การลำเลียงอาหารของพืช

(Transport of food by plants )

ที่มารูป: https://www.kroobannok.com/news_file/p63509922147.pdf

การสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้นที่บริเวณที่มีคลอโรฟิลล์ ส่วนใหญ่จึงเกิดที่ใบเมื่อสังเคราะห์ด้วยแสงได้แล้ว จะได้คาร์โบไฮเดรต พวกน้ำตาล และแป้งซึ่งสามารถทดสอบสารอาหารเหล่านั้นได้ อาหารเหล่านี้ พืชสามารถส่งไปเก็บตามส่วนต่างๆของพืชได้ พืชบางชนิดเก็บอาหารไว้ตามลำต้น เช่น หัวมันฝรั่ง เผือก แห้วจีน เป็นต้น

พืชสามารถลำเลียงอาหารจากด้านบนลงล่างและล่างขึ้นบนได้ นักวิทยาศาสตร์ที่ได้ทดลองเรื่องการลำเลียงอาหารของพืช คือ มัลพิจิ ในปีพ.ศ.2229 (ค.ศ.1686) โดยการควั่นลำต้นพืชใบเลี้ยงคู่ออกตั้งแต่เปลือกจนถึงชั้น แคมเบียม แล้วทิ้งจะเกิดตามดังภาพ

ที่มารูป: http://www.thaigoodview.com/library/contest2552/type2/science04/48/images/pic_data/97.jpg

🌲 การลำเลียงสารอาหารในโฟลเอ็ม 🌲

ซิมเมอร์แมน ซึ่งเป็นนักชีววิทยาแห่งมหาลัยฮาร์วาด ได้ทดลองพบว่าเพลี้ยอ่อนจะใช้งวงแทงลงไปถึงท่อโฟลเอ็ม แล้วดูดของเหลวออกมา จนกระทั่งของเหลวหรือน้ำหวานออกมาจากทางก้น ซิมเมอร์แมน จึงตัดหัวเพลี้ยอ่อนออก โดยให้งวงที่แทงอยู่ในเนื้อไม้ยังคงติดกับโฟลเอ็มอยู๋ พบว่าของเหลวจากโฟลเอ็มยังคงไหลออกมาทางงวงที่แทงอยู่ในโฟลเอ็ม และเมื่อวิเคราะห์ของเหลวนั้น พบว่าส่วนใหญ่เป็นน้ำตาลซูโครสและมีสารอื่นอีกเช่น กรดอะมิโน ฮอร์โมน และธาตุอาหาร

ที่มารูป: http://www.thaigoodview.com/library/contest2552/type2/science04/48/images/pic_data/98.jpg

🌻 สรุปการลำเลียงสารอาหารในพืช 🌻

การลำเลียงอาหารในโฟลเอ็มมีความเร็วเฉลี่ยประมาณ 50-150 cm/hr การลำเลียงอาหารเกิดกระบวนการต่างๆ คือ

การแพร่ (Diffusion) => เป็นการลำเลียงอาหารจากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่งโดยเคลื่อนที่ไปตามความเข้มข้นของสารจากบริเวณที่มีความเข้มข้นมากไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้นน้อย ซึ่งเกิดขึ้นอย่างช้าๆ
การไหลเวียนของโพรโทพลาสซีม (Protoplasm Streaming) => การเคลื่อนที่ของสารละลายภายใน ซีฟทิวบ์ (Sieve tube) ของโฟลเอ็มเกิดจากการไหลเวียนของโพรโทพลาซึม หรือเรียกว่า ไซโคลซิส (Cyclosis) การเคลื่อนที่นี้อาจช้ามากไม่กี่ mm/hr หรืออาจเร็วถึงหลายร้อย mm อาหารภายในโพรโทพลาซึมของ Sieve tube เคลื่อนตัวออกจากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่ง โดยผ่านพลาสโมเดสมาตา (Plasmodesmata) ซึ่งเชื่อมโยงกับ ซีฟเพลต (Sieve plate) ซึ่งเป็นบริเวณที่ติดต่อกันระหว่าง ซีฟทิวบ์ (Sieve tube) แต่ละเซลล์เคลื่อนที่โดยการไหลเวียนของอาหารในโพรโทพลาซึมของซีฟทิวบ์เกิดขึ้นในเซลล์ที่มีชีวิตเท่านั้นและการลำเลียงเชื่อมต่อกันได้ เนื่องจากเซลล์ของซีฟทิวบ์เชื่อมต่อกันตลอดความยาวของลำต้นสารอาหารเหล่านี้จึงเคลื่อนที่ติดต่อกันได้ตลอดและยังพบ อีกว่าถ้าหากลดการเคลื่อนที่ของโพรโทพลาซึมของซีฟทิวบ์ลง อัตราการลำเลียงอาหารจะลดลงด้วย
การไหลของอาหารเนื่องจากแรงดัน (Pressure flow) => การไหลของอาหารโดยวิธีนี้ศึกษาและเสนอทฤษฎีโดย นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน อีมึนจ์ (E. Munch) เมื่อปีพ.ศ.2473 คือ ทฤษฎีแรงดันเต่ง (Pressure floe theory) มีกลไกสำคัญคือ

เซลล์ในชั้นมีโซฟิลล์ (Mesophyll) ของใบสังเคราะห์ด้วยแสงได้น้ำตาลกลูโคสมมากขึ้นน้ำตาลกลูโคสเคลื่อนที่จากเซลล์มีโซฟิลล์เข้าสู่เซลล์ห่อหุ้มกลุ่มท่อลำเลียง (ฺBundle sheath cell)
การสะสมน้ำตาลซูโครสในเซลล์ห่อหุ้มกลุ่มท่อลำเลียง เปลี่ยนเป็นน้ำตาลซูโครส ทำให้มีการสะสมน้ำตาลซูโครส มากขึ้นเกิดการขนส่งซูโครสแบบ แอกทิฟทรานสปอร์ต จากเซลล์ห่อหุ้มกลุ่มท่อลำเลียงเข้าสู่โพรโทพลาซึมของซีฟทิวบ์ ซึ่งต้องมีการ ใช้พลังงานจาก ATP จำนวนมาก
การสะสมน้ำตาลซูโครสใน ซีฟทิวบ์ทำให้น้ำจากเซลล์ข้างเคียง เช่น เซลล์เมโซฟิลล์ และเซลล์ห่อหุ้มกลุ่มท่อลำเลียง แพร่เข้าสู่ ซีฟทิวบ์ ทำให้ซีฟทิวบ์มีแรงดันเพิ่มขึ้นจะดันสารละลายให้เคลื่อนผ่าน ซีฟทิวบ์ที่เรียงติดกันจากแผ่นใบเข้าสู่ก้านใบ กิ่ง และลำต้นของพืชตามลำดับ
อาหารจะเคลื่อนตัวจากใบไปยังส่วนต่าง ๆ เพื่อใช้หรือสะสม เช่นที่ราก ดังนั้นใบจึงมีความเข้มข้น ของสารอาหารสูงกว่า บริเวณราก และที่เซลล์รากจะมีการเปลี่ยนน้ำตาลเป็นแป้งซึ่งไม่ละลายน้ำ