หน้าที่ของท่อลำเลียงและปากใบของพืช: บทเรียน

หน้าที่ของท่อลำเลียงและปากใบของพืช

ท่อลำเลียงน้ำ

เมื่อพืชดูดน้ำและแร่ธาตุเข้าทางขนรากแล้ว น้ำและแร่ธาตุเหล่านั้นจะถูกลำเลียงต่อไปยังลำต้นตามกลุ่มเซลล์ ที่ทำหน้าที่ลำเลียงน้ำและแร่ธาตุ ภายในท่อลำเลียงน้ำที่เชื่อมโยงต่อกันเป็นท่อตั้งแต่รากไปยังลำต้น กิ่ง และใบ

ระบบลำเลียงในพืชจะแบ่งเป็นท่อลำเลียงน้ำ เรียกว่า ไซเล็ม (Xylem ) และท่อลำเลียงอาหาร เรียกว่า โฟลเอ็ม (Phloem )พืชใบเลี้ยงคู่ เช่น มะม่วง ส้ม มังคุดถั่ว ท่อลำเลียงน้ำและท่อลำเลียงอาหารจะเรียงตัวเป็นวงรอบลำต้น โดยท่อลำเลียงน้ำหรือไซเลมจะอยู่ที่เนื้อไม้ ส่วนท่อลำเลียงอาหารหรือโฟลเอ็มจะอยู่ที่เปลือกไม้ส่วนพืชใบเลี้ยงเดี่ยวเช่น ข้าวโพด ปาล์ม หมาก ลำต้นของพืชพวกนี้จะมีท่อลำเลียงน้ำ และท่อลำเลียงอาหารกระจายอยู่ทั่วลำต้น

พืชใบเลี้ยงเดี่ยว

พืชใบเลี้ยงคู่

การจัดเรียงตัวกลุ่มเซลล์ท่อลำเลียงน้ำและท่อลำเลียงอาหารในลำต้น

ที่มารูปภาพ : http://www.bwc.ac.th/Science/sumena/cell3.htm

เมื่อพืชดูดน้ำและแร่ธาตุในดินผ่านทางขนรากแล้ว น้ำและแร่ธาตุจะถูกลำเลียงต่อไปยังลำต้นทางท่อลำเลียงน้ำหรือไซเลม และส่งต่อไปยังกิ่ง ก้านและใบ เพื่อไปใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยของพืชต่อไป

ท่อลำเลียงอาหาร

เมื่อพืชสังเคราะห์ด้วยแสงที่บริเวณใบจะได้ น้ำตาล น้ำ และแก๊สออกซิเจนน้ำตาลที่ได้จากการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช จะสะสมไว้ที่เซลล์สีเขียวในรูปของแป้งซึ่งเป็นอาหารของพืช แต่พืชจะมีการลำเลียงอาหารโดยการเปลี่ยนแป้งให้เป็นน้ำตาล แล้วส่งผ่านไปตามกลุ่มเซลล์ที่ทำหน้าที่ลำเลียงอาหารที่ี่เรียกว่า ท่อลำเลียงอาหาร (Phloem) อาหารจะถูกลำเลียงโดยวิธีการแพร่ไปยังส่วนต่างๆ ของพืช เพื่อใช้เป็นพลังงานในกระบวนการต่างๆ หรือเก็บสะสมไว้เป็นแหล่งอาหารซึ่งอยู่ในรูปของแป้งหรือน้ำตาล ที่มีอยู่บริเวณลำต้นราก หรือผล

ถ้าเราตัดลำต้นในลักษณะตามขวาง จะสังเกตเห็นลักษณะการจัดเรียงตัวของกลุ่มเซลล์ท่อลำเลียงอาหารของพืชใบเลี้ยงคู่ จะเรียงเป็นวงอยู่ในรัศมีเดียวกันรอบลำต้นที่บริเวณเปลือกไม้ บริเวณกลุ่มเซลล์ท่อลำเลียงจะพบเนื้อเยื่อเจริญแคมเบียม (Cambium ) จะทำหน้าที่แบ่งตัวออกทางด้านข้าง ทำให้ลำต้นขยายขนาดใหญ่ขึ้นได้

ภาพแสดง ตำแหน่งท่อลำเลียงน้ำและท่อลำเลียงอาหารในพืชใบเลี้ยงคู่
ที่มารูปภาพ : http://www.bwc.ac.th/Science/sumena/cell3.htm

การลำเลียงอาหารของพืชที่เจริญเติบโตเต็มที่แล้ว จะมีทิศทางจากใบที่อยู่ส่วนบนลงมายังกิ่ง ก้าน และลำต้นส่วนล่างของพืชเป็นส่วนใหญ ในขณะที่เป็นต้นอ่อนอยู่นั้น การลำเลียงอาหารของพืชจะออกจากใบเลี้ยงหรือเอนโดสเปิร์มภายในเมล็ดไปยังส่วนรากและส่วนยอด ซึ่งอาจกล่าวได้ว่าทิศทางการลำเลียงอาหารของพืชมีทั้งแนวขึ้นและแนวลง

เซลล์ที่ทำหน้าที่ลำเลียงอาหารโดยตรงจะต้องเป็นเซลล์ที่ยังมีชีวิตอยู่ การลำเลียงอาหารของพืชจะเกิดขึ้นในบริเวณเซลล์ที่มีชีวิต ถ้าเซลล์์บริเวณใดตายการลำเลียงอาหารก็จะหยุดชะงักทันที ทั้งนี้อาหารที่ถูกลำเลียงในกลุ่มเซลล์ท่อลำเลียงอาหารจะออกจากท่อไปยังเซลล์ต่างๆ ได้ด้วยกระบวนการแพร่

เมื่อพิจรณาอัตราการลำเลียงอาหารพบว่าการลำเลียงอาหารในท่อลำเลียงอาหารจะเกิดได้ช้ากว่าการลำเลียงน้ำและแร่ธาตุในท่อลำเลียงน้ำ ทั้งนี้ อัตราการลำเลียงอาหารของพืชจะเร็วหรือช้าขึ้นอยู่กับชนิดของพืช ชนิดของสารที่ถูกลำเลียง และช่วงเวลากลางวันหรือกลางคืนด้วย

ขอขอบคุณข้อมูลจาก : http://www.bwc.ac.th/Science/sumena/cell3.htm

การคายน้ำของพืช

ปากใบพืชจำแนกตามชนิดของพืชที่เจริญอยู่ในสิ่งแวดล้อมต่าง ๆ ได้เป็น 3 แบบ คือ

ที่มารูปภาพ : http://www.shef.ac.uk/aps/mbiolsci/hungerford-dan/stomata2.jpg

๑.ปากใบแบบธรรมดา (typical stomata) เป็นปากใบของพืชทั่วไปโดยมีเซลล์คุมอยู่ในระดับเดียวกับเซลล์เอพิเดอร์มิส พืชที่ปากใบเป็นแบบนี้เป็นพวกเจริญอยู่ในที่ ๆ มีน้ำอุดมสมบูรณ์พอสมควร (mesophyte)

๒.ปากใบแบบจม (sunken stomata) เป็นปากใบที่อยู่ลึกเข้าไปในเนื้อใบเซลล์คุมอยู่ลึกกว่าหรือต่ำกว่าชั้น เซลล์เอพิเดอร์มิสพบในพืชที่อยู่ในที่แห้งแล้ง (xerophyte) เช่น พืชทะเลทราย พวกกระบองเพชร พืชป่าชายเลน (halophyte) เช่น โกงกาง แสม ลำพู เป็นต้น

๓.ปากใบแบบยกสูง (raised stomata) เป็นปากใบที่มีเซลล์คุมอยู่สูงกว่าระดับเอพิเดอร์มิสทั่วไป เพื่อช่วยให้น้ำระเหยออกจากปากใบได้เร็วขึ้นพบได้ในพืชที่เจริญอยู่ในน้ำที่ ที่มีน้ำมากหรือชื้นแฉะ(hydrophyte)ใบพืชใบเลี้ยงเดี่ยวบางชนิด เช่น หญ้า ข้าวโพด ที่ชั้นเอพิเดอร์มิสมีเซลล์ขนาดใหญ่และผนังเซลล์บาง เรียกว่า บัลลิฟอร์มเซลล์ (bulliform cell) ช่วยทำให้ใบม้วนงอได้เมื่อพืชขาดน้ำช่วยลดการคายน้ำของพืชให้น้อยลง พืชบางชนิดอาจมีเอพิเดอร์มิสหนามากกว่า 1 ชั้น ซึ่งพบมากทางด้านหลังใบมากกว่าทางด้านท้องใบเรียกว่า มัลติเปิล เอพิเดอร์มิส (multiple epidermis) ซึ่งพบในพืชที่แห้งแล้งช่วยลดการของได้ เซลล์ชั้นนอกสุดเรียกว่า เอพิเดอร์มิส ส่วนเซลล์แถวที่อยู่ถัดเข้าไปเรียกว่า ไฮโพเดอร์มิส (hypodermis)

ประเภทของการคายน้ำ

การคายน้ำของพืชเป็นไปในลักษณะของการแพร่เป็นส่วนใหญ่ แบ่งเป็น ๓ ประเภท ตามตำแหน่งที่ไอน้ำออกมา คือ

๑.Stomatal transpiration เป็นการคายน้ำที่กำจัดไอน้ำออกมาทางปากใบซึ่งมีอยู่มากมายตามผิวใบ ปากนี้เป็นทางที่มีการคายน้ำออกมากที่สุด

๒.Cuticular transpiration เป็นการคายน้ำที่กำจัดไอน้ำออกมาทางผิวใบที่มี cuticle ฉาบอยู่ข้างนอกสุดของ epidermis แต่เนื่องจาก cuticle ประกอบด้วยสาร cutin ซึ่งเป็นสารประกอบคล้ายขี้ผึ้ง ไปน้ำจึงแพร่ออกทางนี้ได้ยาก ดังนี้ พืช จึงคายน้ำออกทางนี้ได้น้อยและ ถ้าหากพืชใดมี cuticle หนามากน้ำก็ยิ่งออกได้ยากมากขึ้นทั้ง stomatal และcuticular transpiration ต่างก็เป็นการคายน้ำที่กำจัดไอน้ำออกมาจากใบ จึงเรียกการคายน้ำทั้ง ๒ ประเภทนี้รวม ๆ กันว่า Foliar transpiration การคายน้ำออกจากใบดังกล่าวนี้จะเกิดที่ปากใบประมาณ ๙๐ เปอร์เซ็นต์และที่ cuticle ประมาณ ๑๐ เปอร์เซ็นต์

๓.Lenticular transpiration เป็นการคายน้ำที่กำจัดไอน้ำออกมาทาง lenticel ซึ่งเป็นรอยแตกตามลำต้นและกิ่ง การคายน้ำประเภทนี้เกิดขึ้นน้อยมาก เพราะ lenticel มีในพืชเป็นส่วนน้อยและเซลล์ของ lenticel ก็เป็น cork cell ด้วยไอน้ำจึงออกมาได้น้อย

การคายน้ำในรูปหยดน้ำ เป็นการคายน้ำในรูปหยดน้ำเล็ก ๆ ทางรูเปิดเล็ก ๆ ตามปลายเส้นใบที่ขอบใบที่เรียกว่า โฮดาโธด (hydathode) การคายน้ำนี้เรียกว่า กัตเตชัน (guttation)ซึ่งเกิดขึ้นเมื่ออากาศมีความชื้นมากๆอุณหภูมิต่ำและลมสงบ