การตอบสนองของพืช

 การตอบสนองของพืช

การตอบสนองของพืชต่อสิ่งแวดล้อม

     1.   การเคลื่อนไหวเนื่องจากการเจริญเติบโต (growth movement)             

 -  การตอบสนองต่อสิ่งเร้าภายนอก(paratonic movement หรือ stimulus movement)               

 -  การตอบสนองที่เกิดจากสิ่งเร้าภายใน (autonomic          movement)                                                              

      2.  การเคลื่อนไหวเนื่องมาจากการเปลี่ยนแปลงแรงดันเต่ง  (turgor movement)

      3.  การตอบสนองของพืชต่อสารควบคุมการเจริญเติบโต

 การเคลื่อนไหวที่เกิดเนื่องจากการเจริญเติบโต (growth movement)

1.     การตอบสนองที่เกิดจากสิ่งเร้าภายนอก  (paratonic movement หรือstimulus movement)  มี  2  แบบ  คือ

1.1    แบบมีทิศทางเกี่ยวข้องสัมพันธ์กับสิ่งเร้า (tropism หรือ tropic movement) การตอบสนองแบบนี้อาจจะทำให้ส่วนของพืชโค้งเข้าหาสิ่งเร้า  เรียกว่า  positive tropism หรือ  เคลื่อนที่หนีสิ่งเร้าที่มากระตุ้น เรียกว่า negative tropism จำแนกได้ตามชนิดของสิ่งเร้าดังนี้       

1.1.1   โฟโททรอปิซึม (phototropism)  เป็นการตอบสนองของพืชที่ตอบสนองต่อสิ่งเร้าที่เป็นแสง  พบว่าที่ปลายยอดพืช (ลำต้น) มีทิศทางการเจริญเติบโตเจริญเข้าหาแสงสว่าง  (positive phototropism) ส่วนที่ปลายรากจะมีทิศทางการเจริญเติบโตหนีจากแสงสว่าง (negative phototropism)

1.1.2 จีโอทรอปิซึม (geotropism) เป็นการตอบสนองของพืชที่ตอบสนองต่อแรงโน้มถ่วงของโลกโดยรากพืชจะเจริญเข้าหา แรงโน้มถ่วงของโลก (positive geotropism) เพื่อรับน้ำและแร่ธาตุจากดิน ส่วนปลายยอดพืช (ลำต้น) จะเจริญเติบโตในทิศทางตรงข้ามกับแรงโน้มถ่วงของโลก (negative geotropism) เพื่อชูใบรับแสงสว่าง

           1.1.3  เคมอทรอปิซึม (chemotropism)  เป็นการตอบสนองของพืชโดยการเจริญเข้าหาหรือหนีจากสารเคมีบางอย่างที่เป็นสิ่งเร้า  เช่น        การงอกของหลอดละอองเรณู    ไปยังรังไข่ของพืช  โดยมีสารเคมีบางอย่างเป็นสิ่งเร้า    

        

1.1.4  ไฮโดรทรอปิซึม (hydrotropism) เป็นการตอบสนองของพืชที่ตอบสนองต่อความชื้น    ซึ่งรากของพืชจะงอกไปสู่  ที่มีความชื้น

1.1.5  ทิกมอทรอปิซึม (thigmotropism) เป็นการตอบสนองของพืชบางชนิดที่ตอบสนองต่อการสัมผัส  เช่น  การเจริญของ     มือเกาะ (tendril) ซึ่งเป็นโครงสร้างที่ยื่นออกไปพันหลักหรือ      เกาะบนต้นไม้อื่นหรือพืชพวกที่ลำต้นแบบเลื้อยจะพันหลักในลักษณะบิดลำต้นไปรอบๆเป็นเกลียว  เช่น  ต้นตำลึง ต้นพลู  ต้นองุ่น   ต้นพริกไทย เป็นต้น

1.2    แบบมีทิศทางที่ไม่สัมพันธ์กับทิศทางของสิ่งเร้า(nasty หรือ nastic movement)

การตอบสนองแบบนี้จะมีทิศทางคงที่คือ  การเคลื่อนขึ้นหรือลงเท่านั้น  ไม่ขึ้นกับทิศทางของสิ่งเร้า

  การบานของดอกไม้  (epinasty)  เกิดจากกลุ่มเซล์ด้านในหรือด้านบนของกลีบดอกยืดตัวหรือขยายขนาดมากกว่ากลุ่มเซลล์ด้านนอกหรือด้านล่าง           

          

การหุบของดอกไม้ (hyponasty)  เกิดจากกลุ่มเซลล์ด้านนอก หรือด้านล่างของกลีบดอกยืดตัวหรือขยายขนาดมากกว่ากลุ่มเซลล์ด้านมนหรือด้านบน                                                                                ตัวอย่างเช่น 

- ดอกบัว  ส่วนมากมักหุบในตอนกลางคืน  และบานในตอนกลางวัน             

- ดอกกระบองเพชร  ส่วนมากจะบานใน        ตอนกลางคืนและหุบในตอนกลางวัน

การบานของดอกไม้ขึ้นอยู่กับชนิดของพืชและสิ่งเร้า  เช่น  อุณหภูมิ ความชื้น แสง เป็นต้น   ถ้าสิ่งเร้าเป็นแสงแล้วทำให้เกิดการตอบสนอง (เกิดการเคลื่อนไหว ด้วยการบานการหุบของดอกไม้) โฟโตนาสที (photonasty) ถ้าอุณหภูมิเป็นสิ่งเร้าก็เรียกว่า เทอร์มอนาสที (thermonasty) ตัวอย่างเช่น ดอกบัวส่วนมากมักหุบในตอนกลางคืนและบานในตอนกลางวัน  แต่ดอกกระบองเพชร จะบานในตอนกลางคืนและจะหุบในตอนกลางวัน ที่เป็นเช่นนี้เนื่องจากใน      ตอนกลางคืนจะมีอุณหภูมิต่ำหรือเย็นลง  ทำให้กลุ่มเซลล์ด้านในของกลีบดอกเจริญมากกว่าด้านนอกจึงทำให้กลีบดอกบานออก  แต่ตอนกลางวันอากาศอุ่นขึ้น อุณหภูมิสูงขึ้นจะทำให้กลุ่มเซลล์ด้านนอกเจริญยืดตัวมากกว่าดอกจะหุบ                        การบานและการหุบของดอกไม้มีเวลาจำกัด  เท่ากับการเจริญของเซลล์ของกลีบดอก  เมื่อเซลล์เจริญยืดตัวเต็มที่แล้วจะไม่หุบหรือบานอีกต่อไป กลีบดอกจะโรยและหลุดร่วงจากฐานดอก

โฟโตนาสที (photonasty)

2.     การตอบสนองที่เกิดจากสิ่งเร้าภายในของต้นพืชเอง (autonomic movement)

เป็นการตอบสนองที่เกิดจากการกระตุ้นจากสิ่งเร้าภายในจำพวกฮอร์โมนโดยเฉพาะออกซิน ทำให้การเจริญของลำต้นทั้งสองด้านไม่เท่ากัน ได้แก่

           2.1  การเอนหรือแกว่งยอดไปมา (nutation movement)     เป็นการเคลื่อนไหวที่เกิดเฉพาะส่วนยอดของพืช  สาเหตุเนื่องจาก       ด้านสองด้านของลำต้น (บริเวณยอดพืช) เติบโตไม่เท่ากัน  ทำให้ยอดพืชโยกหรือแกว่งไปมาขณะที่ปลายยอดกำลังเจริญเติบโต

2.2 การบิดลำต้นไปรอบๆเป็นเกลียว (spiral movement) เป็นการเคลื่อนไหวที่ปลายยอดค่อยๆบิดเป็นเกลียวขึ้นไป  เมื่อเจริญเติบโตขึ้น ซึ่งเป็นการเคลื่อนไหวที่มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า โดยปกติเราจะมองเห็นส่วนยอดของพืชเจริญเติบโตขึ้นไปตรงๆ แต่แท้จริงแล้วในส่วนที่เจริญขึ้นไปนั้นจะบิดซ้ายขวาเล็กน้อย เนื่องจากลำต้นทั้งสองด้านเจริญเติบโตไม่เท่ากันเช่นเดียวกับ  นิวเทชัน ซึ่งเรียกว่า circumnutation พืชบางชนิดมีลำต้นอ่อนทอดเลื้อยและพันหลักในลักษณะการบิดลำต้นไปรอบๆ          เป็นเกลียวเพื่อพยุงลำต้น  เรียกว่า  twining  เช่น  การพันหลักของต้นมะลิวัลย์  พริกไทย  อัญชัน  ตำลึง ฯลฯ

การเคลื่อนไหวที่เกิดเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงแรงดันเต่ง                                                            (turgor movement)

ปกติพืชจะมีการเคลื่อนไหวตอบสนองต่อการสัมผัส           (สิ่งเร้าจากภายนอก) ช้ามาก   แต่มีพืชบางชนิดที่ตอบสนองได้เร็ว โดยการสัมผัสจะไปทำให้มีการเปลี่ยนแปลงของปริมาณน้ำภายในเซลล์  ทำให้แรงดันเต่ง (turgor pressure) ของเซลล์เปลี่ยนแปลงไป ซึ่งเป็นไปอย่างรวดเร็วและไม่ถาวร ซึ่งมีหลายแบบ  คือ

1.  การหุบของใบจากการสะเทือน (contract movement)

                       -  การหุบใบของต้นไมยราบ  ตรงบริเวณโคนก้านใบและโคนก้านใบย่อยจะมีกลุ่มเซลล์ชนิดหนึ่ง (เซลล์พาเรงคิมา) เรียกว่า  พัลไวนัส (pulvinus)  ซึ่งเป็นเซลล์ที่มีขนาดใหญ่และ           ผนังเซลล์บาง  มีความไวสูงต่อสิ่งเร้าที่มากระตุ้น เช่น การสัมผัส เมื่อสิ่งเร้ามาสัมผัสหรือกระตุ้นจะมีผลทำให้แรงดันเต่งของ  กลุ่มเซลล์ดังกล่าวเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว  คือ  เซลล์จะสูญเสียน้ำให้กับเซลล์ข้างเคียงทำให้ใบหุบลงทันที  หลังจากนั้นสักครู่น้ำจะซึมผ่านกลับเข้าสู่เซลล์พัลไวนัสอีก  แรงดันเต่ง      ในเซลล์เพิ่มขึ้นทำให้แรงดันเต่งและใบกางออก

- การหุบของใบพืชพวกที่มีการเปลี่ยนแปลงรูปร่างไปเพื่อจับแมลง ได้แก่  ใบของต้นหม้อข้าวหม้อแกงลิง             ต้นสาหร่ายข้าวเหนียว   ต้นกาบหอยแครง  ต้นหยาดน้ำค้าง เป็นต้น  พืชพวกนี้ถือได้ว่าเป็นพืชกินแมลงจะมีการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของใบเพื่อทำหน้าที่จับแมลง  ภายในใบจะมีกลุ่มเซลล์หรือขนเล็กๆ (hair)  ที่ไวต่อสิ่งเร้าอยู่ทางด้านในของใบ  เมื่อแมลงบินมาถูกหรือมาสัมผัสจะเกิดการสูญเสียน้ำ ใบจะเคลื่อนไหวหุบทันที  แล้วจึงปล่อยเอนไซม์ออกมาย่อยโปรตีนของแมลงให้เป็น  กรดอะมิโน  จากนั้นจึงดูดซึมที่ผิวด้านในนั้นเอง

2. การหุบใบตอนพลบค่ำของพืชตระกูลถั่ว (sleep movement)

เป็นการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงความเข้มของแสงของพืชตระกูลถั่ว เช่น ใบก้ามปู ใบมะขาม ใบไมยราบ ใบถั่ว ใบแค ใบกระถิน ใบผักกระเฉด เป็นต้น โดยที่ใบจะหุบ ก้านใบจะห้อยและลู่ลงในตอนพลบค่ำ เนื่องจากแสงสว่างลดลง ซึ่งชาวบ้านเรียกว่า “ต้นไม้นอน” แต่พอรุ่งเช้า  ใบก็จะกางตามเดิม  การตอบสนองเช่นนี้เกิดจากการเปลี่ยนแปลง    แรงดันเต่งของกลุ่มเซลล์พัลไวนัสที่โคนก้านใบ  โดยกลุ่มเซลล์พัลไวนัสนี้เป็นกลุ่มเซลล์ขนาดใหญ่และผนังเซลล์บาง  มีความไวสูงต่อสิ่งเร้าที่มากระตุ้น เมื่อไม่มีแสงสว่างหรือแสงสว่างลดลง มีผลทำให้เซลล์ด้านหนึ่งสูญเสียน้ำให้กับช่องว่างระหว่างเซลล์ที่อยู่เคียงข้างทำให้แรงดันเต่งลดลงใบจึงหุบลง  ก้านใบจะห้อยและลู่ลง  พอรุ่งเช้ามีแสงสว่างน้ำจะเคลื่อนกลับมาทำให้แรงดันเต่งเพิ่มขึ้นและเซลล์เต่งดันให้ที่ลู่นั้นกางออก

3. การเปิดปิดของปากใบ (guard cell movement)

การเปิด-ปิดของปากใบขึ้นอยู่กับความเต่งของเซลล์คุม    (guard cell) ในตอนกลางวันเซลล์คุมมีกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้น  ทำให้ภายในเซลล์คุมมีระดับน้ำตาลสูงขึ้น  น้ำจากเซลล์ข้างเคียงจะซึมผ่านเข้าเซลล์คุม  ทำให้เซลล์คุมมีแรงดันเต่งเพิ่มขึ้น   ดันให้ผนังเซลล์คุมที่แนบชิดติดกันให้เผยออก  จึงทำให้ปากใบเปิด     แต่เมื่อระดับน้ำตาลลดลงเนื่องจากไม่มีกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง น้ำก็จะซึ่มออกจากเซลล์คุม  ทำให้แรงดันเต่งในเซลล์คุมลดลงเซลล์จะเหี่ยวและปากใบก็จะปิด

การตอบสนองต่อสิ่งเร้าของพืชด้วยการเคลื่อนไหวแบบต่างๆ   ที่เกิดขึ้นจะมีผลต่อประสิทธิภาพในการดำรงชีวิตของพืช  สรุปได้ดังนี้

                1. การหันยอดเข้าหาแสงสว่าง ช่วยให้พืชสังเคราะห์อาหารได้อย่างทั่วถึง                                                                                                    2. การหันรากเข้าสู่ศูนย์กลางของโลก ช่วยให้รากอยู่ในดิน ซึ่งเป็นแหล่ง ที่พืชได้รับน้ำและแร่ธาตุ                                                                                                                     3. การเจริญเข้าหาสารเคมีของละอองเรณู ช่วยในการผสมพันธุ์ การขยายกลีบช่วยในการกระจายหรือรับละอองเกสร                                                                                    

4. การเคลื่อนไหวแบบ nutation , spiral movement และ twining movement ช่วยให้พืชเกาะพันกับสิ่งอื่นๆสามารถชูกิ่งหรือยอด เพื่อรับแสงแดด หรือชูดอกและผลเพื่อการสืบพันธุ์หรือกระจายพันธุ์                         

 5. การหุบของต้นกาบหอยแครงช่วยในการจับแมลงหรืออาหาร การหุบของไมยราบช่วยในการหลบหลีกศัตรู