आवर्तिता, सजीवांतील : प्राण्यांमध्ये किंवा प्राणिसमुदायांत तसेच वनस्पतींत नियमित कालावधीने जे लयबद्ध बदल घडून येत असतात त्यांना आवर्तिता म्हणतात. प्राणी व वनस्पती रहात असलेल्या परिस्थितीतील प्रकाशाची तीव्रता, तापमान, आर्द्रता, भोवतालच्या हवेचा वा पाण्याचा दाब यांसारख्या घटकांत नियमित कालावधीने बदल होत असतो. हे घटक दिवस-रात्र, भरती-ओह़टी तसेच वार्षिक ऋतुचक्र यांनुसार बदलत असतात.
पृथ्वीवरील जीव आणि आकाशस्थ-ज्योती यांच्यात पारिस्थितिक संबंध आहेत अशी पूर्वापार चालत आलेली समजूत खरी आहे. सूर्यचंद्राचा प्रकाश आणि उष्णता यांचा पृथ्वीवरील जीवांवर परिणाम तर होतोच पण पुष्कळ प्राण्यांमध्ये अशा यंत्रणा असतात की, ज्यांच्यामुळे ते सूर्याचे स्थान काटेकोरपणाने निश्चित करू शकतात. भरतीओहटी, चंद्राच्या कला आणि पृथ्वीचे भ्रमण अशा नियतकालिक घटनांविषयी ते प्रतिक्रिया व्यक्त करू शकतात.
प्राणिमात्रांच्या कार्यशक्तीत दररोज दोनदा – पहाटे आणि तिन्हीसांजा – बदल होतो. याला दिनचक्र किंवा दैनिक आवर्तन म्हणतात. पृथ्वी आपल्या आसाभोवती फिरते त्यामुळे हे दिनचक्र उत्पन्न होते. यामुळे २४ तासांच्या कालवधीत प्रकाश आणि काळोख यांच्या प्रमाणात फरक पडतो. काही प्राणी प्रकाशाच्या उद्दीपनामुळे कार्यान्वित होतात तर काही प्रकाश टाळतात. दिनचर आणि निशाचर प्राण्यांमधला फरक गुंतागुंतीचा आहे.
बहुतेक प्राणिसमुदायांत दिनचर आणि निशाचर असे दोन गट आढळतात आणि बऱ्याच अंशी ते एकमेकांची जागा घेतात. दिनचर प्राणी तिन्हीसांजेच्या वेळी रात्रभर विश्रांती घेण्याच्या तयारीला लागतात तर त्याच वेळी निशाचर आपल्या उद्योगाची सुरुवात करतात. घुबड, कापूर वगैरे पक्षी रात्री बाहेर पडतात झुरळे, वाळवी व काही पतंग निशाचर आहेत खारींच्या काही जाती (उडणाऱ्या खारी) निशाचर तर सामान्य खारी दिनचर असतात.
समुद्रात दैनिक आवर्तिता (लयबद्ध हालचाल) स्पष्टपणे दिसून येते. प्राणिप्लवक (तरंगणारे प्राणी) या नावाने ओळखले जाणारे असंख्य लहान प्राणी लयबद्ध पद्धतीने रात्री समुद्राच्या पृष्ठभागावर येतात व दिवसा खाली जातात. प्राणिप्लवकांच्या या नियमित वर येण्यावर आणि खाली जाण्यावर प्रकाश, तापमान, क्षुधा, पाण्याचा खारेपणा, गुरुत्व इ. गोष्टींचा परिणाम होतो असे म्हणतात. पण प्रकाश हेच या हालचालींचे मुख्य कारण आहे असे दिसते. कारण प्राणिप्लवक गुरुत्वाविषयी जी अनुक्रिया (उत्तरादाखल होणारी क्रिया) व्यक्त करतात ती बदलण्याकरिता त्याचा उपयोग होऊ शकतो. प्रकाशाची तीव्रता विशेष असते तेव्हा हे प्राणिप्लवक गुरुत्वाविषयी जी अनुक्रिया व्यक्त करतात आणि खाली जातात. ते खाली जात असताना उत्तरोत्तर पाण्याची खोली वाढत जाऊन प्रकाश जास्त अंधुक होत जातो. अखेरीस प्राणिप्लवक अशा ठिकाणी पोहचतात की, तेथे प्रकाश-उद्दीपनाचा (प्रकाशामुळे मिळणाऱ्या उत्तेजनाचा) त्यांच्यावर मुळीच प्रभाव पडत नाही आणि ते तेथच थांबतात. तिसऱ्या प्रहरी प्रकाशाची तीव्रता जसजशी कमी होत जाते तसतशी गुरुत्वविषयक अनुक्रिया उलटते आणि सगळे प्राणिप्लवक पोहून समुद्रपृष्ठावर येतात.
जरी पुष्कळ प्राण्यांचा, फक्त दिवसा किंवा रात्रीच भक्ष्य मिळविण्याकडे निश्चित कल असला तरी गरजेप्रमाणे बरेच प्राणी त्यात बदल करू शकतात. भारतीय वाघ हे याचे एक उदाहरण आहे. ज्या ठिकाणी माणसाचा प्रवेश झालेला नाही अशा जागी भक्ष्य मिळविण्याकरिता वाघ दिवसा बाहेर पडतो पण ज्या जंगलात त्याची माणसाकडून शिकार केली जाते तेथे भक्ष्य मिळविण्याची आपली वेळ बदलून तो रात्री बाहेर पडतो.
ऋतुचक्र ही एक सांवत्सरिक (वार्षिक) घटना असून ती पृथ्वीच्या सूर्याभोवती होणाऱ्या वार्षिक भ्रमणामुळे उत्पन्न होते. हिवाळ्यात सगळे सजीव जणू काही झोपी जातात किंवा निष्क्रिय होतात, विशेषत: ज्या ठिकाणी बर्फ पडते तेथे ही निष्क्रियता स्पष्टपणे आढळते. पण वसंत ऋतूच्या आगमनाबरोबर सर्व जीवसृष्टीत चैतन्य संचारते. समशीतोष्ण कटिबंधातील जंगलात ऋतुचक्राचे अस्तित्व सहज दिसून येते पण इतर ठिकाणीही विविध जातींचे प्राणी ऋतूंच्या भोतिक प्रभावाविषयी वेगवेगळ्या प्रतिक्रिया व्यक्त करतात.
पक्ष्यांचे स्थलांतर आणि प्रजोत्पादन, रान-वृक्षांना येणारा फुलांचा बहर वगैरे ऋतुमानाप्रमाणे घडून येणाऱ्या घटना केवळ तापमानामुळे घडून येतात असे बऱ्याच लोकांचे म्हणणे आहे परंतु वस्तुस्थिती अशी आहे की, वर्षाच्या वेगवेगळ्या काळातील दिवसात प्रकाश आणि काळोख यांच्या दीर्घतेत होणारा बदल हाच या घटनांना मुख्यत: कारणीभूत आहे. वर्षातील प्रत्येक २४ तासांच्या अवधीत दिवसाच्या प्रकाशाच्या प्रमाणात फरक असतो. उत्तर गोलार्धात कर्कसंक्रमणाच्या दिवशी (२१ जून या तारखेला) जास्तीत जास्त तास दिवसाचा प्रकाश असतो तर मकरसंक्रमणाच्या दिवशी (२१ डिसेंबर या तारखेला) तो कमीत कमी असतो. प्रकाश आणि काळोख यांच्या या बदलत्या परिमाणाचा असंख्य प्राण्यांच्या शरीरक्रियेवर परिणाम होऊन एखादी कळ फिरविल्याप्रमाणे ते निरनिराळी कार्ये करू लागतात. वसंत ऋतूत फुले येणाऱ्या वनस्पतींपैकी काही वनस्पतींना जर हिवाळ्यात कृत्रिमरीत्या प्रकाश दिला किंवा दिवसाची लांबी वाढविली तर त्यांना तेव्हाही फुले येतात असे आढळून आले आहे. वनस्पती आपले अन्न प्रकाश संश्लेषणाने पानांद्वारे तयार करतात व काही वनस्पती त्याकरिता दिवसा आपली पाने विशिष्ट रीतीने वळवितात असे दिसते.
हिवाळ्यामध्ये दिवसाचे आठच तास प्रकाश असल्यामुळे कीटक सुप्तावस्थेत असतो, परंतु अखंड प्रकाशाचे तास जसजसे जास्त होतात तसतसा कीटकाच्या मेंदूतील काही कोशिकांतून (सूक्ष्म घटकांतून) एका प्रवर्तकाचा स्राव होऊ लागतो व त्यामुळे कीटक जागा होऊन कार्यप्रवण होतो.
काही सस्तन प्राण्यांच्या शरीरावरील केसांच्या आवरणाच्या रंगात ऋतुमानाप्रमाणे होणारे बदल प्रकाश आणि काळोख यांच्या बदलत्या प्रमाणावर अवलंबून असतात. तापमानाशी त्यांचा फारसा संबंध नसतो. उत्तर अमेरिकेतील दोन जातींच्या वीझल नावाच्या प्राण्यांचे केसाळ आवरण उन्हाळ्यात तपकिरी आणि हिवाळ्यात पांढुरक्या रंगांचे असते. प्रत्येक २४ तासांच्या दिवसातील प्रकाशाचे तास कृत्रिम रीतीने कमी करून शास्त्रज्ञांना तपकिरी आवरण पांढुरके करण्यात यश मिळाले. प्रकाशाची कालमर्यादा कृत्रिम रीतीने वाढविल्यावर केस पुन्हा तपकिरी झाले.
सूर्य आणि पृथ्वी यांखेरीज चंद्राचाही सजीवांवर मोठा प्रभाव पडतो. चंद्राचा मुख्य प्रभाव सगळ्या समुद्रांवर पडतो. चंद्रामुळे समुद्राच्या पाण्याला दिवसातून दोनदा भरती-ओहटी येते इतकेच नव्हे तर दर पंधरवड्याला सूर्य, चंद्र आणि पृथ्वी जवळजवळ एका रेषेत आल्यामुळे या तिन्हींच्या एकत्रित आकर्षणामुळे समुद्राला प्रंचड भरती येते. भरती-ओहटीच्या लयबद्धतेचा पुष्कळसा परिणाम किनाऱ्याजवळच्या उथळ पाण्यात राहाणाऱ्या प्राण्यांवर होतो. वस्तुत: या प्राण्यांवर सूर्यप्रकाश आणि तापमान यांच्या दैनिक चक्रांपेक्षा भरती-ओहटीच्या आवर्तनांचाच जास्त परिणाम होतो.
पुष्कळ सखंड कृमींच्या बाबतीत वेलीय (भरती-ओहटीची) लयबद्धता अपूर्व असते. एका जातीच्या सखंड कृमींचा पौर्णिमेनंतर बरोबर तीन दिवसांनी आणि सूर्यास्तानंतर बिनचूक ५४ मिनिटांनी बर्म्युडा बेटाभोवती अगदी बुजबुजाट होतो. ऑक्टोबर किंवा नोव्हेंबर महिन्यातील कृष्णपक्षाच्या पहिल्या आठवड्यात उजाडण्यापूर्वी फिजी बेटांभोवतालचा समुद्र अंडी घालण्याकरिता आलेल्या पलोलो नावाच्या कृमींनी गजबजून जातो. प्राण्यांमध्ये विविध प्रकारची जनन-आवर्तिता दाखविणारी अशी अनेक उदाहरणे आहेत.
प्राणी आणि वनस्पती दैनिक आवर्तितांविषयी (सूर्य, चंद्र, भरती ओहटी इत्यादींच्या) अनुक्रिया व्यक्त करतात आणि त्याप्रमाणे आपले वर्तन नियमित करतात. परंतु बऱ्याच प्राण्यांच्या बाबतीत असे दिसून येते की, त्यांच्यात उत्पन्न होणाऱ्या लयबद्धतेचे पारिस्थितीक कारणच नाहीसे केले तरी ती टिकाव धरून राहाते. अशा प्राण्यांच्या जीवनक्रिया ‘आंतरिक घड्याळां’ नी नियमित केल्या जातात. ही आंतरिक घड्याळे कशी असतात, प्राण्यांच्या शरीरात ती कोठे असतात व कशी काम करतात यांविषयी निश्चित माहिती नाही. या आंतरिक घड्याळांचा एक फायदा असा आहे की, ज्या प्राण्यात ती असतात त्यांना लयबद्धतांची किंवा आवर्तितांची आधीच अटकळ येते आणि प्रत्यक्ष बदल घडून येण्यापूर्वीच ते आपल्या जीवनाची पद्धती बदलतात. मधमाश्या प्रत्येक दिवशी ठराविक फुलांवरच जाऊन बसतात आणि त्या वेळी त्या फुलांत जास्तीत जास्त मकरंद असतो. पुष्कळ समुद्रांच्या किनार्‍यांवर आढळणाऱ्या फिडलर खेकड्यात रंग-परिवर्तनाचे (रंगाच्या बदलाचे) दैनिक चक्र आढळते. दिवसाच्या प्रकाशात या खेकड्याचे कवच काळ्या रंगाचे असते आणि रात्री ते भुऱ्या रंगाचे होते. परंतु त्याला बरेच दिवस एकसारखा काळोखात ठेवला तरी त्याच्या रंगाच्या बदलाचादैनिक क्रम चालूच राहातो.
आंतरिक घड्याळांविषयी अनेक मते प्रचलित आहेत. त्यांपैकी एक असे की, ज्याप्रमाणे आपण घड्याळाला किल्ली देऊन ते चालू ठेवतो त्याप्रमाणेच ही घड्याळे बाह्य प्रेरकांनी नियमित चालू राहातात. याला प्रायोगिक पुरावा असा की, प्रकाशाचे किंवा काळोखाचे तास कमीजास्त करून २४ तासांपेक्षा जास्त किंवा कमी तासांचे दिवस उत्पन्न करून आंतरिक घड्याळांचा वेळ बदलता येतो.
मानवाच्या दैनंदिन कार्यात व शरीरक्रियेत (उदा., मलोत्सर्ग वा मूत्रोत्सर्ग) आवर्तिता आढळून येते. विमानांचा जलद प्रवास व अवकाश उड्डाण यांसारख्या प्रश्नांमुळे निरनिराळ्या परिस्थितीत पडणाऱ्या तीव्र फरकांमुळे मानवी शरीरक्रियेतील आवर्तितेचा अभ्यास करणे अधिकच आवश्यक झालेले आहे.
पहा : परिस्थितिविज्ञान.
कर्वे, ज. नी.
“