| ที่มา | คอลัมน์ฟิสิกส์ธรรมดาสาระมันส์ |
|---|---|
| ผู้เขียน | อาจวรงค์ จันทมาศ |
| เผยแพร่ |
เมื่อกล่าวถึงการลำเลียงอาหารในพืช คำว่า อาหาร ในที่นี้หมายถึง สารอินทรีย์ต่างๆ เช่น น้ำตาลกลูโคส ซึ่งจะถูกลำเลียงผ่านเนื้อเยื่อที่เรียกว่า โฟลเอม (Pholoem) การลำเลียงสารอินทรีย์ในพืชเรียกว่า Translocation
สารอินทรีย์ที่ได้จากการสังเคราะห์แสงนั้น บางส่วนไม่ได้ถูกขนส่งไปไหน แต่จะถูกเก็บไว้ที่ใบซึ่งเป็นแหล่งสร้างพวกมันขึ้นมา ส่วนที่เหลือจะถูกขนส่งลำเลียงไปยังส่วนต่างๆ ของพืช ตั้งแต่ลำต้น ดอก กิ่ง และผล
เซลล์พืชส่วนมากจะเก็บอาหารไว้ในรูปแป้ง แต่แป้งเป็นสารที่มีโมเลกุลใหญ่เกินกว่าจะผ่านเยื่อหุ้มเซลล์และยากต่อการขนส่ง เซลล์พืชจะทำการเปลี่ยนแป้งให้เป็นโมเลกุลที่เล็กลงอย่างน้ำตาลซูโครสซึ่งขนส่งง่ายกว่ากันมาก
นักวิทยาศาสตร์รู้ได้อย่างไร ว่าพืชลำเลียงอาหารในรูปน้ำตาลซูโครส?
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
ทฤษฎีที่อธิบายการขนส่งสารอินทรีย์เรียกว่า Pressure flow Theory
กระบวนการขนส่งสารอินทรีย์นั้นเกิดจากความดันภายในโฟลเอมซึ่งมีค่าสูงมากกว่าความดันอากาศในยางรถยนต์ถึง 5 เท่า การขนส่งสารอินทรีย์เริ่มต้นที่การสร้างความดันเพื่อผลักดันสารอินทรีย์เข้าสู่คอมพาเนียนเซลล์ แล้วจึงส่งต่อให้กับซีฟทิวบ์ซึ่งต้องเป็นกระบวนการที่ต้องใช้พลังงาน
เมื่อสารอินทรีย์ในซีฟทิวบ์มีความเข้มขึ้นสูงขึ้นจะทำให้น้ำที่อยู่รอบๆ ไหลเข้าไปด้วยกระบวนการออสโมซิสส่งผลให้ภายในบริเวณนั้นมีความดันสูงขึ้นและผนังของซีฟทิวบ์ถูกดันจนเต่ง แรงดันนี้เองที่จะผลักให้สารอินทรีย์เคลื่อนที่ผ่านซีฟทิวบ์สู่บริเวณที่มันต้องไป ระหว่างที่เคลื่อนที่ความดันจะค่อยๆ ลดลงจนกระทั่งถึงที่หมายในที่สุด
อ้างอิง
https://books.google.co.th/books?id=03S6VbTjCmUC&pg=PA84&lpg=PA84&dq=transpiration+percent&source=bl&ots=kLxsmu9deN&sig=aAyGDuqsV0eLXTVXyPp3OjjSNJk&hl=th&sa=X&ved=0ahUKEwjwj–
64t7WAhVLQ48KHQtpCUgQ6AEIbTAJ#v=onepage&q=sieve%20tube&f=false
http://rubisco.ugr.es/fisiofar/pagwebinmalcb/contenidos/Tema17/xilema.pdf
http://exa.unne.edu.ar/biologia/fisiologia.vegetal/PlantPhysiologyTaiz2002.pdf
https://books.google.co.th/books?id=V_zkSl13egYC&pg=PA112&lpg=PA112&dq=phloem+parenchyma&source=bl&ots=yfpCE5g7OT&sig=4Q2d0hOuee5nA8VrHSqNYX9Pmj0&hl=th&sa=X&ved=0ahUKEwjI4tGqxOHWAhUFwI8KHXykBos4ChDoAQg4MAM#v=onepage&q=phloem%20parenchyma&f=false
