Desiccation tolerance
خشک کرنے کی رواداری سے مراد کسی جاندار کی انتہائی خشکی، یا خشک سالی جیسے حالات کا مقابلہ کرنے یا برداشت کرنے کی صلاحیت ہے۔ بنجر یا وقتا فوقتا بنجر ماحول جیسے عارضی ندیوں یا تالابوں میں رہنے والے پودوں اور جانوروں کو خشک ہونے کے چیلنج کا سامنا کرنا پڑ سکتا ہے، اس لیے بقا کو یقینی بنانے کے لیے ان ادوار کو برداشت کرنے کے لیے جسمانی یا طرز عمل کی موافقت ضروری ہے۔ خاص طور پر، کیڑے ماحولیاتی طور پر متنوع مقامات کی ایک وسیع رینج پر قابض ہیں اور اس لیے خشک ہونے سے بچنے کے لیے مختلف حکمت عملیوں کا مظاہرہ کرتے ہیں۔ عام طور پر، کیڑوں میں خشک ہونے کی مزاحمت کو خشک حالات کے دوران بڑے پیمانے پر تبدیلی سے ماپا جاتا ہے۔ خشک ہونے سے پہلے اور بعد کی پیمائش کے درمیان مجموعی طور پر بڑے پیمانے پر فرق جسم کے پانی کی کمی سے منسوب کیا جاتا ہے، کیونکہ سانس کے پانی کی کمی کو عام طور پر نہ ہونے کے برابر سمجھا جاتا ہے۔ خشک کرنے والے پودوں اور خشک کرنے والے روادار پودوں میں کریٹروسٹگما پلانٹگینیم، لنڈرنیہ بریویڈنس اور رامونڈا سربیکا شامل ہیں۔ خشک ہونے والے حساس پودوں میں عربڈوپسس جینس، لنڈرنیہ سبریسموسا، گوسیپیم ہیرسوٹم، ٹریٹیکم ایسٹیوم اور زی میز کے ارکان شامل ہیں۔ خشک ہونے کے خلاف مزاحمت کی اقسام تین اہم طریقے ہیں جن میں کیڑے خشک ہونے کے لیے اپنی رواداری بڑھا سکتے ہیں: اپنے جسم کے پانی کے کل مواد کو بڑھا کر ؛ جسم کے پانی کے نقصان کی شرح کو کم کر کے ؛ اور جسم سے پانی کے مجموعی نقصان کے بڑے تناسب کو برداشت کر کے۔ بقا کے وقت کا تعین ابتدائی پانی کے مواد سے ہوتا ہے، اور اس کا حساب پانی کے نقصان کی رواداری (پانی کی زیادہ سے زیادہ مقدار جسے موت کے نتیجے میں ہٹایا جا سکتا ہے) کو پانی کے نقصان کی شرح سے تقسیم کر کے کیا جا سکتا ہے۔ جسم کے پانی کے مواد میں اضافہ جسم کے پانی کے زیادہ ابتدائی مواد والے کیڑوں میں خشک حالات کے دوران جسم کے پانی کے کم ابتدائی مواد والے کیڑوں کے مقابلے میں بقا کی شرح بہتر ہوتی ہے۔ جسم کے اندرونی پانی کی زیادہ مقدار جاندار کو مارنے کے لیے درکار پانی کی مقدار کو ہٹانے کے لیے ضروری وقت کو بڑھا دیتی ہے۔ جس طرح سے جسم کے پانی کے مواد میں اضافہ ہوتا ہے وہ انواع کے لحاظ سے مختلف ہو سکتا ہے۔ کیڑے کے لاروا مرحلے کے دوران گلائکوجن کے جمع ہونے کو جسم کے پانی کے مواد میں اضافے سے جوڑا گیا ہے اور ممکنہ طور پر خشک حالات کے دوران میٹابولک پانی کا ایک ذریعہ ہے۔ گلائکوجن، ایک گلوکوز پولیسیکرائڈ، جسمانی تناؤ کے اوقات میں آکسیڈیٹیو توانائی کے ذریعہ کے طور پر کام کرتا ہے۔ چونکہ یہ اپنے وزن سے پانچ گنا زیادہ بلک واٹر میں جڑا رہتا ہے، اس لیے جسم کے گلائکوجن کی بڑھتی ہوئی سطح والے کیڑوں میں بھی اندرونی پانی کی مقدار زیادہ ہوتی ہے۔ عام طور پر، خشک ہونے کے خلاف مزاحمت کے لیے منتخب کیے گئے کیڑے بھی خشک ہونے کے لیے حساس کی نسبت لاروا کے طویل مراحل کی نمائش کرتے ہیں۔ نشوونما کے وقت میں یہ اضافہ ممکنہ طور پر ماحول کے لیے ایک ردعمل ہے، جس سے لاروا کو گلائکوجن جمع کرنے کے لیے زیادہ وقت ملتا ہے، اور اس لیے چاند گرہن سے پہلے زیادہ پانی ملتا ہے۔ کیڑوں میں جسم کے ابتدائی پانی کی اعلی سطح میں حصہ ڈالنے والا ایک اور ممکنہ ذریعہ ہیمو لمف کا حجم ہے۔ خون کے مساوی کیڑا، ہیمو لمف ہیموکوئل کے اندر پایا جانے والا سیال ہے، اور کیڑے کے جسم کے اندر بیرونی خلیے والے پانی کا سب سے بڑا تالاب ہے۔ فروٹ فلائی ڈروسفیلا میلانوگاسٹر میں، خشک کرنے کی مزاحمت کے لیے منتخب کی گئی مکھیوں سے بھی ہیمو لمف کی زیادہ مقدار حاصل ہوتی ہے۔ ہیمو لمف کا زیادہ حجم کاربوہائیڈریٹ میں اضافے سے منسلک ہے، خاص طور پر ٹریہالوز، ایک عام چینی جو بہت سے پودوں اور جانوروں میں پائی جاتی ہے جس میں خشک ہونے کی مزاحمت زیادہ ہوتی ہے۔ خشک کرنے کی مزاحمت کے لیے منتخب کردہ ڈروسفیلا میلانوگاسٹر مکھیاں کنٹرول مکھیوں کے مقابلے میں ہیمولیمف حجم میں 300% اضافہ ظاہر کرتی ہیں، جس کا تعلق ٹریہالوز کی سطح میں اسی طرح کے اضافے سے ہے۔ خشک ہونے کی مدت کے دوران، خلیات پانی کی کمی کا شکار ہو جاتے ہیں اور اندرونی سیلولر پانی کو بھرنے کے لیے ہیمولیمف اسٹورز کی طرف متوجہ ہو جاتے ہیں ؛ اس لیے، اس سیال کی اعلی سطح والے کیڑوں کو خشک ہونے کا خطرہ کم ہوتا ہے۔ کیڑے صرف زیادہ کثرت سے کھا کر جسم کے پانی کے مواد میں بھی اضافہ کر سکتے ہیں۔ کیونکہ چینی ہر کھانے میں ہیمولیمف میں آہستہ آہستہ جذب ہوتی ہے، اس تعدد میں اضافہ جس پر کیڑا چینی کے منبع کو کھا جاتا ہے اس کی خشک ہونے کی رواداری میں بھی اضافہ ہوتا ہے۔ مزید برآں، فصل نہ صرف کھانے کو ہضم ہونے سے پہلے ذخیرہ کرنے کے لیے کام کر سکتی ہے بلکہ پانی اور چینی کے لیے ایک اضافی ذخیرہ فراہم کرنے کے لیے بھی کام کر سکتی ہے۔ پانی کے ضائع ہونے کی شرح کو کم کرنا پانی کی کمی سے موت کے خطرے کو کم کرنے کے لیے استعمال ہونے والی ایک اور حکمت عملی پانی کے ضائع ہونے کی شرح کو کم کرنا ہے۔ تین اہم طریقے جن کے ذریعے کیڑے پانی کھو سکتے ہیں وہ ہیں (1) جسم کی سطح (انٹیگیومنٹ) ؛ (2) ٹریکی (ریسپریشن) ؛ اور (3) اخراج، یا فضلہ کی مصنوعات۔ غیر فعال ہونے کے دوران زمینی گھونگھوں میں پانی کے نقصان کو کم کرنے میں اہم خصوصیت ایک ایپیگرام ہے۔ انٹیگمنٹ ایکوسکیلیٹن یا کیڑوں کا انٹیگمنٹ خشک ہونے کے خلاف ایک ناقابل تسخیر، حفاظتی پرت کے طور پر کام کرتا ہے۔ یہ ایک بیرونی ایپی کٹیکل پر مشتمل ہوتا ہے، جو ایک پروکٹیکل کے ذریعہ زیر زمین ہوتا ہے جسے خود ایک ایکزو-اور اینڈو کٹیکل میں مزید تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ اینڈوکوٹکل کیڑے کو سختی اور لچک فراہم کرتا ہے اور سخت ایکسکوٹکل جسم کے کمزور حصوں کی حفاظت کا کام کرتا ہے۔ تاہم، بیرونی کٹکولر پرت (ایپیکیٹیکل) ایک پروٹین-پولیفینول کمپلیکس ہے جو لیپو پروٹین، فیٹی ایسڈ، اور مومی مالیکیولز سے بنا ہے، اور پانی کے نقصان کے خلاف کیڑے کا بنیادی دفاع ہے۔ بہت سے کیڑے اپنے موم کی پرت کے اوپر ایک اضافی سیمنٹ کی پرت کا اخراج کرتے ہیں، جو ممکنہ طور پر رگڑ یا مومی مالیکیولز کو ہٹانے سے بچاتا ہے۔ یہ پرت لپڈ اور پروٹین پر مشتمل ہوتی ہے جو پولیفینولک مرکبات کے ذریعے ایک ساتھ رکھی جاتی ہے اور جلد کے غدود کے ذریعے خارج ہوتی ہے۔ عام طور پر، کیڑوں میں پانی کے ضائع ہونے کی شرح معتدل درجہ حرارت پر کم ہوتی ہے۔ ایک بار جب کسی نوع کے لیے مخصوص اہم درجہ حرارت (ٹی سی) تک پہنچ جاتا ہے، جیسے جیسے درجہ حرارت میں اضافہ ہوتا رہتا ہے، پانی کا تیزی سے نقصان ہوتا ہے۔ "لپڈ پگھلنے کا ماڈل" پانی کے نقصان کی شرح میں اس اچانک اضافے کی وضاحت کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ لپڈ پگھلنے کے ماڈل میں کہا گیا ہے کہ کٹکولر پانی کے نقصان میں اضافہ براہ راست سطح کے لپڈ کے پگھلنے سے متعلق ہے۔ پہلے سے ہی زیادہ بنجر ماحول میں ڈھالنے والے کیڑوں میں زیادہ ٹی سی ہوتا ہے ؛ یعنی، ان کی کٹکولر خصوصیات بدل جاتی ہیں اور لپڈ ڈھانچے زیادہ نازک درجہ حرارت پر پگھل جاتے ہیں۔ کچھ کیڑوں میں، کٹکولر پانی کے نقصان کی شرح کو کسی حد تک نیورو اینڈوکرائن سسٹم کے ذریعے کنٹرول کیا جاتا ہے۔ سر ہٹائے جانے کے فورا بعد، سر کٹے ہوئے کاکروچ چھاتی کے پار ٹرانسپوریشن میں بڑے پیمانے پر اضافہ ظاہر کرتے ہیں، جس کی وجہ سے شدید پانی کی کمی ہوتی ہے۔ تازہ الگ الگ جسموں میں دماغی ہارمونز کے انجیکشن کے نتیجے میں کٹکولر پانی کے نقصان میں تیزی سے کمی واقع ہوتی ہے۔ ٹریکی عام طور پر، خشک ماحول میں ڈھالنے والے کیڑوں میں بھی ایک ناقابل تسخیر کٹکولر جھلی ہوتی ہے جو پانی کے نقصان کو روکتی ہے۔ لہذا، ماحول میں ضائع ہونے والے پانی کی اکثریت ہوا سے بھرے ٹریکی کے ذریعے ہوتی ہے۔ پانی کے نقصان کو کم کرنے میں مدد کے لیے، بہت سے کیڑوں میں ان کی سانس کی نالی، یا سرپل پر بیرونی ڈھکن ہوتے ہیں، جو کھلی سانس لینے کی ضرورت نہ ہونے پر بند ہو جاتے ہیں اور پانی کو فرار ہونے سے روکتے ہیں۔ پانی کے ضائع ہونے کے زیادہ خطرے والے کیڑوں کو یا تو ختم شدہ آکسیجن کی فراہمی یا خشک ہونے کے چیلنج کا سامنا کرنا پڑتا ہے، جس کی وجہ سے زیادہ آکسیجن حاصل کرنے کے لیے سانس کی نالی کے حجم میں موافقت پذیر اضافہ ہوتا ہے۔ کھلانے کے بعد، زیادہ تر کیڑے اپنے جسم کو مکمل طور پر ہائیڈریٹ کرنے کے لیے کافی پانی برقرار رکھتے ہیں، باقی کو خارج کر دیتے ہیں۔ تاہم، خارج ہونے والے پانی کی مقدار انواع کے لحاظ سے مختلف ہوتی ہے، اور اس کا انحصار ماحول کی نسبتا نمی اور خشکی پر ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر، ٹیسیٹس مکھیاں اعلی رشتہ دار نمی پر برقرار رہتی ہیں، اور اس طرح غیر خشک حالات، تقریبا 75 ٪ پانی کے مواد کے ساتھ فضلہ مادے کو خارج کرتی ہیں، جبکہ ٹیسیٹس مکھیاں کم رشتہ دار نمی پر برقرار رہتی ہیں، اور اس طرح خشک حالات، صرف 35 ٪ پانی کے مواد کے ساتھ فضلہ مادے کو خارج کرتی ہیں۔ یہ موافقت ناموافق حالات میں پانی کے نقصان کو کم کرنے اور بقا کے امکانات کو بڑھانے میں مدد کرتی ہے۔ زیادہ تر کیڑے جسم کے پانی کے 30-50% نقصان کو برداشت کر سکتے ہیں ؛ تاہم، خشک ماحول کے مطابق ڈھالنے والے کیڑے جسم کے پانی کے 40-60% نقصان کو برداشت کر سکتے ہیں۔ ابتدائی جسم کا سائز اس بات میں بھی بڑا کردار ادا کرتا ہے کہ پانی کے کتنے نقصان کو برداشت کیا جا سکتا ہے، اور عام طور پر، بڑے کیڑے چھوٹے کیڑوں کے مقابلے میں جسم کے پانی کے نقصان کا ایک بڑا فیصد برداشت کر سکتے ہیں۔ مثال کے طور پر خاتون بیٹل الفیٹوبیئس ڈایپرینس اپنے مرد ہم منصب سے بڑا ہوتا ہے اور اس طرح 4 فیصد زیادہ پانی کے نقصان کو برداشت کر سکتا ہے۔ یہ قیاس کیا جاتا ہے کہ بڑے کیڑوں میں لپڈ کے ذخائر میں اضافہ ہوا ہے، جو پانی کی کمی اور خشک ہونے سے روکتا ہے۔ طرز عمل میں ترمیم جسمانی موافقت کے علاوہ جو خشک ہونے کی مزاحمت کو بڑھاتے ہیں، خشک ماحول میں کیڑوں کے طرز عمل کے ردعمل سے پانی کی کمی کی صلاحیت میں نمایاں کمی واقع ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر، ڈروسفیلا میلانوگاسٹر فروٹ مکھیاں، خشک ماحول میں رکھے جانے پر فعال طور پر ماحولیاتی پانی کے زیادہ مواد والے علاقوں میں منتقل ہو جائیں گی۔ نیز، گوبر کا بیٹل کھانے کو زیر زمین چیمبروں میں دفن کرتا ہے، اس طرح وقتا فوقتا خشک حالات میں پانی اور توانائی کے ذرائع کو یقینی بناتا ہے۔ جسم کی ہائیڈریشن کو یقینی بنانے کے لیے کھانا کھلانے کے مقام کو بھی تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ کچھ کیٹرپلر ترجیحی طور پر پتیوں کے نچلے حصے کو کھاتے ہیں، جہاں مائیکرو کلائمیٹ میں نسبتا نمی زیادہ ہوتی ہے۔ کھانا کھلانے جیسی انتہائی وقت طلب سرگرمی میں، یہ کیڑے اپنے خشک ہونے کے امکانات کو نمایاں طور پر کم کر دیتے ہیں۔ کرپٹو بائیوسس (اینہائڈرو بائیوسس) کرپٹو بائیوسس سے مراد کسی ایسے جاندار کی حالت ہے جس میں کوئی قابل شناخت میٹابولک سرگرمی نہیں ہے، جو انتہائی اور ناموافق ماحولیاتی حالات کے نتیجے میں ہوتی ہے۔ اینہائڈرو بائیوسس سے مراد جسم کے (تقریبا) تمام پانی کے نقصان سے بچنے کی حالت ہے۔ اگرچہ یہ حالت عام طور پر invertebrates میں مشاہدہ کی جاتی ہے، لیکن صرف ایک کیڑا کرپٹو بائیوٹک (اینہائڈرو بائیوٹک) کے طور پر جانا جاتا ہے، افریقی چیرونومڈ پولی پیڈیلم وینڈرپلانکی۔ پولی پیڈیلم وینڈرپلانکی میں اینہائڈرو بائیوسس ہوتا ہے، جو ایک کرپٹو بائیوٹک حالت ہے جس میں جسم مکمل طور پر پانی کی کمی کا شکار ہوتا ہے۔ پی وینڈرپلانکی کے لاروا چٹان کے تالابوں میں رہتے ہیں جو عام طور پر مکمل طور پر خشک ہو جاتے ہیں۔ اس کے جواب میں، پی وینڈرپلانکی لاروا ایک اینہائڈرو بائیوٹک حالت میں داخل ہوتے ہیں، جس کے دوران جسم کے اوسمولاریٹی میں تبدیلیاں بڑی مقدار میں ٹریہالوز کی پیداوار کو متحرک کرتی ہیں۔ پانی کی تبدیلی اور وٹریفیکیشن کی صلاحیت کی وجہ سے، ٹریہالوز کا جمع ہونا پانی کے نقصان سے لاروا کی موت کو روکتا ہے۔ حوالہ جات خشک سالی فزیولوجی