การลำเลียงสารของพืช มีความสำคัญต่อพืชอย่างไร และมีโครงสร้างเป็นอย่างไร

การลำเลียงสารของพืช

โครงสร้างและการทำงานของระบบ ลำเลียงสารของพืช ประกอบด้วยระบบท่อลำเลียง ที่ทำหน้าที่ลำขนส่งน้ำและแร่ธาตุจากรากส่งต่อไปยังส่วนต่าง ๆ ของพืช เพื่อใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง 

การลำเลียงสารของพืช คือ โครงสร้างและการทำงานของระบบลำเลียงน้ำและอาหารของพืช ซึ่งประกอบด้วยระบบท่อลำเลียง (Vascular Tissue System) ที่เป็นเนื้อเยื่อซึ่งเชื่อมต่อกันตลอดในลำต้น โดยทำหน้าที่ลำเลียงน้ำและแร่ธาตุจากรากส่งต่อไปยังส่วนต่าง ๆ ของพืช เพื่อนำไปใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง (Photo Synthesis) ก่อนจะนำสารหรือน้ำตาลซึ่งเป็นผลผลิตจากกระบวนการดังกล่าว ส่งต่อไปยังเนื้อเยื่อในส่วนต่าง ๆ ของพืช เพื่อนำไปใช้ในกิจกรรมอื่น ๆ ของเซลล์ เช่น การหายใจ การสืบพันธุ์ และการเคลื่อนไหว และการเจริญเติบโตต่อไป

น้ำ สารอาหารและแร่ธาตุต่าง ๆ จะถูกลำเลียงไปในรูปของสารละลาย ตั้งแต่บริเวณปลายรากหรือที่เรียกว่า “ขนราก” (Root Hair) จำนวนมากของพืช

ซึ่งดูดสารต่าง ๆ ขึ้นมาจากพื้นดินและนำส่งต่อไปยังระบบท่อลำเลียงหรือกลุ่มเซลล์ที่เรียกว่า “มัดท่อลำเลียง” (Vascular Bundle) ที่ประกอบด้วยเนื้อเยื่อสำคัญ 2 กลุ่ม คือ

ท่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุ หรือ “ไซเลม” (Xylem) คือ เนื้อเยื่อที่ทำหน้าที่ลำเลียงน้ำและแร่ธาตุจากดิน ผ่านรากขึ้นสู่ลำต้นไปยังใบและปลายยอดของพืช ประกอบด้วยเวสเซล (Vessel) และเทรคีด (Tracheid) ซึ่งเป็นกลุ่มเซลล์ที่ตายแล้วเรียงต่อกัน ซึ่งจะสลายตัวไป เมื่อพืชเจริญเติบโตเต็มที่ ส่งผลให้ท่อลำเลียงหรือไซเลมมีลักษณะกลวงตลอดทั้งแนว โดยที่การลำเลียงน้ำและแร่ธาตุจะมีทิศทางการลำเลียงขึ้นสู่ปลายยอดของต้นไม้เท่านั้น ไม่มีการลำเลียงลงกลับด้านล่าง เป็นระบบที่อาศัยการแพร่แบบออสโมซิส (Osmosis) ตั้งแต่ในรากและแรงดึงตามธรรมชาติ เช่น

  • แรงดันราก (Root Pressure) คือ แรงดันที่ทำให้น้ำเคลื่อนที่ต่อเนื่องกันจากรากเข้าสู่ไซเลมและต่อไปจนถึงปลายยอดของพืช เป็นแรงดันที่เกิดจากการออสโมซิสของน้ำในดิน
  • แรงคาพิลลารี (Capillary Force) คือ แรงดึงที่เกิดจากการดึงดูดระหว่างโมเลกุลของน้ำด้วยกันเอง (Cohesion) และแรงยึดติดของโมเลกุลน้ำกับพื้นผิวหรือผนังเซลล์ในท่อลำเลียง (Adhesion)
  • แรงดึงจากการคายน้ำ (Transpiration Pull) ที่ทำให้น้ำถูกดูดขึ้นไปจากราก เพื่อแทนที่ส่วนของน้ำที่พืชสูญเสียไป

ท่อลำเลียงอาหาร หรือ “โฟลเอม” (Phloem) คือ เนื้อเยื่อที่ทำหน้าที่ลำเลียงสารอาหาร โดยเฉพาะ “น้ำตาลกลูโคส” (Glucose) ที่ได้จากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงในรูปของสารละลาย นำส่งจากใบไปยังส่วนต่าง ๆ ของพืชที่กำลังมีการเจริญเติบโต รวมถึงการนำไปเก็บสะสมไว้ที่ใบ รากและลำต้น การลำเลียงอาหารสามารถเกิดได้ในทุกทิศทาง โดยอาศัย

  • การแพร่ (Diffusion) คือ การลำเลียงสารผ่านเนื้อเยื่อส่วนต่าง ๆ จากเซลล์ของใบสู่เซลล์ข้างเคียงต่อกันเป็นทอด ๆ เป็นการกระจายอนุภาคของสารจากบริเวณที่มีความเข้มข้นสูงไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้นต่ำ
  • การลำเลียงแบบใช้พลังงาน (Active Transport) คือ การลำเลียงสารผ่านเยื่อหุ้มเซลล์จากบริเวณที่สารมีความเข้มข้นต่ำไปสู่บริเวณที่มีความเข้มข้นสูง ซึ่งอาศัยพลังงานที่ได้จากการหายใจระดับเซลล์และโปรตีนตัวพาในการลำเลียง

การลำเลียงอาหารในโฟลเอมเกิดจากกลุ่มเซลล์ที่ยังมีชีวิตอยู่ อีกทั้ง ยังทำหน้าที่สร้างความแข็งแรงให้แก่ลำต้นของพืช การลำเลียงสารของพืชมีความเกี่ยวข้องกับกระบวนการต่าง ๆ มากมาย เป็นการประสานงานกันระหว่างกลุ่มเนื้อเยื่อในมัดท่อลำเลียง เพื่อนำส่งน้ำ แร่ธาตุ และสารต่าง ๆ ไปยังเนื้อเยื่อเป้าหมายของพืช

โครงสร้างและระบบการเรียงตัวของท่อส่งน้ำและอาหารในพืช

ราก

  • พืชใบเลี้ยงเดี่ยว : ไซเลมเรียงตัวอยู่รอบพิธ (Pitch) ซึ่งเป็นเนื้อเยื่ออยู่ตรงส่วนกลางของราก ขณะที่โฟลเอมแทรกตัวอยู่ระหว่างไซเล
  • พืชใบเลี้ยงคู่ : ไซเลมเรียงตัวคล้ายดวงดาวหลายแฉก (2-5 แฉก) บริเวณกึ่งกลางของราก ส่วนโฟลเอมแทรกอยู่ระหว่างไซเลม

ลำต้น

  • พืชใบเลี้ยงเดี่ยว : ไซเลมและโฟลเอมอยู่รวมกันอย่างกระจัดกระจายทั่วทั้งลำต้น

พืชใบเลี้ยงคู่ : ไซเลมและโฟลเอมรวมตัวอยู่ด้วยกันอย่างเป็นระเบียบรอบลำต้น โดยมีโฟลเอมเรียงตัวอยู่ด้านนอกและไซเลมเรียงตัวอยู่ด้านใน มีเนื้อเยื่อแคมเบียม (Cambium) แทรกอยู่ตรงกึ่งกลางระหว่างไซเลมและโฟลเอม

  • สำหรับลำต้นพืชใบเลี้ยงคู่เนื้อแข็งหรือพืชที่มีอายุมาก โดยเฉพาะในกลุ่มของพืชยืนต้น กลุ่มเซลล์ตั้งแต่เนื้อเยื่อแคมเบียมออกไปจนถึงชั้นนอกสุด คือ ส่วนที่เรียกว่า “เปลือกไม้” ขณะที่กลุ่มเซลล์บริเวณถัดจากเนื้อเยื่อแคมเบียมเข้ามาด้านในทั้งหมด คือ ส่วนของ “เนื้อไม้” หรือไซเลมนั่นเอง

สืบค้นและเรียบเรียง
คัดคณัฐ ชื่นวงศ์อรุณ


ข้อมูลอ้างอิง

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี – http://secondsci.ipst.ac.th

ทรูปลูกปัญญา – https://www.trueplookpanya.com

โรงเรียนนาเชือกพิทยาสรรค์ – https://np.thai.ac


เรื่องอื่น ๆ ที่นาสนใจ : การตอบสนองของพืช (Plant Responses)

เรื่องแนะนำ

กินไข่ไก่เท่าใดต่อวันถึงจะพอดี

เราไม่ควรกินไข่มากกว่า 1½ ฟองต่อวัน ขอบคุณภาพจาก https://www.webmd.com/food-recipes/ss/slideshow-eggs-6-ways ผู้เข้าร่วมวิจัยที่รับประทาน ไข่ไก่ 1½ ฟองทุกวันมีโอกาสเป็นโรคหัวใจเพิ่มขึ้นร้อยละ 17 เมื่อเปรียบเทียบกับผู้ที่ไม่ได้ทานเลย นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าตัวการสำคัญใน ไข่ไก่ คือคอเลสเตอรอลที่พบในไข่แดง ซึ่งคอเลสเตอรอลนี้สามารถพบเจอได้ในอาหารชนิดอื่นๆ เช่น หอย ผลิตภัณฑ์นม และเนื้อแดง คนวัยผู้ใหญ่ที่รับประทานไข่ไก่ 1½ ฟองต่อวันจะมีความเสี่ยงต่อการเป็นโรคหัวใจมากกว่าคนที่ไม่ได้ทานไข่ไก่ งานวิจัยชี้ว่า ยิ่งรับประทานไข่ไก่มากเท่าไหร่ ความเสี่ยงก็ยิ่งเพิ่มขึ้นมากเท่านั้น โดยงานวิจัยนี้มุ่งเน้นไปที่ไข่ไก่ ซึ่งเป็นอาหารที่เต็มไปด้วยคอเลสเตอรอลที่พวกเราคุ้นเคยกันมากที่สุด แน่นอนว่าไข่ไก่ก็ยังคงเป็นอาหารที่มีประโยชน์ต่อสุขภาพ แต่ควรจะรับประทานให้น้อยกว่าจำนวนไข่ไก่ที่ชาวอเมริกันรับประทานโดยเฉลี่ยจะดีกว่า อย่างไรก็ตาม การศึกษานี้ยังคงมีทั้งข้อจำกัดและข้อขัดแย้งกับงานวิจัยที่ก่อนหน้านี้ ซึ่งก่อให้เกิดข้อถกเถียงเกี่ยวกับไข่ไก่มาอย่างยาวนาน โดยผลวิจัยใหม่นี้ได้เผยแพร่ทางออนไลน์ในวารสารสมาคมแพทย์อเมริกัน นักวิจัยจากคณะแพทยศาสตร์ไฟน์เบิร์ก มหาวิทยาลัยนอร์ธเวสต์เทิร์น และจากที่อื่นๆ ได้รวบรวมผลการวิจัยจากงานศึกษาก่อนหน้า และวิเคราะห์ข้อมูลการรับประทานอาหารรายวันของผู้ใหญ่ชาวอเมริกันราวสามหมื่นคนโดยคร่าวๆ โดยนักวิจัยได้คำนวณว่าผู้ที่รับประทานคอเลสเตอรอล 300 มิลลิกรัมต่อวัน หรือไข่ไก่จำนวน 1½ ฟอง มีโอกาสเป็นโรคหัวใจเพิ่มขึ้น ร้อยละ 17 มากกว่าผู้ที่ไม่ได้ทานเลย โดยไข่ไก่ 1 ฟองจะมีปริมาณคอเลสเตอรอลราว 186 มิลลิกรัม นอกจากนี้ มีคำแนะนำว่าการทานคอเลสเตอรอลจำนวนเล็กน้อยยังเป็นเรื่องที่ดี […]

NGT x SaySci Ep.15 “เชื้อราบนขนมปัง”

ขนมปังเป็นอีกหนึ่งทางเลือกของผู้บริโภคในยุคปัจจุบัน ด้วยความเสียดายหากขนมปังขึ้นรา คนส่วนใหญ่คิดว่าเพียงแค่หยิบหรือตัดส่วนที่เป็นเชื้อราออก ก็สามารถรับประทานขนมปังนั้นได้แล้ว ความเชื่อนี้จริงหรือ? วันนี้เราจะมาหาคำตอบไปพร้อมๆ กัน