पुनर्जनन : (रिजनरेशन). सजीवाच्या शरीराच्या एखाद्या अवयवास भयंकर इजा (दुखापत, जखम इ.) झाली किंवा तो अवयव अपघाताने नाहीसा झाला अथवा अन्य कारणाने शरीरापासून अलग झाला, तर त्याची उणीव भरून काढण्याकरिता नवीन संरचना अगर तत्सम पूर्ण अवयव निर्माण करण्याच्या प्रक्रियेस ‘पुनर्जनन’ (किंवा पुनरुत्पादन) ही संज्ञा वापरतात. भिन्न प्रकारच्या सजीवांत ह्या प्रक्रियेत अंतर्भूत होण्यासारखे अनेक विविध प्रकार आढळतात. काही शास्त्रज्ञ या प्रक्रियेस ‘पुनर्घटन’ (रिकॉन्स्टिट्यूशन) म्हणणे अधिक पसंत करतात. याबाबत भूतकाळात अनेक प्रयोग व निरीक्षणे केल्याचे नमूद आहे. ॲरिस्टॉटल (इ. स. पू. ३८४–३२२) व प्लिनी (इ. स. २३–७९) यांनी या घटनेचा उल्लेख केलेला आढळतो. १७४० मद्ये अब्राहम ट्रेम्ब्ले यांनी गोड्या पाण्यातील पॉलिपांचा (हायड्रांचा ) या दृष्टीने अभ्यास केला होता आणि त्यानंतर इतर अनेकांनी यांसबंधी विविध सजीवांवर अनेक प्रयोग करून सजीवांच्या पुनर्जननक्षमतेतील सत्य पडताळून पाहिले. सी. बॉनेट (१७४५) यांनी प्रथमच कृमीतील पुनर्जननाचा अभ्यास केला एल्. स्पाल्लानत्सानी (१७६८) यांनी काही उभयचर (जमिनीवर व पाण्यातही राहणाऱ्या) प्राण्यांच्या अवयवांच्या (हातपाय व शेपूट यांच्या) पुनर्जननासंबंधी प्रथम प्रयोग केल्याचे श्रेय आहे. अलीकडे या विषयाची व्याप्ती बरीच वाढली आहे. शरीरापासून निसर्गतः काही भाग गळून पडणे व त्याऐवजी नवीन तसेच पुन्हा बनणे (उदा., काही पक्ष्यांचे पंख, काही प्राण्यांची नखे, केस, शिंगे, खवले, कात, दात इ. झाडांच्या साली, पाने इ.), अलग झालेल्या शरीरावयवांपासून पुन्हा सर्व नवीन शरीर बनणे (तारामीन, हायड्रा, वनस्पतींची छाट-कलमे, भूमिगत खोडांचे तुकडे, पानफुटीची पाने इ.) आणि पुनरुत्पादनाकरिताच निर्माण झालेल्या काही संरचनांद्वारे ( उदा., कारंदा व कलांचो यांच्या कंदिका) नवीन वनस्पती किंवा प्राणी निर्माण होणे ह्यांसारख्या घटनांचा अंतर्भाव पुनर्जननाच्या प्रक्रियेत केलेला आढळतो. खोडाचा वरचा भाग कापून टाकल्यावर उरलेल्या खुंटापासून नवीन फूट येऊन संपूर्ण झाड पुन्हा बनणे हा प्रकार येथेच समाविष्ट करतात. सजीवांच्या शरीराचा फार थोडा भाग (ऊतक किंवा कोशिकांचा –पेशींचा—समूह) वेगळा काढून, तो कृत्रिम संवर्धक द्रवात वाढवून त्यापासून संपूर्ण सजीवाची पुननिर्मिती करण्याचा शोधही पुनर्जननात येतो [→ ऊतकसंवर्धन]. वनस्पति-कोटी आणि प्राणि-कोटी यांमध्ये या प्रक्रियेतील तपशीलाबाबत बरेच फरक आढळतात त्यानुसार पुढे स्वतंत्र रीत्या त्यासंबंधी माहिती दिली आहे.
पुनर्जननासंबंधी अभ्यास करणाऱ्या शास्त्रज्ञांना असे आढळले आहे की, पुनर्जननाच्या दोन पद्धती असतात. एका पद्धतीत अवयव शरीरापासून अलग केल्यावर अवयवाचा थोडासा भाग शरीरात शिल्लक राहतो. या भागाच्या भोवतालच्या ऊतकामध्ये बरेच बदल घडून येतात. काही दिवसांनी या ऊतकापासून अवयवाचा काढून टाकलेला भाग तयार होतो. टी. एच्. मॉर्गन यांनी या पद्धतीला ‘एपिमॉर्फोसिस’ अशी संज्ञा दिली आहे. पुनर्जननाच्या दुसर्यार पद्धतीत शरीरापासून अवयव अलग केल्यावर या अवयवाचा जो थोडा भाग शरीरात शिल्लक राहिला असेल त्या भागापासूनच नष्ट झालेला भाग संपूर्णपणे नव्याने तयार होतो. मॉर्गन यांनी या पद्धतीला ‘मॉर्‌फॅलॅक्सिस’ अशी संज्ञा दिली आहे.
पृष्ठवंशी (पाठीचा कणा असलेल्या ) प्राण्यांच्या शरीरातील पुनर्जननक्षम कोशिकांसंबंधी बरेच संशोधन झाले आहे. पुनर्जननाची क्रिया ही तीन अवस्थांमध्ये पूर्ण होते या अवस्था पुढीलप्रमाणे आहेत : (१) कोशिकासमूहामुळे प्रांकुर तयार होतो आणि पुनर्जननाची पूर्वतयारी होते, (२) प्रांकुराची वाढ होऊ लागते, (३) कोशिकांचे विभेदन होऊ लागते.
यापूर्वी म्हटल्याप्रमाणे निरनिराळ्या अपृष्ठवंशी आणि पृष्ठवंशी प्राण्यांत पुनर्जननाची क्रिया आढळते. स्पंज सीलेंटेरेट प्राणी, चपटे कृमी व वलयी प्राणी यांत ती आढळते. प्लॅनेरियासारख्या चपट्या कृमीचे तुकडे केले, तर प्रत्येक तुकड्यांपासून नवीन प्राणी तयार होतो. आर्थ्रोपोडा (संधिपाद) संघात काही कीटकजाती सोडून इतर प्राणी आपली उपांगे (अवयव) व शरीराचा कोणताही भाग यांचे पुनर्जनन करू शकतात. मॉलस्का (मृदुकाय) संघातील प्राणी आपले डोके, पाय व बाहू यांचे पुनर्जनन करतात. तारामीन आपल्या भुजा व शरीराच्या मध्यभागी असलेल्या तबकडीसारख्या भागाचे पुनर्जनन करतो.
पृष्ठवंशी प्राण्यांपैकी मासे आपल्या परांचे पुनर्जनन करू शकतात. उभयचर प्राणिवर्गातील यूरोडेला या गणात असणारे न्यूटसारखे प्राणी आपली उपांगे, शेपूट आणि डोळ्याच्या भागाचे पुनर्जनन करतात. पालीसारखे सरीसृप (सरपटणाऱ्या प्राण्यांच्या) वर्गातील प्राणी आपल्या शेपटीचे पुनर्जनन करतात. पक्षी व सस्तन प्राणिवर्ग यांच्यामध्ये पुनर्जननाची पात्रता फार कमी प्रमाणात आढळते. इतर अनेक लक्षणे समान असली, तरी पुनर्जननक्षमता असणाऱ्या प्राण्यांची जगण्याची पात्रता अधिक असते व सृष्टीतील ⇨ नैसर्गिक निवडीच्या दृष्टीने ही पात्रता फायद्याची असते परंतु अनेक प्राण्यांमध्ये पुनर्जनन आढळत नसले, तरी ते प्रतिकूल परिस्थितीतही जगू शकतात.
ज्या प्राण्यांमध्ये पुनर्जननाची पात्रता असते असे प्राणी अनेक वेळा अवयवांचे किंवा ग्रंथींचे पुनर्जनन करतात. खेकडे, झिंगे यांसारखे कवचधारी प्राणी त्यांना पकडल्यानंतर शरीराचे एखाददुसरे उपांग शरीरापासून अलग करतात, तर पालीसारखे प्राणी संकटकालात आपणहून आपली शेपटी स्वविच्छेदनाने शरीरापासून अलग करतात.
उभयचर प्राणिवर्गातील यूरोडेला या गणातील न्यूट, सॅलॅमँडर इ. प्राणी आपले पाय, शेपटी किंवा इतर नाश पावलेल्या अवयवांचे पुनर्जनन करू शकतात. ॲन्यूरा या गणातील बेडूक, भेक यांसारख्या प्राण्यांत रूपांतरणापूर्वी (प्रौढावस्था येत असताना रूप व संरचना यांत होणाऱ्या बदलापूर्वी) पुनर्जननाची क्षमता असते. प्रौढावस्था प्राप्त झाल्यावर ही क्षमता नष्ट होते. न्यूट किंवा सॅलॅमँडर यांचा पाय शरीराजवळ कापल्यावर जखमेभोवती असणाऱ्या रक्तवाहिन्या आकुंचन पावतात. जखमेतून वाहणाऱ्या रक्ताला प्रतिबंध केला जातो. जखमेभोवतालची कातडी आकुंचन पावते. १-२ दिवसांत जखमेभोवतालच्या भागातील ज्या कोशिका जायबंदी अगर मृत झाल्या असतील त्या भक्षिकोशिकांकडून (सूक्ष्मजंतू प्रजीव आदींना खाऊन टाकून पचविणाऱ्या कोशिकांकडून) नष्ट केल्या जातात. जखमेभोवतालच्या भागात स्नायुकोशिका, उपास्थि (कूर्चा)-कोशिका, त्वचा-कोशिका इ. अनेक कोशिकासमुदाय असतात. जखम झाल्यापासून ८-१० दिवसांत या निरनिराळ्या जातींच्या कोशिका जखमेजवळ जमा होऊन कोशिकांचा एक प्रांकुर तयार होतो. या प्रांकुरातील कोशिकांचे जलद गतीने गुणन (संख्यावाढ) होते आणि प्रांकुराची वाढ होते. सुरुवातीला सर्वच कोशिका सारख्या दिसतात परंतु सु. दोन आठवड्यांनंतर त्यांचे विभेदन होऊन त्यांचे पायांत रूपांतर होते. नंतर काही आठवड्यांत पायाची संपूर्णपणे वाढ होते. मूळ पाय आणि नवा पाय यांच्या बाह्यरचनेत व कार्यांत काहीच फरक नसतो. हा नवीन पाय पुन्हा शरीरापासून अलग केला, तर त्या जागी नवीन पाय निर्माण होतो. निरनिराळ्या ऊतककोशिका अशा तऱ्हेने नवीन पाय निर्माण करण्याचे कार्य करतात परंतु विशिष्ट प्रकारच्या कोशिका (उदा., स्नायुकोशिका) नवीन अवयवात स्नायुकोशिकाच निर्माण करतात किंवा काय यासंबंधी अद्याप निश्चित माहिती उपलब्ध नाही. कारण काही प्रयोगांत असे आढळले आहे की, प्रांकुरातील वेगवेगळ्या ऊतककोशिका या नवीन अवयवात आपल्या मूळ स्वरूपातच राहत नाही.
उभयचर प्राणिवर्गातील यूरोडेला या गणातील प्राण्यांच्या डोळ्यांतील दृष्टिपटल या भागाचे पुनर्जनन होते. डोळ्यांची तंत्रिका कापल्यानंतर प्राण्याची दृष्टी जाते. दृष्टिपटल कार्य करीत नाही आणि नष्ट होते परंतु दृष्टिपटलातील काही कोशिका यदाकदाचित शाबूत राहिल्या असतील, तर त्या नवीन दृष्टिपटल निर्माण करतात. या दृष्टिपटलापासून नवीन दृष्टि-तंत्रिका निर्माण होते, ती मेंदूला जाऊन भिडते आणि प्राण्याला दृष्टी प्राप्त होते. न्यूट या प्राण्याच्या काही जातींत डोळ्याचे स्फटिकी भिंग काढून टाकल्यानंतर बुबुळाच्या कडेला असणाऱ्या स्फटिकी कोशिका स्फटिकी भिंग नव्याने तयार करतात. अशा तऱ्हेने एका जातीच्या कोशिकेचे दुसऱ्या जातीच्या कोशिकेत रूपांतर घडते, या क्रियेला ‘ऊतकांतरण’ अशी संज्ञा आहे. सस्तन प्राण्यांच्या डोळ्यांतील भिंग काढून टाकल्यानंतर त्यातील भिंगाच्या कोशिकांपासून नवीन भिंग तयार होते.
पुनर्जननाची क्रिया क्ष-किरणांच्या साहाय्याने थांबविता येते. प्राणी उपाशी असला, तरी ही क्रिया चालू असते. पुनर्जननासाठी तंत्रिकेची उपस्थिती आवश्यक असल्याचे आढळले आहे. शरीरापासून पाय अलग करण्यापूर्वी पायाच्या तंत्रिक तोडल्या, तर कापलेल्या भागापासून पुनर्जनन होत नाही परंतु याच भागात आजूबाजूच्या तंत्रिका वळविल्या, तर पुनर्जनन क्रिया होते. मात्र या तंत्रिक कोणत्या प्रकारच्या असाव्यात आणि त्यांचे तंत्रिका-तंत्राशी (मज्जासंस्थेशी) कशा प्रकारचे संबंध असतात, यांसंबंधी शास्त्रीय माहिती उपलब्ध नाही. पूर्वी म्हटल्याप्रमाणे प्रौढावस्थेतील बेडूक पायाचे पुनर्जनन करीत नाही परंतु अशा कापलेल्या भागात आजूबाजूच्या तंत्रिका वळविल्या, तर पायाचे पुनर्जनन होते. सस्तन प्राण्यात अशी परिस्थिती आढळते किंवा नाही याबद्दल निश्चित माहिती नाही.
नव्याने उत्पन्न झालेल्या फसव्या अवयवांना अवरूपी असे म्हणतात. काही प्राण्यांत पुनर्जनित अवयव हा मूळच्या अवयवाहून वेगळ्या प्रकारचा असतो. क्रस्टेशिया (कवचधारी) प्राणिवर्गातील काही प्राण्यांचे नेत्रवृंत (ज्यांवर नेत्र बसविलेले असतात असे देठासारखे भाग) कापल्यांनंतर त्या जागी शृंगिकेसारखा (सांधेयुक्त स्पर्शेंद्रियासारखा) अवयव निर्माण होतात. काही कीटकांच्या शृंगिका तोडल्यावर त्याजागी पाय निर्माण होताे. अशा रीतीने वेगळ्या रूपात निर्माण होणाऱ्या या पुनर्जनित अवयवांना विषमरूपी अशी संज्ञा आहे. प्रांकुरात एकत्रित होणाऱ्या निरनिराळ्या जातीच्या कोशिकांना शरीरापासून अलग झालेल्या अवयवासारखा अवयव निर्माण करण्यास कसे भाग पाडले जाते याचे कारण अद्याप अज्ञात आहे. भ्रूणविज्ञानामध्ये पुनर्जननाचा अभ्यास फार महत्त्वाचा आहे.
वनस्पतींतील पुनर्जनन : वनस्पतींना दुखापत झाली वा त्यांचा एखादा भाग तुटून नाहीसा झाला, तर शरीराच्या उरलेल्या भागांतील जिवंत ऊतकांची वाढ करून दुखापत बरी करण्याची किंवा नाहीशा झालेल्या भागांऐवजी नवे भाग निर्माण करण्याची म्हणजेच पुनर्जननाची शक्ती त्यांच्या अंगी असते. जननासाठी नियुक्त अशा वनस्पतींच्या विशिष्ट भागांखेरीज इतर भागांपासूनही नवी वनस्पती तयार होणे शक्य असते व अशा क्रियेचा समावेशही पुनर्जनन या संज्ञेत केला जातो पुनर्जननाचे मुख्य तीन प्रकार आहेत.
पुनर्घटनाने शारीरिक संरचनेचा साचा पुन्हा तयार झाला म्हणजे त्या क्रियेला पुनःप्रभेदन म्हणतात. जखमेच्या व तिच्या लगतच्या पृष्ठातील अधिक जुन्या पण जिवंत ऊतकांची खूप वाढ होऊन किणक नावाचे ऊतक तयार होते व जखम भरून येते उदा., वाहक वृंदाचे [→ वाहक वृंद] पुनर्घटन.
(२) यथापूर्वस्थापन : वनस्पतींच्या नाहीशा झालेल्या भागांची भरपाई त्यांच्या राखीव भागांची वाढ करून किंवा अगदी नवे भाग निर्माण करून केली जाते. हा प्रकार वारंवार आढळतो. अशा भरपाईने वनस्पतीला थेट मूळच्यासारखा आकार येत नाही, पण तिच्या जैव क्रिया व आकार-वैशिष्ट्ये राखली जाऊन वाढ चालू राहते. गळलेल्या पानांच्या ऐवजी नवी पाने येणे, तुटून नाहीशा झालेल्या फांद्यांऐवजी दुसर्यास नव्या फांद्या येणे, द्विदलिकीत वनस्पतींच्या खोड व शाखा यांवरची अपित्वचा नाहीशी झाल्यावर तेथे साल तयार होणे खोडाच्या, शाखांच्या आणि मुळाच्या टोकापाशी सतत नवीन कोशिका निर्माण होणे ह्या ‘पूर्वस्थितिस्थापक क्रिया’ वनस्पतींत नेहमीच चालू असतात. बागायतीत यथापूर्वस्थापनाचा मोठ्या प्रमाणावर उपयोग करून घेतला जातो. एखाद्या झाडाचे काही भाग छाटून त्याचे इतर भाग वाढतील असे करता येते व त्याला इष्ट आकार देता येतो. तसेच झाडांच्या फांद्या, मुळे इ. छाटून घेऊन त्यांच्यापासून कलमे करता येतात. [→ कलमे]. संत्री, आंबा, ऊस, गुलाब, बटाटे, रताळी इत्यादींच्या लागवडीसाठी बहुधा ह्या क्रियेचाच उपयोग केला जातो. ही क्रिया तो विशिष्ट भाग मूळ वनस्पतीवर असताना वा तिच्यापासून अलग झाल्यावर होत असते. जंगलातील कित्येक झाडांचे ओंडके मिळविण्याकरिता जमिनीवर थोडा खुंट ठेवून उरलेला वरचा सर्व भाग कापून काढतात. त्यानंतर खुंटापासून नवीन खोड व फांद्या फुटून मूळच्या वृक्षासारखी झाडे तयार होतात.
बहुतेक सर्व वनस्पतींची वाढ त्यांच्या ⇨ ऊतककरात म्हणजे शरीराच्या अखंड वर्धनक्षम अशा क्षेत्रात [→विभज्या] होत असते व ती दीर्घकाल चालू राहणे शक्य असते. शिवाय वनस्पतींच्या शरीरावर ज्या प्रारंभिक कळ्या व वर्धनबिंदू (वाढ होऊ शकते अशी स्थाने) सर्वत्र विखुरलेले असतात, त्यांचाही पुनर्जननासाठी उपयोग होऊ शकतो. सामान्यतः वर उल्लेखिलेल्या क्षेत्रातच पुनर्जनन घडणे शक्य असते परंतु काही वनस्पतींच्या कमीअधिक प्रौढ किंवा विशेषीकरण झालेल्या कोशिकांपैकी काहींचे विप्रभेदन होऊन त्यांना युवावस्था प्राप्त होणे व त्या क्रियाशील होणे शक्य असते. उदा., बिगोनियाच्या पानावरील अपित्वचेपासून पुनरुत्पादक कोरक तयार होतात. काही खालच्या दर्जाच्या वनस्पतींच्या शरीरातील कोणत्याही कोशिकेचे पुनर्जनन होऊन संपूर्ण नवी वनस्पती तयार होऊ शकते.
घटना अमलात येऊन नवीन वनस्पती बनते व त्यात ध्रुवत्वाची परंपरा राखली जाते. छाटकलमाला खाली मुळे फुटणे व वर टोकाकडे कळ्यांपासून फांद्यावर पाने येणे ही घटना वृद्धि-संप्रेरकाच्या परिणामाशी निगडित आहे तसेच गुलाबाची छाटणी केल्यावर उरलेल्या फांद्यांवरच्या बाजूच्या सुप्त संप्रेरकामुळे कळ्या (ज्यांची वाढ पूर्वी दबलेली होती) वाढीस लागतात व झाडाला क्षुपीय (झुडपासारखे) स्वरूप येते. मुळांची कलमे वाढताना अनेक कळ्या वरच्या बाजूवर वाढतात. कारण तेथील संप्रेरक कमी होऊन ते खालच्या टोकाकडे जमा झालेले असते. इडोलीन ॲसिटीक अम्लाची क्रिया वृद्धि-संप्रेरकाप्रमाणे असते, पण ते संश्लेषित (कृत्रिम रित्या तयार केलेले) संयुग असते इंडोलील ॲसिटोनायट्राइल हे नैसर्गिक संप्रेरक त्यांच्याशी संबंधित असते. ही दोन्ही सर्वांत महत्त्वाची वृद्ध-संप्रेरके होत मुळांची वाढ व उत्पत्ती यांकरिता ह्या संप्रेरकांचा अल्पांश पुरेसा असतो. त्यापासून कळ्यांची वाढ होत नाही अधिक प्रमाणात वाढीला विरोध होतो. कायनीन नावाच्या संयुगांनी कलिका वृद्धी व कलिका निर्मिती चांगली होते नारळातील खोबरे व अशुद्ध प्रकली अम्ल [केंद्रकातील अम्ल → न्यूक्लिइक अम्ले ] यांपासून कायनिने काढली आहेत. तंबाखूच्या अप्रभेदित ऊतकाच्या तुकड्यांना मुळे व कळ्या फुटून येण्यास वृद्धि-संप्रेरक व कायनीन यांच्या संतुलित मिश्रणाने बनविलेल्या पोषक व संश्लेषित विद्रावाने चेतना देता येते. फक्त वृद्धि-संप्रेरक वापरल्यास मुळे फुटतात. मुळे व कळ्यांनी पुनर्जनन होत असलेल्या वनस्पतीत हाच प्रकार घडून येत असावा. याशिवाय ‘जिबरेलिने’ या पदार्थांचाही वाढीवर परिणाम होतो परंतु त्यांचा पुनर्जननाकरिता चेतना देण्यास कितपत उपयोग होईल हे अनिश्चित आहे. संश्लेषित वृद्धि-संप्रेरकांचा उपयोग व्यापारी प्रमाणावर कलमांवर मुळांची कृत्रिम रीत्या वाढ घडवून आणण्यास केला जात आहे मात्र हे यशस्वी रीत्या घडून येण्यास ती वनस्पती पुनर्जननक्षम असणे जरूर असते.
संदर्भ : 1. Harder, R. Schumacher, W. and others, Strasburger’s Textbook of Botany, London, 1965. 2. Needham, A. E. Regeneration and Wound Healing, London. 1952. 3. Waddington C. H. Principles of Embryology, New York, 1962. 4. Wardlaw, C.W. Phylogeny and Morphology, London, 1952. 5. Weisz, P. B. Fuller, M. S. The Science of Botany, London, 1962.
घन, सुशीला पं. परांडेकर शं. आ.
“