સમૂહ–સંક્રમણ (mass flow) : વનસ્પતિમાં આયનો અને ચયાપચયકો(metabolites)ના વહનની સમજૂતી માટે આપવામાં આવેલી સંકલ્પનાઓ. બંને પ્રકારના પદાર્થો માટે આપવામાં આવેલી આ સંકલ્પનાઓ જુદી જુદી છે.
આયનોનું સમૂહ–સંક્રમણ : કેટલાક સંશોધકોની માન્યતા મુજબ વનસ્પતિમાં મૂળ દ્વારા પાણીના થતા સમૂહ-સંક્રમણ સાથે આયનો વહન પામે છે. આ સંકલ્પના મુજબ ઉત્સ્વેદન(transpiration)માં વધારો થતાં આયનોના શોષણમાં વધારો થાય છે; પરંતુ ઉત્સ્વેદનની અસર સીધી થાય છે કે પરોક્ષ તે સ્પષ્ટ નથી. એક મત પ્રમાણે ઉત્સ્વેદન આયન-શોષણને પરોક્ષ રીતે અસર કરે છે. ઉત્સ્વેદનને કારણે શોષાયેલાં આયનો જલવાહિનીમાં ધકેલાતાં મૂળના કોષોમાં આયનોની સાંદ્રતા ઘટે છે અને આયનોના શોષણની ક્રિયા ઝડપી બને છે. જોકે મૃદાના દ્રાવણમાંથી આયનો પાણીના સમૂહ-સંક્રમણ સાથે મૂળમાં શોષાય અને ત્યારપછી પ્રરોહમાં વહન પામે છે.
લોપુશિંસ્કી(1964)એ અગ્રવિહીન (detopped) ટામેટાના મૂળ પર કરેલાં સંશોધનો ઉપર્યુક્ત સંકલ્પનાને પરોક્ષ રીતે અનુમોદન આપે છે. તેમણે અગ્રવિહીન ટામેટાના મૂળને વિકિરણયુક્ત 32P અને 45Caવાળા પોષક માધ્યમમાં રાખી બંધ દાબ-કક્ષ(pressure chamber)માં જલસ્થૈતિક દાબ (hydrostatic pressure) આપતાં જણાયું કે જલસ્થૈતિક દાબ ક્રમશ: વધારતાં મૂળની જલવાહિનીમાં ફૉસ્ફેટ અને કૅલ્શિયમનું પ્રમાણ વધે છે. તેમણે 32P અને 45Caનું સામાન્ય મૂળદાબ (root pressure) હેઠળ અને જલસ્થૈતિક દાબમાં ક્રમિક વધારો કરીને આ સિદ્ધ કર્યું.
મુંચની દાબ–સંક્રમણ (pressure flow) કે સમૂહ–સંક્રમણ(mass flow)ની સંકલ્પના : આ સંકલ્પના ચાળણીનલિકા(sieve-tube)માં થતા ચયાપચયકોના વહનની સમજૂતી માટે આપવામાં આવી છે. આ સંકલ્પના સૌપ્રથમ વાર મુંચે આપી, જે સ્રોત (source) કે સંભરણ (supplying) પેશી અને ગ્રાહક પેશી કે દ્રોણી (sink) વચ્ચે રહેલા સ્ફીતિદાબ ઢાળ (turgor pressure gradient) પર આધારિત છે. આ સંકલ્પના પ્રમાણે ચયાપચયકો ઢાળની દિશામાં વહન પામે છે. એટલે કે દાબ-સંક્રમણતંત્રમાં ચાળણીનલિકાઓ દ્વારા પાણી અને દ્રાવ્ય પદાર્થોનું વહન એક દિશામાં થાય છે. આ વહન સ્ફીતિદાબ ઢાળ દ્વારા થાય છે. આકૃતિ 1 સમૂહ-સંક્રમણની સંકલ્પનાનું નિદર્શન કરતું ભૌતિક તંત્ર સૂચવે છે.
આકૃતિ 1 : મુંચના સમૂહ-સંક્રમણની સંકલ્પનાનું નિદર્શન કરતું ભૌતિક તંત્ર
A અને B પાણી માટે પારગમ્ય આસૃતિમાપકો (osmometer) દર્શાવે છે. A આસૃતિમાપકમાં B કરતાં દ્રાવ્ય પદાર્થનું વધારે સાંદ્રતા ધરાવતું દ્રાવણ છે અને બંને આસૃતિમાપકોને પાણીમાં ડુબાડવામાં આવે છે. આસૃતિમાપકો અને પાણીનાં પાત્રો ખુલ્લી વાહિકાઓ (channels) ધરાવે છે, જેઓ દ્રાવ્ય પદાર્થો અને પાણી માટે ઓછો અવરોધ ધરાવે છે. આ બંધ તંત્ર હોવાને કારણે અને આસૃતિમાપકોની દીવાલ વિભેદી પારગમ્ય (differentially permeable) હોવાથી A અને Bમાં પાણી પ્રવેશે છે, જેથી સ્ફીતિદાબ ઉત્પન્ન થાય છે. આસૃતિમાપક Aમાં દ્રાવ્ય પદાર્થની સાંદ્રતા વધારે હોવાથી વધારે ઊંચો સ્ફીતિદાબ ઉદ્ભવે છે. આ વધારે ઉચ્ચ દાબ બે આસૃતિમાપકો વચ્ચે ખુલ્લી વાહિકાને કારણે વહન પામે છે. આમ, એક પરિવહન-તંત્ર રચાય છે. પાણીનું વહન દ્રાવ્ય પદાર્થો સહિત A તરફથી B તરફ થાય છે. Bમાંથી પાણી દાબને કારણે બહાર નીકળે છે અને પાણીનાં પાત્રો વચ્ચે આવેલી ખુલ્લી વાહિકા દ્વારા પુન: પરિવહન પામે છે. A સંભરણ-આસૃતિમાપક અને B ગ્રાહક-આસૃતિમાપક છે.
જો આ બાબત વનસ્પતિને લાગુ પાડવામાં આવે તો Aને સ્રોત તરીકે અને Bને દ્રોણી તરીકે અભિવ્યક્ત કરી શકાય. ચાળણીનલિકાઓ અને જલવાહિનીઓ આસૃતિમાપકો અને પાણીના પાત્રને જોડતી વાહિકાઓ છે.
સ્વેન્સને (1959) દર્શાવ્યું છે કે પર્ણના હરિતકણોતકના કોષોમાંથી ચાળણીનલિકામાં શર્કરાઓનું વહન સાંદ્રતા ઢાળની વિરુદ્ધ થાય છે. આ પ્રક્રિયા સક્રિય વહન દ્વારા થતી હોવાથી તે માટે કાર્યશક્તિની જરૂરિયાત રહે છે. એક મત પ્રમાણે, સુગર ફૉસ્ફેટ અને સક્રિય વાહકતંત્ર આ પ્રક્રિયામાં સંકળાયેલું છે. સુગરબીટનાં પર્ણો પુષ્કળ જથ્થામાં સુક્રોઝ ફૉસ્ફેટ ધરાવે છે અને ATP પ્રકાશ-સંશ્લેષકો(photosynthates)ના મધ્યપર્ણકોષો (mesophyll cells) તરફથી અન્નવાહક પેશી તરફ થતા વહનની ક્રિયાને ઝડપી બનાવે છે. આમ, પટલોની આરપાર થતા વહનની પ્રક્રિયામાં શર્કરાઓનું ફૉસ્ફૉરીકરણ એક મહત્ત્વનું પરિબળ છે. ફૉસ્ફૉરીકરણ સુક્રોઝના પટલની આરપાર થતા વહનમાં સરળતા કરી આપે છે અથવા આ ક્રિયાથી સુક્રોઝનો અણુ સક્રિય બનતાં તે વાહકઅણુ સાથે સંકુલ રચે છે અને કોષીય પટલોની આરપાર સહેલાઈથી પસાર થઈ શકે છે. આકૃતિ 2માં હરિતકણમાંથી ચાળણીનલિકા તરફ સુક્રોઝના વહનનો સંભવિત પથ દર્શાવવામાં આવ્યો છે.
આકૃતિ 2 : હરિતકણમાંથી ચાળણીનલિકા તરફ સુક્રોઝના વહનનો પથ
ગ્રાહકકોષો દ્વારા ચાળણીનલિકાઓમાંથી થતું શોષણ પણ સક્રિય વહન દ્વારા થાય છે; આ ક્રિયા મધ્યપર્ણકોષોમાંથી ચાળણીનલિકામાં થતા વહન જેવી હોય છે.
મુંચની સંકલ્પના ચયાપચયકોના એકદિશીય (unidirectional) વહન પર ભાર મૂકે છે, પરંતુ સામાન્યત: વનસ્પતિઓમાં તેમના વહનની ક્રિયા દ્વિદિશીય (bidirectional) હોય છે. મુંચની સંકલ્પનામાં દર્શાવેલ ભૌતિક મર્યાદાને કારણે દ્વિદિશીય વહનની ક્રિયા એક જ ચાળણીનલિકામાં થઈ શકતી નથી. પર્ણો બે ગ્રાહક પેશીઓ તરફ ચયાપચયકોનું વહન કરી શકે છે, એક પ્રરોહાગ્ર તરફ અને બીજી મૂળ તરફ. પર્ણમાંથી ચયાપચયકોનું વહન જુદી જુદી ચાળણીનલિકાઓ દ્વારા થાય છે. ચાળણીનલિકાઓ દ્વારા આ દ્વિદિશીય વહન સમૂહ-સંક્રમણ તંત્ર વડે થાય છે.
અન્નવાહક સંક્રમણ (phloem translocation) પર થયેલ સંશોધનો આ સંકલ્પનાને અનુમોદન આપે છે. ઘણી વનસ્પતિઓના પ્રકાંડમાં ધનાત્મક સાંદ્રતા ઢોળાવ જોવા મળે છે. જ્યારે વનસ્પતિમાંથી પર્ણો દૂર કરીએ ત્યારે આ ઢોળાવ અદૃશ્ય થાય છે. એક સામાન્ય અવલોકન એવું છે કે અન્નવાહક પેશી કાપના સ્થાનેથી શરૂઆતમાં ઝડપથી સ્રાવ કરે છે અને પછીથી આ સ્રાવ એકસરખી ગતિએ થાય છે, જે દર્શાવે છે કે ચાળણીનલિકાઓ દાબ હેઠળ હોય છે. વળી, સ્રાવ પામતા પદાર્થનું કદ કાપના નિકટતમ વિસ્તારની કપાયેલી ચાળણીનલિકાઓના કદ કરતાં વધારે હોય છે, જે સૂચવે છે કે સ્રાવ પામતા પદાર્થનું લાંબા અંતર સુધી વહન થાય છે.
આધુનિક વલણ અનુસાર સમૂહ-સંક્રમણ સંકલ્પના માત્ર ચાળણીનલિકાઓ પૂરતું મર્યાદિત છે. અન્નવાહક પેશીમાં દ્રાવ્ય પદાર્થોનું થતું ભારણ (loading) અને અભારણ (unloading) સક્રિય વહનની ક્રિયા છે. ચાળણીનલિકાની પાસે આવેલા સાથીકોષો કે મૃદુતકીય કોષો ભારણ અને અભારણની પ્રક્રિયાઓ માટે જરૂરી ઊર્જા પૂરી પાડે છે. ચાળણીનલિકાઓ પોતે સક્રિય વહનક્રિયા સાથે સંકળાયેલી હોતી નથી.
બળદેવભાઈ પટેલ