जैविक जीवन चक्र

जीव विज्ञान में, एक जैविक जीवन चक्र (या सिर्फ जीवन चक्र जब जैविक संदर्भ स्पष्ट होता है) परिवर्तनों की श्रृंखला हैं। जो एक जीव से निकलता है, प्रारंभिक अवस्था में लौटता है। यह अवधारणा जीवन इतिहास, विकासात्मक जीव विज्ञान और व्यक्तिवृत्त से निकटता से संबंधित हैं। किन्तु नवीकरण पर जोर देने में उनसे भिन्न है। रूप के संक्रमण में वृद्धि, अलैंगिक प्रजनन या यौन प्रजनन सम्मिलित हो सकते हैं।

कुछ जीवों में, प्रजातियों की विभिन्न पीढ़ियां जीवन चक्र के समय एक-दूसरे का स्थान लेती हैं। भ्रूण और कई शैवाल के लिए, दो बहुकोशिकीय चरण होते हैं, और जीवन चक्र को पीढ़ियों के प्रत्यावर्तन के रूप में संदर्भित किया जाता है। जीवन इतिहास शब्द का प्रयोग अधिकांशतः किया जाता हैं। विशेष रूप से लाल शैवाल जैसे जीवों के लिए जिनमें दो के अतिरिक्त तीन बहुकोशिकीय चरण (या अधिक) होते हैं। जीवन चक्र जिसमें यौन प्रजनन सम्मिलित है, हेप्लोइड (एन) और डिप्लोइड (2एन) चरण सम्मिलित हैं, अर्थात, प्लोइड का परिवर्तन सम्मिलित है। द्विगुणित अवस्था से अगुणित अवस्था में लौटने के लिए, अर्धसूत्री विभाजन होना चाहिए। प्लोइडी के परिवर्तनों के संबंध में, तीन प्रकार के चक्र होते हैं:
 * अगुणित जीवन चक्र अगुणित अवस्था बहुकोशिकीय होती है और द्विगुणित अवस्था एकल कोशिका होती है, अर्धसूत्रीविभाजन युग्मनज होता है।
 * द्विगुणित जीवन चक्र द्विगुणित अवस्था बहुकोशिकीय होती है और अगुणित युग्मक बनते हैं, अर्धसूत्रीविभाजन युग्मक होता है।
 * हैप्लोडिप्लॉन्टिक जीवन चक्र (डिप्लोहैप्लॉन्टिक, डिप्लोबायोटिक, या डायबिओन्टिक जीवन चक्र के रूप में भी जाना जाता है) बहुकोशिकीय द्विगुणित और अगुणित चरण होते हैं, अर्धसूत्रीविभाजन स्पोरिक होता है।

सूत्रीविभाजन (विकास) होने पर चक्र अलग-अलग होते हैं। युग्मनज अर्धसूत्रीविभाजन और युग्मक अर्धसूत्रीविभाजन में समसूत्री अवस्था होती हैं। समसूत्री विभाजन n चरण के समय युग्मनज अर्धसूत्रीविभाजन में और 2n चरण के समय युग्मक अर्धसूत्रीविभाजन में होता है। इसलिए, युग्मनज और युग्मक अर्धसूत्रीविभाजन को सामूहिक रूप से हैप्लोबायोटिक (एकल माइटोटिक चरण, हैप्लोंटिक के साथ भ्रमित नहीं होना) कहा जाता है। दूसरी ओर, स्पोरिक अर्धसूत्रीविभाजन में दो चरणों में माइटोसिस होता हैं। द्विगुणित और अगुणित दोनों चरण, जिसे डिप्लोबायोटिक (डिप्लॉन्टिक के साथ भ्रमित नहीं होना) कहा जाता है।

आविष्कार
जीवों में प्रजनन और भ्रूणजनन का अध्ययन कई वनस्पति वैज्ञानिको और प्राणीविदों द्वारा किया गया था।

विलियम हॉफमिस्टर ने प्रदर्शित किया कि पीढ़ियों का प्रत्यावर्तन विशेषता है। जो पौधों को एकत्र करती है, और इस परिणाम को 1851 में प्रकाशित किया (देखें वनस्पति विज्ञान का इतिहास पौधों की लैंगिकता) था।

जीवन चक्रों के विवरण के लिए उपयोग किए जाने वाले कुछ शब्दों (हैप्लोबियोनट और डिप्लोबियोनट) को प्रारंभ में निल्स स्वेडेलियस द्वारा शैवाल के लिए प्रस्तावित किया गया था, और फिर अन्य जीवों के लिए उपयोग किया जाने लगा था। प्रोटिस्ट जीवन चक्रों में उपयोग किए जाने वाले अन्य शब्द (ऑटोगैमी और गैमोंटोगैमी) कार्ल गोटलिब ग्रील द्वारा प्रस्तुत किए गए थे। विभिन्न जीवों के जटिल जीवन चक्रों के विवरण ने 1840 और 1850 के दशक में सहज पीढ़ी के विचारों के खंडन में योगदान दिया था।

हैप्लोंटिक जीवन चक्र
जाइगोटिक अर्धसूत्रीविभाजन केंद्रकसंलयन के तुरंत बाद जाइगोट का अर्धसूत्रीविभाजन हैं। जो दो कोशिका नाभिक का संलयन है। इस तरह, जीव अपने द्विगुणित चरण को समाप्त करता है और कई अगुणित कोशिकाओं का निर्माण करता है। ये कोशिकाएँ या तो बड़े, बहुकोशिकीय व्यक्तियों या अधिक अगुणित कोशिकाओं के निर्माण के लिए माइटोटिक रूप से विभाजित होती हैं। इन व्यक्तियों या कोशिकाओं से दो विपरीत प्रकार के युग्मक (जैसे, नर और मादा) युग्मनज बनने के लिए फ्यूज हो जाते हैं।

पूरे चक्र में, युग्मनज ही एकमात्र द्विगुणित कोशिका हैं। माइटोसिस केवल अगुणित चरण में होता है।

माइटोसिस के परिणामस्वरूप व्यक्ति या कोशिकाएं हैप्लॉन्ट्स होती है। इसलिए इस जीवन चक्र को हैप्लॉन्टिक जीवन चक्र भी कहा जाता है। हाप्लोंट्स हैं:


 * आर्कियोप्लास्टिडा में कुछ हरे शैवाल (जैसे, क्लैमाइडोमोनस, ज़िग्नेमा, चारा (शैवाल)) हैं।
 * स्ट्रैमेनोपाइल्स में कुछ सुनहरे शैवाल * एल्विओलेट में कई डायनोफ्लैगलेट्स, जैसे, सेराटियम, जिम्नोडिनियम, कुछ एपीकॉम्प्लेक्सन (जैसे, प्लाज्मोडियम) हैं।
 * प्रकंदों में कुछ दीर्घवृत्त, एसिटोस्पोरस हैं।
 * उत्खनन में कुछ पैराबेसलिड अमीबोज़ोन्स में डिक्टियोस्टेलियम ऑपिस्थोकोंट्स में अधिकांश कवक (कुछ चिट्रिड्स, जाइगोमाइसेट्स, कुछ ऐस्कोमाइसिटीज, बेसिडिओमाइसीट्स) हैं।

डिप्लोन्टिक जीवन चक्र
युग्मक अर्धसूत्रीविभाजन में, अगुणित कोशिकाओं का उत्पादन करने के लिए अर्धसूत्रीविभाजन के तुरंत अतिरिक्त, युग्मज बहुकोशिकीय द्विगुणित व्यक्ति या अधिक एककोशिकीय द्विगुणित कोशिकाओं के समूह का उत्पादन करने के लिए समसूत्री रूप से विभाजित होता है। द्विगुणित व्यक्तियों की कोशिकाएँ तब अगुणित कोशिकाओं या युग्मकों के उत्पादन के लिए अर्धसूत्रीविभाजन से निकलती हैं। हाप्लोइड कोशिकाएं कई यीस्ट की तरह अधिक अगुणित कोशिकाएं बनाने के लिए फिर से (माइटोसिस द्वारा) विभाजित हो सकती है। किन्तु अगुणित चरण प्रमुख जीवन चक्र चरण नहीं है। अधिकांश राजनयिकों में, माइटोसिस केवल द्विगुणित चरण में होता है, अर्थात युग्मक सामान्यतः जल्दी से बनते हैं और द्विगुणित युग्मज बनाने के लिए फ्यूज होते हैं।

पूरे चक्र में, युग्मक सामान्यतः केवल अगुणित कोशिकाएं होती हैं, और माइटोसिस सामान्यतः केवल द्विगुणित चरण में होता है।

द्विगुणित बहुकोशिकीय व्यक्ति द्विगुणित होता है, इसलिए युग्मक अर्धसूत्रीविभाजन को द्विगुणित जीवन चक्र भी कहा जाता है। डिप्लोन्ट हैं।


 * आर्कियोप्लास्टिडन्स में कुछ हरे शैवाल (जैसे, क्लैडोफोरा, एसिटाबुलेरिया हैं।
 * स्ट्रैमेनोपाइल्स में कुछ भूरे रंग के शैवाल (चूँकि, उनके जीवन चक्र की व्याख्या जोरदार हेटेरोमोर्फिक-डिप्लोहाप्लॉन्टिक के रूप में भी की जा सकती है, अत्यधिक कम गैमेटोफाइट चरण के साथ, जैसा कि फूलों के पौधों में होता है), कुछ ज़ैंथोफाइट्स (जैसे, वाउचरिया), अधिकांश डायटम, कुछ ओमीसाइकेट्स (जैसे, सैप्रोलेग्निया, प्लास्मोपारा विटिकोला), आपलिन, कुछ हेलिओज़ोन्स (जैसे, एक्टिनोफ्रीज, एक्टिनोस्फेरियम) हैं।
 * एल्वियोलेट्स में सिलियेट्स हैं।
 * उत्खनन में कुछ परबासालिड ऑपिस्थोकोंट्स में जानवर, कुछ कवक (जैसे, कुछ ऐस्कोमाइसिटीज) होते हैं।

हैप्लोडिप्लोंटिक जीवन चक्र


स्पोरिक अर्धसूत्रीविभाजन (सामान्यतः मध्यस्थ अर्धसूत्रीविभाजन के रूप में भी जाना जाता है) में, युग्मज बहुकोशिकीय द्विगुणित स्पोरोफाइट का उत्पादन करने के लिए माइटोटिक रूप से विभाजित होता है। स्पोरोफाइट अर्धसूत्रीविभाजन के माध्यम से बीजाणु बनाता हैं। जो तब माइटोटिक रूप से अगुणित व्यक्तियों को विभाजित करता हैं। जिन्हें गैमेटोफाइट कहा जाता है। गैमेटोफाइट्स समसूत्रण के माध्यम से युग्मक उत्पन्न करते हैं। कुछ पौधों में गैमेटोफाइट न केवल छोटे आकार का होता है, किन्तु अल्पकालिक भी होता हैं। अन्य पौधों और कई शैवाल में, गैमेटोफाइट जीवन चक्र का प्रमुख चरण है।

हैप्लोडिप्लोंट्स हैं:


 * आर्कियोप्लास्टिडन्स में: लाल शैवाल (जिसमें दो स्पोरोफाइट पीढ़ियाँ होती हैं), कुछ हरे शैवाल (जैसे, उल्वा (जीनस)), एम्ब्रियोफाइट स्ट्रैमेनोपाइल्स में अधिकांश भूरे शैवाल प्रकंदों में कई फोरामिनिफेरन, प्लाज्मोडियोफोरोमाइसेट्स अमीबोजोआ में माईएक्सोगैस्ट्रिड हैं।
 * ऑपिस्थोकोंट्स में कुछ कवक (कुछ चिट्रिड्स, कुछ ऐस्कोमाइसिटीज शराब बनानेवाला के खमीर की तरह) अन्य यूकेरियोट्स हैप्टोफाइट हैं।

कुछ जानवरों में लिंग-निर्धारण प्रणाली होती हैं। जिसे हैप्लोडिप्लोइड कहा जाता है, किन्तु यह हैप्लोडिप्लोंटिक जीवन चक्र से संबंधित नहीं है।

वानस्पतिक अर्धसूत्रीविभाजन
कुछ लाल शैवाल (जैसे बोनेमेसोनिया और लेमनिया) और हरे शैवाल (जैसे कि प्रसियोला) में वानस्पतिक अर्धसूत्रीविभाजन होता हैं। जिसे दैहिक अर्धसूत्रीविभाजन भी कहा जाता हैं। जो दुर्लभ घटना है। वानस्पतिक अर्धसूत्रीविभाजन हैप्लोडिप्लोंटिक और डिप्लॉन्टिक जीवन चक्रों में भी हो सकता है। गैमेटोफाइट्स स्पोरोफाइट से और उसके भाग से जुड़े रहते हैं। वनस्पति (गैर-प्रजनन) द्विगुणित कोशिकाएं अर्धसूत्रीविभाजन से निकलती है। वनस्पति अगुणित कोशिकाएं उत्पन्न करती हैं। ये कई माइटोसिस से निकलते हैं, और युग्मक उत्पन्न करते हैं।

वानस्पतिक द्विगुणितीकरण नामक अलग घटना, एक प्रकार का एपोमिक्सिस, कुछ भूरे शैवाल (जैसे, एलाचिस्ता स्टेलारिस) में होता है। पौधे के अगुणित भाग में कोशिकाएं द्विगुणित ऊतक का उत्पादन करने के लिए अपने गुणसूत्रों को स्वतः दोहराती हैं।

परजीवी जीवन चक्र
परजीवी एक या एक से अधिक होस्ट (जीव विज्ञान) के शोषण पर निर्भर करते हैं। जिन्हें अपने जीवन चक्र को पूरा करने के लिए एक से अधिक होस्ट प्रजातियों को संक्रमित करना पड़ता हैं। उन्हें जटिल या अप्रत्यक्ष जीवन चक्र कहा जाता है। उदाहरण के लिए, डिरोफ़िलेरिया इमिटिस या हार्टवर्म का अप्रत्यक्ष जीवन चक्र होता है। माइक्रोफ़ाइलेरिया को सबसे पहले मादा मच्छर द्वारा निगला जाना चाहिए | जहां यह संक्रमित लार्वा चरण में विकसित होता है। मच्छर तब जानवर को काटता है और संक्रमित लार्वा को जानवर में पहुंचाता हैं। जहां वे फेफड़े धमनी में चले जाते हैं और वयस्कों में पूर्ण रूप से हो जाते हैं। वे परजीवी जो ही प्रजाति को संक्रमित करते है। उनका सीधा जीवन चक्र होता है। प्रत्यक्ष जीवन चक्र वाले परजीवी का उदाहरण एंकिलोस्टोमा कैनिनम या कैनाइन अंकुश कीड़ा है। वे पर्यावरण में संक्रामक लार्वा चरण में विकसित होते हैं | फिर सीधे कुत्ते की त्वचा में प्रवेश करते हैं और छोटी आंत में वयस्कों के लिए पूर्ण रूप से होते हैं।

यदि किसी परजीवी को अपने जीवन चक्र को पूरा करने के लिए किसी दिए गए होस्ट को संक्रमित करना पड़ता है, तो उसे उस होस्ट का बाध्यकारी परजीवी कहा जाता हैं। कभी-कभी, संक्रमण ऐच्छिक परजीवी होता है, परजीवी उस विशेष होस्ट प्रजाति को संक्रमित किए बिना जीवित रह सकता है और अपना जीवन चक्र पूरा कर सकता है। परजीवी कभी-कभी होस्ट को संक्रमित करते है। जिसमें वे अपना जीवन चक्र पूरा नहीं कर सकते; ये आकस्मिक होस्ट हैं।

होस्ट जिसमें परजीवी यौन प्रजनन करते है। निश्चित, अंतिम या प्राथमिक होस्ट के रूप में जाना जाता है। मध्यवर्ती होस्ट में, परजीवी या तो प्रजनन नहीं करते हैं या ऐसा अलैंगिक रूप से करते है। किन्तु इस प्रकार के होस्ट में परजीवी सदैव नए चरण में विकसित होता है। कुछ विधियों में परजीवी होस्ट को संक्रमित करता हैं। किन्तु किसी भी विकास से नहीं निकलता हैं। इन होस्ट को पैराटेनिक के रूप में जाना जाता है या पैराटेनिक होस्ट इस संभावना को बढ़ाने में उपयोगी हो सकता है कि परजीवी निश्चित होस्ट को प्रेषित किया जाता है। उदाहरण के लिए, बिल्ली का लंगवर्म (एलोरोस्ट्रॉन्गिलस एब्स्ट्रसस) मध्यवर्ती होस्ट के रूप में स्लग या घोंघे का उपयोग करता हैं। पहले चरण का लार्वा मोलस्क में प्रवेश करता है और तीसरे चरण के लार्वा में विकसित होता हैं। जो निश्चित होस्ट-बिल्ली के लिए संक्रामक है। यदि चूहा स्लग खाता है, तो तीसरे चरण का लार्वा माउस के ऊतकों में प्रवेश करता है, किन्तु किसी भी विकास से नहीं निकलता है।

विकास
प्रारंभिक प्रकार के जीवन चक्र में संभवतः अलैंगिक प्रजनन वाले अगुणित व्यक्ति थे। जीवाणु और आर्किया इस तरह जीवन चक्र प्रदर्शित करते हैं, और कुछ यूकेरियोट्स स्पष्ट रूप से भी करते हैं (जैसे, क्रिप्टोफाइटा, होनुलागेलता, कई यूगलेनोजोआ, कई अमीबोज़ोआ, कुछ लाल शैवाल, कुछ हरे शैवाल, अपूर्ण कवक, कुछ किरीटी और कई अन्य समूह, आवश्यक नहीं कि अगुणित) है। चूँकि, ये यूकेरियोट्स संभवतः प्रारंभिक रूप से अलैंगिक नहीं हैं, किन्तु उन्होंने अपना यौन प्रजनन खो दिया है, या यह अभी तक नहीं देखा गया था।  कई यूकेरियोट्स (जानवरों और पौधों सहित) अलैंगिक प्रजनन प्रदर्शित करते है। जो जीवन चक्र में वैकल्पिक या बाध्यकारी हो सकता हैं। यौन प्रजनन अधिक या कम बार-बार होता है। जैविक जीवन चक्र में भाग लेने वाले व्यक्तिगत जीव सामान्यतः वृद्ध होते हैं और मर जाते हैं | जबकि इन जीवों की कोशिकाएं जो क्रमिक जीवन चक्र पीढ़ियों (रोगाणु रेखा कोशिकाओं और उनके वंश) को जोड़ती है। संभावित रूप से नित्य हैं। इस अंतर का आधार जीव विज्ञान में मूलभूत समस्या है। रूसी जीवविज्ञानी और इतिहासकार ज़ोरेस ए मेदवेदेव माना जाता है कि अकेले जीनोम प्रतिकृति और अन्य सिंथेटिक प्रणाली की स्पष्टता रोगाणु लाइनों की नित्यता की व्याख्या नहीं कर सकती है। किन्तु मेदवेदेव ने सोचा कि जैव रसायन और यौन प्रजनन के आनुवंशिकी की ज्ञात विशेषताएं जैविक जीवन चक्र के युग्मकजनन चरण में अद्वितीय सूचना रखरखाव और बहाली प्रक्रियाओं की उपस्थिति का संकेत देती हैं। विशेष रूप से, मेदवेदेव ने माना कि जनन कोशिकाओं के सूचना रखरखाव के लिए सबसे महत्वपूर्ण स्थिति आनुवंशिक पुनर्संयोजन और डीएनए की पुनर्निर्माण द्वारा बनाए गए है। उन्होंने इन्हें रोगाणु रेखा कोशिकाओं के अंदर प्रक्रियाओं के रूप में देखा था | जो डीएनए और गुणसूत्रों की अखंडता को बहाल करने में सक्षम थे। जो गैर-रोगाणु रेखा कोशिकाओं में अपरिवर्तनीय उम्र बढ़ने का कारण बनते हैं | उदाहरण शारीरिक कोशाणू है।

वर्तमान समय की प्रत्येक कोशिका की वंशावली संभवत: 3 अरब से अधिक वर्षों की अखंड वंशावली में जीवजनन तक जाती है। यह वास्तव में कोशिकाएं नहीं हैं। जो नित्यता हैं किन्तु बहु-पीढ़ीगत कोशिका वंश हैं। कोशिका वंश की नित्यता कोशिका विभाजन क्षमता के रखरखाव पर निर्भर करती है। कोशिका क्षति, तंत्रिका कोशिकाओं में होने वाले कोशिकीय विभेदन, या विकास के समय क्रमादेशित कोशिका मृत्यु ( एपोप्टोसिस ) के कारण यह क्षमता किसी विशेष वंश में खो सकती है। क्रमिक पीढ़ियों में जैविक जीवन चक्र की कोशिका विभाजन क्षमता का रखरखाव सेलुलर क्षति, विशेष रूप से डीएनए क्षति (स्वाभाविक रूप से होने वाली) की परिहार और स्पष्ट पुनर्निर्माण पर निर्भर करता है। यौन जीवों में, क्रमिक कोशिका चक्र पीढ़ियों में जर्मलाइन की निरंतरता डीएनए की क्षति और होने वाली डीएनए की पुनर्निर्माण से बचने के लिए प्रक्रियाओं की प्रभावशीलता पर निर्भर करती है। यूकेरियोट में यौन प्रक्रियाएं समरूप पुनर्संयोजन द्वारा रोगाणु रेखा में डीएनए क्षति की प्रभावी पुनर्निर्माण का स्थिति प्रदान करती हैं।

यह भी देखें

 * कायांतरण - किसी जीव के भ्रूण के बाद के विकास के समय शरीर की संरचना में गहरा परिवर्तन होता हैं।
 * कायांतरण - किसी जीव के भ्रूण के बाद के विकास के समय शरीर की संरचना में गहरा परिवर्तन होता हैं।
 * कायांतरण - किसी जीव के भ्रूण के बाद के विकास के समय शरीर की संरचना में गहरा परिवर्तन होता हैं।
 * कायांतरण - किसी जीव के भ्रूण के बाद के विकास के समय शरीर की संरचना में गहरा परिवर्तन होता हैं।
 * कायांतरण - किसी जीव के भ्रूण के बाद के विकास के समय शरीर की संरचना में गहरा परिवर्तन होता हैं।
 * कायांतरण - किसी जीव के भ्रूण के बाद के विकास के समय शरीर की संरचना में गहरा परिवर्तन होता हैं।