การลำเลียงสารของพืช

โครงสร้างของระบบลำเลียง 
     ในพืชชั้นสูง เช่น พืชดอกจะมีเนื้อเยื่อทำหน้าที่ลำเลียงสารต่าง ๆ เรียกว่า วาสคิวลาร์ บันเดิล (Vascular bundle) ประกอบด้วย เนื้อเยื่อไซเล็ม (Xylem) ทำหน้าที่ลำเลียงน้ำและแร่ธาตุจากดินขึ้นสู่ใบ เพื่อสร้างอาหารด้วยกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแดสง ส่วนเนื้อเยื่อโฟลเอ็ม (Phloem) ทำหน้าที่ลำเลียงอาหารที่สร้างจากใบไปสู่ส่วนต่าง ๆ ของพืช ซึ่งการจัดเรียงตัวของไซเล็มและโฟลเอ็มในรากและลำต้นของพืชใบเลี้ยงเดี่ยวและพืชใบเลี้ยงคู่จะมีความแตกต่างกัน
ท่อและเนื้อเยื่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุ
     ท่อและเนื้อเยื่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุจากดินผ่านรากและลำต้นไปสู่ใบนั้น เรียกว่า ไซเล็ม เป็นเนื้อเยื่อที่ประกอบด้วยเซลล์ที่ตายแล้วเรียงต่อกัน โดยที่เนื้อเยื่อตอนปลายที่เป็นรอยต่อระหว่างเซลล์สลายตัวไป ทำให้ไซเล็มมีลักษณะเป็นท่อกลวงตลอดตั้งแต่รากไปจนถึงใบท่อและเนื้อเยื่อลำเลียงอาหาร
     ท่อและเนื้อเยื่อลำเลียงอาหารที่อยู่ในรูปของสารละลายจากใบไปเลี้ยงส่วนต่าง ๆ ของพืชนั้น คือ โฟลเอ็ม ประกอบด้วย เซลล์ที่มีลักษณะรูปร่างต่าง ๆ กันหลายแบบ แต่ทุกเซลล์มีชีวิตมีไซโทพลาซึม เซลล์ที่ทำหน้าที่ในการลำเลียงอาหาร เรียกว่า เซลล์ตะแกรง (Sieve tube cell) มาเรียงต่อกันเป็นท่อ รอยต่อระหว่างเซลล์จะมีลักษณะเหมือนแผ่นตะแกรงกั้นไว้

การทำงานของระบบลำเลียง
     พืชได้รับน้ำและแร่ธาตุจากดิน โดยน้ำและแร่ธาตุจะถูกลำเลียงจากรากไปสู่ส่วนต่าง ๆ รวมถึงยอดพืช เพื่อใช้ในกระบวนการสร้างอาหารของพืช ซึ่งเมื่อพืชสร้างสารอาหารขึ้นแล้ว สารอาหารจะถูกลำเลียงจากใบไปยังส่วนต่าง ๆ ของพืชโดยระบบลำเลียงในพืชซึ่งมีรายละเอียด ดังนี้
ระบบลำเลียงน้ำและแร่ธาตุ
     น้ำในดินเคลื่อนที่เข้าสู่รากได้โดยกระบวนการออสโมซิส ส่วนแร่ธาตุที่อยู่ในรูปสารละลายผ่านเข้าสู่รากได้ โดยกระบวนการแพร่และ    แอคทีฟทรานสปอร์ต เมื่อน้ำและแร่ธาตุผ่านเข้าสู่ภายในเซลล์ขนรากแล้ว น้ำจะออสโมซีสจากเซลล์ขนรากไปยังเซลล์รากที่อยู่ติดกันไปเรื่อย ๆ จนถึงท่อลำเลียงที่เรียกว่า ไซเล็ม น้ำและแร่ธาตุจะถูกส่งไปตามไซเล็มไปยังส่วนต่าง ๆ ของพืช การที่น้ำและแร่ธาตุจากรากขึ้นไปสู่ยอดพืชได้นั้นเป็นเพราะมีแรงดึงที่เกิดจากการคายน้ำของใบดึงดูดให้น้ำและแร่ธาตุลำเลียงขึ้นไปตลอดเวลาคล้ายกับการที่เราดูดน้ำจากขวดหรือจากแก้วโดยใช้หลอดดูด
ระบบลำเลียงสารอาหาร
     สารอาหารที่พืชสร้างขึ้น คือ น้ำตาลกลูโคสที่อยู่ในรูปของสารละลายจะถูกลำเลียงจากใบไปสู่ส่วนต่าง ๆ ของพืชผ่านทางท่อโฟลเอ็ม ซึ่งการลำเลียงจากเซลล์ของใบไปสู่เซลล์ข้างเคียงต่อ ๆ กันไปโดยกระบวนการแพร่ และแอคทีฟทรานสปอร์ต การลำเลียงอาหารเป็นการเคลื่อนที่จากด้านบนของต้นพืชลงสู่ด้านล่างไปเลี้ยงส่วนของลำต้นและราก แต่ก็มีบางส่วนที่มีการลำเลียงไปในทิศทางขึ้นด้านบนเหมือนกัน เช่น การลำเลียงไปเลี้ยงดอกและผล เป็นต้น
     เนื่องจากบริเวณรอบลำต้นนี้จะมีอาหารไหลลงมาเสมอ ดังนั้น ถ้าเราตัดท่อลำเลียงอาหารของพืชโดยลอกเปลือกนอกของต้นไม้ออกจนรอบลำต้น ในไม่ช้าจะพบว่าบริเวณเหนือรอยที่ลอกเปลือกออกจะมีขนาดใหญ่กว่าด้านล่าง ทั้งนี้เป็นเพราะอาหารที่ถูกลำเลียงลงมาจากใบไม่สามารถผ่านต่อลงไปได้ จึงสะสมอยู่บริเวณปลายสุดของท่อลำเลียงอาหาร การทำเช่นนี้จะทำให้พืชเจริญเติบโตช้าเพราะรากขาดอาหาร
     เมื่อพืชสร้างอาหารได้มาก พืชก็จะลำเลียงอาหารไปเก็บไว้ในส่วนต่าง ๆ ของพืช ส่วนของพืชซึ่งเป็นที่สะสมอหารและเห็นได้ชัดเจน เช่น ผล เมล็ด ราก และลำต้น
     1.  ส่วนของผลที่สะสมอาหาร ได้แก่ ผลไม้ชนิดต่าง ๆ เช่น กล้วย เงาะ ลำไย ขนุน
     2.  ส่วนของเมล็ดที่สะสมอาหาร เช่น ข้าว ข้าวโพด ละหุ่ง ถั่วต่าง ๆ
     3.  ส่วนของรากที่สะสมอาหาร เช่น ผักกาดหัว มันเทศ แครรอต
     4.  ส่วนของลำต้นที่สะสมอาหาร เช่น อ้อย
     5.  ส่วนของลำต้นใต้ดินที่สะสมอาหาร เช่น เผือก มันฝรั่ง แห้ว หัวหอม
     อาหารที่สะสมอยู่นี้จะอยู่ในรูปต่าง ๆ กัน เช่น แป้ง น้ำตาล ไขมัน โปรตีน ซึ่งถูกนำมาใช้เป็นอาหารของมนุษย์และสัตว์ส่วนการที่พืชมีรสชาติ สี และกลิ่นที่แตกต่างกันออกไปนั้น เนื่องมาจากพืชแต่ละชนิดสร้างสารได้ต่างกันนั่นเอง สารที่พืชบางชนิดสร้างขึ้นมาได้ แม้จะไม่ใช่อาหารแต่มนุษย์ก็ยังสามารถนำมาใช้ประโยชน์ในทางอุตสาหกรรมได้ เช่น น้ำยางจากต้นยางพารา น้ำมันสนจากต้นปาล์ม เป็นต้น

คุณรู้หรือไม่ ?
     โดยทั่วไปพืชมีการลำเลียงอยู่ 2 ทาง คือ ผ่านทางไซเล็มและผ่านทางโฟลเอ็ม น้ำและแร่ธาตุจะถูกลำเลียงจากรากไปสู่ใบผ่านทางไซเล็มเพื่อใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ส่วนอาหารหรือน้ำตาลที่ได้จากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงจะถูกลำเลียงจากใบลงสู่รากและส่วนต่าง ๆ ของต้นผ่านทางโฟลเอ็มเพื่อใช้ในการเจริญเติบโต ระบบการลำเลียงนี้ ไม่ว่าลำต้นของพืชจะมีความสูงหรือเตี้ย ระบบลำเลียงก็จะมีลักษณะเหมือนกัน

คุณรู้หรือไม่ ?
     วงปี (Annual ring)
 เมื่อตัดตามขวางของลำต้นที่เจริญเต็มที่แล้ว บริเวณกลางลำต้นจะเห็นลักษณะเป็นวงจำนวนมาก แต่ละวงเกิดจากการเจริญเติบโตของเนื้อเยื่อไลม ในแต่ละปีการเจริญของวงนี้แบ่งเป็น 2 บริเวณ บริเวณสีจางเกิดในช่วงที่มีน้ำอุดมสมบูรณ์ เซลล์เจริญเติบโตเร็วทำให้มีบริเวณกว้าง บริเวณสีเข้มเป็นการเจริญของเซลล์ในช่วงฤดูแล้ง เซลล์มีขนาดเล็ก ทำให้มีบริเวณแคบ

เปรียบเทียบโครงสร้างของระบบลำเลียงในพืช  การจัดเรียงตัวของไซเล็มและโฟลเอ็มในรากและลำต้นของพืชใบเลี้ยงเดี่ยวและพืชใบเลี้ยงคู่จะแตกต่างกัน ดังนี้
พืชใบเลี้ยงเดียว  ราก : ระบบลำเลียงในรากของพืชใบเลี้ยงเดี่ยว ไซเล็มจะเรียงตัวอยู่รอบพิธ (Pitch) ซึ่งเป็นเนื้อเยื่ออยู่ตรงกลางของ
                               รากส่วนโฟลเอ็มแทรกอยู่ระหว่างไซเล็ม
                     ลำต้น : ระบบลำเลียงในลำต้นของพืชใบเลี้ยงเดี่ยว ไซเล็มและโฟลเอ็มจะอยู่รวมกันเรียงตัวกระจัดกระจายทั่วลำต้น
พืชใบเลี้ยงคู๋      ราก  : ระบบลำเลียงในรากของพืชใบเลี้ยงคู่ ไซเล็มจะเรียงตัวเป็นแฉก 2-5 แฉก ออกมาจากกึ่งกลางราก ส่วนโฟลเอ็ม
                                แทรกอยู่ระหว่างแฉกของไซเล็ม
                     ลำต้น : ระบบลำเลียงในลำต้นของพืชใบเลี้ยงคู่ ไซเล็มและโฟลเอ็มรวมตัวอยู่ด้วยกัน เรียงตัวเป็นระเบียบ เป็นวงรอบลำ
                                ต้น โดยโฟลเอ็มอยู่ด้านนอก ไซเล็มอยู่ด้านใน มีเนื้อเยื่อแคมเบียม (Cambium) แทรกอยู่ตรงกลางระหว่าง
                                ไซเล็มและโฟลเอ็ม


ที่มาและได้รับอนุญาตจาก : 
ถนัด ศรีบุญเรือง  และคณะ . วิทยาศาสตร์ ม. 1 . พิมพ์ครั้งที่ 1 . กรุงเทพ ฯ : อักษรเจริญทัศน์ .

ข้อสอบที่เกี่ยวข้อง