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

ดาวฤกษ์ขนาดใหญ่หายไป

การหายไปของดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ สร้างความประหลาดใจให้กับนักดาราศาสตร์ หรือเหตุการณ์นี้อาจสร้างความรู้ใหม่ที่เราเคยเรียนรู้เกี่ยวกับวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ ภารกิจสำรวจดวงดาวด้วยกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ทางตอนใต้ของยุโรป (European Southern Observatory’s Very Large Telescope – VLT) นักดาราศาสตร์พบว่า “ดาวแปรแสงสีฟ้าที่สว่างมาก” (Luminous Blue Variables / LBVs) ใน “กาแล็กซีแคระคินแมน (Kinman Dwarf Galaxy)” หายไปจากการสำรวจ ในช่วงปี 2001 ถึง 2011 นักดาราศาสตร์ได้เก็บข้อมูลสเปกตรัมของกาแล็กซีแคระคินแมน ที่อยู่ห่างจากโลกออกไป 75 ล้านปีแสง เนื่องจากกาแล็กซีนี้มีขนาดเล็กและอยู่ไกลมาก จึงไม่สามารถศึกษาดาวฤกษ์แต่ละดวงในที่อยู่ในกาแล็กซีนี้ได้ ทำได้เพียงศึกษาสเปกตรัมโดยรวมของทั้งกาแล็กซี แต่อย่างไรก็ตาม ดาวฤกษ์ที่สว่างมากและมีคุณสมบัติที่แตกต่างจากดาวดวงอื่น จะปรากฏเอกลักษณ์อย่างเด่นชัดบนสเปกตรัมของกาแล็กซี นักดาราศาสตร์พบว่าในกาแล็กซีนี้มีดาวฤกษ์ประเภท “ดาวแปรแสงสีฟ้าที่สว่างมาก” (Luminous Blue Variables / LBVs) ซึ่งเป็นดาวฤกษ์ที่มีการเปลี่ยนแปลงระดับความสว่างอย่างมาก แต่ไม่มีคาบที่ชัดเจน สามารถสว่างได้มากกว่าดวงอาทิตย์ถึง 2.5 ล้านเท่า และมีสเปกตรัมที่แตกต่างไปจากดาวฤกษ์สีฟ้าทั่ว ๆ ไป จนกระทั่งปี […]

ยานอินไซต์ตรวจจับแผ่นดินไหวบนดาวอังคารได้เป็นครั้งแรก

นี่คือภาพวาดของยานอินไซต์บนดาวอังคาร องค์กรอวกาศประกาศว่ายานอาจตรวจจับการแรงสั่นสะเทือนบนดาวเคราะห์สีแดง หรือ แผ่นดินไหวบนดาวอังคาร ซึ่งบันทึกได้เป็นครั้งแรก ภาพวาดโดย NASA/JPL-CALTECH นี่คือการสั่นสะเทือนของแผ่นดินครั้งแรกบนดาวเคราะห์สีแดงอย่างที่สามารถบันทึกได้ และแน่นอนว่า นี่คงไม่ใช่ครั้งสุดท้าย ยานอินไซต์ (Insight Lander) ได้ตรวจจับบันทึกเหตุการณ์แผ่นดินไหวบนดาวอังคารได้เป็นครั้งแรก ซึ่งก่อให้เกิด “แรงสั่นสะเทือน” ต่อบรรดานักวิทยาแผ่นดินไหวที่อยู่ห่างไปราว 16 ล้านกิโลเมตร และเป็นการเริ่มต้นยุคใหม่ของการศึกษาดาวเคราะห์สีแดงดวงนี้ สัญญาณอันแผ่วเบาที่ถูกตรวจจับได้เมื่อวันที่ 6 เมษายน ที่ผ่านมา คือการสั่นสะเทือนซึ่งเหล่านักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าเกิดจากบริเวณภายในของดาวอังคาร (Martian interior) มากกว่าแรงบนพื้นผิว (Surface forces) อย่างเช่นกระแสลม อย่างไรก็ตาม นักวิจัยยังคงศึกษาข้อมูลเพื่อหาแหล่งกำเนิดของแผ่นดินไหวที่แม่นยำกว่านี้ (รับฟังคลื่นเสียงที่คาดว่าเป็นแผ่นดินไหวบนดาวอังคารที่ยานอินไซต์ตรวจจับได้ที่นี่) คลื่นที่ถูกตรวจจับได้นั้นมีขนาดเล็ก อาจเปรียบได้กับแผ่นดินไหวบนโลกที่ระดับ 2 หรือ 2.5 แมกนิจูด ซึ่งแทบไม่สามารถรู้สึกได้เลยบนพื้นผิวโลก แต่การสั่นสะเทือนนี้ได้สร้างช่วงเวลาที่สำคัญกับบรรดานักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานร่วมกับยานอินไซต์ที่รอคอยวันนี้มานับตั้งแต่การติดตั้งเครื่องมือที่ใช้ตรวจวัดคลื่นแผ่นดินไหว (Seimometer) ไปกับตัวยานเมื่อเดือนธันวาคม ปี 2018 และได้เริ่มช่วงต้นเวลาของการสังเกตเมื่อหลายสัปดาห์ที่ผ่านมา “ผมไล่ตามแผ่นดินไหวบน ดาวอังคาร ครั้งนี้มาเกือบ 30 ปี นี่เป็นช่วงจุดสูงสุดของชีวิตในการทำงานที่ผมตามหามานาน” – บรูซ […]

แผ่นเปลือกโลก และการเปลี่ยนแปลงทางธรณีภาค

แผ่นเปลือกโลก และการเปลี่ยนแปลงทางธรณีภาค (Lithosphere & Plate Tectonics) หลังการเย็นตัวลงของพื้นผิวโลก เมื่อ 4 พันล้านปีก่อน เกิดการยกตัวขึ้นของชั้นหินเหนือผิวน้ำจนแผ่นดินผืนแรกถือกำเนิดในอีกราว 2.5 พันล้านปีต่อมา ตั้งแต่ในอดีตจนถึงปัจจุบัน การเคลื่อนที่ของ แผ่นเปลือกโลก และมหาสมุทรไม่เคยหยุดนิ่ง ภายใต้พื้นผิวโลกมีความเคลื่อนไหวและการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ก่อให้เกิดภูมิประเทศและทรัพยากรอันหลากหลาย รวมถึงปรากฏการณ์ทางธรรมชาติต่างๆ จากการศึกษาหลักฐานทางธรณีวิทยา รวมถึงความพยายามในการจัดทำแผนที่โลกของนักวิทยาศาสตร์ในอดีต ส่งผลให้เกิดการลบล้างความเชื่อที่ว่า “แผ่นดินไม่เคยเกิดการเปลี่ยนแปลง” โดยเฉพาะการเสนอทฤษฎีการเลื่อนไหลของทวีป (Theory of Continental Drift) ในปี ค.ศ.1915 โดย อัลเฟรด เวเกเนอร์  (Alfred Wegener) นักอุตุนิยมวิทยาชาวเยอรมัน ที่สังเกตเห็นถึงความสอดคล้องกันของรูปร่างชายฝั่งตะวันออกของทวีปอเมริกาใต้และชายฝั่งตะวันตกของทวีปแอฟริกา ทำให้เกิดการตั้งสมมุติฐานที่ว่า เมื่อราว 200 ล้านปีก่อน โลกประกอบด้วยแผ่นดินผืนเดียวที่เรียกว่า “มหาทวีป” หรือ “พันเจีย” (Pangaea) ซึ่งถูกล้อมรอบด้วยมหาสมุทรขนาดใหญ่ และมหาทวีปนี้ประกอบไปด้วยดินแดนลอเรเซีย (Laurasia) ทางตอนเหนือและดินแดนกอนด์วานา (Gondwana) ทางตอนใต้ จนกระทั่งมหาสมุทรแอตแลนติกเกิดการขยายตัว ทำให้แผ่นดินเคลื่อนที่และแยกตัวออกจากกัน […]