การลำเลียงอาหารของพืช
การลำเลียงอาหารของพืช(Transport of food by plants )
สำหรับการลำเลียงน้ำและธาตุอาหาร เริ่มต้นจากบริเวณปลายราก โดยเซลล์ผิวของรากบางส่วนเปลี่ยนรูปร่างไปเป็นเซลล์ขนราก (Root Hair Cell) เพื่อเพิ่มพื้นที่ของรากในการสัมผัสกับน้ำและธาตุอาหาร เพื่อให้รากดูดน้ำและธาตุอาหารได้มากขึ้น โดยเซลล์บริเวณนอกสุดของรากเรียกว่า เซลล์เอพิเดอร์มิส (Epidermis cell)
- การลำเลียงน้ำ จะเกิดขึ้นเมื่อสารละลายนอกรากมีความเข้มข้นต่ำกว่าในราก (น้ำในดินมีมากกว่าในราก) โดยใช้กระบวนการออสโมซิส
- การลำเลียงธาตุอาหาร ถ้าธาตุอาหารในดินมีมากกว่าในราก พืชจะใช้กระบวนการแพร่ แต่ถ้าธาตุอาหารในดินน้อยกว่าในราก พืชอาจจะต้องฮึบ ๆ สักหน่อย แล้วใช้วิธีอื่นที่ต้องใช้พลังงานแทน
การลำเลียงอาหารของพืช
พืชจะลำเลียงอาหารโดยเปลี่ยนสารอาหารไปอยู่ในรูปของสารละลายน้ำตาล และลำเลียงผ่านเนื้อเยื่อท่อลำเลียงที่เรียกว่า “โฟลเอ็ม (phloem)” โดยเริ่มลำเลียงจากบริเวณที่มีการสังเคราะห์ด้วยแสง ไปยังเซลล์ในส่วนต่าง ๆ ดังนั้น การลำเลียงอาหารในท่อโฟลเอ็มจึงมี 2 ทิศทาง คือจากบนลงล่าง และจากล่างขึ้นบน ซึ่งนอกจากการลำเลียงแล้ว พืชยังสามารถสะสมอาหารไว้ตามส่วนต่าง ๆ ได้ด้วยนะ อย่างพืชบางชนิดใช้รากสะสมอาหาร เช่น แครอท กระชาย มันเทศ หัวผักกาด หรือบางชนิดใช้ลำต้นเพื่อสะสมอาหาร เช่น มันฝรั่ง เผือก ขิง ข่า ขมิ้น เป็นต้น
มัดท่อลำเลียง
มัดท่อลำเลียง (vascular bundle) คือไซเล็มและโฟลเอ็มที่เรียงตัวอยู่เป็นกลุ่มกัน โดยในพืชใบเลี้ยงคู่ ไซเล็มจะอยู่ถัดเข้ามาด้านใน ส่วนโฟลเอ็มจะอยู่ถัดออกไปด้านนอก ซึ่งการเรียงตัวของมัดท่อลำเลียงจะแตกต่างกันไปตามส่วนต่าง ๆ และประเภทของพืช โดยลำต้นของพืชใบเลี้ยงเดี่ยว (ขวา) เช่น ข้าว ข้าวโพด อ้อย มัดท่อลำเลียงจะกระจัดกระจายทั่วลำต้น ขณะที่มัดท่อลำเลียงบริเวณลำต้นของพืชใบเลี้ยงคู่ (ซ้าย) เช่น ถั่ว มะม่วง มะขาม จะเรียงตัวเป็นวงมีระเบียบมากกว่า แบบในรูปข้างล่างนี้เลย
การลำเลียงอาหารของพืชในโฟลเอ็มมีความเร็วเฉลี่ยประมาณ 50-150เซนติเมตรต่อชั่วโมง การลำเลียงอาหารเกิดโดย ขบวนการต่าง ๆ คือ
1. การแพร่ (Difusion) เป็นการลำเลียงอาหารจากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่งโดยเคลื่อนที่ไปตามความเข้มข้นของ สารจาก บริเวณที่มีอาหารเข้มข้นมากกว่า ไปยังบริเวณที่มีอาหารเข้มข้นน้อยกว่า ซึ่งเกิดขึ้นอย่างช้า ๆ
2. การไหลเวียนของโพรโทพลาซึม (Protoplasm streaming) ศึกษาโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวฮอลันดาชื่อ ฮูโก เด ฟรีส์ (Hugo De Vries) เมื่อ พ.ศ.2428 (ค.ศ.1885)โดยพบว่าการเคลื่อนที่ของสารละลายภายใน ซีฟทิวบ์ ของโฟลเอ็ม เกิดจากการไหลเวียนของโพรโท พลาซึม หรือที่เรียกว่า ไซโคลซิส (Cyclosis) การเคลื่อนที่นี้อาจช้ามากคือไม่กี่มิลิเมตรต่อชั่วโมง หรืออาจเร็วได้ถึง หลายร้อยมิลลิเมตร ต่อชั่วโมง อาหารภายในโพรโทพลาซึมของ ซีฟทิวบ์ เคลื่อนตัวออกจากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่ง โดยผ่านพลาสโมเดสมาตา (Plasmodesmata) ซึ่งเชื่อมโยงกันกับ ซีฟเพลต (Sieve plate) ซึ่งเป็นบริเวณ ที่ติดต่อกันระหว่าง ซีฟทิวบ์ แต่ละเซลล์การเคลื่อนที่โดยการ ไหลเวียนของอาหารใน โพรโทพลาซึม ของ ซีฟทิวบ์เกิดขึ้นในเซลล์ที่มีชีวิตเท่านั้นและการลำเลียงเชื่อมต่อกันได้ เนื่องจากเซลล์ของ ซีฟทิวบ์เชื่อมต่อกันตลอดความยาวของลำต้นสารอาหารเหล่านี้จึงเคลื่อนที่ติดต่อกันได้ตลอดและยังพบ อีกว่าถ้าหากลดการ เคลื่อนที่ของ โพรโทพลาซึม ของซีฟทิวบ์ลง อัตราการลำเลียงอาหารจะลดลงด้วย
3. การไหลของอาหารเนื่องจากแรงดัน ( Pressure flow) การไหลของอาหารโดยวิธีนี้ศึกษาและเสนอทฤษฎีโดย นักวิทยาศาสตร์ ชาวเยอรมัน อีมึนจ์(E. Munch) เมื่อปี พ.ศ.2473 คือทฤษฎีแรงดันเต่ง (Pressure flow theory) มีกลไกสำคัญคือ
3.1 เซลล์ในชั้น เมโซฟิลล์ (Mesophyll) ของใบสังเคราะห์ด้วยแสงได้น้ำตาลกลูโคสมากขึ้นน้ำตาลกลูโคสเคลื่อนที่จากเซลล์ เมโซฟิลล์ เข้าสู่เซลล์ห่อหุ้มกลุ่มท่อลำเลียง (Bundle sheath cell)
3.2 การสะสมน้ำตาลซูโครสในเซลล์ห่อหุ้มกลุ่มท่อลำเลียง เปลี่ยนเป็นน้ำตาลซูโครส ทำให้มีการสะสมน้ำตาลซูโครส มากขึ้นเกิดการขนส่งซูโครสแบบ แอกทิฟทรานสปอร์ต จากเซลล์ห่อหุ้มกลุ่มท่อลำเลียงเข้าสู่โพรโทพลาซึมของซีฟทิวบ์ ซึ่งต้องมีการ ใช้พลังงานจาก ATP จำนวนมาก
3.3 การสะสมน้ำตาลซูโครสใน ซีฟทิวบ์ทำให้น้ำจากเซลล์ข้างเคียง เช่นเซลล์เมโซฟิลล์ และเซลล์ห่อหุ้มกลุ่มท่อลำเลียง แพร่เข้าสู่ ซีฟทิวบ์ ทำให้ ซีฟทิวบ์มีแรงดันเพิ่มขึ้นจะดันสารละลายให้เคลื่อนผ่าน ซีฟทิวบ์ที่เรียงติดกันจาก
แผ่นใบเข้าสู่ก้านใบ กิ่ง และลำต้นของพืชตามลำดับ
3.4 อาหารจะเคลื่อนตัวจากใบไปยังส่วนต่าง ๆ เพื่อใช้หรือสะสม เช่นที่ราก ดังนั้นใบจึงมีความเข้มข้น ของสารอาหารสูงกว่า บริเวณราก และที่เซลล์รากจะมีการเปลี่ยนน้ำตาลเป็นแป้งซึ่งไม่ละลายน้ำ
Did You Know ?
ไหน ๆ ก็พูดถึงการลำเลียงแล้ว เราเลยไม่พลาดที่จะนำเกร็ดความรู้สนุก ๆ เกี่ยวกับรากและลำต้นมาฝากเพื่อน ๆ ด้วย (เผื่อจะกลับไปสังเกตต้นไม้ที่บ้านหรือตอนไปเที่ยวได้) ไปดูกันเลยดีกว่าว่ามีอะไรบ้าง
- โดยทั่วไปรากของพืชจะทำหน้าที่ดูดซึมน้ำและแร่ธาตุต่าง ๆ อย่างที่ได้บอกไปในบทความนี้ แต่เพื่อน ๆ รู้ไหมว่า ยังมีรากพิเศษที่เปลี่ยนไปทำหน้าที่อื่น ๆ ด้วย เช่น รากต้นโกงกางที่ทำหน้าที่ค้ำจุนให้ลำต้นแข็งแรง รากของต้นแสมและต้นลำพู บริเวณป่าชายเลยที่ชี้ขึ้นมาเหนือดินเพื่อช่วยในการหายใจ หรือรากของกล้วยไม้ที่มีสีเขียวของคลอโรฟิลล์ไว้สังเคราะห์ด้วยแสง เป็นต้น
- เมื่อเราต้องการเพาะพันธุ์ต้นไม้ นอกจากการเพาะเมล็ด หรือใช้ต้นกล้าแล้ว เรายังสามารถใช้วิธีการตัดท่อลำเลียงอาหารของพืช (โฟลเอ็ม) แล้วเหลือไว้แค่ท่อลำเลียงน้ำ (ไซเล็ม) เพื่อให้พืชออกรากบนต้นเดิม ก่อนจะนำต้นเล็ก ๆ นั้นไปปลูกต่อ ซึ่งวิธีการนี้เรียกว่า ‘การตอนกิ่ง’ นั่นเอง
- เวลานับอายุพืชจากวงปี เพื่อน ๆ รู้ไหมว่า วงปีที่ว่านี้ไม่ได้มีในพืชทุกชนิด เพราะมีเฉพาะพืชใบเลี้ยงคู่เท่านั้น โดยวงปีจะเกิดขึ้นเมื่อพืชใบเลี้ยงคู่มีอายุมากขึ้น จากนั้นไซเล็มจะเกิดการแบ่งตัวเป็นเนื้อไม้ (wood) โดยช่วงฤดูกาลที่มีน้ำเยอะ เซลล์จะมีขนาดใหญ่ และมีสีจาง แต่ช่วงที่มีน้ำน้อย เซลล์จะมีขนาดเล็กและมีสีเข้ม ทำให้เกิดเป็นเส้นสีเข้ม-อ่อนแตกต่างกัน และเมื่อผ่านทั้งสองฤดูนี้ก็ครบปีพอดี กลายเป็นเส้นสีเข้มอ่อนที่เราเรียกว่า ‘วงปี (annual ring)’ ที่สามารถใช้บอกอายุของต้นไม้ได้นั่นเอง
การลำเลียงอาหาร (ชีววิทยา ม.5 เล่ม 3 บทที่ 10)
Reference :
- http://www.nsm.or.th/other-service/678-online-science/knowledge-inventory/sci-trick/sci-trick-rama9-museum/4410-adventitious-root.html
- https://sites.google.com/site/dremthepositioncom/kar-txn-king
- http://www.nsm.or.th/other-service/678-online-science/knowledge-inventory/sci-trick/sci-trick-rama9-museum/4080-tree-ring.html
- http://119.46.166.126/self_all/selfaccess11/m5/biology5_2/unit1/6-1.php
ความคิดเห็น
แสดงความคิดเห็น