उत्क्रांतीच्या प्रत्येक टप्प्यावर सभोवतालच्या परिस्थितीशी जुळवून घेण्यासाठी वनस्पतींमध्ये झालेले अनुकूल बदल हा जीवशास्त्रामधला महत्त्वाचा आणि कुतूहलाचा विषय आहे. उदा., खारफुटी वनस्पती (कांदळ वने). या वनस्पती समुद्राच्या काठी, त्रिभुज प्रदेश, खाड्या अशा दलदलीच्या किंवा पाणथळ भागामध्ये वाढतात. क्षारांचे उच्च प्रमाण, प्राणवायूची कमतरता, नेहमी पाण्याखाली असलेली जमीन, लाटांचे तडाखे, जोरदार वाहणारे वारे अशा अतिशय प्रतिकूल परिस्थितीशी जुळवून घेण्यासाठी खारफुटी वनस्पतींमध्ये आंतर्बाह्य अनुकूलन पाहायला मिळते. अर्थात खारफुटींच्या सर्व प्रजातींमध्ये क्षार प्रतिरोधक क्षमता सारखी नसते. खाडीच्या उच्चतम आणि नीचतम क्षारतेच्या भागामध्ये खारफुटींच्या अलग प्रजाती आढळून येतात. यावरून खारफुटी वनस्पतींची दोन भागात विभागणी केली जाते, खाडीच्या खार्‍या पाणथळ भागामध्ये वाढणार्‍या खार्‍या खारफुटी वनस्पती. उदा., कांदळ (Rhizophora apiculata), पाण कांदळ (Candelia candel), काजळा (Aegiceras coniculata), चिपी (Sonneratia caseolaris) इ. आणि खाडीच्या भागात तसेच जमिनीवर वाढणार्‍या खारफुटी संलग्न वनस्पती. उदा., रानभेंड (Hibiscus tiliacious), मारांडी (Acanthus spinosus), फुंगी (Excoecaria agallocha) इ.
खारफुटींमध्ये आंतर्बाह्य अनुकूलनाच्या दृष्टीने झालेले वैशिष्ट्यपूर्ण बदल –
१) शारीरिक वैशिष्ट्ये : खार्‍या पाणथळ जमिनीमध्ये वाढताना या वनस्पतींना त्यांच्या पेशींमधील क्षारांचे प्रमाण नियंत्रित ठेवावे लागते. या वनस्पतींच्या पानांमध्ये विशेष क्षारग्रंथी आढळतात. क्षारग्रंथी ही या वनस्पतींसाठी एक सर्वोत्तम सुरक्षा प्रणाली आहे. या प्रणालीद्वारे जास्तीचे क्षार ग्रंथींमार्फत बाहेर टाकले जातात. काजळा, मारांडी तसेच एजियालिटिस (Aegialitis) जातीच्या वनस्पतींच्या सर्व प्रजातींमध्ये अशा क्षारग्रंथी दिसतात. तर ल्युम्निट्झेरा (Lumnitzera) आणि कोनोकार्पस (Conocarpus) च्या प्रजातींमध्ये क्षारग्रंथींसारखीच, परंतु एक वेगळी रचना आढळते.
वनस्पतींच्या क्षार प्रतिरोधनासाठी काही वनस्पतींची पाने मांसल असतात, त्यावर मेणचट द्रव्याचा थर असतो. अशी पाने मोठ्या प्रमाणावर पाणी साठवून ठेवतात. क्षाराचे प्रमाण अती झाले तर ते सौम्य करण्यासाठी काही प्रमाणात या पाण्याचा फायदा होतो. उदा., छोटी किर्पा (Lumnitzera racemosa) या प्रजातीमध्ये हे अनुकूलन पाहायला मिळते. काही प्रजातींमध्ये खोडात व जून पानांमध्ये मीठ साठविले जाते. असे पान आणि साल झाडापासून अलग झाल्यावर मीठदेखील घेऊन जाते.
खारफुटींच्या बर्‍याचशा वनस्पतींमध्ये विशेष प्रकारची आधारमुळे आढळतात. या मुळांद्वारे झाडाला केवळ आधारच मिळत नाही, तर अशा दलदलीच्या ठिकाणी प्राणवायूच्या कमतरतेवरही मात करता येते. तिवर प्रजातीत मुळाच्या फांद्या चिखलातच आडव्या पसरतात आणि ऊर्ध्व दिशेने पाण्याबाहेर, चिखलाच्या वर २०-३० सेमी. उंचीची श्वसनमुळे (Pnematophores) वाढतात. या मुळांमार्फत पाण्यात बुडालेल्या मुळांना प्राणवायू मिळतो. उदा., तिवर, चिपी. कांदळ (Bruguiera) या वनस्पतीत ही मुळे गुढघ्याच्या आकाराची असतात.
काही खारफुटींमध्ये (कांदळ प्रजाती) पुनरुत्पादनाची विशेष प्रणाली दिसते. याला जरायुज (vivipary) म्हणजे झाडावर असतानाच बीजाचे अंकूरण होणे असे म्हणतात. या प्रकारे झाडावरच त्यांच्या बिया रुजतात आणि शेंगांसारखी दिसणारी रोपे (propagule) तयार होतात. दलदलीच्या खार्‍या जमिनीवर पडल्यावर लगेच रुजण्याची क्षमता बीजामध्ये नसल्यामुळे झाडावरच बीजापासून तयार झालेले हे रोप सु. तीन वर्ष झाडाशी संलग्न राहू शकते आणि एक मीटरपर्यंत वाढू शकते. झाडापासून सुटी झाल्यावर खाऱ्या पाण्यावर ही रोपे तरंगत जातात व अनुकूल जागी स्थिरस्थावर होतात. एकदा स्थिरावली की त्यांना आणखी मुळे फुटतात. ऱ्हायझोफोरेसी कुळातील वनस्पती ही पद्धत अवलंबताना दिसतात. तिवराच्या बिया मोठ्या संख्येने तयार होतात आणि आवरण निघेपर्यंत तशाच तरंगत राहतात. अनुकूल क्षारतेमध्ये त्यांचे आवरण गळून जाते आणि बिया चिखलात रूजतात.
२) पेशीपातळीवरची अनुकूलन वैशिष्ट्ये : खारफुटींच्या प्रजातींमधे क्षार गाळण्याची प्रणाली विकसित झालेली दिसते. मुळांमध्येच मोठ्या प्रमाणावर मीठ गाळले जाते. स्वारेझ (Suarez) अणि मेदिना (Medina) यांनी २००६ मध्ये केलेल्या अभ्यासानुसार कांदळ गुरिय (Candelia obovata) आणि तिवर (Avicennia marina) या वनस्पतींच्या पेशींमध्ये अकार्बनिक आयनांचा संचय करण्याची क्षमता असते. त्याद्वारे पेशींमध्ये अभिसरणाची प्रक्रिया नियंत्रित केली जाते. खार्‍या वातावरणामध्ये अभिसरण नियंत्रणाची विशेष गरज भासते. परंतु अतिरिक्त अकार्बनिक आयन पेशीय प्रथिनांसाठी धोकादायक असू शकतात. म्हणून अकार्बनिक आयनांबरोबरच या वनस्पती कार्बनिक आयनांचादेखील पेशी रिक्तिकांमध्ये (vacuoles) संचय करतात आणि अभिसरणामध्ये समतोल साधला जातो. अतिक्षारता, प्राणवायूची कमतरता (hypoxia), पोषकद्रव्यांची कमतरता यांमुळे ऑक्झिकरणाला बाधा येऊन प्रथिने निष्क्रीय होऊ शकतात. झेंग (Zheng), वॉन्ग (Wang) आणि लिन (Lin) यांच्या २००१ साली प्रसिद्ध झालेल्या अभ्यासानुसार अतिक्षारांच्या परिस्थितीमध्ये कांदळ (Bruguiera gymnorhiza) प्रजातीमध्ये सुपर ऑक्साइड डिस्म्युटेज आणि कॅटॅलेज या संप्रेरकांचे प्रमाण वाढते आणि त्याद्वारे ऑक्झिकरणाला मदत होते.
३) सूक्ष्म अशा रेणू-पातळीवरची (molecular)/जनुकीय पातळीवरची अनुकूलनाची वैशिष्ट्ये : तिवरचा जनुकीय पातळीवर मोठा अभ्यास झाला आहे. हिबिनो (Hibino), मेन्ग (Meng) आणि कावामित्सु (Kawamistu) यांच्या २००१ साली प्रकाशित झालेल्या जनुकीय अभ्यासानुसार क्षारतेच्या परिस्थितीमध्ये या वनस्पतीमधील बिटेन नावाच्या अभिसारकाचा संचय केला जातो. हे अभिसारक तयार करण्याचे आदेश AmT1 आणि AmT2 ही जनुके देतात. अभ्यासादरम्यान असे आढळून आले की, अतिक्षाराच्या परिस्थितीमध्ये या दोन जनुकांचे विनिमयन वाढते, जेणेकरून बिटेनचा संचय वाढेल. भेंडी (Hibiscus tiliasus) या दलदलीमध्ये आणि जमिनीवरही वाढू शकणार्‍या खारफुटी-संलग्न वनस्पतीच्या जनुकीय पातळीवर असे दिसून आले की, ही वनस्पती क्षारतेच्या परिस्थितीप्रमाणे वेगवेगळ्या भागांमध्ये वेगवेगळा प्रतिसाद देते.
खारफुटी वनस्पती अशा प्रकारे अतिशय प्रतिकूल परिस्थितीमध्ये अनुकूलनाच्या आपल्या विविध प्रणाली वापरून तग धरून राहतात. सागरी परिसंस्थेमध्ये म्हणूनच खारफुटींचे महत्त्व अनन्यसाधारण आहे. समुद्रकिनार्‍याचे रक्षण करण्याची महत्त्वाची भूमिका बजावणारी इतक्या मोठ्या प्रमाणावर काम करणारी खारफुटी वने ही एकमेव परिसंस्था आहे.
संदर्भ :
- Hibino T.; Meng YL.; Kawamistu Y., et al. Molecular cloning and functional characterization of two kinds of betaine-2-aldehyde dehydrogenase in betain accumulating mangrove, Avicennia marina (Forsk) Vierh. Plant Mol Biol, 45(3): 353–363, 2001.
- Suarez N.; Medina E., Influence of salinity on Na+ and K+ accumulation, and gas exchange in Avicennia germinans. Photosynthetica, 44(2): 268–274, 2006.
- Zheng W J.; Wang W Q.; Lin P., Dynamics of element contents during the development of hypocotyls and leaves of certain mangrove species. J Exp Mar Biol Ecol, 233: 248–257, 1999.
समीक्षक : शरद चाफेकर