การสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้นที่บริเวณที่มีคลอโรฟิลล์ ส่วนใหญ่จึงเกิดที่ใบเมื่อสังเคราะห์ด้วยแสงได้แล้ว จะได้คาร์โบไฮเดรต พวกน้ำตาล และแป้งซึ่งสามารถทดสอบสารอาหารเหล่านั้นได้ อาหารเหล่านี้ พืชสามารถส่งไป เก็บตามส่วนต่าง ๆ ของพืชได้ พืชบาง ชนิดเก็บอาหารไว้ตามลำต้น เช่น หัวมันฝรั่ง เผือก แห้วจีน เป็นต้นพืชสามารถ ลำเลียงอาหารจากด้านบนลงล่าง และล่างขึ้นบนได้ นักวิทยาศาสตร์ที่ได้ทดลองเรื่องการลำเลียงอาหารของพืช คือ มัลพิจิ ในปี พ.ศ 2229 (ค.ศ. 1686) โดยการควั่นลำต้นพืชใบเลี้ยงคู่ออก ตั้งแต่เปลือกไม้ออกจนถึงชั้น แคมเบียมแล้วทิ้ง
นักวิทยาศาสตร์ทำการทดลองบางอย่างทำให้พบว่าซูโครสเป็นโมเลกุลหลักๆ ที่ถูกขนส่งในโฟลเอม การทดลองดังกล่าวคือ การทำให้เพลี้ยอ่อน (Aphid) สลบด้วยการรมก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ขณะที่พวกมันกำลังดูดน้ำเลี้ยงจากโฟลเอมของพืช แล้วดึงเพลี้ยอ่อนออกมาจากต้นพืชแล้วศึกษาน้ำที่ไหลซึมออกมาโฟลเอมในพืชชนิดต่างๆ จึงพบว่าน้ำตาลซูโครสเป็นสารอินทรีย์ส่วนมากที่พบอยู่ในนั้น
โฟลเอมประกอบไปด้วยเซลล์ 4 ประเภท ได้แก่
1.ซีฟทิวบ์ (Sieve Tube)🌲
เป็นเซลล์ที่มีลักษณะยาวและเชื่อมต่อกันตลอดต้นพืช ทำหน้าที่ในการขนส่งสารอินทรีย์ในต้นพืช บริเวณปลายที่เชื่อมต่อกันมีแผ่นบางๆ กั้น แต่แผ่นดังกล่าวมีรูพรุน เซลล์ชนิดนี้มีชีวิต และเมื่อเติบโตเต็มที่แล้วจะไม่มีนิวเคลียส
2.คอมพาเนียนเซลล์ (Companion Cells)🌲
เป็นเซลล์ที่ประกบข้างซีฟทิวบ์ทำหน้าที่ช่วยขนส่งสารอินทรีย์
3.โฟลเอม ไฟเบอร์ (Phloem Fibre)🌲
เป็นโครงสร้างค้ำจุนท่อลำเลียงสารอินทรีย์ให้แข็งแรง
4. โฟลเอมพาแรงไคมา (Phloem parenchyma)🌲
ช่วยในการลำเลียงสารอินทรีย์และเก็บสะสมสารอินทรีย์ไว้ในรูปแป้ง โปรตีน และไขมัน
🌱ทิศทางการลำเลียงของพืช
พืชสามารถลำเลียงอาหารได้ทั้ง 2 ทิศทาง คือ การลำเลียงขึ้นสู่ยอด และการลำเลียงลงสู่ราก โดยพืชจะลำเลียงอาหารผ่านทางซีฟทิวบ์ของโฟลเอ็ม
พืชจะลำเลียงจากแหล่งที่มีการสร้างอาหาร เรียกว่า "แหล่งสร้าง" ไปยังบริเวณที่สร้างอาหารได้น้อย ไม่มีการสร้างเลย หรือบริเวณที่ต้องเก็บสะสมอาหาร เรียกว่า "แหล่งรับ"
🌱กลไกการลำเลียงอาหารของพืช
น้ำตาลกลูโคสที่พืชสร้างขึ้นจะถูกลำเลียงออกมาในไซโทพลาสซึม แล้วเปลี่ยนเป็น น้ำตาลซูโครส ซูโครสจะเคลื่อนย้ายจากแหล่งสร้างไปยังซีฟทิวบ์ของโฟลเอ็ม โดยการลำเลียงแบบใช้พลังงาน หรือ Active transport และลำเลียงไปยังส่วนต่างๆของพืช การลำเลียงอาหารในโฟลเอ็ม "อาศัยความแตกต่างของความดันในซีฟทิวบ์ระหว่างแหล่งสร้าง และแหล่งรับ" ทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของสารในโฟลเอ็ม
🌱1.การแพร่ (Difusion)
เป็นการลำเลียงอาหารจากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่งโดยเคลื่อนที่ไปตามความเข้มข้นของสาร จากบริเวณที่มีอาหารเข้มข้นมากกว่าไปยังบริเวณที่มีอาหารเข้มข้นน้อยกว่า
🌱2.การไหลเวียนของโพรโทพลาซึม (Protoplasm streaming)
ศึกษาโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวฮอลันดาชื่อ ฮูโก เด ฟรีส์ (Hugo De Vries) โดยพบว่าการเคลื่อนที่ของสารละลายภายใน ซีฟทิวบ์ของโฟลเอ็ม เกิดจากการไหลเวียนของโพรโทพลาซึม หรือที่เรียกว่า ไซโคลซิส (Cyclosis)
อาหารภายในโพรโทพลาซึมของซีฟทิวบ์เคลื่อนตัวออกจากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่ง โดยผ่านพลาสโมเดสมาตา (Plasmodesmata) ซึ่งเชื่อมโยงกันกับ ซีฟเพลต (Sieve plate) ซึ่งเป็นบริเวณที่ติดต่อกันระหว่างซีฟทิวบ์แต่ละเซลล์
การเคลื่อนที่โดยการไหลเวียนของอาหารในโพรโทพลาซึมของซีฟทิวบ์เกิดขึ้นในเซลล์ที่มีชีวิตเท่านั้นและการลำเลียงเชื่อมต่อกันได้
🌱3.การไหลของอาหารเนื่องจากแรงดัน ( Pressure flow)
การไหลของอาหารโดยวิธีนี้ศึกษาและเสนอทฤษฎีโดยนักวิทยาศาสตร์ ชาวเยอรมัน อีมึนจ์(E. Munch) คือทฤษฎีแรงดันเต่ง (Pressure flow theory) มีกลไกสำคัญคือ
-เซลล์ในชั้นมีโซฟิลล์ (Mesophyll) ของใบสังเคราะห์ด้วยแสงได้น้ำตาลกลูโคสมากขึ้นทน้ำตาลกลูโคสเคลื่อนที่จากเซลล์มีโซฟิลล์เข้าสู่เซลล์ห่อหุ้มกลุ่มท่อลำเลียง (Bundle sheath cell)
-การสะสมน้ำตาลซูโครสในเซลล์ห่อหุ้มกลุ่มท่อลำเลียง เปลี่ยนเป็นน้ำตาลซูโครส ทำให้มีการสะสมน้ำตาลซูโครสมากขึ้น เกิดการขนส่งซูโครสแบบ active transport จากเซลล์ห่อหุ้มกลุ่มท่อลำเลียงเข้าสู่โพรโทพลาซึมของซีฟทิวบ์ ซึ่งต้องมีการใช้พลังงานจาก ATP จำนวนมาก
-การสะสมน้ำตาลซูโครสในซีฟทิวบ์ทำให้น้ำจากเซลล์ข้างเคียง เช่น เซลล์มีโซฟิลล์และเซลล์ห่อหุ้มกลุ่มท่อลำเลียง แพร่เข้าสู่ซีฟทิวบ์ ทำให้ซีฟทิวบ์มีแรงดันเพิ่มขึ้นจะดันสารละลายให้เคลื่อนผ่านซีฟทิวบ์ที่เรียงติดกันจากแผ่นใบเข้าสู่ก้านใบ กิ่ง และลำต้นของพืชตามลำดับ
-อาหารจะเคลื่อนตัวจากใบไปยังส่วนต่างๆเพื่อใช้หรือสะสม เช่นที่ราก ดังนั้นใบจึงมีความเข้มข้นของสารอาหารสูงกว่าบริเวณราก และที่เซลล์รากจะมีการเปลี่ยนน้ำตาลเป็นแป้งซึ่งไม่ละลายน้ำ
🌱โครงสร้างพืช ประกอบด้วย
1. ธาตุคาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน 96%
2.สารอาหาร 4% ประกอบด้วย
ธาตุอาหารหลัก (macronutrient) พืชต้องการในปริมาณมาก ได้แก่ ไนโตรเจน (N) ฟอสฟอรัส (P) โพแทสเซียม(K) แคลเซียม(Ca) แมกนีเซียม(Mg) กำมะถัน (S)และซิลิกอน (Si)
ธาตุอาหารรอง (micronutrient) พืชต้องการในปริมาณน้อย ได้แก่ คลอรีน(Cl) เหล็ก(Fe) สังกะสี (Zn) แมงกานีส(Mn) ทองแดง(Cu) โบรอน(B) โมลิบดินัม(Mo) และนิเกิล(Ni)
🌱การลำเลียงอาหารผ่านทางโฟลเอ็มทำได้โดยอาศัยกลไกต่างๆ ดังนี้
1.ความแตกต่างของความดันของสารระหว่างแหล่งสร้าง(source)กับแหล่งรับ(sink)
แหล่งสร้าง คือ ใบ หรือบริเวณที่พืชสารมารถสร้างอาหารได้
แหล่งรับ คือ ราก ยอด ลำต้น
2.กลไกการไหลเวียนของไซโทพลาสซึมภายในซีฟทิวป์เมมเบอร์ ทำให้อาหารเคลื่อนที่ไปผ่านรูตะแกรงบริเวณซีฟเพลทได้ทั้งขึ้นด้านบน และลงด้านล่าง
สามารถศึกษาเพิ่มเติมได้
แหล่งที่มาของข้อมูล
ความคิดเห็น
แสดงความคิดเห็น