การรลำเลียงน้ำของพืช

โครงสร้างและการทำงานของระบบลำเลียงของพืช
โครง สร้างและการทำงานของระบบลำเลียงของพืชประกอบด้วยระบบเนื้อเยื่อท่อลำเลียง (vascular tissue system) ซึ่งเนื้อเยื่อในระบบนี้จะเชื่อมต่อกันตลอดทั้งลำต้นพืช โดยทำหน้าที่ลำเลียงน้ำ สารอนินทรีย์ สารอินทรีย์ และสารละลายที่พืชต้องการนำไปใช้ในการดำเนินกิจกรรมต่างๆ ภายในเซลล์
ระบบเนื้อเยื่อท่อลำเลียงประกอบด้วย 2 ส่วนใหญ่ๆ คือ ท่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุ (xylem) กับท่อลำเลียงอาหาร (phloem)

รูปแสดงภาคตัดขวางของลำต้นพืชใบเลี้ยงคู่และใบเลี้ยงเดี่ยว

รูปแสดงภาคตัดขวางของรากพืชใบเลี้ยงคู่และใบเลี้ยงเดี่ยว

ท่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุ
ท่อ ลำเลียงน้ำและแร่ธาตุ (xylem) เป็นเนื้อเยื่อที่ทำหน้าที่ลำเลียงน้ำและแร่ธาตุต่างๆ ทั้งสารอินทรีย์และสารอนินทรีย์ โดยท่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุประกอบด้วยเซลล์ 4 ชนิด ดังนี้
1. เทรคีด (tracheid) เป็นเซลล์เดี่ยว มีรูปร่างเป็นทรงกระบอกยาว บริเวณปลายเซลล์แหลม เทรคีดทำหน้าที่เป็นท่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุต่างๆ โดยจะลำเลียงน้ำและแร่ธาตุไปทางด้านข้างของลำต้นผ่านรูเล็กๆ (pit) เทรคีดมีผนังเซลล์ที่แข็งแรงจึงทำหน้าที่เป็นโครงสร้างค้ำจุนลำต้นพืช และผนังเซลล์มีลิกนิน (lignin) สะสมอยู่และมีรูเล็กๆ (pit) เพื่อทำให้ติดต่อกับเซลล์ข้างเคียงได้ เมื่อเซลล์เจริญเต็มที่จนกระทั่งตายไป ส่วนของไซโทพลาซึมและนิวเคลียสจะสลายไปด้วย ทำให้ส่วนตรงกลางของเซลล์เป็นช่องว่าง
ส่วนของเทรคีดนี้พบมากในพืชชั้นต่ำ (vascular plant) เช่น เฟิน สนเกี๊ยะ เป็นต้น
2. เวสเซล (vessel) เป็นเซลล์ที่มีขนาดค่อนข้างใหญ่ แต่สั้นกว่าเทรคีด เป็นเซลล์เดี่ยวๆ ที่ปลายทั้งสองข้างของเซลล์มีลักษณะคล้ายคมของสิ่ว ที่บริเวณด้านข้างและปลายของเซลล์มีรูพรุน
ส่วนของเวสเซลนี้พบมากในพืชชั้นสูงหรือพืชมีดอก ทำหน้าที่เป็นท่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุต่างๆ จากรากขึ้นไปยังลำต้นและใบ
เท รคีดและเวสเซลเป็นเซลล์ที่มีสารลิกนินมาเกาะที่ผนังเซลล์เป็นจุดๆ โดยมีความหนาต่างกัน ทำให้เซลล์มีลวดลายแตกต่าง กันออกไปหลายแบบ ตัวอย่างเช่น
- annular thickening มีความหนาเป็นวงๆ คล้ายวงแหวน
- spiral thickening มีความหนาเป็นเกลียวคล้ายบันไดเวียน
- reticulate thickening มีความหนาเป็นจุดๆ ประสานกันไปมาไม่เป็นระเบียบคล้ายตาข่ายเล็กๆ
- scalariform thickening มีความหนาเป็นชั้นคล้ายขั้นบันได
- pitted thickening เป็นรูที่ผนังและเรียงซ้อนกันเป็นชั้นๆ คล้ายขั้นบันได
3. ไซเล็มพาเรนไคมา (xylem parenchyma) มีรูปร่างเป็นทรงกระบอกหน้าตัดกลมรีหรือหน้าตัดหลายเหลี่ยม มีผนังเซลล์บางๆ เรียงตัวกันตามแนวลำต้นพืช เมื่อมีอายุมากขึ้นผนังเซลล์จะหนาขึ้นด้วย เนื่องจากมีสารลิกนิน (lignin) สะสมอยู่ และมีรูเล็กๆ (pit) เกิดขึ้นด้วย ไซเล็มพาเรนไคมาบางส่วนจะเรียงตัวกันตามแนวรัศมีของลำต้นพืช เพื่อทำหน้าที่ลำเลียงน้ำและแร่ธาตุต่างๆ ไปยังบริเวณด้านข้างของลำต้นพืช พาเรนไคมาทำหน้าที่สะสมอาหารประเภทแป้ง น้ำมัน และสารอินทรีย์อื่นๆ รวมทั้งทำหน้าที่ลำเลียงน้ำและแร่ธาตุต่างๆ ไปยังลำต้นและใบของพืช
4. ไซเล็มไฟเบอร์ (xylem fiber) เป็นเซลล์ที่มีรูปร่างยาว แต่สั้นกว่าไฟเบอร์ทั่วๆ ไป ตามปกติเซลล์มีลักษณะปลายแหลม มีผนังเซลล์หนากว่าไฟเบอร์ทั่วๆ ไป มีผนังกั้นเป็นห้องๆ ภายในเซลล์ ไซเล็มไฟเบอร์ทำหน้าที่เป็นโครงสร้างค้ำจุนและให้ความแข็งแรงแก่ลำต้นพืช

รูปแสดงเนื้อเยื่อที่เป็นส่วนประกอบ
ของท่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุ

ท่อลำเลียงอาหาร
ท่อ ลำเลียงอาหาร (phloem) เป็นเนื้อเยื่อที่ทำหน้าที่ลำเลียงอาหารและสร้างความแข็งแรงให้แก่ลำต้นพืช โดยท่อลำเลียงอาหารประกอบด้วยเซลล์ 4 ชนิด ดังนี้
1. ซีพทิวบ์เมมเบอร์ (sieve tube member) เป็นเซลล์ที่มีรูปร่างเป็นทรงกระบอกยาว เป็นเซลล์ที่มีชีวิต ประกอบด้วย ช่องว่างภายในเซลล์ (vacuole) ขนาดใหญ่มาก เมื่อเซลล์เจริญเติบโตเต็มที่แล้วส่วนของนิวเคลียสจะสลายไปโดยที่เซลล์ยังมี ชีวิตอยู่ ผนังเซลล์ของซีพทิวบ์เมมเบอร์มีเซลลูโลส (cellulose) สะสมอยู่เล็กน้อย ซีพทิวบ์เมมเบอร์ทำหน้าที่เป็นทางส่งผ่านของอาหารที่ได้จากกระบวนการ สังเคราะห์ด้วยแสงของพืช โดยส่งผ่านอาหารไปยังส่วนต่างๆ ของลำต้นพืช
2. คอมพาเนียนเซลล์ (companion cell) เป็นเซลล์พิเศษที่มีต้นกำเนิดมาจากเซลล์แม่เซลล์เดียวกันกับซีพทิวบ์-เม มเบอร์ โดยเซลล์ต้นกำเนิด 1 เซลล์จะแบ่งตัวตามยาวได้เซลล์ 2 เซลล์ โดยเซลล์หนึ่งมีขนาดใหญ่ อีกเซลล์หนึ่งมีขนาดเล็ก เซลล์ขนาดใหญ่จะเจริญเติบโตไปเป็นซีพทิวบ์เมมเบอร์ ส่วนเซลล์ขนาดเล็กจะเจริญเติบโตไปเป็นคอมพาเนียนเซลล์ คอมพาเนียนเซลล์เป็นเซลล์ขนาดเล็กที่มีรูปร่างผอมยาว มีลักษณะเป็นเหลี่ยม ส่วนปลายแหลม เป็นเซลล์ที่มีชีวิต มีไซโทพลาซึมที่มีองค์ประกอบของสารเข้มข้นมาก มีเซลลูโลสสะสมอยู่ที่ผนังเซลล์เล็กน้อย และมีรูเล็กๆ เพื่อใช้เชื่อมต่อกับซีพทิวบ์เมมเบอร์
คอมพาเนียนเซลล์ทำหน้าที่ช่วยเห ลือซีพทิวบ์เมมเบอร์ให้ทำงานได้ดีขึ้นเมื่อเซลล์มีอายุมากขึ้น เนื่องจากเมื่อซีพทิวบ์เมมเบอร์มีอายุมากขึ้นนิวเคลียสจะสลายตัวไปทำให้ทำ งานได้น้อยลง
3. โฟลเอ็มพาเรนไคมา (phloem parenchyma) เป็นเซลล์ที่มีชีวิต มีผนังเซลล์บาง มีรูเล็กๆ ที่ผนังเซลล์ โฟลเอ็มพาเรนไคมาทำหน้าที่สะสมอาหารที่ได้จากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของ พืช ลำเลียงอาหารไปยังส่วนต่างๆ ของพืช และเสริมความแข็งแรงให้กับท่อลำเลียงอาหาร
4. โฟลเอ็มไฟเบอร์ (phloem fiber) มีลักษณะคล้ายกับไซเล็มไฟเบอร์ มีรูปร่างลักษณะยาว มีหน้าตัดกลมหรือรี โฟลเอ็มไฟเบอร์ทำหน้าที่ช่วยเสริมความแข็งแรงให้กับท่อลำเลียงอาหาร และทำหน้าที่สะสมอาหารให้แก่พืช


รูปแสดงเนื้อเยื่อที่เป็นส่วนประกอบของท่อลำเลียงอาหาร

การทำงานของระบบการลำเลียงสารของพืช
ระบบลำเลียงของพืชมีหลักการทำงานอยู่ 2 ประการ คือ
1. ลำเลียงน้ำและแร่ธาตุผ่านทางท่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุ (xylem) โดยลำเลียงจากรากขึ้นไปสู่ใบ เพื่อนำน้ำและแร่ธาตุไปใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง
2. ลำเลียงอาหาร (น้ำตาลกลูโคส) ผ่านทางท่อลำเลียงอาหาร (phloem) โดยลำเลียงจากใบไปสู่ส่วนต่างๆ ของพืช เพื่อใช้ในการสร้างพลังงานของพืช
การ ลำเลียงสารของพืชมีความเกี่ยวข้องกับกระบวนต่างๆ อีกหลายกระบวนการ ซึ่งต้องทำงานประสานกันเพื่อให้การลำเลียงสารของพืชเป็นไปตามเป้าหมาย
ระบบ ลำเลียงของพืชเริ่มต้นที่ราก บริเวณขนราก (root hair) ซึ่งมีขนรากมากถึง 400 เส้นต่อพื้นที่ 1 ตารางมิลลิเมตร โดยขนรากจะดูดซึมน้ำโดยวิธีการที่เรียกว่า การออสโมซิส (osmosis) และวิธีการแพร่แบบอื่นๆ อีกหลายวิธี น้ำที่แพร่เข้ามาในพืชจะเคลื่อนที่ไปตามท่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุ (xylem) เพื่อลำเลียงต่อไปยังส่วนต่างๆ ของพืช
เมื่อน้ำและแร่ธาตุต่างๆ เคลื่อนที่ไปตามท่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุและลำเลียงไปจนถึงใบ ใบก็จะนำน้ำและแร่ธาตุนี้ไปใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง เมื่อกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงดำเนินไปเรื่อยๆ จนได้ผลิตภัณฑ์เป็นน้ำตาล น้ำตาลจะถูกลำเลียงผ่านทางท่อลำเลียงอาหาร (phloem) ไปตามส่วนต่างๆ เพื่อเป็นอาหารของพืช และลำเลียงน้ำตาลบางส่วนไปเก็บสะสมไว้ที่ใบ ราก และลำต้น

รูปแสดงระบบการลำเลียงสารของพืช

การแพร่ (diffusion) เป็นการเคลื่อนที่ของสารจากบริเวณที่มีความเข้มข้นมากกว่าไปสู่บริเวณที่มีความเข้มข้นน้อยกว่า
การออสโมซิส (osmosis) เป็นการแพร่ของน้ำจากบริเวณที่มีน้ำมากกว่า (สารละลายเจือจาง) ไปสู่บริเวณที่มีน้ำน้อยกว่า (สารละลายเข้มข้น)
การ ทำงานของระบบลำเลียงสารของพืชต้องใช้วิธีการแพร่หลายชนิด โดยมีท่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุ (xylem) และท่อลำเลียงอาหาร (phloem) เป็นเส้นทางในการลำเลียงสารไปยังลำต้น ใบ กิ่ง และก้านของพืช
http://www.maceducation.com/e-knowledge/2412212100/07-6.JPG

การรลำเลียงน้ำของพืช

การรลำเลียงน้ำของพืช

พืชที่ไม่มีท่อลำเลียง เช่น มอส มักจะมีขนาดเล็กและเจริญในบริเวณที่มีความชื้นสูงมีร่มเงาเพียงพอ
เซลล์ทุกเซลล์ได้รับน้ำอย่างทั่วถึงโดยการแพร่จากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่ง ส่วนพืชที่มีขนาดใหญ่จะใช้วิธีการ
เช่นเดียวกับมอสไม่ได้ จำเป็นต้องมีท่อลำเลียงจากรากขึ้นไปเลี้ยงเซลล์ที่อยู่ปลายยอด

โดยปกติแล้วสารละลายภายในเซลล์ขนรากมีความเข้มข้นสูงกว่าภายนอก ดังนั้นน้ำในดินก็จะแพร่ผ่าน
เยื่อหุ้มเซลล์เข้าสู่เซลล์ที่ผิวของราก การเคลื่อนที่ของน้ำในดินเข้าสู่รากผ่านชั้นคอร์เทกซ์ของรากไปจนถึงชั้น
เอนโดเดอร์มิสได้โดยน้ำจะผ่านจากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่งทางผนังเซลล์หรือผ่านทางช่องว่างระหว่างเซลล์
์เรียกเส้นทางของการเคลื่อนที่แบบนี้ว่า อโพพลาส (apoplast) ส่วนการเคลื่อนที่ของน้ำผ่านเซลล์หนึ่งสู่เซลล์หนึ่ง
ทางไซโทพลาซึม ที่เรียกว่าพลาสโมเดสมาเข้าไปในเซลล์เอนโดเดอร์มิส ก่อนเข้าสู่ไซเลมเรียกการเคลื่อนที่แบบนี้ว่า
ซิมพลาส (symplast) เมื่อน้ำเคลื่อนที่มาถึงผนังเซลล์เอนโดเดอร์มิสที่มีแคสพาเรียนสตริพกั้นอยู่ แคสพาเรียนสติพ
ป้องกันไม่ให้น้ำผ่านผนังเซลล์เข้าไปในไซเลม ดังนั้นน้ำจึงต้องผ่านทางไซโทพลาซึมจึงจะเข้าไปในไซเลมได้

ถ้าลองตัดลำต้นของพืชบางชนิด เช่น มะเขือเทศ พุทธรักษา หรือกล้วยที่ปลูกในที่มีน้ำชุ่มให้เหลือลำต้นสูง
จากพื้นดินประมาณ 4-5 เซนติเมตร แล้วสังเกตตรงบริเวณรอยตัดของลำต้น ส่วนที่ติดกับรากจะเห็นของเหลว
ซึมออกมา เนื่องจากในไซเลมของรากมีแรงดัน เรียกว่า แรงดันราก (root pressure) การเคลื่อนที่ของน้ำเข้าสู่ไซเลม
ของรากทำให้เกิดแรงดันขึ้นในไซเลม ในพืชที่ได้รับน้ำอย่างพอเพียงและอยู่ในสภาพอากาศที่มีความชื้นสูง เช่น
เวลากลางคืน หรือเช้าตรู่ แรงดันรากมีประโยชน์ในการช่วยละลายฟองอากาศในไซเลมที่อาจเกิดขึ้นในช่วงเวลา
กลางวัน แต่ในสภาพอากาศร้อนและแห้งในเวลากลางวันพืชมีการคายน้ำมากขึ้นจะเกิดแรงดึงของน้ำในท่อไซเลมทำให้
ไม่พบแรงดันราก การสูญเสียน้ำจากใบโดยการคายน้ำเกิดขึ้นเนื่องจากความแตกต่างระหว่างปริมาณไอน้ำในบรรยากาศ
และไอน้ำในช่องว่างภายในใบ การลำเลียงน้ำในท่อไซเลมนั้นเกิดขึ้นเนื่องจากมีแรงดึงน้ำที่อยู่ในท่อไซเลมให้ขึ้นมา
ทดแทนน้ำที่พืชคายออกสู่บรรยากาศ แรงดึงนี้จะถูกถ่ายทอดไปยังรากทำให้รากดึงน้ำจากดินเข้ามาในท่อไซเลมได้เนื่อง
จากน้ำมีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลของน้ำด้วยกันเอง เรียกว่า โคฮีชัน (cohetion) สามารถที่จะดึงน้ำเข้ามาในท่อไซเลม
ได้ โดยไม่ขาดตอน นอกจากนี้ยังมีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลของน้ำกับผนังของท่อไซเลม เรียกว่า แอดฮีชัน (adhesion) เมื่อพืชคายน้ำมากจะทำให้น้ำระเหยออกไปมากด้วย ดังนั้นน้ำในไซเลมจึงสามารถเคลื่อนที่และส่งต่อไปยัง
ส่วนต่างๆของพืชได้ ไม่ว่าจะเป็นลำต้น ใบ หรือยอด รากก็จะเกิดแรงดึงน้ำจากดินเข้าสู่ท่อไซเลมได้ แรงดึงเนื่องจากการ
สูญเสียน้ำนี้เรียกว่า แรงดึงจากการคายน้ำ (transpiration pull)
ที่มาhttp://nd-biology.tripod.com/mysite/nd_biology_08.html

เขียนโดย ครูจำเริญ สุวรรณประสิทธิ์ 0 ความคิดเห็น