Gravitropism
کشش ثقل (Gravitropism) (جسے جیوٹروپزم بھی کہا جاتا ہے) کشش ثقل کے کھینچنے کے جواب میں پودے کے ذریعہ تفریق کی نشوونما کا ایک مربوط عمل ہے۔ یہ پھپھوندی میں بھی پایا جاتا ہے۔ کشش ثقل یا تو "مصنوعی کشش ثقل" یا قدرتی کشش ثقل ہو سکتی ہے۔ یہ تمام اعلی اور بہت سے نچلے پودوں کے ساتھ ساتھ دیگر حیاتیات کی ایک عمومی خصوصیت ہے۔ چارلس ڈارون سائنسی طور پر دستاویز کرنے والے پہلے لوگوں میں سے ایک تھے کہ جڑیں مثبت کشش ثقل کو ظاہر کرتی ہیں اور تنے منفی کشش ثقل کو ظاہر کرتے ہیں۔ یعنی جڑیں کشش ثقل کی طرف (یعنی نیچے کی طرف) بڑھتی ہیں اور تنے مخالف سمت (یعنی اوپر کی طرف) بڑھتے ہیں۔ اس رویے کا مظاہرہ کسی بھی پودے کے پودے سے آسانی سے کیا جا سکتا ہے۔ جب اس کی طرف رکھا جاتا ہے، تو تنے کے بڑھتے ہوئے حصے منفی کشش ثقل کو ظاہر کرنا شروع کردیتے ہیں، بڑھتے ہوئے (ماہرین حیاتیات کا کہنا ہے کہ، مڑنا ؛ ٹراپزم دیکھیں) اوپر کی طرف۔ جڑی بوٹیوں والے (غیر لکڑی والے) تنے ایک حد تک اصل موڑنے کے قابل ہوتے ہیں، لیکن زیادہ تر ری ڈائریکٹڈ حرکت جڑ یا تنے کی باہر کی نشوونما کے نتیجے میں ہوتی ہے۔ یہ طریقہ کار چولڈنی-وینٹ ماڈل پر مبنی ہے جو 1927 میں تجویز کیا گیا تھا، اور اس کے بعد سے اس میں ترمیم کی گئی ہے۔ اگرچہ اس ماڈل کو تنقید کا نشانہ بنایا گیا ہے اور اسے بہتر بنایا جا رہا ہے، لیکن یہ بڑی حد تک وقت کے امتحان پر کھڑا رہا ہے۔ جڑوں میں جڑوں کی نشوونما جڑ کی نوک میں واقع جڑ کے مریستم میں اسٹیم خلیوں کی تقسیم سے ہوتی ہے، اور اس کے بعد شوٹ کی طرف والے علاقے میں خلیوں کی غیر متناسب توسیع نوک تک ہوتی ہے جسے لانگشن زون کہا جاتا ہے۔ ٹراپزم کے دوران تفریقی نمو میں بنیادی طور پر خلیوں کی توسیع بمقابلہ خلیوں کی تقسیم میں تبدیلیاں شامل ہوتی ہیں، حالانکہ ٹراپک نمو میں خلیوں کی تقسیم کے کردار کو باضابطہ طور پر مسترد نہیں کیا گیا ہے۔ کشش ثقل کو جڑ کی نوک میں محسوس کیا جاتا ہے اور اس کے بعد اس معلومات کو لمبائی والے زون میں منتقل کیا جانا چاہیے تاکہ ترقی کی سمت کو برقرار رکھا جا سکے اور کشش ثقل کی طرح سمت میں ہونے والی تبدیلیوں کے لیے مؤثر نمو کے ردعمل کو بڑھایا جا سکے اور اس کی جڑیں اسی سمت میں بڑھتی رہیں۔ بے پناہ شواہد سے پتہ چلتا ہے کہ پودوں کے ہارمون آکسین کی منظم حرکت کی وجہ سے جڑیں کشش ثقل کے جواب میں جھکتی ہیں جسے پولر آکسین ٹرانسپورٹ کہا جاتا ہے۔ یہ 1920 کی دہائی میں چولوڈنی-وینٹ ماڈل میں بیان کیا گیا تھا۔ اس ماڈل کو 1927 میں کیف یونیورسٹی کے روسی سائنسدان این چولڈنی اور 1928 میں کیلیفورنیا انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی کے فرٹس وینٹ نے آزادانہ طور پر تجویز کیا تھا، دونوں نے 1926 میں کیے گئے کام کی بنیاد پر۔ آکسین پودے کے تقریبا ہر اعضاء اور بافتوں میں موجود ہوتا ہے، لیکن اسے کشش ثقل کے میدان میں دوبارہ ترتیب دیا گیا ہے، مختلف نشوونما شروع کر سکتا ہے جس کے نتیجے میں جڑ کا منحنی پن پیدا ہوتا ہے۔ تجربات سے پتہ چلتا ہے کہ آکسین کی تقسیم 90 ڈگری یا اس سے زیادہ زاویہ پر کشش ثقل کے محرک کے جواب میں جڑ کے نچلے حصے میں آکسین کی تیز رفتار حرکت کی خصوصیت رکھتی ہے۔ تاہم، ایک بار جب جڑ کی نوک محرک کے افقی طور پر 40 ڈگری کے زاویے تک پہنچ جاتی ہے، تو آکسین کی تقسیم تیزی سے زیادہ متناسب ترتیب میں منتقل ہو جاتی ہے۔ اس رویے کو کشش ثقل کے محرک کے جواب میں آکسین ٹرانسپورٹ کے لیے "ٹپنگ پوائنٹ" میکانزم کے طور پر بیان کیا گیا ہے۔ کونپلوں میں کشش ثقل پودوں کی نشوونما کا ایک لازمی حصہ ہے، جو سورج کی روشنی کے ساتھ زیادہ سے زیادہ رابطے کو یقینی بنانے کے ساتھ ساتھ اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ جڑیں صحیح سمت میں بڑھ رہی ہیں۔ کشش ثقل کی وجہ سے ہونے والی نشوونما پودوں کے خلیوں کے اندر پودوں کے ہارمون آکسین کے ارتکاز میں ہونے والی تبدیلیوں سے ہوتی ہے۔ جیسے جیسے پودے پختہ ہوتے ہیں، کشش ثقل فوٹوٹروپزم کے ساتھ ساتھ نشوونما اور نشوونما کی رہنمائی کرتی رہتی ہے۔ جبکہ امیلوپلاسٹ پودوں کو صحیح سمت میں رہنمائی کرتے رہتے ہیں، پودوں کے اعضاء اور افعال فوٹوٹروپک ردعمل پر انحصار کرتے ہیں تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ پتیوں کو فوٹو سنتھیسز جیسے بنیادی افعال انجام دینے کے لیے کافی روشنی مل رہی ہے۔ مکمل اندھیرے میں، پختہ پودوں میں کشش ثقل کا احساس بہت کم یا کوئی نہیں ہوتا ہے، پودوں کے برعکس جو اب بھی خود کو اس طرف مائل کر سکتے ہیں کہ کونپلیں اوپر کی طرف بڑھیں جب تک کہ نشوونما شروع ہونے پر روشنی تک نہ پہنچ جائے۔ آکسین کے لیے تفریقی حساسیت ڈارون کے اصل مشاہدے کی وضاحت کرنے میں مدد کرتی ہے کہ تنا اور جڑیں کشش ثقل کی قوتوں کے مخالف انداز میں جواب دیتی ہیں۔ جڑوں اور تنوں دونوں میں، آکسین نچلی طرف کشش ثقل کے ویکٹر کی طرف جمع ہوتا ہے۔ جڑوں میں، اس کے نتیجے میں نچلی طرف خلیوں کی توسیع کی روک تھام اور کشش ثقل کی طرف جڑوں کی ہم آہنگ منحنیت (مثبت کشش ثقل) ہوتی ہے۔ تنوں میں، آکسین نچلی طرف بھی جمع ہوتا ہے، تاہم اس ٹشو میں یہ خلیوں کی توسیع کو بڑھاتا ہے اور اس کے نتیجے میں شوٹ اوپر کی طرف مڑ جاتا ہے (منفی کشش ثقل)۔ ایک حالیہ مطالعہ سے پتہ چلتا ہے کہ کونپلوں میں کشش ثقل پیدا ہونے کے لیے کمزور کشش ثقل کے بجائے بہت زیادہ جھکاؤ ضروری ہے۔ یہ دریافت کشش ثقل کے احساس کے طریقہ کار کو ایک طرف رکھ دیتی ہے جو سٹیٹولتھ کے وزن کے دباؤ کا پتہ لگانے پر انحصار کرے گی۔ پھلوں میں پھلوں کی چند انواع منفی جیوٹروپزم کا مظاہرہ کرتی ہیں۔ کیلے ایک معروف مثال ہیں۔ ایک بار جب پھلوں کو ڈھانپنے والی چھتری سوکھ جاتی ہے، تو کیلے اوپر کی طرف، سورج کی روشنی کی طرف مڑنا شروع ہو جائیں گے، جسے فوٹوٹروپزم کہا جاتا ہے۔ اوپر کی طرف منحنی پن کو شروع کرنے والا مخصوص کیمیکل کیلے میں موجود ایک فائٹو ہارمون ہے جسے آکسین کہا جاتا ہے۔ جب پتی کی چھتری کے خشک ہونے کے بعد کیلے کو پہلی بار سورج کی روشنی کا سامنا کرنا پڑتا ہے، تو پھل کا ایک چہرہ سایہ دار ہوتا ہے۔ سورج کی روشنی کی نمائش پر، کیلے میں موجود آکسین سورج کی روشنی کی طرف سے سایہ دار طرف منتقل ہو جاتا ہے۔ چونکہ آکسین پودوں کی نشوونما کا ایک طاقتور ہارمون ہے، اس لیے ارتکاز میں اضافہ خلیوں کی تقسیم کو فروغ دیتا ہے اور سایہ دار جانب پودوں کے خلیوں کی نشوونما کا سبب بنتا ہے۔ آکسین کی یہ غیر متناسب تقسیم کیلے کی اوپر کی طرف منحنی پن کے لیے ذمہ دار ہے۔ کشش ثقل کو محسوس کرنے والے میکانزم اسٹیٹولیتھ پودے کشش ثقل کو کئی طریقوں سے محسوس کرنے کی صلاحیت رکھتے ہیں، جن میں سے ایک اسٹیٹولیتھ کے ذریعے ہے۔ اسٹیٹولیتھ گھنے امیلوپلاسٹ ہوتے ہیں، آرگنیلز جو پودے (گریوٹروپزم) کے ذریعہ کشش ثقل کے ادراک میں شامل نشاستے کو ترکیب اور ذخیرہ کرتے ہیں، جو اسٹیٹوسائٹس نامی خصوصی خلیوں میں جمع ہوتے ہیں۔ اسٹیٹوسائٹس کونپلوں میں ویسکولر ٹشوز کے قریب اسٹارچ پیرنکیما خلیوں میں اور جڑوں کی ٹوپیوں میں کولومیلا میں واقع ہوتے ہیں۔ یہ خصوصی امیلوپلاسٹ سائٹوپلازم سے زیادہ گھنے ہوتے ہیں اور کشش ثقل کے ویکٹر کے مطابق تلچھٹ کر سکتے ہیں۔ اسٹیٹولتھ ایکٹین کے جال میں جڑے ہوئے ہیں اور یہ خیال کیا جاتا ہے کہ ان کی تلچھٹ میکان حساس چینلز کو چالو کرکے کشش ثقل کے سگنل کو منتقل کرتی ہے۔ اس کے بعد گریوٹروپک سگنل آکسین افلوکس کیریئرز کی بحالی اور اس کے بعد جڑ کی ٹوپی اور جڑ میں آکسین ندیوں کی دوبارہ تقسیم کا باعث بنتا ہے۔ آکسین جڑ کے نچلے حصے میں زیادہ ارتکاز کی طرف بڑھتا ہے اور لمبائی کو روکتا ہے۔ آکسین کی غیر متناسب تقسیم جڑ کے بافتوں کی تفریقی نشوونما کا باعث بنتی ہے، جس کی وجہ سے جڑ مڑ جاتی ہے اور کشش ثقل کے محرکات کی پیروی کرتی ہے۔ اسٹیٹولیتھس ہائپوکوٹائل، اسٹیم اور فلاورسینس اسٹاک کی اینڈوڈرمک پرت میں بھی پائے جاتے ہیں۔ آکسین کی دوبارہ تقسیم شوٹ کے نچلے حصے میں نمو میں اضافے کا سبب بنتی ہے تاکہ یہ کشش ثقل کے محرکات کے مخالف سمت میں ہو۔ فائٹوکروم فائٹوکروم کے ذریعے ماڈیولیشن سرخ اور دور سرخ فوٹو ریسیپٹر ہوتے ہیں جو پودوں کی نشوونما کے بعض پہلوؤں میں تبدیلیوں کو راغب کرنے میں مدد کرتے ہیں۔ خود ٹراپک عنصر (فوٹوٹروپیزم) ہونے کے علاوہ، روشنی کشش ثقل کے رد عمل کو بھی دبا سکتی ہے۔ پودوں میں، سرخ اور دور سرخ روشنی دونوں سیڈلنگ ہائپوکوٹائلز (کوٹیلیڈونز کے نیچے شوٹ ایریا) میں منفی کشش ثقل کو روکتے ہیں جس کی وجہ سے بے ترتیب سمتوں میں نشوونما ہوتی ہے۔ تاہم، ہائپوکوٹائل آسانی سے نیلی روشنی کی طرف مائل ہو جاتے ہیں۔ یہ عمل فائٹوکروم کی وجہ سے ہو سکتا ہے جو نشاستے سے بھرے اینڈوڈرمل امیلوپلاسٹ کی تشکیل میں خلل ڈالتا ہے اور پلاسٹک کی دیگر اقسام، جیسے کلوروپلاسٹ یا ایٹیولاپلاسٹ میں ان کے تبادلے کو متحرک کرتا ہے۔ معاوضہ موڑنے والے مشروم کے تنے کچھ باقاعدگی کی پیروی کرتے ہیں جو پودوں میں عام نہیں ہیں۔ افقی میں تبدیل ہونے کے بعد عام عمودی سمت اپیکل حصہ (نیچے کی شکل میں خطہ C) سیدھا ہونا شروع ہو جاتا ہے۔ آخر کار یہ حصہ دوبارہ سیدھا ہو جاتا ہے، اور منحنی پن مشروم کی بنیاد کے قریب مرکوز ہو جاتا ہے۔ اس اثر کو معاوضہ (یا بعض اوقات، آٹوٹروپزم) کہا جاتا ہے۔ اس طرح کے رویے کی صحیح وجہ واضح نہیں ہے، اور کم از کم دو مفروضے موجود ہیں۔ پلاگیوگراوٹروپک رد عمل کا مفروضہ کچھ طریقہ کار کا خیال کرتا ہے جو 90 ڈگری (عمودی) کے علاوہ زیادہ سے زیادہ واقفیت کا زاویہ طے کرتا ہے۔ اصل بہترین زاویہ ایک ملٹی پیرامیٹر فنکشن ہے، جو وقت، موجودہ ری اورینٹیشن اینگل اور فنگی کی بنیاد تک کے فاصلے پر منحصر ہے۔ ریاضیاتی ماڈل، جو اس تجویز کے بعد لکھا گیا ہے، افقی سے عمودی پوزیشن میں موڑنے کی تقلید کر سکتا ہے لیکن صوابدیدی ری اورینٹیشن اینگل (غیر تبدیل شدہ ماڈل پیرامیٹرز کے ساتھ) سے موڑتے وقت حقیقت پسندانہ رویے کی نقل کرنے میں ناکام رہتا ہے۔ متبادل ماڈل کچھ "سیدھا کرنے والے سگنل" کا خیال کرتا ہے، جو مقامی منحنی خطوط کے متناسب ہے۔ جب ٹپ اینگل 30° کے قریب پہنچتا ہے تو یہ سگنل موڑنے والے سگنل پر قابو پا لیتا ہے، جو ری اورینٹیشن کی وجہ سے ہوتا ہے، جس کے نتیجے میں سیدھا ہوتا ہے۔ دونوں ماڈل ابتدائی ڈیٹا کو اچھی طرح سے فٹ کرتے ہیں، لیکن مؤخر الذکر مختلف ری اورینٹیشن زاویوں سے موڑنے کی پیش گوئی کرنے میں بھی کامیاب رہا۔ پودوں میں معاوضہ کم واضح ہے، لیکن بعض صورتوں میں یہ ریاضیاتی نمونوں کے ساتھ درست پیمائش کو ملا کر مشاہدہ کیا جا سکتا ہے۔ زیادہ حساس جڑیں آکسین کی نچلی سطح سے متحرک ہوتی ہیں۔ نچلے حصوں میں آکسین کی اعلی سطح کم نمو کو متحرک کرتی ہے، جس کے نتیجے میں نیچے کی طرف منحنی پن (مثبت کشش ثقل) پیدا ہوتا ہے۔ کشش ثقل پر تبدیل شدہ ردعمل والے گریویٹروپک میوٹینٹس کو پودوں کی متعدد انواع میں الگ تھلگ کیا گیا ہے جن میں عربیڈوپسس تھالیانا (پودوں کی تحقیق کے لیے استعمال ہونے والے جینیاتی ماڈل سسٹم میں سے ایک) شامل ہے۔ ان متغیرات میں ہایپوکوٹائلز اور/یا کونپلوں میں منفی کشش ثقل، یا جڑوں میں مثبت کشش ثقل، یا دونوں میں تبدیلیاں ہوتی ہیں۔ میوٹینٹس کی شناخت ہر اعضاء میں گریوٹروپک ردعمل پر مختلف اثرات کے ساتھ کی گئی ہے، بشمول میوٹینٹس جو گریوٹروپک نمو کو تقریبا ختم کرتے ہیں، اور وہ جن کے اثرات کمزور یا مشروط ہوتے ہیں۔ اسی طرح کشش ثقل گھومنے اور چکر لگانے پر اثر انداز ہوتی ہے، اس طرح مورفوجینیسیس کے پہلوؤں میں اتپریورتن پر نقائص ہوتے ہیں۔ ایک بار میوٹینٹ کی شناخت ہو جانے کے بعد، عیب کی نوعیت کا تعین کرنے کے لیے اس کا مطالعہ کیا جا سکتا ہے (غیر میوٹینٹ 'وائلڈ ٹائپ' کے مقابلے میں اس میں جو خاص فرق ہے)۔ یہ تبدیل شدہ جین کے کام کے بارے میں اور اکثر زیر مطالعہ عمل کے بارے میں معلومات فراہم کر سکتا ہے۔ اس کے علاوہ اتپریورتن جین کی شناخت کی جا سکتی ہے، اور اس طرح اتپریورتن فینوٹائپ سے اس کے کام کے بارے میں کچھ اندازہ لگایا جا سکتا ہے۔ گریویٹروپک میوٹینٹس کی نشاندہی کی گئی ہے جو نشاستے کے جمع ہونے کو متاثر کرتے ہیں، جیسے وہ جو عربی ڈوپسس میں پی جی ایم 1 (جو انزائم فاسفوگلوکوموٹیس کو انکوڈ کرتے ہیں) جین کو متاثر کرتے ہیں، جس کی وجہ سے پلاسٹائڈز-متوقع سٹیٹولیتھس-کم گھنے ہوتے ہیں اور، اسٹارچ-سٹیٹولیتھ مفروضے کی حمایت میں، کشش ثقل کے لیے کم حساس ہوتے ہیں۔ گریوٹروپک میوٹینٹس کی دیگر مثالوں میں وہ شامل ہیں جو ہارمون آکسین کی نقل و حمل یا ردعمل کو متاثر کرتے ہیں۔ کشش ثقل کے بارے میں معلومات کے علاوہ جو اس طرح کے آکسین-ٹرانسپورٹ یا آکسین-رسپانس میوٹینٹس فراہم کرتے ہیں، وہ آکسین کی نقل و حمل اور سیلولر ایکشن کو کنٹرول کرنے والے میکانزم کے ساتھ ساتھ نشوونما پر اس کے اثرات کی نشاندہی کرنے میں اہم کردار ادا کرتے رہے ہیں۔ بہت سے کاشت شدہ پودے بھی ہیں جو دیگر انواع کے مقابلے میں یا اپنی ہی نوع کے اندر دیگر اقسام کے مقابلے میں تبدیل شدہ کشش ثقل کو ظاہر کرتے ہیں۔ کچھ ایسے درخت ہوتے ہیں جن میں رونے یا لٹکنے کی عادت ہوتی ہے۔ شاخیں اب بھی کشش ثقل کا جواب دیتی ہیں، لیکن عام منفی ردعمل کے بجائے مثبت ردعمل کے ساتھ۔ دوسرے سست ہوتے ہیں (یعنی۔ مکئی کی ایجیوٹروپک یا ایگراوٹروپک اقسام (زی میز) اور چاول، جو اور ٹماٹر کی اقسام، جن کی کونپلیں زمین پر اگتی ہیں۔ کشش ثقل کے احساس میں شامل امیلوپلاسٹ-اسٹارچ آرگنیل ایسٹروبوٹنی-سائنس کا میدان جو خلائی پرواز کے ماحول میں پودوں سے متعلق ہے کلینوسٹیٹ-کشش ثقل کے پل رینڈم پوزیشننگ مشین کے اثرات کے لیے استعمال ہونے والا ایک آلہ-کشش ثقل کے پل فری فال مشین کے اثرات کو مسترد کرنے کے لیے استعمال ہونے والا ایک آلہ-کشش ثقل کے پل کے اثرات کو مسترد کرنے کے لیے استعمال ہونے والا ایک آلہ بڑے قطر کا سینٹری فیوج-ایک ایسا آلہ جو ہائپر کشش ثقل کے پل کو بنانے کے لیے استعمال ہوتا ہے-طویل سائن-پودوں کا ردعمل ان کے معمول کے عمودی واقفیت سے مڑنے کے لیے حوالہ جات ٹراپزم آکسین ایکشن ویڈیو کلپس پر مشتمل مضامین