การตอบสนองของพืช

1.การตอบสนองของพืชต่อสิ่งแวดล้อมหรือสิ่งเร้าทำให้พืชเกิดการเคลื่อนไหวซึ่งเกิดจาก
1.1. การเคลื่อนไหวที่เกิดจากการเจริญเติบโต (growth movement) เกิดขึ้นอย่างช้า ๆ เนื่องจากฮอร์โมนพืช เช่น การเจริญเติบโตของปลายราก
ปลายยอดพืช การบาน การหุบของดอกไม้ การพันหลักของไม้เลื้อย ฯลฯ การเคลื่อนไหวของพืชที่มีต่อสิ่งเร้าที่เกี่ยวข้องกับการเจริญเติบโต แบ่งออกเป็น
1.2. การเคลื่อนไหวเนื่องจากสิ่งเร้าภายนอก (stimulus movement)
1.2.1 การเคลื่อนไหวที่มีทิศทางสัมพันธ์กับทิศทางของสิ่งเร้า (tropic movement) ถ้าเคลื่อนไหวเข้าหาสิ่งเร้า จัดเป็น positive tropism
1.2.2. ถ้าเคลื่อนไหวหนีออกจากสิ่งเร้า จัดเป็น negative tropism ได้แก่
1.2.3 .การเคลื่อนไหวโดยมีแรงโน้มถ่วงของโลกเป็นสิ่งเร้า (gravitropism หรือ geotropism) แบ่งออกเป็น 2 แบบ คือ
- gravitropism เช่น รากพืชจะเจริญเข้าหาแรงโน้มถ่วงของโลก
- negative gravitropism เช่น ยอดพืชจะเจริญในทิศทางตรงกันข้ามกับแรงโน้มถ่วงของโลก 1.3. การเคลื่อนไหวโดยมีแสงเป็นสิ่งเร้า (phototropism) แบ่งออกเป็น 2 แบบ คือ
- positive phototropism เช่น ยอดพืชเอนเข้าหาแสงสว่าง
- negative phototropism เช่น รากพืชเจริญหนีแสงสว่าง
การตอบสนองต่อแสงแรงโน้มถ่วงของโลก
1.4 การเคลื่อนไหวโดยมีสารเคมีเป็นสิ่งเร้า (chemotropism) เช่น การงอกของหลอดละอองเรณูไปยังรังไข่ของพืชมีดอก
1.5 การเคลื่อนไหวโดยตอบสนองต่อการสัมผัส (thigmotropism) เช่น มือเกาะ (tendril) ยื่นออกไปจากลำต้น ไปยึดสิ่งที่สัมผัสหรือต้นไม้อื่นหรือหลัก เพื่อเป็นการพยุงลำต้น เช่น ตำลึง กระทกรกองุ่น พืชตระกูลแตง เป็นต้น
1.6. การเคลื่อนไหวโดยมีน้ำเป็นสิ่งเร้า (hydrotropism) เช่น รากของพืชจะเจริญเข้าหาน้ำหรือความชื้นเสมอ
2. การเคลื่อนไหวของพืชโดยมีทิศทางไม่สัมพันธ์กับทิศทางของสิ่งเร้า (nasty หรือ nastic movement) ได้แก่
2.1. photonasty เป็นการตอบสนองที่เกิดจากการกระตุ้นของแสง เช่น
- การหุบและบานของดอกไม้ เกิดจากการกระตุ้นของแสงหรืออุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงไป
- ดอกบัวส่วนมากจะหุบในตอนกลางคืน จะบานในตอนกลางวัน
- ดอกกระบองเพชรส่วนมากจะบานในตอนกลางคืนและหุบในตอนกลางวัน การบานและหุบของดอกไม้ เกิดเนื่องจากกลุ่มเซลล์ทางด้านนอกและด้านในขยายขนาดไม่เท่ากัน ดอกไม้จะบานเมื่อกลุ่มเซลล์ทางด้านใน ของกลีบดอก ขยายขนาดมากกว่าด้านนอก ส่วนการที่ดอกไม้หุบลงเพราะกลุ่มเซลล์ทางด้านนอกขยายขนาดมากกว่าด้านใน
2.2.thermonasty เป็นการตอบสนองที่เกิดจากการกระตุ้นของอุณหภูมิ ทำให้เกิดการเคลื่อนไหวได้ เช่น การบานของดอกบัวสวรรค์ หัวบัวจีน ทิวลิป เมื่อได้รับอุณหภูมิสูง
3. การเคลื่อนไหวเนื่องจากสิ่งเร้าภายในของพืชเอง (autonomic movement)

การเคลื่อนไหวเนื่องจากสิ่งเร้าภายในของพืชเอง แบ่งเป็น 2 ชนิด คือ

3.1. nutation movement เป็นการเคลื่อนไหวที่เกิดเฉพาะที่ยอดของพืชบางชนิด เช่น ถั่ว ทำให้ปลายยอดเอนหรือแกว่งไปมา ในขณะที่พืช เจริญเติบโตทีละน้อยเนื่องจากกลุ่มเซลล์ 2 ด้านของลำต้นเจริญเติบโตไม่เท่ากัน
3.2. spiral movement เป็นการเคลื่อนไหวที่ปลายยอดบิดเป็นเกลียว เมื่อพืชเจริญเติบโตขึ้นทำให้ลำต้นบิดเป็นเกลียวพันรอบแกน หรือพันอ้อมหลักขึ้นไปเป็นการพยุงลำต้นไว้ เช่น การพันหลักของต้นมะลิวัลย์ ต้นลัดดาวัลย์ ต้นพริกไทย ต้นพลู เป็นต้น
4. การเคลื่อนไหวที่เกี่ยวข้องกับแรงดันเต่ง (turgor movement) เซลล์พืชดูดน้ำเข้าไป เซลล์จะเต่งขึ้น เพราะเกิดแรงดันเต่ง ทำให้พืชกางใบออกได้เต็มที่ แต่ถ้าเสียน้ำไปใบจะเหี่ยวหรือเฉาลง การเคลื่อนไหวหรือการตอบสนองแบบนี้แบ่งออกเป็น
4.1 contact movement
เป็นการตอบสนองเนื่องจากการสัมผัส ปกติพืชจะตอบสนองต่อการสัมผัสได้ช้ามาก แต่มีพืชบางชนิดที่สามารถตอบสนอง ต่อการสัมผัสได้รวดเร็วแต่ไม่ถาวร เช่น การหุบ และกางของใบไมยราบ นอกจากนี้ใบไมยราบยังมีความไวต่อสิ่งเร้าสูงมาก เพียงใช้มือแตะเบา ๆ ที่ใบ ใบจะหุบเข้าหากันทันที การหุบของใบที่เกิดอย่างรวดเร็วเนื่องจากที่โคนก้านใบและโคนก้านใบย่อย มีกลุ่มเซลล์ พัลไวนัส(pulvinus) ซึ่งเป็นเซลล์ขนาดใหญ่และผนังบางมีความไวสูงต่อสิ่งเร้าที่มากระตุ้น ทำให้ แรงดัน เต่ง ในเซลล์พัลไวนัสลดลงอย่างรวดเร็ว เซลล์จะสูญเสียน้ำให้แก่เซลล์ข้างเคียงใบจะหุบลงทันที หลังจากทิ้งไว้สักครู่หนึ่ง น้ำจากเซลล์ข้างเคียงจะแพร่เข้ามาในเซลล์พัลไวนัสใหม่ ทำให้แรงดันเต่งเพิ่มขึ้นและกางใบออกตามเดิม พืชกินแมลง ได้แก่ ต้นกาบหอยแครง ต้นหยาดน้ำค้าง ต้นหม้อข้าวหม้อแกงลิง จะมีกลุ่มเซลล์ที่ไวต่อการสัมผัสเช่นเดียวกับใบไมยราบ เมื่อแมลงบินมาเกาะก็จะตอบสนองโดยการหุบใบทันที พร้อมทั้งปล่อยเอนไซม์ออกมาย่อยแมลงเป็นอาหาร
4.2 sleep movement
เป็นการเคลื่อนไหวเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงความเข้มของแสงหรือการนอนหลับของพืชตระกูลถั่ว เช่น ก้ามปู กระถิน มะขาม จามจุรี ไมยราบ ผักกระเฉด แค ใบจะหุบในตอนเย็นหรือพลบค่ำที่เรียกว่าต้นไม้นอนและจะกางใบออกตอนรุ่งเช้าเมื่อมี แสงสว่าง การเคลื่อนไหวแบบนี้เกิดจากการเปลี่ยนแปลงแรงดันเต่งของกลุ่มเซลล์พัลไวนัสทางด้านบนและด้านล่างของโคนก้านใบย่อยเช่นเดียวกับต้นไมยราบเมื่อถูกสัมผัส

4.3 guard cell movement
เป็นการเคลื่อนไหวเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงปริมาณน้ำภายในเซลล์คุม เช่น การเปิด-ปิดของปากใบ เนื่องจากน้ำแพร่เข้าไปในเซลล์คุม (guard cell) ทำให้แรงดันเต่งในเซลล์คุมเพิ่มขึ้น ดันให้เซลล์คุมพองออกหรือในทางตรงกันข้าม ถ้าเซลล์คุมสูญเสียน้ำไป แรงดันเต่งลดลง เซลล์คุมจะหดตัวทำให้ปากใบปิด การเคลื่อนไหวของเซลล์คุมจึงมีผลทำให้ปากใบของพืชปิดหรือเปิดได้
5.การตอบสนองของพืชต่อสารควบคุมการเจริญเติบโต
สารควบคุมการเจริญเติบโต คือ ฮอร์โมนพืช (plant hormone) เป็นสารเคมีที่พืชสร้างขึ้น ในปริมาณที่น้อยมาก และลำเลียงไปยังเนื้อเยื่อต่าง ๆของพืช เพื่อควบคุมการเจริญเติบโตของพืช ฮอร์โมนเหล่านี้ ได้แก่
-ออกซิน (auxin) เป็นสารเคมีชื่อกรดอินโดลแอซีติก (indoleacetic acid : IAA) เป็นฮอร์โมนที่พืชสร้างจากกลุ่มเซลล์เนื้อเยื่อเจริญ ที่บริเวณยอดอ่อน แล้วแพร่จากยอดอ่อนไปยังเซลล์อื่น ๆ ที่อยู่ด้านล่าง โดยจะไปกระตุ้นเซลล์บริเวณเนื้อเยื่อที่มีการยืดตัวให้เจริญ ขยายขนาดขึ้น ทำให้พืชเติบโตสูงขึ้น การทำงานของออกซินขึ้นอยู่กับสิ่งเร้า เช่น แสง อุณหภูมิ แรงโน้มถ่วงของโลก สิ่งสัมผัสและอื่น ๆ แสงมีผลต่อการแพร่กระจายของออกซินที่ยอดอ่อน โดยออกซินจะแพร่กระจายจากด้านที่มีแสงมากไปยังด้านที่มีแสงน้อย ทำให้ด้านที่มีแสงน้อยมีออกซินมากกว่า เซลล์เจริญขยายตัวมากกว่าด้านที่มีแสงมากปลายยอดจึงโค้งเข้าหาแสง ซึ่งให้ผลตรงข้าม กับที่ ปลายราก โดยออกซินยังคงเคลื่อนที่หนีแสง แต่เซลล์ที่ปลายรากตอบสนองต่อออกซินต่างจากเซลล์ที่ปลายยอด บริเวณใด ของราก ที่มีแสงน้อย จะมีออกซินสะสมมากจึงยับยั้งการเจริญของเซลล์ราก บริเวณที่มีแสงมากมีออกซินน้อยกว่า เซลล์รากขยายตัวมากกว่า จึงเกิดการโค้งตัวของปลายรากหนีแสงออกซินมีผลในการกระตุ้นการเจริญเติบโตของลำต้น ตา ใบ และราก ในระดับความเข้มข้นที่ต่างกัน ออกซินในระดับเข้มข้นสูงมาก ๆ จะยับยั้งการเจริญเติบโตทุกส่วนของพืช ออกซินในระดับความเข้มข้นที่พอเหมาะจะกระตุ้นการเจริญของลำต้น แต่จะมีผลในการยับยั้ง การเจริญเติบโตของตาและใบ ซึ่งต้องการความเข้มข้นต่ำกว่า ในขณะที่รากต้องการออกซินในปริมาณที่น้อยมาก ลำต้นจึงต้องการออกซิน สูงกว่าตาและใบ ในขณะที่ตาและใบต้องการออกซินสูงกว่าในราก ดังนั้นความเข้มข้นของออกซิน ที่พอเหมาะต่อการเจริญเติบโต ของอวัยวะหนึ่งแต่จะยับยั้งการเจริญเติบโตของอวัยวะหนึ่งได้
ผลของออกซินต่อพืช
1. กระตุ้นการแบ่งเซลล์ให้ขยายขนาดแทบทุกส่วน พืชจึงเจริญเติบโต เซลล์ขยายตัวออกทั้งความยาวและความกว้าง
2. ควบคุมการเจริญของตาด้านข้าง โดยตายอดสร้างออกซินในปริมาณสูง แล้วลำเลียงลงสู่ด้านล่าง ออกซินจะยับยั้ง การเจริญเติบโตของตาและใบด้านข้าง พืชจึงสูงขึ้นแต่ไม่เป็นพุ่ม แต่เมื่อตัดยอดออกความเข้มข้นของออกซินจะลดลง ทำให้ไม่สามารถยับยั้งการเจริญเติบโตของตาด้านข้างและใบได้ พืชจึงแตกตาด้านข้างได้ทำให้ต้นพืชมีลักษณะเป็นพุ่มขึ้น

3. ออกซินในปริมาณที่พอเหมาะสามารถใช้กระตุ้นกิ่งตอนและกิ่งปักชำให้งอกรากได้
4. ควบคุมการเคลื่อนไหวของพืชแบบที่มีแสงเป็นสิ่งเร้า หรือมีแรงโน้มถ่วงของโลกเป็นสิ่งเร้า
5. ควบคุมการออกดอกของพืชบางชนิด เช่น สับปะรด มะม่วง ลิ้นจี่ ทำให้ออกดอกเร็วขึ้นและออกดอกพร้อมกัน ชักนำให้ ดอกตัวผู้เป็นดอกตัวเมียเพิ่มขึ้น
6. ช่วยชะลอการหลุดร่วงของใบ ดอก และผล
7. ควบคุมการเจริญเติบโตของผล เช่น แตงโม องุ่น มะเขือเทศ บวบ เมื่อพ่นด้วยออกซินในปริมาณที่พอเหมาะ จะทำให้รังไข่เจริญ เป็นผลได้ โดยไม่มีเมล็ด
8. ออกซินบางชนิดใช้เป็นยาปราบวัชพืชได้ จากการพบว่าออกซินนั้นหากมีปริมาณพอเหมาะจะมีผลในการกระตุ้นการเจริญเติบโต ของพืช แต่ถ้ามีปริมาณมากเกินไปกลับยับยั้งการเจริญเติบโตของพืช จึงนำไปเป็นยาปราบวัชพืช
-จิบเบอเรลลิน (gibberellin) เป็นฮอร์โมนพืชที่มีสมบัติในการกระตุ้นการเจริญของเซลล์บริเวณข้อทำให้ต้นไม้สูง ถ้าพืชขาดฮอร์โมนจิบเบอเรลลิน จะทำให้ลำต้นเตี้ยแคระ ในทางการค้าจึงมีผู้สังเคราะห์สารยับยั้งการสร้างจิบเบอเรลลินของพืช ทำให้พืชนั้นแคระแกร็น เพื่อใช้เป็นไม้ประดับ
ผลของจิบเบอเรลลินต่อพืช
1. กระตุ้นการเจริญของเซลล์ตรงข้อทำให้ต้นไม้สูง
2. กระตุ้นการออกดอกของพืชบางชนิด เช่น ผักกาดหอม กะหล่ำปลี
3. กระตุ้นการงอกของเมล็ดและตา
4. เปลี่ยนดอกตัวผู้ให้เป็นดอกตัวเมียของพืชตระกูลแตง
5. ช่วยยืดช่อผลขององุ่น ทำให้ช่อใหญ่ ลูกองุ่นไม่เบียดกันมาก
-ไซโทไคนิน (cytokinin) เป็นฮอร์โมนพืชที่พบมากบริเวณปลายราก เอ็มบริโอ ผลอ่อน น้ำมะพร้าว และยีสต์ มีคุณสมบัติในการกระตุ้นการแบ่งเซลล์และการเจริญเปลี่ยนแปลงของเซลล์ในระหว่างการเจริญเติบโต
ผลของไซโทไคนินต่อพืช
1. กระตุ้นการแบ่งเซลล์และการเจริญเปลี่ยนแปลงของเซลล์
2. กระตุ้นให้เกิดหน่อใหม่และตาใหม่ จึงใช้มากในการเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช
3. กระตุ้นการเจริญของกิ่งแขนง
4. ช่วยให้พืชรักษาความสดไว้ได้นาน
5. ช่วยให้ปากใบเปิดในที่มืดได้
6. ยืดอายุไม้ตัดดอกบางชนิดไม่ให้เหี่ยวเร็ว
7. ชะลอการแก่ของใบ และผลไม้ให้ช้าลง
8. ช่วยในการสร้างโปรตีน RNA และ DNA เพิ่มขึ้น
-เอทิลีน (ethylene) เป็นฮอร์โมนพืชมีสมบัติเป็นแก๊สที่ระเหยได้ เกิดขึ้นในกระบวนการเมแทบอลิซึมของพืช โดยเฉพาะในช่วงที่ผลไม้สุก จะมีแก๊สนี้แพร่ออกมามาก และสามารถเหนี่ยวนำให้ผลไม้ที่อยู่ใกล้ ๆ สุกตามไปด้วย ด้วยเหตุนี้ในการบ่มผลไม้ จึงมักวางผลไม้ รวมกันไว้ในที่มิดชิด เมื่อเกิดแก๊สเอทิลีนออกมาแล้ว ทำให้ผลไม้ที่อยู่ข้าง ๆ สุกตามไปด้วย ในกรณีที่พืชได้รับเอทิลีนมากเกินไปในบางช่วงในขณะที่เจริญเติบโตจะทำให้ใบร่วงมากกว่าปกติ หรืออาจไปเร่ง ให้ผลสุก เร็วกว่าความต้องการ ทำให้เก็บรักษาไว้ได้ไม่นาน แทนที่จะเกิดผลดีกลายเป็นผลเสีย ในกรณีที่ส่งออกไม้ผลไปขาย จึงต้องหาทาง กำจัดเอทิลีนในช่วงทำการขนส่ง เพื่อเก็บรักษาผลไม้ให้อยู่ในสภาพเดิมได้นานไม่สุก เทคโนโลยีที่ใช้หลังการเก็บเกี่ยว ผลิตผลทางการเกษตร จึงมีความสำคัญมาก ทั้งในด้านการขนส่ง การบรรจุหีบห่อจากแหล่งผลิตไปสู่ผู้บริโภค การใช้สารเคมีบางอย่าง เช่น ด่างทับทิม ช่วยชะลอการสุกของผลไม้ได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งผลไม้ที่สุกแล้วเละง่าย เช่น กล้วย มะม่วง เป็นต้น
ผลของเอทิลีนต่อพืช
1.เร่งการสุกของผลไม้ทำให้ผลเปลี่ยนสีได้รวดเร็วและสม่ำเสมอ
2.กระตุ้นการออกดอกของพืชพวกสับปะรด
3.กระตุ้นการหลุดร่วงของใบไม้ ดอก ผล และลดความเหนียวของขั้วผลทำให้ เก็บเกี่ยวง่ายขึ้น
4.กระตุ้นการงอกของเมล็ดพืชบางชนิด
5.ทำลายการพักตัวของเมล็ด
6.เร่งการไหลของน้ำยางพารา เพิ่มปริมาณน้ำยางมะละกอ
7.กระตุ้นการเกิดรากฝอยและรากแขนง
-กรดแอบไซซิค (abscisic acid) เป็นฮอร์โมนพืชที่พบมากในใบที่แก่จัด ตา เมล็ด ในผลทุกระยะ และบริเวณหมวกราก สภาวะขาดน้ำกระตุ้นให้พืชสร้างกรดแอบไซซิคได้มากขึ้น กรดแอบไซซิคสามารถลำเลียงไปตามท่อลำเลียงและเนื้อเยื่อที่มีชีวิตของพืช
ผลของกรดแอบไซซิคต่อพืช
1.กระตุ้นการหลุดร่วงของใบและผลที่แก่จัด
2.ยับยั้งการเจริญและการยืดตัวของเซลล์
3.ยับยั้งการเจริญของตาและยอดพืช
4.ยับยั้งการงอกของเมล็ด
5.กระตุ้นปากใบปิดเพื่อลดการคายน้ำ
6.ทำให้พืชปล้องสั้น ใบมีขนาดเล็ก เซลล์ในเนื้อเยื่อเจริญหยุดแบ่งตัว
7.กระตุ้นการพักตัวของพืช
-สารสังเคราะห์ที่มีสมบัติคล้ายฮอร์โมน สารสังเคราะห์ที่มีคุณสมบัติเหมือนออกซิน สังเคราะห์เพื่อใช้ประโยชน์ทางการเกษตร สำหรับใช้เร่งรากของกิ่งตอนหรือกิ่งปักชำ ช่วยในการเปลี่ยนเพศดอกบางชนิด ช่วยให้ผลติดมากขึ้น ป้องกันการร่วงของผลสารสังเคราะห์เหล่านี้ ได้แก่
- IBA (indolebutylic acid )
- NAA (naphtaleneacetic acid )
- 2, 4 - D (2-4 dichlorophenoxyacetic acid)
สารสังเคราะห์ 2, 4-D นำไปใช้ในวงการทหารในสงครามเวียดนาม ใช้โปรยใส่ต้นไม้ในป่าเพื่อให้ใบร่วง จะได้เห็นภูมิประเทศ ในป่าได้ชัดขึ้น สารสังเคราะห์ที่มีคุณสมบัติเหมือนไซโทไคนิน นิยมนำมาใช้กระตุ้นการเจริญของตาพืช ช่วยรักษาความสด ของไม้ตัดดอกให้อยู่ได้นาน ได้แก่
- BA (6-benzylamino purine)
- PBA (tetrahydropyranyl benzyladenine)
สารสังเคราะห์ที่มีคุณสมบัติเหมือนเอทิลีน ได้แก่
- สารเอทิฟอน (ethephon, 2-chloroethyl phosphonic acid ) นำมาใช้เพิ่มผลผลิตของน้ำยางพารา
- สาร Tria ใช้เร่งการเจริญเติบโตของพืช ประเภทข้าว ส้ม ยาสูบ