| ที่มา | คอลัมน์ฟิสิกส์ธรรมดา สาระมันส์ |
|---|---|
| ผู้เขียน | อาจวรงค์ จันทมาศ |
| เผยแพร่ |
พืชบนโลกของเรามีมากหมายหลายชนิด แต่นักวิทยาศาสตร์แบ่งพืชตามธรรมชาติของการลำเลียงน้ำและอาหารได้ 2 ประเภทหลักๆ ได้แก่
1.พืชที่มีท่อลำเลียง (Vascular plant)
2.พืชที่ไม่มีท่อลำเลียง (Non-vascular plants)
พืชที่เราเห็นรอบตัวส่วนมากแล้วเป็นพืชที่มีระบบท่อลำเลียงน้ำและอาหารไปสู่ส่วนต่างๆ ของมัน แต่พืชในยุคแรกๆ นั้นไม่มีท่อลำเลียง ได้แก่ มอส ข้าวตอกฤๅษี ลิเวอร์เวิร์ต (liverworts) และฮอร์นเวิร์ต Hornwort พืชเหล่านี้จะรับน้ำและสารอาหารจากสิ่งแวดล้อมเข้าสู่เซลล์แต่ละเซลล์โดยตรง ดังนั้น พืชประเภทนี้จึงมีขนาดไม่ใหญ่และอยู่ในบริเวณที่อากาศชื้น (เช่น น้ำตก หรือบนภูเขาที่อากาศชื้น)
ก่อนจะทำความเข้าใจเรื่องท่อลำเลียงน้ำและอาหาร มาทำความรู้จักกับราก (Root) กันก่อนดีกว่า รากเป็นส่วนที่ทำหน้าที่ดูดซึมน้ำและสารอาหารให้กับพืช รวมทั้งช่วยให้พืชยึดเกาะกับดินได้ดี เมื่อพืชวิวัฒนาการรากและระบบลำเลียงขึ้นมา มันย่อมสามารถยืนต้นสูงได้เต็มที่
รากของพืชหลายชนิดเปลี่ยนแปลงไปทำหน้าที่อื่นๆ เพิ่มเติมเข้ามา เช่น รากต้นแสมทะเลที่แทงขึ้นมาจากดินทำหน้าที่ช่วยในการหายใจ และ รากสะสมอาหารของพืชพวกแครอตหรือต้นบีทรูท (beetroot)
รากของพืชจะงอกขนเส้นเล็กๆ ที่มองด้วยตาเปล่าไม่เห็นออกมามากมาย เรียกว่า ขนราก (Root hair) ซึ่งจะช่วยให้รากมีพื้นที่ผิวในการดูดซึมน้ำและอาหารมากขึ้นมหาศาล
แต่รากพืชส่วนมาก (กว่า 90% ของชนิดพันธุ์ของพืช) ไม่ได้ทำงานเพียงลำพัง พวกมันได้รับความช่วยเหลือจากเชื้อราซึ่งอาศัยอยู่เป็นกลุ่มก้อนขนาดใหญ่ที่รากพืชเพื่อช่วยรากในการดูดซึมน้ำและแร่ธาตุ ส่วนพืชจะส่งสารอาหารประเภทคาร์โบไฮเดรตและน้ำตาลให้กับเชื้อราเหล่านี้ผ่านทางราก ความสัมพันธ์แบบพึ่งพาอาศัยกันดังกล่าวเรียกว่า ไมคอไรซา (Mycorrhiza)
ในการดูดน้ำของพืช มีน้ำเพียงส่วนน้อยเท่านั้นที่พืชดูดขึ้นมาแล้วนำไปใช้ในการเจริญเติบโตและใช้ทำปฏิกิริยาต่างๆ ภายในเซลล์ น้ำส่วนมากที่ดูดซึมมาจะสูญเสียออกไปมากถึง 97% ส่วนหนึ่งจะระเหยออกไป เรียกว่า Transpiration แต่ถ้าสูญเสียออกมาในรูปของเหลวจะเรียกว่า Guttation
ปกติแล้ว Transpiration จะเกิดในช่วงกลางวัน (95%) มากกว่ากลางคืน (5%) และหากพิจารณากระบวนการ Transpiration จะพบว่าส่วนมากเกิดขึ้นที่ปากใบมากถึง 90-97%
แต่การสูญเสียน้ำออกไปในลักษณะนี้ไม่ใช่ระบวนการที่เปล่าประโยชน์ เพราะมันจำเป็นอย่างมากต่อการลำเลียงน้ำเข้าสู่พืช
การดูดน้ำของพืชนั้นเป็นสิ่งมหัศจรรย์มากๆ ลองนึกดูสิครับว่าพืชสามารถดึงน้ำที่อยู่ลึกลงไปใต้ดินขึ้นไปยังยอดไม้ที่สูงมากๆ ได้อย่างไร (ต้นไม้บางต้นสูงเป็นร้อยเมตร)
อาทิตย์หน้าจะมาเล่าให้ฟังครับว่า พืชใช้กลไกอะไรในการดูดซึมน้ำจากรากขึ้นสู่ใบไม้ที่ยอด
อ้างอิง
https://www.nature.com/articles/ncomms1046
