દ્વિભાજન

દ્વિભાજન (વનસ્પતિ) : એકકોષી સજીવોમાં જોવા મળતી વાનસ્પતિક (vegetative) પ્રજનનની એક પદ્ધતિ. આ પદ્ધતિમાં એકકોષી સજીવ અસૂત્રીભાજન (amitosis) કે સમસૂત્રીભાજન (mitosis) દ્વારા અનુપ્રસ્થ (transverse) કે લંબ (longitudinal) કોષવિભાજન પામે છે. બૅક્ટેરિયા, લીલ અને ફૂગ અનુકૂળ સંજોગોમાં આ પ્રકારનું પ્રજનન કરી વંશવૃદ્ધિ કરે છે.

બૅક્ટેરિયામાં દ્વિભાજન : પાણી અને પોષકદ્રવ્યોનો પૂરતો જથ્થો હોય અને અનુકૂળ તાપમાન હોય ત્યારે દંડાણુ (Bacillus) અને કુંતલાણુ (Spirillum) રૂપો અનુપ્રસ્થ સમતલમાં અને ગોલાણુ (Coccus) રૂપો એક અથવા વધારે સમતલોમાં વિભાજન પામે છે. મૅઝનેક અને માર્ટીનેકે વીજાણુ સૂક્ષ્મદર્શક દ્વારા Micrococcus cryophillus માં દ્વિભાજનનો અભ્યાસ કર્યો. તે મુજબ, આ બૅક્ટેરિયમમાં જોવા મળતા દ્વિભાજનના તબક્કાઓ નીચે પ્રમાણે છે :

(1) કોષકેન્દ્રીય દ્રવ્યનું વિભાજન : બૅક્ટીરિયમ તેનું મહત્તમ કદ પ્રાપ્ત કરે ત્યારે કોષ લંબાય છે અને સમસૂત્રી ભાજનને મળતી આવતી પ્રકિયા દ્વારા કોષકેન્દ્રીય દ્રવ્યનું વિભાજન થાય છે. જોકે ત્રાક(spindle)નું  નિર્માણ થતું નથી અને રંગસૂત્રદ્રવ્ય(chromation material)નું વિખંડન થઈ રંગસૂત્રો પણ બનતાં નથી. કોષકેન્દ્ર-વિભાજન કોષરસ-વિભાજન પૂર્વે થાય છે.

(2) પટીકરણ (septation) : કોષકેન્દ્રીય દ્રવ્યના બે અર્ધ ભાગો વચ્ચે પટીકરણ થાય છે. આ પ્રકિયાનો પ્રારંભ રસસ્તરના વલયાકારે થતા અંતર્વલન(invagination)થી થાય છે. રસસ્તરના ખાંચના ભાગમાં પટ-આરંભિક(septum-initial)ના નિર્માણ માટે કોષદીવાલનું દ્વિતીય સ્તર જે મ્યૂકોપેપ્ટાઇડનું બનેલું અને વીજાણુઅપારદર્શક (electron opaque) હોય છે, તે જાડું બને છે. પ્રથમ સ્તર વીજાણુ-પારદર્શક (electron trasparent) હોય છે અને તે પટ-આરંભિકના સામેના ભાગમાં ફૂલે છે. કોષદીવાલનાં પરિઘીય (peripheral) તૃતીય અને ચતુર્થ સ્તરો પટીકરણ સાથે સંકળાયેલાં હોતાં નથી. કોષવિભાજનના શરૂઆતના તબક્કાઓમાં તે એક નાની મધ્યસ્થ ખાંચ બનાવે છે. રસસ્તરના વલયાકારે તથા અવિરત કેન્દ્રગામી (centripetal) અંતર્વલનને લીધે છેવટે પટ-આરંભિક અને પ્રથમ સ્તર માતૃજીવરસનું બે દુહિતૃજીવરસ(daughter protoplasm)માં વિભાજન કરે છે. આ દીવાલની મધ્યમાં મ્યૂકોપેપ્ટાઇડનો બનેલો વીજાણુ-અપારદર્શક પટ હોય છે. તેને મધ્યપટ કહે છે. તેની બંને બાજુએ તે વીજાણુ-પારદર્શક સ્તર અને રસસ્તર ધરાવે છે.

(3) મધ્યપટનું વિભાજન : હવે મધ્યપટ સ્થૂલિત થાય છે અને તેના કેન્દ્રગામી વિભાજન દ્વારા બે પાતળાં વીજાણુ-અપારદર્શક સ્તરોમાં પરિણમે છે. આ તબક્કે બંને દુહિતૃકોષો પૂર્ણપણે જુદા પડ્યા હોવા છતાં હજુ તે કોષદીવાલના તૃતીય અને ચતુર્થ સ્તરો દ્વારા એક રચનાકીય એકમ તરીકે ઘેરાયેલા હોય છે તેમજ પ્રત્યેક દુહિતૃકોષ સળંગ રસસ્તર અને કોષદીવાલનાં પ્રથમ અને દ્વિતીય સ્તર ધરાવે છે.

(4) દુહિતૃકોષોનું વિયોજન : દ્વિભાજનનો આ અંતિમ તબક્કો છે. કોષની સપાટીએ ઉદભવેલી મધ્યવર્તી નાની ખાંચ હવે ક્રમશ: વધારે ઊંડી જાય છે. વૃદ્ધિને કારણે દુહિતૃકોષોમાં આશુનતા દાબ (turgor pressure) વધે છે. તેથી તેમની પાસપાસેની દીવાલો ખેંચાય છે અને પરિઘ તરફથી બંને દુહિતૃકોષોનું વિયોજન શરૂ થાય છે. તે માતૃકોષના અક્ષ તરફ અંદરની બાજુ ધીમે ધીમે આગળ વધે છે અને અંતે બંને કોષો જુદા થાય છે. તે જુદા પડે તે પહેલાં તેમની વચ્ચે કોષદીવાલનાં તૃતીય અને ચતુર્થ સ્તરોનું નવેસરથી નિર્માણ થાય છે.

બૅક્ટેરિયામાં અનુકૂળ સંજોગોમાં દ્વિભાજનની પ્રકિયા 18–20 મિનિટમાં થાય છે. કૉલેરાનું બૅક્ટેરિયમ આ દરે 24 કલાકમાં 47 x 10²⁰ બૅક્ટેરિયા ઉત્પન્ન કરે છે. તેનું વજન લગભગ 2000 ટન જેટલું થવા જાય છે. જોકે આ દરે ગુણનની ક્રિયા સૈદ્ધાંતિક રીતે જ માત્ર શક્ય છે. બૅક્ટેરિયામાં દ્વિભાજનનો દર શરૂઆતમાં ધીમો હોય છે, પછી તેનો દર ઝડપથી વધે છે અને મહત્તમ થાય છે. આ સ્થિતિ થોડાક સમય સુધી અચળ રહે છે અને પછી તેનો  દર ક્રમશ: ઘટતો જાય છે. જગાની મર્યાદા, જારકજીવી (aerobic) બૅક્ટેરિયાના કિસ્સામાં ઑક્સિજન માટેની સ્પર્ધા, ખોરાકના જથ્થાની અપર્યાપ્તતા કે તેનો અભાવ અને વૃદ્ધિ માટે પ્રતિકૂળ પદાર્થોના નિર્માણને લીધે દ્વિભાજનનો દર ઘટે છે.

નીલહરિત (Cyanophyta) લીલમાં દ્વિભાજન : આ પ્રકારની લીલમાં થતા દ્વિભાજનને કેટલાક વિજ્ઞાનીઓ અસૂત્રી ભાજન પ્રકારનું ગણે છે જ્યારે અન્ય વિજ્ઞાનીઓ તેને સમસૂત્રી ભાજનનો આદ્ય પ્રકાર ગણે  છે. તેમણે ત્રાકનિર્માણની ક્રિયાનું અવલોકન પણ કર્યું છે; છતાં તે વિશે હજુ કોઈ ચોક્કસ મત સધાયો નથી. ઍલને (1968) Gleocapsa alpicola નામના ગોલાણુરૂપ નીલહરિત લીલમાં દ્વિભાજન વિશે સંશોધનો કર્યાં છે. આ લીલમાં થતું દ્વિભાજન બૅક્ટેરિયામાં જોવા મળતા દ્વિભાજન સાથે સામ્ય દર્શાવે છે.

હરિત લીલ(Chlorophyta)માં દ્વિભાજન : Pleurococcus, Closterium અને Cosmarium જેવી એકકોષી હરિત લીલમાં પ્રથમ કોષકેન્દ્રનું સમસૂત્રી ભાજનથી વિભાજન થાય છે. ત્યારબાદ, પરિઘ તરફ મધ્યવર્તી ખાંચ દ્વારા કોષરસવિભાજનનો પ્રારંભ થાય છે. આ ખાંચમાં કોષદીવાલના અંદરના સ્તરનું રસસ્તરની સાથે અંતર્વલન થાય છે. રસસ્તરની અંતર્વૃદ્ધિની સાથે સાથે અંદરનું સ્તર પણ વિકાસ પામે છે. તેથી કોષરસ બે અર્ધ ભાગોમાં વિભાજાય છે. પ્રત્યેક અર્ધભાગ દુહિતૃકોષકેન્દ્ર ધરાવે છે. આ તબક્કે અનુપ્રસ્થ પટ બે સ્તરોમાં વિભાજિત થાય છે. બંને દુહિતૃકોષો છૂટા પડે તે પૂર્વે બહારના સ્તરનું નવેસરથી નિર્માણ થાય છે.

ડાયેટમ્સ(Bacillariophyta)માં દ્વિભાજન : આ લીલમાં દ્વિભાજન અત્યંત ઝડપથી અને વિશિષ્ટ રીતે થાય છે. આ પ્રક્રિયાની શરૂઆતમાં કોષના જીવરસની જાડાઈમાં વધારો થાય છે. આચ્છાદિત પ્રાવરકો (thecae) તેમની પકડ ગુમાવે છે અને મેખલા પાસેથી સહેજ  છૂટાં પડે છે. કોષકેન્દ્રનું લંબ અક્ષને કાટખૂણે અને કપાટ(valve)ની સપાટીને સમાંતરે સમસૂત્રી ભાજનથી વિભાજન થાય છે. ત્યારબાદ, કપાટના ફલકોને સમાંતરે મધ્યવર્તી રેખાએ કોષરસનું લંબ-વિખંડન થાય છે. હવે એક દુહિતૃકોષકેન્દ્ર અધિપ્રાવરક(epitheca)માં અને બીજું અધ:પ્રાવરક(hypotheca)માં ગોઠવાય છે. તેમની સામેની બાજુઓ ખુલ્લી હોય છે. પ્રત્યેક દુહિતૃજીવરસ તેના કોષકેન્દ્રની મદદ વડે તેના ખુલ્લા ફલકને નવા પ્રાવરકના સ્રાવ દ્વારા જૂના પ્રાવરકમાં ઢાંકે છે. આમ, દુહિતૃકોષમાં નવું પ્રાવરક હંમેશાં અધ:પ્રાવરક બનાવે છે. ત્યારપછી દુહિતૃકોષો અલગ થાય છે. માતૃકોષનું અધિપ્રાવરક ધરાવતા દુહિતૃકોષનું કદ માતૃકોષ જેટલું જ હોય છે ; પરંતુ માતૃકોષનું અધ:પ્રાવરક ધરાવતો દુહિતૃકોષ સહેજ નાનો બને છે.

ફૂગમાં દ્વિભાજન : યીસ્ટ જેવી એકકોષી ફૂગમાં આ પ્રકારનું પ્રજનન જોવા મળે છે. દ્વિભાજન પામતી યીસ્ટને ‘વિભાજ્ય યીસ્ટ’ (fission yeast) કહે છે. તે કલિકાસર્જન (budding) કરતી યીસ્ટ કરતાં જુદી હોય છે. Schizosaccharomyces નામની યીસ્ટમાં અનુપ્રસ્થ દ્વિભાજન થાય છે. આ દરમિયાન માતૃકોષ લંબાય છે અને કોષકેન્દ્રનું સમસૂત્રી ભાજન(mitosis)થી વિભાજન થાય છે.

દુહિતૃકોષકેન્દ્રો એકબીજાંથી દૂર ખસે છે. સાથે સાથે કોષની દીવાલમાં મધ્યભાગે વલયાકાર અંતર્વર્ધ (ingrowth) ઉત્પન્ન થાય છે. તેની વૃદ્ધિ કોષના કેન્દ્ર સુધી થતાં પૂર્ણ અનુપ્રસ્થ પટનું નિર્માણ થાય છે. આ પટ સ્થૂલ બની બે સ્તરોમાં વિભાજિત થાય છે. પ્રત્યેક દુહિતૃકોષને ભાગે એક સ્તર આવે છે. છેવટે બંને દુહિતૃકોષો છૂટા પડે છે. જોકે યીસ્ટમાં કલિકાસર્જન જેટલું દ્વિભાજન સામાન્યપણે જોવા મળતું નથી.

બળદેવભાઈ પટેલ