‘एथिलीन’ हे वायुरूपात आढळणारे वनस्पती संप्रेरक आहे. वनस्पतींच्या पेशींमधून आतापर्यंत शोधलेल्या सर्व संप्रेरकांची संरचना व त्यांचे वनस्पतींमधील चयापचयाचे (Metabolism) कार्य यांचा पद्धतशीर अभ्यास झाला असून या अभ्यासानंतरच आता ही संप्रेरके पिकांच्या वाढीसाठी प्रत्यक्ष वा अप्रत्यक्ष रीत्या मोठ्या प्रमाणात वापरण्यात येत आहेत. एथिलीनच्या बाबतीत मात्र असे घडले नाही. ऑलिव्हच्या तेलाचे एक-दोन थेंब अंजीर फळाच्या देठाला लावले की, त्याचा आकार मोठा होतो आणि ते लवकर पिकते या गोष्टीची माहिती मध्य पूर्वेत सर्वांना होती, मात्र काही काळानंतर उष्णतेमुळे ऑलिव्ह तेलाचे विघटन होऊन त्यातून बाहेर पडणारा वायू त्याला जबाबदार आहे, हे मात्र तेव्हा ठाउक नव्हते. आपल्याकडे आंब्यासारखी फळे पिकविण्यासाठी ‘आढी’ तयार करून त्यात वाळलेले गवत भरून ठेवण्याची पद्धत फार पूर्वीपासून प्रचलित आहे.
सन १८९३ मध्ये अननसाच्या हरितगृहात दुरुस्ती करणार्‍या एका सुताराच्या हातून चुकून काही लाकडी फळ्यांनी पेट घेतला आणि सारे हरितगृह धुराने भरून गेले आणि एक विलक्षण गोष्ट नजरेस आली; ती म्हणजे ‘अननसां’ना अतिशय अल्पावधीतच फुले आली. त्यानंतर अननसाला लवकर फुलविण्यासाठी शेतकरी धुराचा उपयोग करू लागले. १८ व्या शतकाच्या उत्तरार्धात लिंबासारख्या फळांचा हिरवा रंग रॉकेलचा धूर करून पिवळी करण्याचे तंत्रज्ञान अमेरिकन शेतकरी नियमित वापरत होते. १९०१ साली ‘नेलजुबॉन्ह’ (Neljubannh) या रशियन शास्त्रज्ञाने या धुरामध्ये एथिलीन हा महत्त्वाचा घटक असतो हे प्रयोगांती सिद्ध केले. अननसास लवकर फुलविण्यास त्याचप्रमाणे वेगवेगळी फळे जलदगतीने पिकविण्यास एथिलीनच कारणीभूत आहे, हे १९३४ अखेर सर्वमान्य झाले. १९३४ साली ‘गेन’(Gane) या शास्त्रज्ञाने पिकणारी फळे एथिलीन वायू निर्माण करतात, हे महत्त्वाचे निरीक्षण ‘नेचर’ (Nature) या संशोधन पत्रिकेत प्रसिद्ध केले.
डब्ल्यू. झिमरमॅन, डब्ल्यू. क्रॅाकर आणि ए. ई. हिचकॅाक या वनस्पतिशास्त्रज्ञांनी १९३० मध्ये एथिलीनला केवळ धुरातील एका वायूचा दर्जा न देता वनस्पती संप्रेरकांच्या यादीत समाविष्ट केले. अन्य वनस्पती संप्रेरकाच्या तुलनेत फक्त दोन कार्बन आणि चार हायड्रोजन अणू असणार्‍या एथिलीनची (H2C=CH2) ही संरचना तशी अंत्यत कमी गुंतागुंतीची आहे, मात्र या वायुरूप संप्रेरकाच्या अभ्यासासाठी वायुवर्णलेखन (Gas Chromatography) हे उपकरण आवश्यक आहे. बाकीची वनस्पती संप्रेरके द्रवरूपात वनस्पतींवर सहज फवारता येतात; याउलट एथिलीन वायू तयार करून त्याचे ‘वायुरूप’ डोस वनस्पतींना देण्याचा प्रयोग अधिक कटकटीचा आणि गुंतागुंतीचा असतो. हा वायू अत्यंत स्फोटक आहे. अठराव्या शतकात शस्त्रक्रियेच्या वेळी रुग्णांना भूल देण्यासाठी तो वापरला जात असे, पण या वायूच्या स्फोटक गुणधर्मामुळे शस्त्रक्रियेच्या वेळी त्याने काही शल्यकर्मीचेच प्राण घेतले आणि एथिलीनच्या रुग्णालयातील उपयोगावर बंदी आली. नंतरच्या काळात वेगवेगळ्या देशातील संशोधकांनी वनस्पतीमधील या वायुरूप संप्रेरकाचा अभ्यास अत्यंत कसोशीने केला. अननसासारख्या काही वनस्पतींना लवकर फुलवणे आणि काही फळांना लवकर पक्व करणे इतकीच एथिलीन या संप्रेरकाच्या वनस्पतीतील कार्याची व्याप्ती मर्यादित नाही हे या अभ्यासानंतर आढळून आले आहे. वनस्पतींना आणि त्यांच्या पानासारख्या वेगवेगळ्या अवयवांना येणार्‍या जीर्ण अवस्थेलाही (Senescence) एथिलीन मोठ्या प्रमाणात कारणीभूत आहे. पानगळ, फुलांच्या पाकळ्यांची गळती आणि पक्व फळांचे झाडावरून खाली पडणे या प्रक्रियेमध्येही एथिलीन महत्त्वाची भूमिका बजावतो. वनस्पतींना नापिक, क्षारयुक्त जमीन, जलअभाव, जलाचा अतिरेक, कीटक, कवके, जीवाणू, विषाणू यांचा नेहमीच सामना करावा लागतो. या सर्व प्रसंगी वनस्पतींच्या शरीरात एथिलीन वायूचे प्रमाण वाढते आणि स्वरक्षणासाठी वनस्पतींची पाने, फुले, कळ्या, फळे यासारखे अवयव गळून पडू लागतात.
एथिलीन हा वायू वनस्पतीमध्ये ‘मिथिल अमाइन’ (Methylamine) या ॲमिनो अम्लापासून (Amino Acid) ऑक्सिजनच्या सहभागाने तयार होतो. ही एथिलीनची निर्मितीप्रक्रिया, जीर्णावस्था व प्रतिकूल परिस्थितीत वनस्पतीच्या पेशीमध्ये अत्यंत वेगाने कार्यान्वित होते. एथिलीनमुळे श्वसनाचा वेग वाढतो आणि पेशीभित्तीच्या विलयाला (Cell Wall Hydrolysis) चालना मिळते, म्हणूनच वनस्पतींच्या शरीरातील ऑक्झिन, जिबरलीन, सायटोकायनिन, ॲबसिसिक अम्ल आणि एथिलीन (Auxine, Gibberellin, Cytokinin, Abscisic Acid and Ethylene) या पाच संप्रेरकांचे आपापसामधील संतुलन बदलते आणि वाढीच्या वेगवेगळ्या प्रक्रिया वेगाने सुरू होतात, कारण ही सर्व संप्रेरके जनुकांच्या प्रकटनावर (Gene Expression) थेट परिणाम करू लागतात.
वनस्पतीमधील एथिलीनच्या या कार्यामुळेच या वायूचा प्रत्यक्ष शेतीमध्ये पिकांच्या वाढीसाठी उपयोग करणे कितपत शक्य आहे याची चाचणी संशोधकांनी केली. १९७० च्या सुमारास यासंदर्भात एक महत्त्वाचा शोध लागला. एथेरल अथवा एथेफॉन (Ethereal/Ethephon) हे रसायन वनस्पतींच्या चयापचयात प्रवेश केल्यावर विघटीत होते आणि त्यापासून एथिलीन वायू तयार होतो ही गोष्ट कुक, रॅडेल, वॉंर्नर आणि लिओपोल्ड (Cook, Radel, Warner and Leopold) या संशोधकांनी प्रयोगान्ती सिद्ध केली. आज २१ व्या शतकात अशी पन्नासहून अधिक रसायने ज्ञात आहेत की, जी वनस्पतींच्या पेशीमध्ये प्रवेश करताच एथिलीन वायू निर्माण करतात. या रसायनांच्या शोधामुळेच शेतीमध्ये एथिलीनचा प्रत्यक्ष वापर करण्यास चालना मिळाली. केळी, चिकू, आंबा यांसारखी फळे पिकविण्यासाठी; त्याचप्रमाणे कापणीच्या वेळी कापसासारख्या पिकातील अनावश्यक पाने काढून टाकण्यासाठी तसेच ऊस लवकर पक्व होण्यासाठी, फळे एकावेळी झाडापासून अलग करण्यासाठी आणि रबरासारख्या झाडातून अधिक प्रमाणात चीक बाहेर आणण्यासाठी एथेफॉन या रसायनाचा उपयोग प्रगत देशात आजही मोठ्या प्रमाणात केला जात आहे. प्रयोगान्ती असे सिद्ध झाले आहे की, वनस्पतींमधील एथिलीनच्या निर्मिती प्रक्रियेत कृत्रिम अडथळे आणले किंवा हवेतील एथिलीनचे प्रमाण कमी केले तर एथिलीनचे सर्व परिणाम निष्प्रभ होतात. शीतगृहात फळांचे पिकणे लांबवून त्यांचे बाजारामध्ये योग्य वेळी आगमन होणे उत्पादकांच्या दृष्टीने अत्यावश्यक असते, अन्यथा अनेकवेळा बाजारात एखाद्या जातीची फळे मोठ्या प्रमाणात येतात आणि त्यांचे भाव कोसळतात. एथिलीनमुळे हे सहज नियंत्रणात आणता येते.
फुलांची देशातल्या देशात अथवा अन्यत्र निर्यात होताना ती तजेलदार राहणे अत्यावश्यक असते. फुलदाणीतील फुलांच्या पाकळ्या न गळता ती फुले अधिक काळ सुस्थितीत राहू शकतात; मात्र यासाठी फुलामधील एथिलीन निर्मितीवर नियंत्रण आणणे गरजेचे असते. एथिलीनच्या निर्मितीसाठी लागणार्‍या ऑक्सिजनचे प्रमाण जर शीतगृहात कमी केले आणि कर्ब वायूचे प्रमाण वाढवले तर फुले अनेक दिवस ताजी राहतात त्याचप्रमाणे फळांचे पिकणेही लांबवता येते.
एथिलीनच्या परिणामांची तीव्रता सिल्व्हर नायट्रेट व सिल्व्हर बायोसल्फेट या रसायनामुळे कमी होते. एथिलीनचे पोटॅशियम परमँगनेटसारख्या रसायनामुळे ऑक्सिडीकरण होते. त्यामुळे फुले निर्यात करण्यासाठी वापरण्यात येणार्‍या पेट्यांना आतून अशा रसायनांचे लेप दिले जातात. वनस्पती अल्प प्रमाणात एथिलीन वायू हवेत सोडतात; त्याचप्रमाणे मोठमोठ्या रासायनिक द्रव्यनिर्मितीच्या उद्योगामुळे प्रदूषित झालेल्या हवेतही एथिलीन हा एक घटक असतो.
संदर्भ :
- Ethylene: https//www.youtube.com/watch?V=jpitvOxnM4A.
- Gane,R. “Production of Ethylene by Some Fruits”. Nature. 134 (3400): 1008,1934.
- Zimmerman, P.W; Crocker,W and Hitchcock, A.E. “ The Response of Plants to Illuminating Gas.” Proc.Amer.Soc. Hort.Sci.27. 53-56,1930.
समीक्षक : नागेश टेकाळे