การตอบสนองของพืช เกิดจากปัจจัยอะไรบ้าง และจำแนกเป็นกี่ประเภท อย่างไร

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

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

การหุบของใบพืชเพื่อจับแมลง เช่น ใบของต้นหม้อข้าวหม้อแกงลิง ซึ่งจะเกิดการหุบของใบทันที เมื่อมีแมลงบินมาเกาะพร้อมกับการปล่อยเอนไซม์ออกมา เพื่อย่อยแมลงเป็นอาหาร

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

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)