การตอบสนองของพืช ( ปิยภรณ์ ไทยนิ่ม )

การตอบสนองของพืชต่อสิ่งแวดล้อม 1. การเคลื่อนไหวเนื่องจากการเจริญเติบโต (growth movemen) - การตอบสนองต่อสิ่งเร้าภายนอก (paratonic movement หรือ stimulus movement) - การตอบสนองที่เกิดจากสิ่งเร้าภายใน (autonomic movement) 2. การเคลื่อนไหวเนื่องมาจากการเปลี่ยนแปลงแรงดันเต่ง (turgor movement) 3. การตอบสนองของพืชต่อสารควบคุมการเจริญเติบโต

การเคลื่อนไหวที่เกิดเนื่องจากการเจริญเติบโต การตอบสนองที่เกิดจากสิ่งเร้าภายนอก (paratonic movement หรือ (stimulus movement) มี 2 แบบคือ 1.1 แบบมีทิศทางเกี่ยวข้องสัมพันธ์กับสิ่งเร้า (tropism หรือ tropic movement) การตอบสนองแบบ นี้อาจจะทำให้ส่วนของพืชโค้งเข้าหาสิ่งเร้าเรียกว่า positive tropismหรือเคลื่อนที่หนีสิ่งเร้าที่มากระตุ้น เรียกว่า negative tropism จำแนกได้ตามชนิดของสิ่งเร้าดังนี้

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

1.3 จีโอทรอปิซึม (geotropism) เป็นการตอบสนองของพืชที่ตอบสนองต่อแรงโน้ มถ่วงของโลกโดยรากพืชจะ เจริญเข้าหาแรงโน้ มถ่วงของโลก (positive geotropism) เพื่อรับน้ำและแร่ธาตุจากดิน ส่วนปลายยอดพืช (ลำต้น) จะเจริญเติบโตในทิศทางตรงข้ามกับแรงโน้ มถ่วงของโลก (negative geotropism) เพื่อชูใบรับแสง สว่าง

1.4 เคมอทรอปิซึม (chemotropism) เป็นการตอบสนองของพืชโดยการเจริญเข้าหาหรือหนีจาก สารเคมีบางอย่างที่เป็ นสิ่งเร้าเช่นการงอกของหลอดละอองเรณูไปยังรังไข่ของพืชโดยมีสารเคมี บางอย่างเป็ นสิ่งเร้า

1.5 ไฮโดรทรอปิซึม (hydrotropism) เป็นการตอบสนองของพืชที่ตอบสนองต่อความชื้น ซึ่งราก ของพืชจะงอกไปสู่ที่มีความชื้น ดังรูป

1.6 ทิกมอทรอปิซึม (thigmotropism) เป็นการตอบสนองของพืชบางชนิดที่ตอบสนองต่อการสัมผัสเช่น การเจริญของมือเกาะ (tendril) ซึ่งเป็นโครงสร้างที่ยื่นออกไปพันหลักหรือเกาะบนต้นไม้อื่นหรือพืชพวกที่ ลำต้นแบบเลื้อยจะพันหลักในลักษณะบิดลำต้นไปรอบๆเป็นเกลียว เช่น ต้นตำลึง ต้นพลู ต้นองุ่น ต้นพริก ไทย เป็นต้น

1.2 แบบมีทิศทางที่ไม่สัมพันธ์กับทิศทางของสิ่งเร้า การตอบสนองแบบนี้จะมีทิศทางคงที่คือ การเคลื่อนขึ้นหรือลงเท่านั้น ไม่ขึ้นกับทิศทางของสิ่ง เร้า การบานของดอกไม้ (epinasty) เกิดจากกลุ่มเซล์ด้านในหรือด้านบนของกลีบดอกยืดตัวหรือขยาย ขนาดมากกว่ากลุ่มเซลล์ด้านนอกหรือด้านล่าง

การหุบของดอกไม้ (hyponasty) เกิดจากกลุ่มเซลล์ด้านนอกหรือด้านล่างของกลีบดอกยืดตัวหรือ ขยายขนาดมากกว่ากลุ่มเซลล์ด้านมนหรือด้านบน ตัวอย่างเช่น - ดอกกระบองเพชร ส่วนมากจะบานในตอนกลางคืนและหุบในตอนกลางวัน - ดอกบัว ส่วนมากมักหุบในตอนกลางคืนและบานในตอนกลางวัน

การบานของดอกไม้ขึ้นอยู่กับชนิดของพืชและสิ่งเร้าเช่น อุณหภูมิ ความชื้น แสง เป็นต้น ถ้าสิ่งเร้าเป็นแสง แล้วทำให้เกิดการตอบสนอง (เกิดการเคลื่อนไหว ด้วยการบานการหุบของดอกไม้) โฟโตนาสที (photonasty) ถ้าอุณหภูมิเป็นสิ่งเร้าก็เรียกว่า เทอร์มอนาสที (thermonasty) ตัวอย่างเช่น ดอกบัวส่วนมากมักหุบในตอนกลางคืนและบานในตอนกลางวันแต่ดอกกระบองเพชรจะบานในตอนกลางคืน และจะหุบในตอนกลางวัน

2. การตอบสนองที่เกิดจากสิ่งเร้าภายในของต้นพืชเอง เป็นการตอบสนองที่เกิดจากการกระตุ้นจากสิ่งเร้าภายในจำพวกฮอร์โมนโดยเฉพาะออกซิน ทำให้การ เจริญของลำต้นทั้งสองด้านไม่เท่ากัน ได้แก่ 2.1 การเอนหรือแกว่งยอดไปมา (nutation movement) เป็นการเคลื่อนไหวที่เกิดเฉพาะส่วนยอดของ พืชสาเหตุเนื่องจากด้านสองด้านของลำต้น (บริเวณยอดพืช) เติบโตไม่เท่ากันทำให้ยอดพืชโยกหรือ แกว่งไปมาขณะที่ปลายยอดกำลังเจริญเติบโต

2.2 การบิดลำต้นไปรอบๆเป็นเกลียว (spiral movement) เป็นการเคลื่อนไหวที่ปลายยอดค่อยๆบิดเป็น เกลียวขึ้นไป เมื่อเจริญเติบโตขึ้นซึ่งเป็นการเคลื่อนไหวที่มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า โดยปกติเราจะมองเห็น ส่วนยอดของพืชเจริญเติบโตขึ้นไปตรงๆ แต่แท้จริงแล้วในส่วนที่เจริญขึ้นไปนั้นจะบิดซ้ายขวาเล็กน้ อย เนื่องจากลำต้นทั้งสองด้านเจริญเติบโตไม่เท่ากันเช่นเดียวกับนิวเทชัน ซึ่งเรียกว่า circumnutation พืชบาง ชนิดมีลำต้นอ่อนทอดเลื้ อยและพันหลักในลักษณะการบิดลำต้นไปรอบๆเป็ นเกลียวเพื่ อพยุงลำต้นเรียกว่า twining เช่น การพันหลักของต้นมะลิวัลย์ พริกไทย อัญชัน ตำลึง ฯลฯ

การเคลื่อนไหวที่เกิดเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงแรงดันเต่ง (turgor movement) ปกติพืชจะมีการเคลื่อนไหวตอบสนองต่อการสัมผัส (สิ่งเร้าจากภายนอก) ช้ามากแต่มีพืชบางชนิดที่ตอบ สนองได้เร็ว โดยการสัมผัสจะไปทำให้มีการเปลี่ยนแปลงของปริมาณน้ำภายในเซลล์ทำให้แรงดันเต่ง (turgor pressure) ของเซลล์เปลี่ยนแปลงไป ซึ่งเป็นไปอย่างรวดเร็วและไม่ถาวรซึ่งมีหลายแบบคือ ต้นไมยราบ ต้นกาบหอยแครง ดอกทานตะวัน

1. การหุบของใบจากการสะเทือน (contract movement) การหุบใบของต้นไมยราบตรงบริเวณโคนก้านใบและโคนก้านใบย่อยจะมีกลุ่มเซลล์ชนิดหนึ่ ง (เซลล์พาเรงคิมา) เรียกว่า พัลไวนัส (pulvinus) ซึ่งเป็นเซลล์ที่มีขนาดใหญ่และผนังเซลล์บาง มี ความไวสูงต่อสิ่งเร้าที่มากระตุ้นเช่น การสัมผัส เมื่อสิ่งเร้ามาสัมผัสหรือกระตุ้นจะมีผลทำให้แรงดัน เต่งของกลุ่มเซลล์ดังกล่าวเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วคือเซลล์จะสูญเสียน้ำให้กับเซลล์ข้างเคียงทำให้ ใบหุบลงทันทีหลังจากนั้นสักครู่น้ำจะซึมผ่านกลับเข้าสู่เซลล์พัลไวนัสอีกแรงดันเต่งในเซลล์เพิ่มขึ้น ทำให้แรงดันเต่งและใบกางออก

การหุบของใบพืชพวกที่มีการเปลี่ยนแปลงรูปร่างไปเพื่อจับแมลงได้แก่ ใบของต้นหม้อข้าว หม้อแกงลิง ต้นสาหร่ายข้าวเหนียว ต้นกาบหอยแครง ต้นหยาดน้ำค้าง เป็นต้น พืชพวกนี้ ถือได้ว่าเป็นพืชกินแมลงจะมีการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของใบเพื่อทำหน้ าที่จับแมลง ภายใน ใบจะมีกลุ่มเซลล์หรือขนเล็กๆ (hair) ที่ไวต่อสิ่งเร้าอยู่ทางด้านในของใบเมื่อแมลงบินมาถูก หรือมาสัมผัสจะเกิดการสูญเสียน้ำ ใบจะเคลื่อนไหวหุบทันทีแล้วจึงปล่อยเอนไซม์ออกมา ย่อยโปรตีนของแมลงให้เป็ นกรดอะมิโนจากนั้นจึงดูดซึมที่ผิวด้านใน หม้อข้าวหม้อแกงลิง ต้นกาบหอยแครง ต้นหยาดน้ำค้าง

2. การหุบใบตอนพลบค่ำของพืชตระกูลถั่ว (sleep movement) เป็นการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงความเข้มของ แสงของพืชตระกูลถั่ว เช่น ใบก้ามปู ใบมะขาม ใบไมยราบ ใบถั่ว ใบแค ใบกระถิน ใบผักกระเฉด เป็นต้น โดยที่ใบจะ หุบ ก้านใบจะห้อยและลู่ลงในตอนพลบค่ำ เนื่องจากแสงสว่างลดลง ซึ่งชาวบ้านเรียกว่า “ต้นไม้นอน” แต่พอรุ่งเช้าใบ ก็จะกางตามเดิม การตอบสนองเช่นนี้เกิดจากการเปลี่ยนแปลง แรงดันเต่งของกลุ่มเซลล์พัลไวนัสที่โคนก้านใบโดย กลุ่มเซลล์พัลไวนัสนี้เป็นกลุ่มเซลล์ขนาดใหญ่และผนังเซลล์บาง มีความไวสูงต่อสิ่งเร้าที่มากระตุ้น เมื่อไม่มีแสงสว่าง หรือแสงสว่างลดลงมีผลทำให้เซลล์ด้านหนึ่ งสูญเสียน้ำให้กับช่องว่างระหว่างเซลล์ที่อยู่เคียงข้างทำให้แรงดันเต่งลดลง ใบจึงหุบลง ก้านใบจะห้อยและลู่ลง พอรุ่งเช้ามีแสงสว่างน้ำจะเคลื่อนกลับมาทำให้แรงดันเต่งเพิ่มขึ้นและเซลล์เต่งดัน ให้ที่ลู่นั้นกางออก ใบก้ามปู ใบมะขาม

3. การเปิดปิดของปากใบ (guard cell movement) การเปิด-ปิดของปากใบขึ้นอยู่กับความเต่งของ เซลล์คุม (guard cell) ในตอนกลางวันเซลล์คุมมีกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้น ทำให้ภายใน เซลล์คุมมีระดับน้ำตาลสูงขึ้น น้ำจากเซลล์ข้างเคียงจะซึมผ่านเข้าเซลล์คุม ทำให้เซลล์คุมมีแรงดันเต่ง เพิ่มขึ้นดันให้ผนังเซลล์คุมที่แนบชิดติดกันให้เผยออกจึงทำให้ปากใบเปิด แต่เมื่อระดับน้ำตาลลดลง เนื่ องจากไม่มีกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงน้ำก็จะซึ่ มออกจากเซลล์คุมทำให้แรงดันเต่งในเซลล์คุม ลดลงเซลล์จะเหี่ยวและปากใบก็จะปิ ด

การตอบสนองต่อสิ่งเร้าของพืชด้วยการเคลื่อนไหวแบบต่างๆที่เกิดขึ้นจะมีผลต่อประสิทธิภาพใน การดำรงชีวิตของพืชสรุปได้ดังนี้ 1. การหันยอดเข้าหาแสงสว่าง ช่วยให้พืชสังเคราะห์อาหารได้อย่างทั่วถึง 2. การหันรากเข้าสู่ศูนย์กลางของโลก ช่วยให้รากอยู่ในดินซึ่งเป็นแหล่งที่พืชได้รับน้ำและแร่ ธาตุ 3. การเจริญเข้าหาสารเคมีของละอองเรณู ช่วยในการผสมพันธุ์ การขยายกลีบช่วยในการก ระจายหรือรับละอองเกสร 4. การเคลื่อนไหวแบบ nutation , spiral movement และ twining movement ช่วยให้พืช เกาะพันกับสิ่งอื่นๆสามารถชูกิ่งหรือยอด เพื่อรับแสงแดด หรือชูดอกและผลเพื่อการสืบพันธุ์หรือ กระจายพันธุ์ 5. การหุบของต้นกาบหอยแครงช่วยในการจับแมลงหรืออาหาร การหุบของไมยราบช่วยใน การหลบหลีกศัตรู กลไกการตอบสนองของพืช โปรดระลึกเสมอว่าไม่ว่าจะเป็นการตอบสนองต่อปัจจัยภายนอก หรือปัจจัยภายในพืช กระบวนการหรือกลไกที่เกิดขึ้นและขั้นตอนที่เกิดการตอบสนองจะมีความ ซับซ้อนมาก (Complexity ) เสมอแม้ว่าจะเกิดจากปัจจัยเพียงปัจจัยเดียวในตอนเริ่มต้น

Thank you