জীবনের জন্য পানি|পানির উৎস|পানির প্রয়োজনীয়তা|উদ্ভিদ ও প্রাণীর জন্য কেন পানি প্রয়োজন

 জলের জৈবিক ভূমিকা: 

জীবনের জন্য জল কেন প্রয়োজনীয়?

 মানুষের শরীরের ওজনের 60-75% জল তৈরি করে। শরীরের মোট জলের মাত্র 4% হ্রাস ডিহাইড্রেশনের দিকে পরিচালিত করে এবং 15% হ্রাস মারাত্মক হতে পারে। একইভাবে, একজন মানুষ খাবার ছাড়া এক মাস বাঁচতে পারে কিন্তু পানি ছাড়া 3 দিন বাঁচতে পারে না। জলের উপর এই গুরুত্বপূর্ণ নির্ভরতা বিস্তৃতভাবে সমস্ত জীবনকে নিয়ন্ত্রণ করে। স্পষ্টতই জল বেঁচে থাকার জন্য অত্যাবশ্যক, কিন্তু কি এটি এত প্রয়োজনীয় করে তোলে? জলের আণবিক মেক আপ জীবনকে সমর্থন করার জন্য জলের অনেক ভূমিকা।

 এর আণবিক গঠন এবং কয়েকটি বিশেষ বৈশিষ্ট্যের কারণে। জল হল একটি সাধারণ অণু যা দুটি ছোট, ধনাত্মক চার্জযুক্ত হাইড্রোজেন পরমাণু এবং একটি বড় নেতিবাচক চার্জযুক্ত অক্সিজেন পরমাণু দ্বারা গঠিত। হাইড্রোজেনগুলি যখন অক্সিজেনের সাথে আবদ্ধ হয়, তখন এটি একদিকে ধনাত্মক চার্জ এবং অন্য দিকে ঋণাত্মক চার্জ সহ একটি অপ্রতিসম অণু তৈরি করে । এই চার্জ ডিফারেনশিয়ালকে পোলারিটি বলা হয় এবং নির্দেশ করে কিভাবে পানি অন্যান্য অণুর সাথে মিথস্ক্রিয়া করে। 

পানির অণু দুটি হাইড্রোজেন এবং একটি অক্সিজেন দিয়ে তৈরি। এই পরমাণুগুলি বিভিন্ন আকারের এবং চার্জের, যা আণবিক গঠনে অসমতা তৈরি করে এবং জল এবং অন্যান্য মেরু অণুর মধ্যে শক্তিশালী বন্ধনের দিকে নিয়ে যায়, যার মধ্যে জল নিজেই রয়েছে৷ 

জল হল "সর্বজনীন দ্রাবক" 

একটি মেরু অণু হিসাবে, জল অন্যান্য মেরু অণুর সাথে ভাল যোগাযোগ করে, যেমন নিজেই। এটি এমন ঘটনার কারণে যেখানে বিপরীত চার্জ একে অপরকে আকর্ষণ করে: যেহেতু প্রতিটি পৃথক জলের অণুর একটি নেতিবাচক অংশ এবং একটি ধনাত্মক অংশ উভয়ই রয়েছে, প্রতিটি দিক বিপরীত চার্জের অণুর প্রতি আকৃষ্ট হয়। এই আকর্ষণ জলকে তুলনামূলকভাবে শক্তিশালী সংযোগ তৈরি করতে দেয়, যাকে বন্ড বলা হয়, এর চারপাশে অন্যান্য মেরু অণু সহ অন্যান্য জলের অণুগুলির সাথে। এই ক্ষেত্রে, একটি জলের অণুর ধনাত্মক হাইড্রোজেন পার্শ্ববর্তী অণুর ঋণাত্মক অক্সিজেনের সাথে বন্ধন করবে, যার নিজস্ব হাইড্রোজেন পরবর্তী অক্সিজেনের প্রতি আকৃষ্ট হয় । গুরুত্বপূর্ণভাবে, এই বন্ধনটি জলের অণুগুলিকে সমন্বয় নামক সম্পত্তিতে একসাথে আটকে রাখে। 

জলের অণুর সমন্বয় গাছপালাকে তাদের শিকড়ে জল নিতে সাহায্য করে। সমন্বয় জলের উচ্চ স্ফুটনাঙ্কে অবদান রাখে, যা প্রাণীদের শরীরের তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণে সহায়তা করে। অধিকন্তু, যেহেতু বেশিরভাগ জৈবিক অণুগুলির কিছু বৈদ্যুতিক অসামঞ্জস্য রয়েছে, তাই তারাও মেরু এবং জলের অণুগুলি তাদের ধনাত্মক এবং নেতিবাচক উভয় অঞ্চলের সাথে বন্ধন তৈরি করতে পারে এবং ঘিরে রাখতে পারে। অন্য পদার্থের মেরু অণুকে ঘিরে রাখার কাজে, জল অণুগুলির মধ্যে সমস্ত নুক এবং ক্রানিগুলির মধ্যে তার পথটি ঘোরে, কার্যকরভাবে এটিকে ভেঙ্গে দ্রবীভূত করে। 

পরিবেশ দূষণ

আপনি যখন পানিতে চিনির স্ফটিকগুলি রাখেন তখন এটি ঘটে: জল এবং চিনি উভয়ই মেরু, পৃথক জলের অণুগুলি পৃথক চিনির অণুগুলিকে ঘিরে রাখতে দেয়, চিনিকে ভেঙ্গে এবং দ্রবীভূত করে। পোলারিটির মতোই, কিছু অণু আয়ন বা বিপরীত চার্জযুক্ত কণা দিয়ে তৈরি। ধনাত্মক এবং নেতিবাচক চার্জযুক্ত উভয় কণার সাথে মিথস্ক্রিয়া করে জল এই আয়নিক অণুগুলিকে আলাদা করে দেয়। আপনি যখন জলে লবণ রাখেন তখন এটি ঘটে, কারণ লবণ সোডিয়াম এবং ক্লোরাইড আয়ন দ্বারা গঠিত। বিভিন্ন অণু দ্রবীভূত করার জন্য জলের ব্যাপক ক্ষমতা এটিকে "সর্বজনীন দ্রাবক" উপাধি অর্জন করেছে এবং এই ক্ষমতাই জলকে এমন একটি অমূল্য জীবন-টেকসই শক্তি করে তোলে। 

জৈবিক স্তরে, দ্রাবক হিসাবে জলের ভূমিকা কোষকে অক্সিজেন বা পুষ্টির মতো পদার্থ পরিবহন এবং ব্যবহার করতে সহায়তা করে। রক্তের মতো জল-ভিত্তিক দ্রবণগুলি অণুগুলিকে প্রয়োজনীয় স্থানে নিয়ে যেতে সাহায্য করে। এইভাবে, জলেরদ্রাবক হিসাবে ভূমিকা শ্বাস-প্রশ্বাসের জন্য অক্সিজেনের মতো অণু পরিবহনের সুবিধা দেয় এবং ওষুধের শরীরে তাদের লক্ষ্যে পৌঁছানোর ক্ষমতার উপর একটি বড় প্রভাব ফেলে। জল সেলুলার গঠন সমর্থন করে জীববিজ্ঞানেও জলের একটি গুরুত্বপূর্ণ কাঠামোগত ভূমিকা রয়েছে। দৃশ্যত, আকৃতি এবং গঠন বজায় রাখতে সাহায্য করার জন্য জল কোষগুলি পূরণ করে । অনেক কোষের অভ্যন্তরে থাকা জল (মানুষের শরীরে তৈরি হওয়াগুলি সহ) চাপ তৈরি করে যা বাহ্যিক শক্তির বিরোধিতা করে, যেমন একটি বেলুনে বাতাস রাখার মতো। যাইহোক, এমনকি কিছু গাছপালা, যারা জল ছাড়া তাদের কোষ গঠন বজায় রাখতে পারে, এখনও বেঁচে থাকার জন্য জল প্রয়োজন। জল কোষের ভিতরের সবকিছুকে আণবিক স্তরে সঠিক আকার ধারণ করতে দেয়। যেহেতু আকৃতি জৈব রাসায়নিক প্রক্রিয়ার জন্য গুরুত্বপূর্ণ, এটিও জলের অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা৷ জল কোষের ভিতরে চাপ তৈরি করে যা এটিকে আকৃতি বজায় রাখতে সাহায্য করে৷ হাইড্রেটেড কোষে (বাম), জল বাইরের দিকে ঠেলে দেয় এবং কোষটি গোলাকার আকৃতি বজায় রাখে। ডিহাইড্রেটেড কোষে, কম জল বাইরের দিকে ঠেলে দেয় তাই কোষ কুঁচকে যায়৷ 

জল কোষের চারপাশের ঝিল্লি গঠনেও অবদান রাখে৷ পৃথিবীর প্রতিটি কোষ একটি ঝিল্লি দ্বারা বেষ্টিত, যার বেশিরভাগই ফসফোলিপিড নামক দুটি স্তরের অণু দ্বারা গঠিত । জলের মতো ফসফোলিপিডগুলির দুটি স্বতন্ত্র উপাদান রয়েছে: একটি মেরু "মাথা" এবং একটি ননপোলার "লেজ"। এই কারণে, মেরু মাথাগুলি জলের সাথে যোগাযোগ করে, যখন ননপোলার লেজগুলি জল এড়াতে এবং পরিবর্তে একে অপরের সাথে যোগাযোগ করার চেষ্টা করে। এই অনুকূল মিথস্ক্রিয়াগুলির সন্ধানে, ফসফোলিপিডগুলি স্বতঃস্ফূর্তভাবে বাইলেয়ার তৈরি করে যার মাথাগুলি আশেপাশের জলের দিকে বাইরের দিকে এবং লেজগুলি জল বাদ দিয়ে ভিতরের দিকে মুখ করে। 

জীবনের জন্য খাদ্য কেন প্রয়োজন?

বাইলেয়ার কোষকে ঘিরে রাখে এবং বেছে বেছে লবণ এবং পুষ্টির মতো পদার্থকে কোষে প্রবেশ করতে এবং প্রস্থান করতে দেয়। ঝিল্লি গঠনের সাথে জড়িত মিথস্ক্রিয়াগুলি যথেষ্ট শক্তিশালী যে ঝিল্লিগুলি স্বতঃস্ফূর্তভাবে তৈরি হয় এবং সহজে ব্যাহত হয় না। জল ছাড়া, কোষের ঝিল্লির গঠনের অভাব হবে এবং সঠিক ঝিল্লির গঠন ছাড়া, কোষগুলি কোষের ভিতরে গুরুত্বপূর্ণ অণু এবং কোষের বাইরে ক্ষতিকারক অণু রাখতে অক্ষম হবে৷ ফসফোলিপিডগুলি জল দ্বারা বেষ্টিত দ্বিস্তর গঠন করে৷ জলের সাথে মিথস্ক্রিয়া করার জন্য পোলার মাথাগুলি বাইরের দিকে মুখ করে এবং জলের সাথে মিথস্ক্রিয়া এড়াতে হাইড্রোফোবিক লেজগুলি ভিতরের দিকে মুখ করে৷ কোষের সামগ্রিক আকৃতিকে প্রভাবিত করার পাশাপাশি, জল প্রতিটি কোষের কিছু মৌলিক উপাদানকেও প্রভাবিত করে: ডিএনএ এবং প্রোটিন৷

 প্রোটিনগুলি অ্যামিনো অ্যাসিড নামক বিল্ডিং ব্লকগুলির একটি দীর্ঘ চেইন হিসাবে উত্পাদিত হয় এবং সঠিকভাবে কাজ করার জন্য একটি নির্দিষ্ট আকারে ভাঁজ করা প্রয়োজন। জল অ্যামিনো অ্যাসিড চেইনগুলির ভাঁজকে চালিত করে কারণ বিভিন্ন ধরণের অ্যামিনো অ্যাসিড জলের সাথে মিথস্ক্রিয়া এড়ায়। প্রোটিন গঠন প্রদান করে, সংকেত গ্রহণ করে এবং কোষে রাসায়নিক বিক্রিয়াকে অনুঘটক করে। এইভাবে, প্রোটিন হল কোষের কর্মঘোড়া। শেষ পর্যন্ত প্রোটিনগুলি পেশীগুলির সংকোচন, যোগাযোগ, পুষ্টির হজম এবং অন্যান্য অনেক গুরুত্বপূর্ণ কাজ চালায়। সঠিক আকৃতি ব্যতীত, প্রোটিনগুলি এই কাজগুলি সম্পাদন করতে অক্ষম হবে এবং একটি কোষ (একটি সম্পূর্ণ মানবকে একা ছেড়ে দিন) বেঁচে থাকতে পারে না। একইভাবে, ডিএনএ এর নির্দেশাবলী সঠিকভাবে ডিকোড করার জন্য একটি নির্দিষ্ট আকারে থাকা প্রয়োজন। 

আলোর গতি মাপা হলো কিভাবে?

যে প্রোটিনগুলি ডিএনএ পড়তে বা অনুলিপি করে কেবলমাত্র সেই ডিএনএকে আবদ্ধ করতে পারে যার একটি নির্দিষ্ট আকৃতি রয়েছে। জলের অণুগুলি তার বৈশিষ্ট্যযুক্ত ডাবল-হেলিক্স গঠনকে সমর্থন করার জন্য একটি ক্রমানুসারে ডিএনএকে ঘিরে থাকে। এই আকৃতি ব্যতীত, কোষগুলি ডিএনএ দ্বারা এনকোড করা সাবধানতার সাথে নির্দেশাবলী অনুসরণ করতে বা ভবিষ্যতের কোষগুলিতে নির্দেশাবলী প্রেরণ করতে অক্ষম হবে, মেকিনg মানুষের বৃদ্ধি, প্রজনন, এবং, শেষ পর্যন্ত, বেঁচে থাকা অসম্ভব। 

পানির রাসায়নিক বিক্রিয়া কোষের গুরুত্বপূর্ণ উপাদানগুলি তৈরি এবং ভেঙে ফেলার জন্য জল অনেক রাসায়নিক বিক্রিয়ার সাথে সরাসরি জড়িত। সালোকসংশ্লেষণ, উদ্ভিদের প্রক্রিয়া যা সমস্ত জীবনের জন্য শর্করা তৈরি করে, জলের প্রয়োজন হয়। জল কোষে বৃহত্তর অণু তৈরিতেও অংশগ্রহণ করে। ডিএনএ এবং প্রোটিনের মতো অণুগুলি ছোট অণুর পুনরাবৃত্তিমূলক একক দিয়ে তৈরি। এই ছোট অণুগুলিকে একত্রিত করা একটি প্রতিক্রিয়ার মাধ্যমে ঘটে যা জল তৈরি করে। বিপরীতভাবে, বিপরীত প্রতিক্রিয়ার জন্য জল প্রয়োজন যা এই অণুগুলিকে ভেঙে দেয়, যা কোষগুলিকে পুষ্টি পেতে বা বড় অণুর টুকরোগুলিকে পুনরুদ্ধার করতে দেয়।

 উপরন্তু, অ্যাসিড এবং ঘাঁটিগুলির বিপজ্জনক প্রভাব থেকে জল কোষগুলিকে বাফার করে। ব্লিচ বা হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিডের মতো উচ্চ অম্লীয় বা মৌলিক পদার্থগুলি এমনকি সবচেয়ে টেকসই পদার্থের জন্যও ক্ষয়কারী। এর কারণ হল অ্যাসিড এবং বেস অতিরিক্ত হাইড্রোজেন নির্গত করে বা আশেপাশের উপাদান থেকে যথাক্রমে অতিরিক্ত হাইড্রোজেন গ্রহণ করে। 

ইতিবাচক চার্জযুক্ত হাইড্রোজেন হারানো বা অর্জন অণুর গঠনকে ব্যাহত করে। আমরা যেমন শিখেছি, প্রোটিনগুলির সঠিকভাবে কাজ করার জন্য একটি নির্দিষ্ট কাঠামোর প্রয়োজন, তাই তাদের অ্যাসিড এবং ঘাঁটি থেকে রক্ষা করা গুরুত্বপূর্ণ। জল একটি অ্যাসিড এবং একটি বেস উভয় হিসাবে কাজ করে এটি করে । যদিও জলের অণুর মধ্যে রাসায়নিক বন্ধনগুলি খুব স্থিতিশীল, তবে জলের অণুর পক্ষে একটি হাইড্রোজেন ছেড়ে দেওয়া এবং OH- হয়ে যাওয়া সম্ভব, এইভাবে একটি বেস হিসাবে কাজ করে, বা অন্য হাইড্রোজেন গ্রহণ করে এবং H3O+ হয়ে যায়, এইভাবে অ্যাসিড হিসাবে কাজ করে। 

এই অভিযোজনযোগ্যতা পানিকে বাফারিং নামক প্রক্রিয়ায় শরীরে অ্যাসিডিক বা মৌলিক পদার্থের কারণে পিএইচ-এর তীব্র পরিবর্তনের সাথে লড়াই করতে দেয়। পরিশেষে, এটি কোষের প্রোটিন এবং অন্যান্য অণুকে রক্ষা করে৷ জল হাইড্রোজেন পরমাণুকে ছেড়ে বা গ্রহণ করে বাফার হিসাবে কাজ করে৷ উপসংহারে, জল সমস্ত জীবনের জন্য অত্যাবশ্যক৷ এর বহুমুখীতা এবং অভিযোজনযোগ্যতা গুরুত্বপূর্ণ রাসায়নিক বিক্রিয়া করতে সাহায্য করে। এর সাধারণ আণবিক গঠন কোষের অভ্যন্তরীণ উপাদান এবং বাইরের ঝিল্লির জন্য গুরুত্বপূর্ণ আকার বজায় রাখতে সাহায্য করে। জীবনকে সমর্থন করে এমন অনন্য বৈশিষ্ট্যের ক্ষেত্রে অন্য কোনও অণু জলের সাথে মেলে না। 

উত্তেজনাপূর্ণভাবে, গবেষকরা পানির নতুন বৈশিষ্ট্য যেমন এর অপ্রতিসম কাঠামোর অতিরিক্ত প্রভাব প্রতিষ্ঠা করে চলেছেন। বিজ্ঞানীরা এখনও এই বৈশিষ্ট্যগুলির শারীরবৃত্তীয় প্রভাবগুলি নির্ধারণ করতে পারেননি। এটি আশ্চর্যজনক যে কীভাবে একটি সাধারণ অণু বিভিন্ন প্রয়োজনের জীবের জন্য সর্বজনীনভাবে গুরুত্বপূর্ণ।