता है। फ्लैगेलेट्स को बढ़ने दिया गया और तीन दिनों के लिए उगाए गए पी. एरुगिनोसा की एक बायोफिल्म में मौजूद थे, लेकिन सात दिनों के बाद कोई फ्लैगेलेट्स का पता नहीं चला। इससे पता चलता है कि बायोफिल्म द्वारा बाह्य कोशिकीय विषाक्त पदार्थों की केंद्रित और समन्वित रिहाई का एककोशिकीय उत्सर्जन की तुलना में अधिक प्रभाव पड़ता है। जीवाणु विकास न केवल जीवाणु विषाक्त पदार्थों द्वारा बाधित होता है, बल्कि कवक द्वारा उत्पादित द्वितीयक चयापचयों द्वारा भी बाधित होता है। इनमें से सबसे प्रसिद्ध, पहली बार 1929 में अलेक्जेंडर फ्लेमिंग द्वारा खोजा और प्रकाशित किया गया, जिसमें पेनिसिलियम नोटटम से अलग किए गए "मोल्ड जूस" के जीवाणुरोधी गुणों का वर्णन किया गया था। उन्होंने इस पदार्थ का नाम पेनिसिलिन रखा और यह दुनिया का पहला व्यापक-स्पेक्ट्रम एंटीबायोटिक बन गया। कई कवक या तो रोगजनक सैप्रोफाइटिक होते हैं, या उन्हें एंडोफाइट्स के रूप में नुकसान पहुँचाए बिना पौधों के भीतर रहते हैं, और इनमें से कई को कवक, बैक्टीरिया और प्रोटोजोआ सहित विभिन्न जीवों के खिलाफ विरोधी प्रभाव वाले रसायनों का उत्पादन करने के लिए प्रलेखित किया गया है। कॉप्रोफिलस कवक के अध्ययन में एंटीफंगल एजेंट पाए गए हैं जो प्रतिस्पर्धी कवक की योग्यता को कम करते हैं। इसके अलावा, एस्परगिलस फ्लेवस के स्क्लेरोटिया में कई पहले से अज्ञात एफ़्लैविनिन होते हैं जो ए. फ्लेवस द्वारा उत्पादित एफ़्लैटॉक्सिन की तुलना में कवकभक्षी भृंग, कार्पोफिलस हेमीप्टेरस द्वारा शिकार को कम करने में बहुत अधिक प्रभावी थे और यह परिकल्पना की गई है कि क्लैविसिप्स पर्प्यूरिया द्वारा उत्पादित एर्गोट एल्कलॉइड, माइकोटॉक्सिन, मेजबान पौधे की शाकाहार को हतोत्साहित करने के लिए विकसित हुए होंगे। लाइकेन लाइकेन ऊपर उल्लिखित के समान रासायनिक सुरक्षा प्रदर्शित करते हैं। उनकी सुरक्षा शाकाहारियों और रोगजनकों के खिलाफ कार्य करती है जिसमें बैक्टीरिया, वायरल और फंगल किस्में शामिल हैं। उस अंत तक, लाइकेन के फोटोबियंट द्वारा उत्पादित हाइड्रोकार्बन के माध्यम से लाइकेन के माइकोबियंट द्वारा विभिन्न प्रकार के रसायनों का उत्पादन किया जाता है। हालांकि, एक एकल रक्षात्मक रसायन कई उद्देश्यों को पूरा कर सकता है। उदाहरण के लिए, यूस्निक एसिड एंटी-बैक्टीरियल,-वायरल और-फंगल क्रियाओं में निहित है। इस तरह के रक्षात्मक रसायन लाइकेन थैलस के विभिन्न प्रकार के ऊतकों में संग्रहीत किए जा सकते हैं, या वे बाह्य कोशिकीय क्रिस्टल के रूप में माइकोबियंट हाइफा पर जमा हो सकते हैं। माइकोबियंट-उत्पादित एसिड, जिसमें एवर्निक, स्टिकटिक और स्क्वैमेटिक एसिड शामिल हैं, लेकिन इन्हीं तक सीमित नहीं हैं, एलेलोपैथी प्रदर्शित करते हैं, विशेष रूप से, लाइकेन रक्षात्मक रसायन प्रतिस्पर्धी लाइकेन, काई, सूक्ष्मजीव और संवहनी पौधों के भीतर एक प्राथमिक चयापचय मार्ग को रोक सकते हैं। प्रलेखित एलोपैथिक लक्ष्यों में जैक पाइन, व्हाइट स्प्रूस और बगीचे की किस्म टमाटर, पत्तागोभी, सलाद और काली मिर्च के पौधे शामिल हैं। लाइकेन के रोगाणुरोधी प्रयासों को विभिन्न माइकोबियंट-उत्पादित एसिड जैसे लेकनोरिक और जाइरोफोरिक द्वारा भी मध्यस्थता की जाती है। इसी तरह के रक्षात्मक रसायन शाकाहारी और कीटों को रोकने के लिए पाए गए। इनमें से कुछ लाइकेन रक्षात्मक यौगिक औषधीय क्षमता भी दिखाते हैं। 2004 में रॉलिन्स, व्योमिंग के पास सैकड़ों एल्क की मौत को टम्बलवीड शील्ड लाइकेन (ज़ैंथोपार्मेलिया क्लोरोक्रोआ) के सेवन से जोड़ा गया था। यह आश्चर्यजनक रूप से शक्तिशाली रासायनिक रक्षा अनियमित है क्योंकि इस तरह का विषाक्तता बहुत दुर्लभ है जबकि इस लाइकेन का सेवन काफी नियमित है। पादप स्थलीय पादपों द्वारा उत्पादित द्वितीयक चयापचयों के रक्षात्मक रसायन विज्ञान और कीटों और रोगजनकों पर उनके विरोधी प्रभावों पर साहित्य का खजाना मौजूद है, संभवतः इस तथ्य के कारण कि मानव समाज वैश्विक वाणिज्य को बनाए रखने के लिए बड़े पैमाने पर कृषि उत्पादन पर निर्भर है। 1950 के दशक से, पौधों में 200,000 से अधिक द्वितीयक चयापचय प्रलेखित किए गए हैं। ये यौगिक विभिन्न प्रकार के शारीरिक और युग्मरासायनिक उद्देश्यों को पूरा करते हैं, और रक्षात्मक रसायनों के विकास के लिए पर्याप्त भंडार प्रदान करते हैं। पौधों द्वारा रासायनिक सुरक्षा के रूप में उपयोग किए जाने वाले सामान्य माध्यमिक चयापचय के उदाहरणों में एल्कलॉइड, फिनोल और टेरपेन शामिल हैं। सेवन से बचने के लिए उपयोग किए जाने वाले रक्षात्मक रसायनों को व्यापक रूप से या तो विषाक्त पदार्थों या शाकाहारियों की पाचन क्षमता को कम करने वाले पदार्थों के रूप में वर्णित किया जा सकता है। यद्यपि विषाक्त पदार्थों को व्यापक अर्थों में एक जीव द्वारा उत्पादित किसी भी पदार्थ के रूप में परिभाषित किया गया है जो दूसरे की फिटनेस को कम करता है, अधिक विशिष्ट अर्थों में विषाक्त पदार्थ ऐसे पदार्थ हैं जो कुछ चयापचय मार्गों के कामकाज को सीधे प्रभावित और कम करते हैं। विषाक्त पदार्थ छोटे घटक (<2 प्रतिशत शुष्क वजन) होते हैं, जो कम सांद्रता में सक्रिय होते हैं, और फूलों और युवा पत्तियों में अधिक मौजूद होते हैं। दूसरी ओर, अपचनीय यौगिक ऊतक के 60 प्रतिशत सूखे वजन तक बनाते हैं और मुख्य रूप से परिपक्व, लकड़ी की प्रजातियों में पाए जाते हैं। कई एल्कलॉइड, पाइरेथ्रिन और फिनोल विषाक्त पदार्थ हैं। टैनिन पाचन के प्रमुख अवरोधक होते हैं और बड़े आणविक भार वाले पॉलीफेनोलिक यौगिक होते हैं। लिग्निन और सेल्युलोज पौधों में महत्वपूर्ण संरचनात्मक तत्व हैं और आमतौर पर अत्यधिक अपचनीय भी होते हैं। टैनिन विभिन्न प्रकार के लकड़ी के ऊतकों में प्राकृतिक सांद्रता पर रोगजनक कवक के खिलाफ भी विषाक्त होते हैं। न केवल रोगजनकों या उपभोक्ताओं के लिए निवारक के रूप में उपयोगी, पौधों द्वारा उत्पादित कुछ रसायन प्रतिस्पर्धियों को रोकने में भी प्रभावी हैं। कैलिफोर्निया चैपर्रल में दो अलग-अलग झाड़ी समुदायों को फेनोलिक यौगिकों और अस्थिर टेरपेन का उत्पादन करने के लिए पाया गया जो मिट्टी में जमा हो जाते हैं और झाड़ियों के पास विभिन्न जड़ी-बूटियों को बढ़ने से रोकते हैं। अन्य पौधों को केवल तब उगते देखा गया जब आग ने झाड़ियों को हटा दिया, लेकिन झाड़ियों के वापस आने के बाद जड़ी-बूटियाँ मर गईं। हालांकि स्थलीय पौधों में व्यापक पैमाने के पैटर्न पर ध्यान केंद्रित किया गया है, 1986 में पॉल और फेनिकल ने समुद्री शैवाल में विभिन्न प्रकार के माध्यमिक चयापचय का प्रदर्शन किया जो बैक्टीरिया, कवक, इचिनोडर्म, मछलियों और गैस्ट्रोपोड्स में भोजन या प्रेरित मृत्यु दर को रोकता है। प्रकृति में, कीट पादप समुदायों के लिए भी एक गंभीर समस्या है, जिससे उनके पादप भोजन को विषाक्त करने के लिए पादप रासायनिक सुरक्षा और शाकाहारी चयापचय रणनीतियों का सह-विकास होता है। विभिन्न प्रकार के अकशेरुकी पौधों का उपभोग करते हैं, लेकिन कीटों ने अधिकांश ध्यान आकर्षित किया है। कीट व्यापक कृषि कीट हैं और कभी-कभी इतने अधिक घनत्व में होते हैं कि वे फसलों के खेतों को छीन सकते हैं। स्थलीय आर्थ्रोपोड रासायनिक रक्षा के संदर्भ में कई रणनीतियों का उपयोग करते हैं। इन रणनीतियों में से पहली में माध्यमिक चयापचय का प्रत्यक्ष उपयोग शामिल है। कई कीड़े शिकारियों के लिए अप्रिय होते हैं और उत्तेजक पदार्थ उत्सर्जित करते हैं या जहरीले यौगिकों का स्राव करते हैं जो निगलने पर बीमारी या मृत्यु का कारण बनते हैं। पादप भोजन से प्राप्त द्वितीयक चयापचय भी कीटों द्वारा अलग किए जा सकते हैं और अपने स्वयं के विषाक्त पदार्थों के उत्पादन में उपयोग किए जा सकते हैं। इसके अधिक प्रसिद्ध उदाहरणों में से एक मोनार्क तितली है, जो मिल्कवीड पौधे से प्राप्त जहर को अलग करती है। इस रणनीति को लागू करने वाले सबसे सफल कीटों में भृंग (कोलियोप्टेरा), टिड्डियां (ऑर्थोप्टेरा) और पतंग और तितलियां (लेपिडोप्टेरा) शामिल हैं। कीट भी अद्वितीय विषाक्त पदार्थों का जैवसंश्लेषण करते हैं, और जबकि खाद्य स्रोतों से विषाक्त पदार्थों के पृथक्करण को ऊर्जावान रूप से अनुकूल रणनीति होने का दावा किया जाता है, इसका विरोध किया गया है। जनजाति हेलिकोनिनी (उप-परिवार हेलिकोनिने) में पैशन-वाइन से जुड़ी तितलियाँ या तो नए रक्षात्मक रसायनों को अलग करती हैं या संश्लेषित करती हैं, लेकिन जीनस जाइगेना (परिवार जाइगेनिडे) में पतंगों ने अभिसरण के माध्यम से अपने रक्षात्मक रसायनों को संश्लेषित या अलग करने की क्षमता विकसित की है। कुछ कोलियोप्टेरान रक्षात्मक रसायनों के रूप में उपयोग किए जाने वाले माध्यमिक चयापचयों को अलग करते हैं लेकिन अधिकांश अपने स्वयं के डी नोवो को जैवसंश्लेषित करते हैं। इन पदार्थों को संग्रहीत करने के लिए शारीरिक संरचनाएं विकसित हुई हैं, और कुछ हेमोलिम्फ में प्रसारित होती हैं और रिफ्लेक्स रक्तस्राव नामक व्यवहार से जुड़ी होती हैं। रासायनिक अलार्म का उपयोग और पता लगाना रासायनिक रक्षा की एक और रणनीति है। शिकारियों की पहचान करना और तेजी से और उचित रूप से प्रतिक्रिया करना फायदेमंद है और उच्च फिटनेस की ओर ले जाता है। इन रक्षात्मक प्रतिक्रियाओं में शामिल हो सकते हैं (लेकिन इन्हीं तक सीमित नहीं हैं) परिहार और पलायन प्रतिक्रियाएं, संतानों की सुरक्षा, आक्रामक व्यवहार और "प्रत्यक्ष सुरक्षा" (यानी। ऊपर चर्चा की गई मोनार्क तितली की रणनीति के समान विषाक्त पदार्थ या रक्षात्मक रसायन)। उदाहरण के लिए, फल मक्खी (रागोलेटिस बेसियोला) रासायनिक रूप से पास के परजीवी (एक जीव जो एक परजीवी और एक शिकारी दोनों के रूप में कार्य करता है) का पता लगा सकती है और इसके अंडे देने को रोक सकती है। ओविपोजिशन में देरी शिकार के जोखिम को कम कर सकती है और संतानों की रक्षा करने की श्रेणी में आती है। मकड़ी का घुन (टेट्रानैकस अर्टिका) पर्यावरण में शिकारी वाष्पशील के प्रति प्रतिक्रिया कर सकता है और बिना शिकारी संकेतों वाले क्षेत्रों में भोजन करने का विकल्प चुनता है। इसी तरह, मकड़ी के कण भी एक ही प्रजाति के व्यक्तियों के क्षतिग्रस्त शरीर के अंगों को महसूस करने में सक्षम होते हैं, या विशिष्ट होते हैं, और शिकारी संकेतों के साथ समान परिहार व्यवहार प्रस्तुत करते हैं। इसके अलावा, मकड़ी के कण अंडे देने के साथ फल मक्खी के समान व्यवहार प्रदर्शित करते हैं और ओविपोजिशन से पहले शिकारी संकेतों के अभाव वाले क्षेत्रों में जाने का विकल्प चुनते हैं। मकड़ी के कण अन्य, गैर-शिकारी वाष्पशील क्षेत्रों से नहीं बचेंगे जिसका अर्थ है कि ये जीव रासायनिक रूप से खतरों को गैर-खतरों से अलग करने में सक्षम हैं। परजीवी ततैया (एफिडियस उज़्बेकिस्तानिकस) भी अपने शिकारी, एक अतिपरजीवी (एक परजीवी जिसका मेजबान एक अन्य परजीवी है) के वाष्पशील को महसूस करते हैं, और रासायनिक संकेतों से रहित नए क्षेत्रों में उड़ते हैं, जो मकड़ी के पतंग के समान परिहार व्यवहार प्रदर्शित करते हैं। वैकल्पिक रूप से, शिकारियों या खतरों का रासायनिक पता लगाने से बचने और बचने के व्यवहार के बजाय कुछ स्थलीय आर्थ्रोपोड्स में आक्रामक व्यवहार को उकसाया जा सकता है। पॉलीबिया पॉलिस्टा, एक वेस्पिड ततैया, एक सामाजिक प्रजाति है जो जटिल सामाजिक संरचनाओं के अनुसार चारा और बचाव करती है। ये ततैया एक ही प्रजाति के सदस्यों के जहर में फेरोमोन का पता लगाने के लिए विकसित हुए हैं। कॉन्सपेसिफिक्स के जहर से वाष्पशील की पहचान करने से वेस्पिड ततैया पास के खतरे को पहचान सकते हैं। जब पता चलता है, तो ये फेरोमोन एक ही प्रजाति के सदस्यों के भीतर एक आक्रामक व्यवहार को प्रेरित करते हैं। ये ततैया तब खतरे को हराने के लिए मिलकर काम करेंगे। इसी तरह, मधुमक्खियाँ (एपिस मेलिफेरा स्कुटेलाटा) खतरे में पड़ने पर एक चेतावनी फेरोमोन छोड़ती हैं। ये फेरोमोन आसपास की सभी मधुमक्खियों में चुभने वाले व्यवहार की अवधि को बढ़ाकर मधुमक्खियों की सुरक्षा को तेज करते हैं। एफिड्स, छोटे कीड़े जो पौधों के रस को खाते हुए पाए जा सकते हैं, रासायनिक रक्षा के मामले में कई रणनीतियों का प्रदर्शन करते हैं। एफिड्स में उनके पेट के पीछे की ओर कॉर्निकल्स नामक संरचनाएँ होती हैं जिनका उपयोग वाष्पशील और गैर-वाष्पशील दोनों यौगिकों वाले स्रावों को वितरित करने के लिए किया जाता है। वाष्पशील यौगिक मुख्य रूप से अलार्म फेरोमोन के रूप में कार्य करते हैं। फेरोमोन एक व्यक्ति से निकलने वाले रसायन हैं जो दूसरे व्यक्ति से प्रतिक्रिया प्राप्त करते हैं। मोम जैसे गैर-वाष्पशील यौगिकों का उपयोग हानिकारक चिपकने के रूप में किया जाता है जो एफिड उनके दुश्मनों पर धब्बा लगाएगा। इन धब्बों का उपयोग शिकारियों के मुँह के हिस्सों, एंटेना, पैरों आदि को घातक रूप से बांधने के लिए किया जाता है, जिसका अर्थ है कि इन यौगिकों का उपयोग आमतौर पर रासायनिक के बजाय शारीरिक रक्षा के लिए किया जाता है। मटर एफिड्स (एसिरथोसिफोन पिसम) (ई)-बीटा-फार्नेसीन नामक एक चेतावनी रसायन का उत्पादन करते हैं जिसे शिकारियों या कथित खतरों की उपस्थिति में एक अस्थिर यौगिक के रूप में उत्सर्जित किया जाता है। कई मामलों में, एफिड बिना अलार्म फेरोमोन वाले क्षेत्र की तलाश में भोजन स्थल को छोड़कर प्रतिक्रिया देगा। इसके अतिरिक्त, मटर एफिड्स अपने क्षेत्र में कौन से परभक्षी हैं, उनके प्रति अत्यधिक अनुरक्त होते हैं क्योंकि वे रासायनिक रूप से पहचान कर सकते हैं कि क्या एक खतरे के रूप में सामने आ रहा है और तदनुसार अपनी प्रतिक्रिया को समायोजित कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, मटर एफिड्स अपने रासायनिक शिकारी संकेतों से अडालिया बाइपंक्टाटा, लेडीबर्ड बीटल की पहचान कर सकते हैं। इस शिकारी को महसूस करने के बाद, मटर एफिड्स को पंखों के साथ अधिक संतान पैदा करने के लिए जाना जाता है। पंखों वाली संतानें शिकार से बेहतर तरीके से बचने में सक्षम होती हैं; हालाँकि, पंखों वाले व्यक्ति कम उपजाऊ होते हैं। पंखों और प्रजनन क्षमता के बीच यह समझौता इस विशेष रक्षात्मक रणनीति की सफलता को दर्शाता है। "आराम से" स्थितियों में, या ऐसी स्थितियों में जिनमें शिकारी संकेत अनुपस्थित होते हैं, अधिक पंख-रहित संतान पैदा होती हैं। एफिड्स की रासायनिक रक्षा प्रणालियाँ अत्यधिक विशिष्ट हैं। (ई)-बीटा-फार्नेसीन, ऊपर चर्चा की गई अलार्म फेरोमोन, एफिड्स की कई प्रजातियों द्वारा उपयोग की जाती है। रिलीज होने पर, (ई)-बीटा-फार्नेसीन व्यास में केवल 2 से 3 सेंटीमीटर बढ़ेगा। यह अलार्म रसायन से दूर के विशिष्ट लोगों की रक्षा करता है ताकि वे खाने में किसी भी अनावश्यक विराम का अनुभव न करें या अनावश्यक रूप से प्रतिक्रिया न दें। इसके अलावा, इन रासायनिक अलार्मों का पता एफिड्स के एंटीना पर संरचनाओं द्वारा लगाया जाता है जो विशेष बाध्यकारी प्रोटीन का उपयोग करते हैं। चेतावनी रसायनों को प्रतिक्रिया उत्पन्न करने से पहले बाध्यकारी प्रोटीन के भीतर एक निश्चित न्यूनतम तक जमा होना चाहिए। इन कारकों का उपयोग एफिड्स की रासायनिक रक्षा प्रणालियों की विशिष्टता को उजागर करने के लिए किया जाता है। इसके अलावा, उपयोग की जाने वाली रासायनिक चेतावनियां भी अत्यधिक विशिष्ट होती हैं और जिस विधि में अलार्म फेरोमोन वितरित किया जाता है, वह अलग-अलग प्रतिक्रियाएं प्राप्त कर सकती है। उदाहरण के लिए, गन्ने के ऊनी एफिड सेराटोवाक्यूना लैनिगेरा में अलार्म फेरोमोन के वितरण के दो तरीके हैं। जब खतरे में डाला जाता है, तो अलार्म फेरोमोन को या तो एक बूंद के रूप में या स्मीयर के रूप में छोड़ा जा सकता है। जब एफिड के कॉर्निकल से एक बूंद के रूप में अलार्म छोड़ा जाता है, तो स्थानीय कॉन्सपेसिफिक्स व्यक्तिगत रूप से प्रतिक्रिया देंगे और या तो क्षेत्र से बचेंगे या बच जाएंगे। हालाँकि, जब अलार्म फेरोमोन एक शिकारी पर फैलते हैं, तो उसी प्रजाति के अन्य सदस्य एक संयुक्त हमला करेंगे। जैसा कि ऊपर चर्चा की गई है, मोम के कॉर्निकल स्मीयर का उपयोग आमतौर पर एक एफिड को शिकारी से शारीरिक रूप से बचाने के लिए किया जाता है। इस मामले में, हालांकि, मोम में रासायनिक अलार्म एक व्यवहार परिवर्तन को उजागर कर रहे हैं; इसलिए, इस विशेष रणनीति को रासायनिक रक्षा माना जा सकता है। अन्य जीव अपनी योग्यता बढ़ाने के लिए एफिड्स की विस्तृत रासायनिक सुरक्षा का लाभ उठाने में सक्षम रहे हैं। रासायनिक प्रतिरक्षण के मामले में रासायनिक नकल एक शक्तिशाली उपकरण है। एफिड्स का एक परजीवी, लाइसिफ्लेबस फैबेरम, विशिष्ट एफिड्स की कॉलोनियों में घुसपैठ करते समय उनके रासायनिक स्राव की नकल करने में सक्षम है। यह नकल एक "रासायनिक छलावरण" के रूप में कार्य करती है और इन परजीवी की रक्षा करती है क्योंकि वे एफिड कालोनियों के भीतर अज्ञात रहते हैं। क्रायसोपा ग्लोसोने, एक फीता, फॉर्मिसिन चींटियों (उप-परिवार फॉर्मिसिनिया की) से रासायनिक रूप से खुद को छिपाने के लिए ऊनी एल्डर एफिड के मोम का उपयोग करता है, जिन्होंने एफिड पर हमला करने से बचना सीखा है। इसका मतलब है कि आस-पास की फॉर्मिसिन चींटियाँ लेसिंग को नजरअंदाज कर देंगी क्योंकि यह ऊनी एल्डर एफिड होगी। यह एक और उदाहरण है जहाँ मोम के स्राव का उपयोग भौतिक के बजाय रासायनिक रक्षा के लिए किया जाता है। समुद्री अकशेरुकी समुद्री अकशेरुकी रासायनिक रक्षा के संदर्भ में विभिन्न रणनीतियों का उपयोग करते हैं। इनमें से कुछ रणनीतियों में शामिल हैंः द्वितीयक चयापचय उत्पादन, दूसरे जीव के द्वितीयक चयापचय का भंडारण और संशोधन, रासायनिक चेतावनी, शिकारी चेतावनी, फागोमिमिक्री और रासायनिक "कपड़े"। इन रणनीतियों की सफलता का उदाहरण इन रासायनिक सुरक्षा को प्रदर्शित करने वाली प्रजातियों की संख्या है। फ़ायलम पोरिफ़ेरा के समुद्री स्पंज, समुद्री अकशेरुकी जीवों का सिर्फ एक उदाहरण हैं जो द्वितीयक चयापचय के उत्पादन से लाभान्वित होते हैं। स्पंज में दूसरे जीव की रासायनिक सुरक्षा के भंडारण और संशोधन पर भरोसा करने के बजाय अपने स्वयं के माध्यमिक चयापचय का उत्पादन करने की क्षमता होती है। कुछ देखे गए माध्यमिक मेटाबोलाइट्स की भूमिकाएँ अभी भी अज्ञात हैं; हालाँकि, इस तथ्य को उजागर करने वाले प्रमाण हैं कि बड़ी संख्या में माध्यमिक मेटाबोलाइट्स का उपयोग रक्षात्मक उद्देश्यों के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, एक स्पंज के भीतर द्वितीयक चयापचय की मात्रा और जीव पर मौजूद स्पाइक्यूल की संख्या के बीच एक व्युत्क्रम संबंध है। स्पाइक्यूल स्पंज से निकलने वाली नुकीली, सुई जैसी संरचनाएँ होती हैं और इनका उपयोग शारीरिक रक्षा के रूप में किया जाता है। द्वितीयक मेटाबोलाइट्स और स्पाइक्यूल्स का एक विपरीत संबंध होता है क्योंकि जैसे-जैसे द्वितीयक मेटाबोलाइट्स की मात्रा बढ़ती है, स्पाइक्यूल्स की संख्या कम होती जाती है। यह इस विचार की ओर ले जाता है कि माध्यमिक मेटाबोलाइट्स का उपयोग वास्तव में रक्षात्मक उद्देश्यों के लिए किया जाता है और स्पंज को अब शारीरिक सुरक्षा पर निर्भर नहीं रहना पड़ता है। इसके अतिरिक्त, कई स्पंज जो द्वितीयक चयापचय का उत्पादन करते हैं, संभावित शिकारियों के लिए विषाक्त होते हैं। स्पंज जो द्वितीयक मेटाबोलाइट्स का एक बड़ा उत्पादन प्रदर्शित करते हैं, वे कम परभक्षण का अनुभव करते हैं, इस विचार में सहायता करते हैं कि द्वितीयक मेटाबोलाइट्स का उपयोग एक रक्षात्मक तंत्र के रूप में किया जाता है। द्वितीयक चयापचय भंडारण और संशोधन कई समुद्री अकशेरुकी जीवों के लिए एक उपयोगी रणनीति है। वे माध्यमिक मेटाबोलाइट्स का उत्पादन करने वाली ऊर्जा को खर्च करने की आवश्यकता के बिना पहले से मौजूद रसायनों को अलग करने में सक्षम हैं। उदाहरण के लिए, नुडिब्रांच, जिन्हें समुद्री स्लग के रूप में भी जाना जाता है, रासायनिक रक्षा के "निष्क्रिय" और "सक्रिय" दोनों रूपों को प्रदर्शित करते हैं। समुद्री स्लग मांसाहारी होते हैं और उनके आहार के एक केंद्रीय भाग में समुद्री स्पंज होते हैं जो, जैसा कि ऊपर चर्चा की गई है, अपने स्वयं के रक्षात्मक माध्यमिक चयापचय का उत्पादन करते हैं। समुद्री स्लग की रासायनिक रक्षा की एक प्रमुख विशेषता उनके द्वारा उपभोग किए जाने वाले जीवों द्वारा उत्पादित रसायनों को संग्रहीत करने और उनका पुनः उपयोग करने की उनकी क्षमता है। उदाहरण के लिए, एक समुद्री स्पंज वर्णक का उत्पादन करता है जो उन्हें उनके जीवंत रंग देता है। स्पंज में वर्णक समुद्री स्लग में जमा हो जाते हैं क्योंकि वे खाते हैं, जिससे समुद्री स्लग को अपने वातावरण के भीतर छिपाया जा सकता है। समुद्री स्लग का रंग इस बात पर निर्भर करता है कि वे किस स्पंज का सेवन करते हैं। उदाहरण के लिए, एक समुद्री स्लग जो गुलाबी स्पंज को खाते हुए गुलाबी दिखाई देता है, हरे स्पंज में जाने पर हरा हो सकता है। इस छलावरण को रासायनिक रक्षा का एक "आकस्मिक" या निष्क्रिय रूप माना जा सकता है। समुद्री स्लग में पाए जाने वाले रासायनिक रक्षा का एक अधिक सक्रिय रूप स्पंज द्वारा उत्पादित रक्षात्मक माध्यमिक चयापचय को संग्रहीत करने और उपयोग करने की उनकी क्षमता है। समुद्री स्लग रक्षात्मक रसायनों के भंडारण के दो तंत्र प्रदर्शित करते हैं। इन तंत्रों में से पहला रसायनों को उनके पृष्ठभाग (या "पीछे की ओर") के भीतर संग्रहीत करना है। यह भंडारण तंत्र फायदेमंद है क्योंकि रक्षात्मक रसायन समुद्री स्लग की सतह के पास स्थित होते हैं और किसी भी बलगम स्राव के लिए आसानी से उपलब्ध होते हैं। समुद्री स्लग द्वारा प्रदर्शित रक्षात्मक रासायनिक भंडारण का दूसरा तंत्र उनके शरीर के अन्य क्षेत्रों में द्वितीयक चयापचय को संरक्षित करना है। उदाहरण के लिए, कुछ समुद्री स्लग अपने पाचन पथ के भीतर माध्यमिक चयापचय को संग्रहीत करते हैं। द्वितीयक मेटाबोलाइट भंडारण के लिए इस रणनीति का उपयोग करने वाले समुद्री स्लग में आवश्यकता पड़ने पर रक्षात्मक रसायनों को तैनात करने का तंत्र होता है। समुद्री स्लग जातिजनित रूप से समुद्री घोंघों से संबंधित होते हैं। इन दो समुद्री अकशेरुकी जीवों के बीच सबसे विशिष्ट कारकों में से एक यह है कि समुद्री घोंघों में एक खोल होता है जबकि समुद्री स्लग में नहीं होता है। खोल का यह नुकसान समुद्री स्लग की रासायनिक रक्षात्मक रणनीतियों की सफलता के लिए अंतर्दृष्टि प्रदान करता है। रक्षात्मक रसायनों के उपयोग के साथ, गोले अनावश्यक और ऊर्जावान रूप से महंगे होते हैं, जिससे इन सुरक्षात्मक संरचनाओं का नुकसान होता है। यह तथ्य कि समुद्री स्लग प्रभावी रूप से जीवित रह सकते हैं और खोल के उपयोग के बिना शिकार से बच सकते हैं, एक रक्षात्मक तंत्र के रूप में माध्यमिक चयापचय को संग्रहीत करने और संशोधित करने की सफलता को उजागर करता है। एक रक्षात्मक तंत्र के रूप में रासायनिक चेतावनियों और अलार्म का उपयोग कई समुद्री अकशेरुकी जीवों द्वारा किया जाता है। यह तंत्र अकशेरुकी जीवों पर निर्भर करता है जो अपने पूरे जलीय वातावरण में रासायनिक संकेतों को छोड़ते और महसूस करते हैं और परिणामस्वरूप अपने व्यवहार को संशोधित करते हैं। उदाहरण के लिए, क्लैम आसपास के पानी में परभक्षी फेरोमोन को महसूस करने के लिए विकसित हुए हैं और इस तरह से प्रतिक्रिया करते हैं जो उन शिकारियों से उनकी उपस्थिति को छुपाता है। क्लैम, मोलस्क की कई प्रजातियों का उल्लेख करते हुए, पंपिंग द्वारा फ़ीड करते हैं। "पम्पिंग" तब होता है जब क्लैम आसपास के पानी को खींचते हैं, पानी में मौजूद सूक्ष्मजीवों को खाते हैं, और नए फ़िल्टर किए गए पानी को छोड़ते हैं। क्लैम के शिकारी, अर्थात् नीले खोल वाले केकड़े और भेड़, फ़िल्टर किए गए पानी में मौजूद रासायनिक संकेतों को महसूस करके अपने शिकार की पहचान करने में सक्षम होते हैं। क्लैम रासायनिक रूप से अपस्ट्रीम शिकारियों को समझने के लिए विकसित हुए हैं। जब एक शिकारी को पास में महसूस किया जाता है, तो क्लैम अपने व्यवहार को संशोधित करते हैं और उपभोक्ता संकेतों को कम करने के लिए अपने पंपिंग को बंद कर देते हैं। क्लैम की खोज करते समय परभक्षियों के पास अब कोई रासायनिक निशान नहीं है। क्लैम केवल तभी अपने पम्पिंग को फिर से शुरू करते हैं जब उपभोक्ता संकेत अनुपस्थित होते हैं। इस परिदृश्य में, शिकारी और शिकार दोनों माध्यमिक चयापचय की उपस्थिति पर निर्भर हैं, शिकारी इन रसायनों का उपयोग शिकार तंत्र के रूप में कर रहे हैं जबकि क्लैम उन्हें एक अलार्म के रूप में उपयोग कर रहे हैं जो उनकी व्यवहार प्रतिक्रिया को उजागर करता है। ब्लू शेल केकड़े (कैलिनेक्टेस सैपिडस), क्लैम के एक सामान्य शिकारी, के पास रक्षा का एक समान तंत्र है; हालाँकि, स्थानीय वातावरण में शिकारियों को रासायनिक रूप से महसूस करने के बजाय, वे एक ही प्रजाति के सदस्यों द्वारा उत्सर्जित रासायनिक चेतावनियों को महसूस करने में सक्षम हैं। ये केकड़े, जब क्षतिग्रस्त होते हैं, तो एक रासायनिक चेतावनी निकलती है जो प्रजाति विशिष्ट होती है, जिसका अर्थ है कि इन रासायनिक चेतावनियों का पता केवल अन्य नीले खोल वाले केकड़ों द्वारा लगाया जाता है। ये चेतावनियाँ क्षतिग्रस्त पूरे केकड़ों या नीले कवच वाले केकड़ों के शरीर के अंगों से आ सकती हैं। ये रासायनिक संकेत दूसरों को उच्च जोखिम वाले क्षेत्रों से बचने की चेतावनी देते हैं। रासायनिक चेतावनियों और अलार्म फेरोमोन का उपयोग कई समुद्री अकशेरुकी जीवों द्वारा उपयोग किया जाने वाला एक तंत्र है, क्लैम और ब्लू शेल केकड़े इस रक्षात्मक रणनीति के केवल दो उदाहरण हैं। समुद्री खरगोश रासायनिक रक्षा के एक रूप का उपयोग करते हैं जिसे फागोमिमिक्री कहा जाता है। पहले चर्चा की गई रासायनिक रक्षात्मक रणनीतियों के व्यापक उपयोग के विपरीत, फागोमिमिक्री समुद्री खरगोशों के लिए विशिष्ट है। फागोमिमिक्री, जैसा कि नाम से पता चलता है, एक प्रकार की रासायनिक नकल है। कई जीव नकल का उपयोग करने के लिए विकसित हुए हैं क्योंकि यह रासायनिक रक्षा का एक अत्यधिक सफल तंत्र है। समुद्री खरगोश, जब हमला किया जाता है, तो जल्दी से आसपास के वातावरण में रसायनों का कोहरा छोड़ देते हैं। रासायनिक बादल में दो मुख्य भाग होते हैंः स्याही और ओपेलिन। स्याही, जब पानी में छोड़ी जाती है, तो समुद्री खरगोश को उनके शिकारी से भौतिक रूप से अस्पष्ट कर देती है। अपारदर्शी कोहरा रसायनों का एक मिश्रण है जो शिकारी के भोजन के संकेतों की नकल करता है और इसलिए एक खाद्य उत्तेजना के रूप में कार्य करता है। अपारदर्शी रासायनिक बादल का लक्ष्य समुद्री खरगोश की तुलना में एक मजबूत खाद्य उत्तेजना की आपूर्ति करना है। कुल मिलाकर, बादल शिकारी को अभिभूत करने और विचलित करने का काम करता है। भ्रमित, शिकारी समुद्री खरगोश के बजाय रासायनिक मिश्रण पर हमला करेगा, जिससे समुद्री खरगोश को बचने के लिए समय मिलेगा। कई समुद्री अकशेरुकी अन्य जीवों में खुद को ढककर रासायनिक रक्षा प्राप्त करने में सक्षम हैं जिनके पास रक्षात्मक माध्यमिक चयापचय होते हैं। इस रक्षात्मक तंत्र को "रासायनिक कपड़े" के रूप में वर्णित किया गया है। अकशेरुकी जीवों को कपड़ों के रूप में कई अलग-अलग जीवों का उपयोग करते हुए देखा गया है। इनमें स्पंज, बैक्टीरिया और समुद्री शैवाल शामिल हैं। दिलचस्प बात यह है कि कई समुद्री अकशेरुकी जो रक्षा के इस तंत्र का लाभ उठाते हैं, वे शाकाहारी हैं। ये शाकाहारी भोजन के बजाय कपड़ों के रूप में समुद्री शैवाल का उपयोग करना पसंद करते हैं, जिसका अर्थ है कि वे संभावित भोजन के बजाय अपनी रक्षात्मक क्षमताओं के लिए समुद्री शैवाल को अधिक महत्व देते हैं। खेत में, अकशेरुकी जैसे अटलांटिक डेकोरेटर केकड़ा (लिबिनिया दुबईया) अपने बिना कपड़ों वाले विशिष्ट जीवों की तुलना में हानिकारक समुद्री शैवाल में "कपड़े पहने" होने पर काफी कम शिकार का अनुभव करते हैं। समुद्री अकशेरुकी और रासायनिक रूप से संरक्षित जीव एक सहजीवी संबंध बनाने में सक्षम हैं जिसके परिणामस्वरूप समुद्री अकशेरुकी दीर्घकालिक रासायनिक सुरक्षा प्राप्त करते हैं। कशेरुकी जीव रक्षात्मक रसायनों का जैव संश्लेषण भी कर सकते हैं या उन्हें पौधों या शिकार से अलग कर सकते हैं। मेंढकों, प्राकृतिक सांपों और पक्षियों की दो प्रजातियों, पिटोहुई और इफ़्रिटा में अलग-अलग यौगिक देखे गए हैं। यह संदेह है कि न्यूट्स और पफरफिश द्वारा उत्पादित टेट्रोडोटॉक्सिन जैसे कुछ प्रसिद्ध यौगिक अकशेरुकी शिकार से प्राप्त होते हैं। रक्षा के लिए उपयोग किए जाने वाले नेट्रिसिन सांपों की ग्रंथियों में टोड्स द्वारा उत्पादित रक्षात्मक रसायन, बुफैडियनोलाइड्स पाए गए हैं। उभयचर मेंढक रासायनिक रक्षा के लिए आवश्यक विषाक्त पदार्थों को या तो अपनी त्वचा पर ग्रंथियों के माध्यम से या अपने आहार के माध्यम से उत्पन्न करके प्राप्त करते हैं। उनके आहार में विषाक्त पदार्थों का स्रोत मुख्य रूप से आर्थ्रोपोड हैं, जो भृंग से लेकर मिलीपीड तक हैं। जब आवश्यक आहार घटक अनुपस्थित होते हैं, जैसे कि कैद में, तो मेंढक अब विषाक्त पदार्थों का उत्पादन करने में सक्षम नहीं होता है, जिससे वे गैर-विषैले हो जाते हैं। विषाक्त पदार्थों की रूपरेखा भी मौसम के साथ बदल सकती है, जैसा कि क्लाइम्बिंग मेंटेल्ला के मामले में है, जिसका आहार और भोजन व्यवहार गीले और सूखे मौसमों के बीच भिन्न होता है इस तरह के विषाक्त पदार्थों के उत्पादन का विकासवादी लाभ शिकारियों का प्रतिरोध है। इस बात के प्रमाण हैं कि विषाक्त पदार्थों का उत्पादन करने की क्षमता अपोसेमेटिक रंग के साथ विकसित हुई, जो शिकारियों को यह याद रखने के लिए एक दृश्य संकेत के रूप में कार्य करती है कि कौन सी प्रजातियां स्वादिष्ट नहीं हैं। जबकि मेंढकों द्वारा उत्पादित विषाक्त पदार्थों को अक्सर विषाक्त कहा जाता है, विषाक्त पदार्थों की खुराक इतनी कम होती है कि वे विषाक्त से अधिक हानिकारक होते हैं। हालांकि, विषाक्त पदार्थों के घटक, अर्थात् एल्कलॉइड, आयन चैनलों में बहुत सक्रिय होते हैं। इसलिए, वे पीड़ित के तंत्रिका तंत्र को बाधित करते हैं, जिससे वे अधिक प्रभावी हो जाते हैं। मेंढकों के भीतर, विषाक्त पदार्थ जमा हो जाते हैं और छोटे, विशेष परिवहन प्रोटीन के माध्यम से वितरित किए जाते हैं। शिकारियों से सुरक्षा प्रदान करने के अलावा, मेंढकों को जहर देने वाले विषाक्त पदार्थ चिकित्सा शोधकर्ताओं की रुचि पैदा करते हैं। डेंड्रोबेटिडे परिवार के जहर डार्ट मेंढक बैट्राकोटॉक्सिन का स्राव करते हैं। इस विष में मांसपेशियों को आराम देने वाले, हृदय उत्तेजक या संवेदनाहारी के रूप में कार्य करने की क्षमता होती है। मेंढकों की कई प्रजातियाँ एपिबेटिडीन का स्राव करती हैं, जिनके अध्ययन से कई महत्वपूर्ण परिणाम मिले हैं। यह पता चला कि मेंढक एक एकल अमीनो एसिड प्रतिस्थापन के माध्यम से खुद को जहर देने का विरोध करते हैं जो लक्षित रिसेप्टर्स को विष के प्रति असंवेदनशील बनाता है, लेकिन फिर भी रिसेप्टर के कार्य को बनाए रखता है। यह खोज प्रोटीन, तंत्रिका तंत्र और रासायनिक रक्षा के यांत्रिकी की भूमिकाओं के बारे में अंतर्दृष्टि देती है, जो सभी भविष्य के जैव चिकित्सा अनुसंधान और नवाचार को बढ़ावा देते हैं। स्तनधारी कुछ स्तनधारी गुदा ग्रंथियों से दुर्गन्धयुक्त तरल पदार्थ का उत्सर्जन कर सकते हैं, जैसे कि पैंगोलिन और मेफिटिडे और मस्टेलिडे परिवारों के कुछ सदस्य जिनमें स्कंक्स, वीज़ेल्स और पोलकैट्स शामिल हैं। मोनोट्रेम्स में जहरीले स्पर्स होते हैं जिनका उपयोग शिकार से बचने के लिए किया जाता है और धीमी गति से लोरिसेस (प्राइमेट्सः नाइक्टिसबस) जहर का उत्पादन करते हैं जो शिकारियों और परजीवी दोनों को रोकने में प्रभावी प्रतीत होता है। यह भी प्रदर्शित किया गया है कि एक धीमी लोरिस (काटे बिना) के साथ शारीरिक संपर्क मनुष्यों में प्रतिक्रिया का कारण बन सकता है-एक संपर्क जहर के रूप में कार्य करना। रासायनिक पारिस्थितिकी भी देखें संदर्भ विकासवादी जीव विज्ञान जड़ी-बूटियों का शिकार रासायनिक पारिस्थितिकी