|
 |
|
การสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้นที่บริเวณที่มีคลอโรฟิลล์
ส่วนใหญ่จึงเกิดที่ใบเมื่อสังเคราะห์ด้วยแสงได้แล้ว
จะได้คาร์โบไฮเดรต พวกน้ำตาล
และแป้งซึ่งสามารถทดสอบสารอาหารเหล่านั้นได้
อาหารเหล่านี้
พืชสามารถส่งไปเก็บตามส่วนต่าง ๆ
ของพืชได้
พืชบางชนิดเก็บอาหารไว้ตามลำต้น เช่น
หัวมันฝรั่ง เผือก แห้วจีน
เป็นต้นพืชสามารถลำเลียงอาหารจากด้านบนลงล่าง
และล่างขึ้นบนได้
นักวิทยาศาสตร์ที่ได้ทดลองเรื่องการลำเลียงอาหารของพืช
คือ
มัลพิจิ ในปี พ.ศ 2229 (ค.ศ. 1686)
โดยการควั่นลำต้นพืชใบเลี้ยงคู่ออกตั้งแต่เปลือกไม้ออกจนถึงชั้น
แคมเบียมแล้วทิ้งไว้จะเกิดผลดังภาพ |
|
 |
|
สำหรับการควั่นต้นไม้เช่นเดียวกับภาพที่
9-1 แต่ไปควั่นตรงโคนแล้วทิ้งไว้นาน ๆ
จะทำให้ต้นไม้ตายได้
เพราะไม่สามารถส่งอาหารไปเลี้ยงราก
รากจะขาดอาหารทำให้รากตาย
ไม่สามารถลำเลียงน้ำและเกลือแร่ขึ้นไปสู่ใบมีผู้ศึกษาการลำเลียงน้ำตาลในพืชโดยใช้ธาตุกัมมันตรังสีซึ่งได้แก่
14C ที่เป็น
องค์ประกอบของคาร์บอนไดออกไซด์
โดยเตรียมคาร์บอนไดออกไซด์ในรูปสารละลายแล้วต่อมา
คาร์บอนไดออกไซด์ ก็จะละเหยเป็นแก๊ส
ซึ่งพืชจะดูดน้ำไปใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง
การลำเลียงสารอาหารในโฟลเอ็ม
ซิมเมอร์แมน
ซึ่งเป็นนักชีววิทยาแห่งมหาวิทยาลัยฮาร์วาด
ได้ทดลองพบว่าเพลี้ยอ่อนจะใช้งวงแทงลงไปถึงท่อโฟลเอ็ม
แล้วดูดของเหลวออกมา
จนกระทั่งของเหลวหรือน้ำหวานออกมาทางก้น
ซิมเมอร์แมน จึงตัดหัวเพลี้ยอ่อนออก
โดยให้งวงที่แทงอยู่ในเนื้อไม้ยังคงติดกับโฟลเอ็มอยู่
พบว่าของเหลวจาก โฟลเอ็ม
ยังคงไหลออกมาทางงวงที่แทงอยู่ใน
โฟลเอ็ม และเมื่อวิเคราะห์ของเหลวนั้น
พบว่าส่วนใหญ่เป็นน้ำตาลซูโครสและ
มีสารอื่นอีก เช่น กรดอะมิโน ฮอร์โมน
และธาตุอาหาร |
|
 |
|
ในกรณีที่ใช้ซูโครสที่มี 14C
เป็นองค์ประกอบแล้วให้เพลี้ยอ่อนแทงงวงเข้าท่อโฟลเอ็มในตำแหน่งต่าง
ๆ กัน
ทำให้สามารถหาอัตราการเคลื่อนที่ของ
น้ำตาลในโฟลเอ็มได้พบว่าการเคลื่อนที่ของน้ำตาลใน
โฟลเอ็ม มีความเร็วประมาณ 100
เซนติเมตรต่อชั่วโมงเพราะเหตุที่น้ำตาลในโฟลเอ็มเคลื่อนที่
ด้วยความเร็ว จึงมีผู้สงสัยว่า
การเคลื่อนที่ของน้ำตาลในโฟลเอ็มนั้นคงไม่ใช่การแพร่แบบธรรมดา
และไม่ใช่การไหลเวียนของไซโทพลาซึม
สำหรับกลไกของการลำเลียงอาหารทาง
โฟลเอ็มนั้น
อาจอธิบายได้ตามสมมติฐานการไหลของมวลสาร
(Mass flow hypothesis)สมมติฐานการไหล
ของมวลสาร (Mass flow hypothesis)
เป็นสมมติฐานที่เสนอในปี พ.ศ. 2473
โดยมึนซ์ (Munch) นักสรีรวิทยาพืช
ชาวเยอรมัน
ที่อธิบายการลำเลียงอาหารใน โฟลเอ็ม
ว่าเกิดจากความแตกต่างของแรงดัน
โดยเซลล์ของใบซึ่งทำการสังเคราะห์ด้วยแสงได้น้ำตาลทำให้มีความเข้มข้นของน้ำตาลสูง
น้ำตาลจึงถูกลำเลียงไปเซลล์ข้างเคียง
ทำให้มีความเข้มข้นของน้ำตาลสูงตามไปด้วยอย่างรวดเร็ว
และจะมีการลำเลียงน้ำตาลไปยังเซลล์ต่อ
ๆไปจนถึงโฟลเอ็ม
แล้วเกิดแรงดันให้โมเลกุลน้ำตาลเคลื่อนไปตาม
โฟลเอ็มไปยังเนื้อเยื่อที่มีความเข้มข้นของน้ำตาลน้อยกว่า
เช่น เซลล์ที่ราก ลำต้นหรือปลายยอด
น้ำตาลยังคงเคลื่อนที่ต่อไปได้
ตราบใดที่ความเข้มข้นของน้ำตาลยังแตกต่างกันอยู่สมมติฐานการไหลของมวลสาร
(Mass-flow hypothesis หรือ
Bulk flowhypothesis) หรือการไหลเนื่องจากแรงดัน
เป็นสมมติฐานที่ใช้อธิบายการลำเลียงสารอาหารผ่าน
โฟลเอ็ม โดยมีการทดลองที่สนับสนุน
สมมติฐานนี้ได้ การไหลของสารอาหารใน
โฟลเอ็มจากแหล่งผลิตหรือแหล่งสร้าง
(Source)ไปยังแหล่งรับ หรือแหล่งใช้
(Sink) แหล่งผลิตในพืช
หมายถึงใบหรือส่วนของพืชที่สร้างอาหาร
แหล่งรับหมายถึงส่วนของพืชที่ใช้
และสะสมอาหาร ได้แก่ ราก ยอด ลำต้น ผล
ที่ชั้นมีโซฟิลล์ ของใบพืช
เกิดกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงได้น้ำตาลกลูโคสน้ำตาลกลูโคสจะแพร่ไปยังเซลล์รอบเส้นใบ
หรือ บันเดิลชีทเซลล์ (Bundlesheath
cell)
ที่ล้อมรอบท่อลำเลียง
กลูโคสจะเปลี่ยนเป็นน้ำตาลซูโครสก่อนเข้าท่อลำเลียงอาหารหรือโฟลเอ็มโดยเข้าสู่
ซีฟทิวป์ ของโฟลเอ็ม การเคลื่อนย้าย
น้ำตาลซูโครสเข้าสู่ซีฟทิวป์
อาศัยกระบวนการ แอกทีฟทรานสปอร์ต
ที่ต้องใช้พลังงานจาก
ATPเซลล์คอมพาเนียน และเซลล์พาเรงคิมา
ที่อยู่ใกล้กับซีฟทิวป์
จะให้พลังงานจาก ATP
เพื่อใช้ในการเคลื่อนย้ายนี้
เมื่อซีฟทิวป์ สะสมซูโครสมาก ๆ
เข้าจะมีความเข้มข้นของสารละลายสูงขึ้น
ทำให้ วอเตอร์โพเทนเชียล (Water potential) ในซีฟทิวป์ลดลง
น้ำจึงออสโมซิสจากเซลล์ข้างเคียงเข้า
ซีฟทิวป์ ทำให้ ซีฟทิวป์มีแรงดันเต่ง
(Turgor pressure)สูงขึ้น
แรงดันนี้จึงไปดันให้สารใน
ซีฟทิวป์ไหลไปตามท่อ
ซึ่งต่อเนื่องจากใบไปยังลำต้นและรากซึ่งเป็นแหล่งรับเมื่อมาถึงแหล่งรับ
ซูโครสจะถูกเคลื่อนย้ายออกจาก
ซีฟทิวบ์โดยกระบวนการ
แอกทีฟทรานสปอร์ต (Active Trainsport
System) ทำให้ความเข้มข้นของซูโครสใน
ซีฟทิวบ์ลดลง น้ำใน
ซีฟทิวบ์จึงออสโมซิสออกสู่เซลล์ข้างเคียง
ทำให้แรงดันในซีฟทิวบ์
ลดลงและน้ำจะเข้าสู่ ไซเลมอีก
ซึ่งจะถูกลำเลียงไปยังแห
ล่งผลิตอีกนั่นคือการลำเลียงอาหารในโฟลเอ็ม
เกิดจากความแตกต่างของแรงดันน้ำ
หรือแรงดันเต่งหรือแรงดัน ออสโมติก
ระหว่างต้นทางหรือแหล่งผลิต
กับปลายทางหรือแหล่งรับพืชมีท่อสำหรับลำเลียงน้ำและแร่ธาตุ
กับอาหารที่พืชสร้างขึ้น
แยกกันโดยน้ำและแร่ธาตุส่งไปตามไซเลม
อาหารส่งไป
ตามโฟลเอ็ม
ส่วนทางด้านข้างนั้นทั้งสอง
มีเรย์(Ray)
ส่งออกไปเลี้ยงเซลล์ที่อยู่ข้าง ๆได้
ทำให้พืชมีการเจริญเติบโตออกไปได้ทั้งทางด้านบนด้านล่างและด้านข้าง |
|
|
|
|
|
ก่อนหน้า
|
หน้าหลัก
|
ถัดไป |
|
|