การตอบสนองของพืช เกิดจากปัจจัยอะไรบ้าง และจำแนกเป็นกี่ประเภท อย่างไร

การตอบสนองของพืช (Plant Responses)

การตอบสนองของพืช กลไกทางชีวภาพเพื่อความอยู่รอดของสายพันธุ์

ลักษณะที่สำคัญประการหนึ่งของสิ่งมีชีวิต คือ การตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อม ซึ่ง การตอบสนองของพืช ทุกชนิดบนโลก ต่างตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมและสิ่งเร้าภายนอก ไม่ว่าจะเป็นแสงสว่าง อุณหภูมิ ความชื้น หรือการสัมผัสจากภัยอันตราย เช่นเดียวกับสัตว์หรือสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น ๆ ถึงแม้พืชส่วนใหญ่ที่หยั่งรากลึกลงดินเหล่านี้จะไม่สามารถเคลื่อนที่ไปมาได้อย่างอิสระก็ตาม

การตอบสนองของพืช (Plant Response) คือ การเปลี่ยนแปลงวิธีการเติบโตทางธรรมชาติ เนื่องจากพืชไม่มีระบบประสาทที่ทำหน้าที่ควบคุมการตอบสนองโดยตรง ดังนั้น โดยทั่วไปแล้ว การตอบสนองของพืชจึงถูกควบคุมโดยฮอร์โมน (Hormone) ซึ่งเป็นโมเลกุลของสารเคมีภายในร่างกายหรือกลไกต่าง ๆ ของเซลล์ที่ทำการตอบสนองต่อสิ่งเร้าเหล่านั้น (Stimulus) โดยมีระยะเวลาของการถูกกระตุ้น ปริมาณหรือความเข้มข้นของสิ่งเร้า และชนิดเซลล์ที่ทำหน้าที่รับความรู้สึก (Receptor) เป็นปัจจัยหลักที่ทำให้พืชเกิดการตอบสนองในลักษณะต่าง ๆ ทั้งเพื่อการปรับตัวให้เหมาะสมกับสิ่งแวดล้อมและเพื่อดำรงเผ่าพันธุ์ให้อยู่รอดต่อไป

การตอบสนองของพืช, ฮอร์โมนพืช, การหุบของใบ, ต้นไม้กินแมลง

การตอบสนองของพืชต่อสิ่งแวดล้อม สามารถจำแนกออกเป็น 2 ประเภทหลัก จากลักษณะการเคลื่อนไหวเมื่อถูกกระตุ้น ได้แก่

การเคลื่อนไหวตอบโต้อย่างมีทิศทาง (Tropism) หมายถึง การเคลื่อนไหวที่เกิดจากการเจริญเติบโตของพืช โดยมีทิศทางการตอบสนอง ดังนี้

  • มีทิศทางสัมพันธ์หรือเข้าหาสิ่งเร้า (Positive Tropism)
  • มีทิศทางตรงข้ามหรือหลีกหนีจากสิ่งเร้า (Negative Tropism)

ซึ่งการตอบสนองในลักษณะนี้ ส่วนใหญ่เกิดจากการกระตุ้นของปัจจัยภายนอก (Paratonic Movement) ซึ่งสามารถจำแนกออก 5 ประเภทตามชนิดของสิ่งเร้า คือ

  • การตอบสนองต่อแสง (Phototropism) คือ การเคลื่อนที่ของพืชจากการกระตุ้นของแสง ซึ่งปลายยอดพืชหรือลำต้นของพืชส่วนใหญ่มีทิศทางการเจริญเติบโตเข้าหาแสงสว่าง หรือ โค้งตัวไปทางที่มีความเข้มข้นของแสงมากกว่า (Positive Phototropism) ในขณะที่ปลายราก มักมีทิศทางการเจริญเติบโตหนีห่างออกจากแสงสว่าง (Negative Phototropism)
LOHMEN, SAXONY, GERMANY – 2016/07/21: Some blossoms of common sunflowers (Helianthus annuus) are standing out of a whole sunflower field. (Photo by Frank Bienewald/LightRocket via Getty Images)
  • การตอบสนองต่อแรงโน้มถ่วงของโลก (Geotropism) คือ การเคลื่อนที่ของพืชจากการอิทธิพลของแรงโน้มถ่วงโลก ซึ่งโดยทั่วไป รากของพืชมักเจริญเข้าหาแรงโน้มถ่วงของโลก (Positive Geotropism) สังเกตได้จากการชำแรกลึกลงดินของรากพืช เพื่อดูดซึมน้ำและแร่ธาตุ ในขณะที่ส่วนปลายยอดพืชหรือลำต้น มักเจริญเติบโตในทิศทางตรงข้าม (Negative Geotropism) เพื่อชูช่อ ผลิใบ และออกรับแสงสว่าง
  • การตอบสนองต่อน้ำ (Hydrotropism) คือ การเคลื่อนที่ของพืชจากปัจจัยของน้ำและความชื้น ซึ่งรากของพืชส่วนใหญ่ มักงอกไปยังทิศทางที่มีน้ำและความชื้นหล่อเลี้ยงเสมอ
  • การตอบสนองต่อสารเคมี (Chemotropism) คือ การเคลื่อนที่ของพืช โดยการเจริญเข้าหาหรือหลีกหนีจากสารเคมีบางอย่างเป็นสิ่งเร้า อย่างเช่น การงอกของหลอดละอองเรณูไปยังรังไข่ของพืช โดยมีสารเคมีบางชนิด เช่น กลูโคส (Glucose) และกรดมาลิค (Malic Acid) เป็นสิ่งเร้า
  • การตอบสนองต่อการสัมผัส (Thigmotropism) คือ การเคลื่อนไหวที่เกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงของแรงดันเต่ง (Turgor Movement) หรือการเปลี่ยนแปลงของปริมาณน้ำภายในเซลล์พืช ซึ่งส่งผลให้พืชบางชนิดสามารถตอบสนองต่อสิ่งเร้าภายนอกได้รวดเร็วยิ่งขึ้น เช่น

การหุบของใบจากการสะเทือน (Contract Movement) เช่น การหุบใบของต้นไมยราบ ซึ่งมีความไวสูงต่อสิ่งเร้า โดยเฉพาะจากการสัมผัส

การตอบสนองของพืช, ฮอร์โมนพืช, การหุบของใบ, ต้นไม้กินแมลง

การหุบของใบพืชเพื่อจับแมลง เช่น ใบของต้นหม้อข้าวหม้อแกงลิง ซึ่งจะเกิดการหุบของใบทันที เมื่อมีแมลงบินมาเกาะพร้อมกับการปล่อยเอนไซม์ออกมา เพื่อย่อยแมลงเป็นอาหาร

การตอบสนองของพืช, ฮอร์โมนพืช, การหุบของใบ, ต้นไม้กินแมลง

รวมไปถึงการหุบใบตอนพลบค่ำ (Sleep Movement) เช่น การหุบของใบของต้นก้ามปู มะขาม ต้นแค หรือใบของพืชตระกูลถั่ว ซึ่งจะหุบลงเพื่อเป็นการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงความเข้มของแสง และการเปิดปิดของปากใบ (Guard Cell Movement) ซึ่งเป็นการเคลื่อนที่ของเซลล์บริเวณปากใบ โดยมีแสงเป็นสิ่งเร้า

การเคลื่อนไหวตอบโต้อย่างไร้สัมพันธ์กับทิศทางของสิ่งเร้า (Nasty/Nastic Movement) หมายถึง การตอบสนองที่มีทิศทางการเคลื่อนที่ คือ ขึ้นและลงเท่านั้น โดยไม่สัมพันธ์กับทิศทางของสิ่งเร้า เช่น

การหุบและบานของดอกไม้ (Hyponasty – Epinasty) เกิดจากอัตราการเจริญเติบโตของกลุ่มเซลล์ด้านนอกและด้านในที่แตกต่างกัน ซึ่งเป็นผลจากการกระตุ้นของแสง ความชื้น และอุณหภูมิ อย่างเช่น การหุบของดอกบัวในตอนกลางคืน ก่อนจะบานในตอนเช้า หรือ ดอกกระบองเพชรที่ส่วนใหญ่มักบานในตอนกลางคืนและหุบในตอนกลางวัน เป็นต้น

การตอบสนองของพืช, ฮอร์โมนพืช, การหุบของใบ, ต้นไม้กินแมลง

นอกจากนี้ พืชยังสามารถถูกกระตุ้นจากสิ่งเร้าภายใน (Autonomic Movement) โดยเฉพาะจากสารเคมีหรือฮอร์โมนภายในของพืชเอง ทำให้เกิดการตอบสนองและการเจริญในลักษณะต่าง ๆ ดังนี้

การเอนหรือการแกว่งของยอดไปมา (Nutation Movement) คือ การเคลื่อนไหวที่เกิดขึ้นเฉพาะที่บริเวณยอดของพืชบางชนิด โดยเฉพาะในพืชตระกูลถั่วจากอัตราการเจริญเติบโตของกลุ่มเซลล์บริเวณด้านข้างของลำต้นไม่เท่ากัน

การบิดเป็นเกลียวของลำต้น (Spiral Movement) คือ การเคลื่อนไหวที่บริเวณปลายยอดของพืช ซึ่งสามารถบิดเป็นเกลียว เพื่อพันรอบแกนหรือหลักของลำต้นพืชชนิดอื่น หรือที่เรียกว่า “การเจริญของมือเกาะ” (Tendril) ซึ่งเป็นโครงสร้างของพืชที่สามารถยื่นออกไปเกาะพันลำต้นไม้ชนิดอื่น โดยเฉพาะพืชไม้เลื้อย เช่น ต้นตำลึง ต้นพลู และต้นองุ่นที่สามารถบิดลำต้นเป็นเกลียวไปรอบ ๆ เพื่อยึดเกาะไม้ยืนต้นชนิดอื่นในการดำรงชีพ

สืบค้นและเรียบเรียง
คัดคณัฐ ชื่นวงศ์อรุณ


ข้อมูลอ้างอิง

มหาวิทยาลัยขอนแก่น – https://plantresponse.weebly.com/uploads/2/6/6/0/26603615/.pdf
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.) – https://www.scimath.org/lesson-biology/item/9432-2018-11-14-08-51-04
LeavingBio.net – http://leavingbio.net/plant-responses/
CK-12 Foundation – https://www.ck12.org/biology/plant-responses/lesson/Plant-Responses-BIO/


เรื่องอื่นๆ ที่น่าสนใจ : ระบบต่อมไร้ท่อ (Endocrine System)

เรื่องแนะนำ

สำรวจชีวิตบนดาวอังคารแบบ 360 องศา

การส่งมนุษย์ขึ้นไปยังดาวอังคารนับเป็นความพยายามอันท้าทายและยากลำบากที่สุดเท่าที่เคยมีมาในประวัติศาสตร์ของมนุษยชาติ และจะยิ่งยากขึ้นไปอีก เมื่อมนุษย์ต้องสามารถอาศัยอยู่บนนั้นได้ด้วย ฉะนั้นแล้วทุกองค์ประกอบของการใช้ชีวิตอยู่บนดาวเคราะห์สีแดงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องได้รับการศึกษาและวิจัยล่วงหน้า ในโครงการ MARS ซีซั่น 2 นี้ เนชั่นแนล จีโอกราฟฟิกจะพาคุณผู้อ่านเดินทางไปสำรวจยังสถานีอวกาศจำลองการใช้ชีวิตบนดาวอังคาร ที่ตั้งอยู่ในกรุงบูดาเปสต์ ของฮังการี ด้วยวิดีโอแบบ 360 องศา   อ่านเพิ่มเติม : ดวงอาทิตย์ของเราจะพบจุดจบอย่างเงียบๆ, รำลึก 48 ปีของการขึ้นไปเหยียบดวงจันทร์ ด้วยชุดภาพถ่ายหาดูยากจากนาซ่า

นักวิทยาศาสตร์พบแบบแผนสมองของผู้คิดฆ่าตัวตาย

ทีมนักวิทยาศาสตร์สแกนสมองพบแบบแผนความคิดฆ่าตัวตาย เมื่อเดือนตุลาคม พ.ศ. 2560 เว็บไซต์ technologynetworks.com รายงานการค้นพบเรื่องสำคัญของมหาวิทยาลัยคาร์เนกีเมลลอน สหรัฐอเมริกา เมื่อทีมนักวิจัยของมหาวิทยาลัยดังกล่าวนำโดยมาร์เซล จัสต์ และเดวิด เบรนต์ จากมหาวิทยาลัยพิตต์สเบิร์ก ร่วมกันพัฒนานวัตกรรมใหม่และวิธีการที่ช่วยระบุบุคคลที่คิดฆ่าตัวตาย โดยวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงในสมองที่แสดงต่อความคิดต่างๆ เช่น ความตาย ความโหดร้าย และปัญหา ความเสี่ยงของการฆ่าตัวตายเป็นเรื่องยากจะประเมินและทำนาย  ในสหรัฐอเมริกา การฆ่าตัวตายเป็นสาเหตุลำดับที่สองที่ทำให้เด็กวัยรุ่นเสียชีวิต  งานวิจัยดังกล่าวซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร Nature Human Behaviour  เสนอวิธีการใหม่ที่จะประเมินอาการผิดปรกติทางจิตเวช “งานชิ้นล่าสุดของเราระบุการเปลี่ยนแปลงความคิดซึ่งสัมพันธ์กับกระบวนการก่อเกิดและเชื่อมโยงความคิดกับพฤติกรรมด้วยอัลกอริทึมการเรียนรู้จักรกล (machine-learning algorithm) เพื่อประเมินภาพแสดงของประสาทที่เกี่ยวกับแนวคิดเฉพาะซึ่งสัมพันธ์กับความตาย  มันเปิดหน้าต่างสู่สมองและความคิดให้เรา ทำให้เห็นว่าบุคคลที่คิดฆ่าตัวตายกับความคิดอื่นๆ และอารมณ์สัมพันธ์กันอย่างไร  สิ่งสำคัญของการศึกษาชิ้นนี้คือเราสามารถบอกได้ว่าใครจะคิดถึงการฆ่าตัวตาย โดยวิธีที่เขาคิดเกี่ยวกับหัวข้อที่เกี่ยวกับความตาย” จัสต์ ศาสตราจารย์สาขาจิตวิทยา วิทยาลัยมนุษยศาสตร์และสังคมศาสตร์ดีทริค มหาวิทยาลัยคาร์เนกีเมลลอน กล่าว (เมื่อความตายเกิดขึ้นอย่างปริศนา กระบวนการชันสูตรจะถูกนำมาใช้เพื่อหาคำตอบ) จัสต์และเบรนต์ ผู้เป็นประธานงานวิจัยเรื่องการฆ่าตัวตายและเป็นศาสตราจารย์ด้านจิตเวช,  กุมารเวชศาสตร์, ระบาดวิทยา, วิทยาศาตร์ทางคลินิกและการนำไปใช้ประโยชน์ ที่มหาวิทยาลัยพิตตส์เบิร์ก เสนอรายการคำ 10 คำที่เกี่ยวเนื่องกับความคิดเชิงบวก เช่น “อิสระเสรี” และอีก […]

โควิด-19: ไม่ได้เกิดจากฝีมือมนุษย์

เชื้อโควิด-19 : โคโรนาไวรัส ที่เกิดจากกระบวนการคัดเลือกโดยธรรมชาติ ผลการวิเคราะห์ลำดับสารพันธุกรรมของเชื้อโควิด-19 (SARS-CoV-2) และไวรัสชนิดอื่นๆ ที่สัมพันธ์กัน พบว่า เชื้อโควิด-19 ไม่ได้ถูกสร้างขึ้นในห้องปฏิบัติการ เชื้อ SARS-CoV-2 หรือ เชื้อโควิด-19 เป็นเชื้อโคโรนาสายพันธุ์ใหม่ พบการระบาดครั้งแรกที่เมืองอู่ฮั่นในประเทศจีน เมื่อปลายปีที่ผ่านมา และปัจจุบันกำลังแพร่ระบาดในหลายประเทศทั่วโลก ซึ่งเชื้ออาจเกิดจากผลของวิวัฒนาการตามธรรมชาติ “การเปรียบเทียบลำดับพันธุกรรมเพื่อระบุสายพันธุ์ของโคโรนาไวรัส เรามั่นใจว่าเชื้อ SARS-CoV-2 มีจุดกำเนิดผ่านกระบวนการทางธรรมชาติ” คริสเตียน แอนเดอร์สัน ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านภูมิคุ้มกันวิทยาและจุลชีววิทยา สถาบันวิจัยสคริปป์ ซึ่งเป็นผู้เขียนร่วมในงานวิจัยครั้งนี้ กล่าว โคโรนาไวรัสคือชื่อวงศ์ของไวรัสที่เป็นสาเหตุของอาการเจ็บป่วยที่เคยระบาดในอดีต เช่น โรคซาร์ (SARS) ที่เคยแพร่ระบาดในประเทศจีน และโรคเมอร์ส (MERS) ที่แพร่ระบาดในประเทศแถบตะวันออกกลาง เมื่อวันที่ 31 ธันวาคม ปีที่ผ่านมา เจ้าหน้าที่ในประเทศจีนแจ้งไปยังองค์การอนามัยโลก เกี่ยวกับการระบาดของโคโรนาไวรัสสายพันธุ์ใหม่ ซึ่งเป็นสาเหตุให้เกิดอาการเจ็บป่วยแบบเฉียบพลัน โดยหลังจากนั้นได้ตั้งชื่อให้กับไวรัสชนิดใหม่คือ SARS-CoV-2 ภายหลังการระบาดไม่นาน นักวิทยาศาสตร์ชาวจีนได้ถอดรหัสพันธุกรรมของเชื้อ SARS-CoV-2 ได้สำเร็จ และได้เผยแพร่ข้อมูลนี้ไปยังนักวิจัยทั่วโลก ผลงานของนักวิทยาศาสตร์ชาวจีนครั้งนี้ ได้รับการยอมรับว่าทำการค้นพบได้เร็วมาก เนื่องจากจำนวนผู้ติดเชื้อโควิด-19 […]