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अनुक्रमण, पारस्परिक क्रियाएँ और जैव भू-रासायनिक चक्र

पारिस्थितिकी की मूल बातें · भाग 2 / 2 · तथ्य-जाँच की तिथि 8 November 2026 · हम कैसे जाँचते हैं

स्रोतों (नीचे सूचीबद्ध) से AI की मदद से लिखा गया, फिर एक अलग AI से तथ्य-जाँच की गई।

प्राथमिक और द्वितीयक अनुक्रमण, अग्रगामी प्रजातियाँ, शुष्कक्रमक और जलक्रमक, चरम समुदाय; सहोपकारिता, सहभोजिता, परजीविता, परभक्षण, प्रतिस्पर्धा और असहभोजिता; कीस्टोन, ध्वजवाहक, छत्र, सूचक और आक्रामक प्रजातियाँ; इकोटोन और कोर प्रभाव; गैसीय और अवसादी चक्र; कार्बन, नाइट्रोजन, फ़ॉस्फ़ोरस, सल्फ़र और जल चक्र, सुपोषण और अम्ल वर्षा।

भाग 1 ने पारिस्थितिकी तंत्र को एक तस्वीर की तरह देखा: कौन मौजूद है, कौन किसे खाता है और ऊर्जा कैसे आगे बढ़ती है। यह भाग उस तस्वीर को चलचित्र बना देता है। पारिस्थितिकी तंत्र समय के साथ बदलते हैं, इसलिए एक नंगी चट्टान अंत में वन बन सकती है। उनमें रहने वाली प्रजातियाँ एक-दूसरे की मदद करती हैं, उनका उपयोग करती हैं या उनसे लड़ती हैं। जिस पदार्थ से शरीर बने हैं, कार्बन, नाइट्रोजन, फ़ॉस्फ़ोरस, सल्फ़र और जल, उसका बार-बार उपयोग होता है। पूरे भाग का एक नियम है: ऊर्जा तंत्र से एक बार गुज़रकर ऊष्मा के रूप में खो जाती है, पर पदार्थ चक्र में घूमता रहता है।

पारिस्थितिक अनुक्रमण एक ही स्थान पर एक समुदाय का दूसरे समुदाय द्वारा धीरे-धीरे और काफ़ी हद तक पूर्वानुमेय ढंग से प्रतिस्थापन है, जब तक ऐसा समुदाय न बन जाए जो लगभग स्थिर रहे। ऐसा इसलिए होता है कि हर जीव-समूह अपने परिवेश को बदल देता है, मिट्टी, छाया या नमी जोड़ता है, और इस तरह बदले हुए स्थान के लिए अधिक उपयुक्त नए जीवों के लिए जगह बनाता है। जब यह प्रक्रिया ऐसी भूमि पर शुरू होती है जिस पर कभी जीवन नहीं रहा और मिट्टी नहीं है, जैसे अभी ठंडा हुआ लावा, नंगी चट्टान या नया रेत का टीला, तो इसे प्राथमिक अनुक्रमण कहते हैं, और यह बहुत धीमा होता है क्योंकि पहले मिट्टी बननी होती है। जब जीवन ऐसे स्थान पर लौटता है जहाँ वनस्पति हटा दी गई पर मिट्टी बची रही, जैसे छोड़ा हुआ खेत, आग के बाद का वन या साफ़ किया गया भूखंड, तो यह द्वितीयक अनुक्रमण है, और यह कहीं तेज़ चलता है। समुदायों की पूरी शृंखला क्रमक (सीयर) है, और उसका हर चरण एक क्रमकी अवस्था है।

किसी खाली स्थान पर सबसे पहले बसने वाले अग्रगामी प्रजाति होते हैं। चट्टान पर ये प्रायः लाइकेन होते हैं, जो हल्के अम्ल छोड़कर सतह को गलाते हैं और अपने मृत अवशेषों के साथ मिट्टी की पतली परत की शुरुआत करते हैं; फिर मॉस आते हैं, फिर शाक और घासें, फिर झाड़ियाँ और अंत में वृक्ष। जो क्रमक सूखी, नंगी भूमि पर शुरू होता है वह शुष्कक्रमक (ज़ीरोसीयर) है (चट्टान पर शुरू होने वाले को शिलाक्रमक भी कहते हैं)। जो क्रमक खुले जल में शुरू होता है वह जलक्रमक (हाइड्रोसीयर) है: पहले तैरते सूक्ष्म शैवाल, फिर जल के नीचे जड़ वाले पौधे, फिर तैरती पत्तियों वाले जड़युक्त पौधे, फिर सरकंडे, फिर दलदली मोथे, और जैसे-जैसे गाद और मृत पदार्थ तालाब को भरते हैं वह गीला घास का मैदान और अंत में वनभूमि बन जाता है। अंतिम अवस्था चरम समुदाय है, जो स्थानीय जलवायु के साथ संतुलन में होता है।

पारिस्थितिकीविद् प्रजातियों के एक-दूसरे पर प्रभावों को हर साझेदार के लिए यह पूछकर छाँटते हैं: उसे लाभ होता है, हानि होती है या कोई असर नहीं? सहोपकारिता में दोनों को लाभ होता है: लाइकेन एक शैवाल है जो भोजन बनाता है और एक कवक है जो उसे आश्रय देता है और जल रोककर रखता है; अंजीर के पेड़ों का परागण केवल उनकी अपनी प्रजाति की अंजीर ततैया कर सकती है, जो बदले में अंजीर के भीतर अपने बच्चे पालती है। सहभोजिता में एक को लाभ होता है और दूसरे पर कोई असर नहीं होता, जैसे आम के पेड़ की डाल पर प्रकाश और सहारे के लिए उगने वाला ऑर्किड, जो उसका भोजन नहीं लेता। परजीविता में एक दूसरे की कीमत पर लाभ उठाता है, प्रायः उसे जल्दी मारे बिना: बिना पत्तियों वाली लता अमरबेल (कस्कुटा) उन बाड़ के पौधों से भोजन खींचती है जिन पर वह लिपटती है। परभक्षण भी एक की मदद करता है और दूसरे को हानि पहुँचाता है, पर शिकार मारकर खा लिया जाता है। प्रतिस्पर्धा में दोनों को हानि होती है, क्योंकि वे एक ही सीमित संसाधन पर निर्भर होते हैं। असहभोजिता में एक को हानि होती है और दूसरे पर असर नहीं होता, जैसे पेनिसिलियम फफूँद ऐसा पदार्थ छोड़ती है जो पास के जीवाणुओं को मार देता है।

इनमें से दो पारस्परिक क्रियाएँ पूरे समुदायों को आकार देती हैं। प्रतिस्पर्धा उन प्रजातियों के बीच सबसे तीखी होती है जिन्हें ठीक एक ही चीज़ चाहिए; जी. एफ़. गॉस ने प्रयोगशाला में पैरामीशियम की दो किस्मों को साथ पालकर पाया कि अंत में एक ने दूसरी को समाप्त कर दिया, जिससे प्रतिस्पर्धी अपवर्जन का सिद्धांत निकला: दो प्रजातियाँ ठीक एक ही निकेत को अनिश्चित काल तक नहीं बाँट सकतीं। प्रकृति में ऐसे प्रतिद्वंद्वी प्रायः संसाधन को बाँटकर बचे रहते हैं, अलग-अलग ऊँचाइयों, समयों या ऋतुओं में भोजन करके। परभक्षण, अपनी ओर से, शिकार की संख्या को नियंत्रित रखता है और इस तरह किसी एक शाकाहारी को अपने आवास को पूरी तरह चर जाने से रोकता है। जब ऑस्ट्रेलिया में लाया गया नागफनी कैक्टस (प्रिकली पियर) चरागाह भूमि के विशाल क्षेत्रों पर फैल गया, तो 1920 के दशक में उसके मूल क्षेत्र से एक कैक्टस-भक्षी पतंगा छोड़े जाने के बाद ही उस पर नियंत्रण हुआ। एक विशेष मामला अंड-परजीविता है: एशियाई कोयल अपने अंडे कौओं के घोंसलों में देती है, जो फिर कोयल के बच्चों को अपने बच्चों की तरह पालते हैं।

कुछ प्रजातियों को उनकी भूमिका के कारण अलग से पहचाना जाता है। कीस्टोन प्रजाति अपनी संख्या के अनुपात से कहीं अधिक अपने समुदाय को थामे रखती है, इसलिए उसे हटाने से कई अन्य बदलाव होते हैं: जहाँ उत्तरी प्रशांत तट से समुद्री ऊदबिलाव लुप्त हुए, वहाँ उनके भोजन समुद्री अर्चिन बढ़ गए और केल्प वनों को चट कर गए। ध्वजवाहक (फ़्लैगशिप) प्रजाति एक लोकप्रिय जंतु है जिसका उपयोग संरक्षण के लिए जनसमर्थन और धन जुटाने में होता है, जैसे बाघ, जिसे 1973 में प्रोजेक्ट टाइगर के लिए चुना गया। छत्र (अंब्रेला) प्रजाति को इतने बड़े आवास की ज़रूरत होती है कि उसकी रक्षा से वहाँ रहने वाली अनेक छोटी प्रजातियों की भी रक्षा हो जाती है; बाघ और हाथी दोनों इस तरह काम आते हैं। सूचक प्रजाति अपनी उपस्थिति या अनुपस्थिति से अपने पर्यावरण की दशा बताती है: जहाँ हवा में सल्फ़र डाइऑक्साइड होती है वहाँ कई लाइकेन गायब हो जाते हैं। आक्रामक प्रजाति बाहर से लाई गई ऐसी प्रजाति है जो बेरोकटोक फैलती है और देशी जीवन को पीछे धकेल देती है, जैसे भारतीय झीलों पर जलकुंभी, या खेत और वन भूमि पर लैंटाना और पार्थेनियम (गाजर घास)।

जहाँ दो समुदाय मिलते हैं वहाँ प्रायः संक्रमण की एक पट्टी होती है जिसे इकोटोन कहते हैं: वन और घास के मैदान के बीच की पट्टी, वह ज्वारनदमुख जहाँ नदी समुद्र से मिलती है, या मैंग्रोव की वह पट्टी जो भूमि और खुले जल के बीच स्थित है। इकोटोन में दोनों पड़ोसी समुदायों की प्रजातियाँ होती हैं और प्रायः कुछ ऐसी भी जो केवल संक्रमण पट्टी में ही रहती हैं। परिणामस्वरूप प्रजातियों की संख्या, और कभी-कभी व्यक्तियों का घनत्व, इकोटोन में किसी भी अकेले समुदाय की तुलना में अधिक होता है; इस वृद्धि को कोर प्रभाव (एज इफ़ेक्ट) कहते हैं। किसी वन को अनेक छोटे टुकड़ों में काटने से उसके किनारे कई गुना बढ़ जाते हैं, जिससे प्रकाश, हवा, खरपतवार और परभक्षी भीतर आ जाते हैं जो घने वन के भीतरी भाग पर निर्भर प्रजातियों को हानि पहुँचाते हैं।

सजीव शरीर रासायनिक तत्वों के एक छोटे समूह से बने हैं, और पृथ्वी को अंतरिक्ष से इनकी लगभग कोई नई आपूर्ति नहीं मिलती, इसलिए उन्हीं परमाणुओं का पुनः उपयोग करना पड़ता है। जिन रास्तों से कोई तत्व वायु, जल और चट्टानों से जीवों में जाता है और फिर लौटता है, उन्हें जैव भू-रासायनिक चक्र कहते हैं। ये दो समूहों में आते हैं। गैसीय चक्रों में, जैसे कार्बन, नाइट्रोजन और ऑक्सीजन के चक्र, मुख्य भंडार वायुमंडल या महासागर है, इसलिए तत्व दूर-दूर तक फैलता है। अवसादी चक्रों में, जैसे फ़ॉस्फ़ोरस और सल्फ़र के चक्र, मुख्य भंडार पृथ्वी की भूपर्पटी है, और तत्व चट्टानों के अपक्षय के साथ धीरे-धीरे ही मुक्त होता है, इसलिए वह आसानी से बंद हो जाता है या खो जाता है। हर चक्र के दो खंड भी होते हैं: एक बड़ा, धीमा आरक्षित भंडार और एक छोटा, तेज़ विनिमय या चक्रण भंडार, जहाँ तत्व जीवों और उनके निकट परिवेश के बीच जल्दी-जल्दी आता-जाता है।

कार्बन चक्र में हरे पौधे, शैवाल और कुछ जीवाणु वायु या जल से कार्बन डाइऑक्साइड लेकर प्रकाश-संश्लेषण द्वारा उसे शर्करा में स्थिर करते हैं। फिर कार्बन खाद्य श्रृंखलाओं में आगे बढ़ता है, और पौधों, जंतुओं और अपघटकों के श्वसन से कार्बन डाइऑक्साइड के रूप में वायु में लौटता है। महासागर लगातार वायु के साथ कार्बन डाइऑक्साइड का आदान-प्रदान करता है और वायुमंडल से कहीं अधिक कार्बन रखता है, जिसका अधिकांश भाग घुले रूप में है। प्राचीन वनों और प्लवकों के अवशेषों में बंद कार्बन कोयला, तेल और प्राकृतिक गैस बन गया। मानव गतिविधि ने चक्र को एक दिशा में तेज़ कर दिया है: जीवाश्म ईंधन जलाने और वन साफ़ करने से कार्बन डाइऑक्साइड उतनी तेज़ी से जुड़ती है जितनी तेज़ी से पौधे और समुद्र उसे नहीं सोख पाते, जिससे ग्रीनहाउस प्रभाव मज़बूत होता है, और समुद्री जल में घुलने वाली अतिरिक्त गैस महासागर को अधिक अम्लीय बनाती है। जो वन, मिट्टी और महासागर जितना कार्बन छोड़ते हैं उससे अधिक सोखते हैं, वे कार्बन सिंक का काम करते हैं।

नाइट्रोजन वायु का लगभग 78 प्रतिशत है, फिर भी अधिकांश जीव इस गैस का सीधे उपयोग नहीं कर सकते। पहले इसे अमोनिया या नाइट्रेट में बदलना होता है, इस चरण को नाइट्रोजन स्थिरीकरण कहते हैं। अधिकांश प्राकृतिक स्थिरीकरण सूक्ष्मजीव करते हैं: दालों और अन्य फलीदार पौधों की जड़ ग्रंथिकाओं में राइज़ोबियम जीवाणु, ऐज़ोटोबैक्टर जैसे मिट्टी में स्वतंत्र रहने वाले जीवाणु, और ऐनाबीना और नॉस्टॉक जैसे सायनोबैक्टीरिया, जो पानी भरे धान के खेतों में उपयोगी हैं। तड़ित (बिजली) वायु में थोड़ी मात्रा स्थिर करती है, और कारखाने उर्वरक बनाने के लिए हेबर-बॉश प्रक्रिया से बहुत अधिक मात्रा स्थिर करते हैं। अपघटक मृत शरीरों और अपशिष्टों के नाइट्रोजन को अमोनिया में बदलते हैं (अमोनीकरण); नाइट्रोसोमोनास जीवाणु अमोनिया को नाइट्राइट में और नाइट्रोबैक्टर नाइट्राइट को नाइट्रेट में ऑक्सीकृत करते हैं (नाइट्रीकरण); पौधे नाइट्रेट सोखकर उसे प्रोटीन में बदलते हैं (स्वांगीकरण); और जलभराव वाली, ऑक्सीजन-रहित मिट्टी में स्यूडोमोनास जैसे जीवाणु नाइट्रेट को फिर नाइट्रोजन गैस में बदलते हैं (विनाइट्रीकरण), जिससे चक्र पूरा होता है।

फ़ॉस्फ़ोरस का कोई उल्लेखनीय गैसीय चरण नहीं है। इसका चक्र चट्टानों से शुरू होता है: अपक्षय फ़ॉस्फ़ेट मुक्त करता है, पौधे इसे मिट्टी से लेते हैं, जंतु पौधे खाकर इसे पाते हैं, और अपघटक इसे मिट्टी में लौटाते हैं। कुछ भाग बहकर नदियों और समुद्र में जाता है, जहाँ वह अवसादों में बैठ जाता है और तब तक जीवों के लिए खो जाता है जब तक भूगर्भीय उत्थान उन परतों को फिर ऊपर न उठा दे। जब उर्वरक और सीवेज अतिरिक्त फ़ॉस्फ़ोरस और नाइट्रोजन झीलों और तटीय जल में ले जाते हैं, तो परिणाम सुपोषण होता है: शैवाल तेज़ी से बढ़ते हैं, फिर मरते हैं, और उन्हें अपघटित करने वाले जीवाणु घुली हुई ऑक्सीजन खत्म कर देते हैं, जिससे मछलियाँ दम घुटकर मरती हैं और कम-ऑक्सीजन वाले मृत क्षेत्र बनते हैं। सल्फ़र मुख्यतः चट्टानों और अवसादों में संचित रहता है पर इसका एक गैसीय चरण भी है: यह ज्वालामुखियों से और कोयला व तेल जलाने से सल्फ़र डाइऑक्साइड के रूप में, और जलभराव वाले स्थानों में सड़न से हाइड्रोजन सल्फ़ाइड के रूप में वायु तक पहुँचता है। सल्फ़र डाइऑक्साइड वायु में सल्फ़्यूरिक अम्ल में बदल जाती है, जो अम्ल वर्षा का एक मुख्य कारण है।

सूर्य द्वारा संचालित जल चक्र अन्य सभी चक्रों को जोड़ता है, क्योंकि जल घुले हुए पोषकों को चट्टान से मिट्टी तक और भूमि से समुद्र तक ले जाता है। अधिकांश वाष्पीकरण महासागरों से होता है; पौधे वाष्पोत्सर्जन से और जोड़ते हैं, अपनी पत्तियों के छिद्रों से जलवाष्प खोकर, और दोनों को मिलाकर वाष्पन-वाष्पोत्सर्जन कहते हैं। वाष्प ऊपर उठते हुए ठंडी होती है, बादल में संघनित होती है और वर्षा या हिम के रूप में गिरती है। भूमि पर उसका एक भाग बहकर धाराओं में जाता है, एक भाग रिसकर भूजल को भरता है, और एक भाग पौधे ले लेते हैं। कुल मिलाकर: पारिस्थितिकी तंत्र अनुक्रमण से बदलते हैं क्योंकि जीव अपने परिवेश को बदलते हैं; प्रजातियाँ साझेदार, उपयोगकर्ता या प्रतिद्वंद्वी के रूप में पारस्परिक क्रिया करती हैं; कुछ प्रजातियाँ समुदायों को थामे रखती हैं या उनका स्वास्थ्य दिखाती हैं; और पोषक चक्र में घूमते हैं जबकि ऊर्जा केवल एक बार गुज़रती है।

परीक्षा में ध्यान दें

• प्राथमिक अनुक्रमण वहाँ शुरू होता है जहाँ मिट्टी नहीं है (नंगी चट्टान, नया लावा, रेत का टीला) और धीमा होता है; द्वितीयक अनुक्रमण वहाँ शुरू होता है जहाँ मिट्टी बची है (छोड़ा खेत, जला वन) और तेज़ होता है।
• नंगी चट्टान पर सामान्यतः लाइकेन अग्रगामी होते हैं; जलक्रमक के अग्रगामी पादपप्लवक हैं। अंतिम स्थिर अवस्था चरम समुदाय है।
• लाइकेन सहोपकारिता है (शैवाल + कवक), परजीविता नहीं; आम के पेड़ पर ऑर्किड सहभोजिता है, परजीविता नहीं; अमरबेल परजीवी है।
• असहभोजिता 0/− है (पेनिसिलियम और जीवाणु); सहभोजिता +/0 है। इन्हें आपस में न बदलें।
• ध्वजवाहक जनआकर्षण के बारे में है, छत्र आवास के आकार के बारे में, कीस्टोन समुदाय पर प्रभाव के बारे में; बाघ एक साथ ध्वजवाहक और छत्र दोनों है।
• फ़ॉस्फ़ोरस का कोई उल्लेखनीय गैसीय चरण नहीं है; सल्फ़र का मुख्य भंडार अवसादी है पर उसकी गैसें होती हैं (SO2, H2S)। कार्बन और नाइट्रोजन चक्र गैसीय हैं।
• नाइट्रीकरण है अमोनिया → नाइट्राइट (नाइट्रोसोमोनास) → नाइट्रेट (नाइट्रोबैक्टर); विनाइट्रीकरण ऑक्सीजन-रहित मिट्टी में नाइट्रेट को N2 गैस में लौटाता है (जैसे स्यूडोमोनास)।
• सुपोषण मछलियों को विष से नहीं, ऑक्सीजन हटाकर मारता है; कारण अतिरिक्त पोषक (नाइट्रोजन और फ़ॉस्फ़ोरस) हैं।

पुनरावृत्ति

• ऊर्जा तंत्र से एक बार गुज़रती है; पदार्थ (कार्बन, नाइट्रोजन, फ़ॉस्फ़ोरस, सल्फ़र, जल) चक्र में घूमता है।
• अनुक्रमण: प्राथमिक (मिट्टी नहीं, धीमा) बनाम द्वितीयक (मिट्टी बची, तेज़); अग्रगामी → क्रमकी अवस्थाएँ → चरम समुदाय।
• सूखी भूमि पर शुष्कक्रमक (लाइकेन → मॉस → शाक → झाड़ियाँ → वृक्ष); जल में जलक्रमक (पादपप्लवक → जलमग्न → प्लावी → सरकंडे → मोथे → वनभूमि)।
• पारस्परिक क्रियाएँ: सहोपकारिता +/+, सहभोजिता +/0, परजीविता और परभक्षण +/−, प्रतिस्पर्धा −/−, असहभोजिता 0/−।
• गॉस: प्रतिस्पर्धी अपवर्जन; ऑस्ट्रेलिया में नागफनी पर पतंगे से नियंत्रण; कोयल कौओं की अंड-परजीवी है।
• कीस्टोन (समुद्री ऊदबिलाव), ध्वजवाहक और छत्र (बाघ), सूचक (SO2 के लिए लाइकेन), आक्रामक (जलकुंभी, लैंटाना, पार्थेनियम)।
• इकोटोन = संक्रमण क्षेत्र (मैंग्रोव, ज्वारनदमुख); कोर प्रभाव = सीमा पर अधिक प्रजातियाँ।
• गैसीय चक्र: कार्बन, नाइट्रोजन; अवसादी: फ़ॉस्फ़ोरस (गैसीय चरण नहीं), सल्फ़र (SO2, H2S के साथ); आरक्षित बनाम विनिमय भंडार।
• नाइट्रोजन: स्थिरीकरण (राइज़ोबियम, ऐज़ोटोबैक्टर, सायनोबैक्टीरिया, तड़ित, हेबर-बॉश) → अमोनीकरण → नाइट्रीकरण → स्वांगीकरण → विनाइट्रीकरण।
• अतिरिक्त N और P से सुपोषण और मृत क्षेत्र; SO2 से अम्ल वर्षा; जीवाश्म ईंधन जलाने से CO2 बढ़ती है और महासागर अम्लीय होता है।

अभ्यास प्रश्न

स्रोत

• Ministry of Environment, Forest and Climate Change (ENVIS resource material): ecological succession, species interactions, keystone, flagship and invasive species, ecotones — https://moef.gov.in
• NOAA Ocean Service and NOAA Research: estuaries and mangroves, the ocean carbon cycle and ocean acidification, nutrient pollution, hypoxia and dead zones — https://oceanservice.noaa.gov
• NASA Earth Observatory: the carbon cycle, the nitrogen cycle and the global cycles of matter — https://earthobservatory.nasa.gov
• US Geological Survey Water Science School: the water cycle, evapotranspiration, infiltration and groundwater — https://www.usgs.gov
• Indian Council of Agricultural Research: biological nitrogen fixation, Rhizobium, Azotobacter and blue-green algae biofertilisers — https://icar.org.in
• US Environmental Protection Agency: nutrient pollution and harmful algal blooms; sulphur dioxide and acid rain — https://www.epa.gov