นํ้ า - ค ว า ม สํ า คั ญ ต่ อ พื ช ( 2 ) : กลไกลการลำเลียงน้ำ #บันทึกมาแบ่งปัน #คลังความรู้
-สรุปขั้นตอนการลำเลียงน้ำและแร่ธาตุผ่านทางด้านข้างของราก
-- 1. เมื่อน้ำและแร่ธาตุผ่านขนรากของชั้น เอพิเดอร์มิสของราก ซึ่งเข้าได้ทั้ง 2วิธี คือ วิธี อะโพพลาสต์ ผ่านผนังเซลล์ของแต่ละเซลล์ และวิธีซิมพลาสต์ ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์เข้าสู่ไซโทพลาซึม
-- 2. ถ้าการลำเลียงนั้นเข้าทาง อะโพพลาสต์ น้ำและแร่ธาตุบางส่วนจะลำเลียงเข้าเซลล์ของ เอพิเดอร์มิส และคอร์เทกซ์โดยวิธี ซิมพลาสต์
-- 3. น้ำและแร่ธาตุที่เข้าสู่ เอนโดเดอร์มิสทางผนังเซลล์ (วิธีอะโพพลาสต์) จะไม่สามารถผ่าน แคสพาเรียนสตริป ของเอนโดเดอร์มิสไปได้โดยวิธีอะโพพลาสต์ จึงใช้วิธีซิมพลาสต์ เพื่อผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ของ เอนโดเดอร์มิส
-- 4. เซลล์ของเอนโดเดอร์มิส และเซลล์ในชั้นสตีล ส่งน้ำและแร่ธาตุเข้าสู่ไซเลมไซเลมประกอบด้วย เทรคีดและเวสเซล ซึ่งเป็นเซลล์ที่ตายแล้ว ไม่มีโพรโทพลาซึมเหลือแต่ผนังเซลล์และช่องว่าง ลูเมน (Lumen) เมื่อน้ำและแร่ธาตุเข้าสู่ ไซเลมจึงเปลี่ยนจากวิธีซิมพลาสต์ เป็นอะโพพลาสต์ หลังจากนั้นจะลำเลียงขึ้นสู่ลำต้นเข้าสู่ท่อลำเลียงคือ ไซเลม แล้วพืชจะลำเลียงน้ำต่อไปยังส่วนต่าง ๆ ทั้งยอด ลำต้น กิ่ง และใบ เพื่อส่งน้ำไปให้ทุก ๆ เซลล์ของต้นพืช
** ไซเลม คือ เนื้อเยื่อของพืชชั้นสูงทำหน้าที่ลำเลียงน้ำและเกลือแร่ ประกอบด้วยเซลล์ 4 ชนิด คือ เทรคีด เวสเซล ไซเลมพาเรงคิมา และไซเลมไฟเบอร์ (ภาพประกอบ 3)
- กลไกการลำเลียงน้ำของพืช
-- 1. แรงดันราก (Root Pressure) (ภาพประกอบ 2) คือ แรงดันให้นํ้าเคลื่อนที่ต่อเนื่องกันจากรากเข้าสู่ไซเลมจนถึงปลายยอดของพืช เชื่อกันว่าแรงดันนี้เกิดจากการออสโมซิสของน้ำในดินซึ่งมีความเข้มข้นของสารน้อยกว่าในเซลล์ราก ทำให้น้ำเข้าไปในเซลล์จนเกิดแรงดันในท่อไซเลม ดันให้น้ำขึ้นไปในท่อไซเลมได้
เมื่อพืชดูดน้ำทางรากตลอดเวลา ทำให้ปริมาณน้ำในรากมีจำนวนมากขึ้นจนเกิดแรงดันในรากสูงมากขึ้นจนสามารถดันให้ของเหลวไหลขึ้นไปตามท่อไซเลม แรงดันนี้เรียกว่า แรงดันราก (Root pressure) หากปากใบเปิดจะดันต่อเนื่องจนออกมาเป็นไอน้ำทางปากใบ แต่เมื่อปากใบปิดน้ำจึงออกมาเป็นหยดน้ำที่ปลายของเส้นใบซึ่งมีรูเล็ก ๆ แรงดันรากนี้ทดลองได้จากการใช้ต้นไม้ขนาดเล็ก ๆ เช่น ต้นหงอนไก่ ดาวกระจาย ดาวเรือง รดน้ำในกระถางให้ชุ่ม ตัดลำต้นในระดับสูงกว่าดินในกระถาง 1-2 เซนติเมตร ทิ้งไว้ประมาณ 4-5 ชั่วโมง ที่บริเวณรอยตัดจะเห็นของเหลวซึมออกมา นำมาต่อกับเครื่องมือ มาโนมิเตอร์ (Manometer) ซึ่งเป็นเครื่องมือวัดความดันทำให้สามารถคำนวณหาแรงดันรากได้ในต้นไม้บางชนิด เช่น พืชตระกูลสนมีแรงดันรากน้อยมาก บางครั้งในขณะที่พืชต้องการน้ำมาก พืชกลับมีแรงดันรากน้อย เช่น ในฤดูแล้ง พืชจะต้องใช้วิธีต่าง ๆ เพื่อลำเลียงน้ำขึ้นไปสู่ลำต้นที่อยู่สูง ๆ ได้
ในวันที่อากาศชื้นและน้ำในดินมีมาก พืชจะคายน้ำทางปากใบได้น้อย แต่ดูดน้ำมาก ดังนั้น แรงดันน้ำในท่อไซเลมของรากจึงสูงและดันน้ำให้เข้าท่อไซเลมของลำต้น กิ่ง ใบ และดันให้ออกมาทางท่อไซเลมี่บริเวณปลายใบ (เรียกว่า ไฮดราโทด : hydrathode) เรียกปรากฏการณ์นี้ว่า การกัตเทชัน (guttation) ซึ่งมีผลเสียต่อพืชคือ ทำให้แร่ธาตุต่าง ๆ ที่พืชดูดขึ้นมานั้นสูญเสียไปโดยเปล่าประโยชน์
-- 2. แรงดึงเนื่องจากการคายน้ำ (Transpiration pull) (ภาพประกอบ 4 )โจเซฟ โบห์ม(Josef Bohm) ได้ทดลองต้มน้ำในบีกเกอร์ให้ร้อน เพื่อทำให้น้ำในหม้อดินเผาซึ่งเป็นหม้อพรุนร้อนขึ้น ทำให้ฟองอากาศในหลอดคะปิลลารีถูกไล่ออกไปเมื่อเอา บีกเกอร์ที่มีน้ำร้อนออก ทำให้น้ำมีอยู่เต็มหลอดคะปิลลารี เมื่อตั้งทิ้งไว้สักระยะหนึ่งน้ำจะระเหยออกไปจากหม้อพรุน ทำให้ระดับปรอทขึ้นไปได้สูงถึง 100 เซนติเมตร
การคายนํ้าที่ใบทำให้เซลล์ที่ใบขาดนํ้า จึงมีแรงดันออสโมซิสสูงขึ้น ส่วน แรงดันเต่ง (Turgor Pressure) จะลดลงเรื่อย ๆ จนมีค่าเป็นศูนย์ ใบจะเริ่มเหี่ยว แต่ยังคายนํ้าได้อีก ถ้าสิ่งแวดล้อมอำนวยทำให้ค่า Turgor Pressure เป็นลบ ใบจะเหี่ยวจนเห็นได้ชัดเจน ขณะเดียวกัน Osmotic Pressure จะยิ่งเพิ่มมากขึ้น จึงมีแรงดัน (Tension) ดึงนํ้าจากข้างล่างขึ้นมาด้านบน เซลล์ด้านล่างจะขาดนํ้าจึงเหี่ยว ทำให้ดูดนํ้าจากเซลล์ล่างถัดไปได้อีกต่อเนื่องกันไป แสดงว่าการคายนํ้ามากทำให้มีแรงดึงมากขึ้น นํ้าจึงขึ้นสู่ที่สูงได้ พบว่าแรงดึงที่เกิดจากการคายนํ้าของพืชมีมากถึง 200-300 บรรยากาศ
-- 3. คะพิลลารี แอคชัน (Capillary Action) (ภาพประกอบ 5)คือ การเคลื่อนที่ของนํ้าในหลอดขนาดเล็ก (Capillary Tube) ที่ถูกดันให้ขึ้นไปสูงกว่าระดับนํ้าในบริเวณเดียวกัน ซึ่งเกิดจากแรงตึงผิวของโมเลกุลของนํ้ากับผนังด้านข้างของหลอดที่มีแรงยึดเกาะกัน เรียกว่า แรงแอดฮีชัน (Adhesion) (ภาพ 6) คะพิลลารี แอคชัน ใช้อธิบายการเคลื่อนที่ของนํ้าในท่อเวสเซลที่ไหลต่อกันอย่างไม่ขาดสาย เป็นเพราะโมเลกุลของนํ้ามีแรงดึงดูดซึ่งกันและกัน คือ แรงโคฮีชัน (Cohesion) (ภาพ 7-8) และมีแรง Adhesion ยึดเกาะกับผิวของท่อเวสเซล นํ้าจะลำเลียงขึ้นไปได้สูงมาก ๆ ท่อจะต้องมีขนาดเล็กมาก แต่ท่อนํ้าของพืชยังมีขนาดเล็กไม่พอที่จะทำให้เกิดคะพิลลารี แอคชัน นำนํ้าไปถึงยอดพืชที่สูงมาก ๆ ได้
การดึงนํ้าขึ้นสู่ที่สูงย่อมต้องใช้แรงมาก เนื่องจากมีการเสียดทานของเซลล์ต่าง ๆ แต่พบว่า สายนํ้าไม่ขาดตอนเลย แสดงว่าโมเลกุลของนํ้ามีแรงดึงดูดกัน (Cohesion) มาก
แรงทั้งสามชนิด คือ แรงจากการคายนํ้า (Transpiration Pull) แรงดึงของนํ้า (Tention) และแรงยึดเกาะของโมเลกุลของนํ้า (Cohesion) ทำให้นํ้าในลำต้นพืชสามารถลำเลียงนํ้าจากด้านล่างขึ้นไปสู่ยอดสูง ๆ ได้ โดยไม่ขาดสาย
ที่มาข้อมูล
- การลำเลียงน้ำของพืช
- การลำเลียงน้ำของพืช
ภาพจาก
- 2
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
