ปากใบในเนื้อเยื่อพืชมีหน้าที่อะไร

ปากใบเป็นโครงสร้างหรือรูเล็กๆ (ostioles) ที่อยู่ในชั้นหนังกำพร้า (เนื้อเยื่อภายนอก) ของพืช ซึ่งมักจะอยู่ที่ด้านล่างของใบ ซึ่งก็คือส่วนล่างของใบ และช่วยให้มีการแลกเปลี่ยนก๊าซระหว่าง พืชและสิ่งแวดล้อม โดยปกติเซลล์ผิวหนังชั้นนอกของพืชจะหนาและยาวขึ้น และความต่อเนื่องของมันถูกขัดขวางโดยปากใบ ซึ่งอาจอยู่ที่ใดก็ได้บนพืชยกเว้นราก

เครื่องมือปากใบ

แต่ละสโตมาจะประกอบด้วยโครงสร้างและเซลล์ชนิดอื่นๆ เพื่อสร้างเครื่องมือปากใบ นอกจากรูพรุนซึ่งก๊าซต่างๆ เช่น CO ₂ไอน้ำ และออกซิเจนผ่านเข้าออก กายวิภาคของปากใบยังประกอบด้วยเซลล์ป้องกัน 2 เซลล์ (หรือที่เรียกว่าเซลล์ป้องกัน) ล้อมรอบด้วยเซลล์เสริม (หรือที่เรียกว่า ภาคผนวกหรือเซลล์ร่วม) รูพรุนและชุดของเซลล์อุดและเซลล์เสริมประกอบกันเป็นโพรงย่อย (ช่องทางเดินหายใจของสโตมา)

ปากใบมีหน้าที่รับผิดชอบในกระบวนการทางสรีรวิทยาที่สำคัญหลายอย่างในพืช _{ผ่านปากใบ CO 2}เข้าสู่ซึ่งใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตคาร์โบไฮเดรตในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ซึ่งออกซิเจนจะถูกสร้างขึ้นเป็นผลพลอยได้ที่จะถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ พวกมันยังมีบทบาทสำคัญในการคายน้ำของพืช: เมื่อพวกมันเปิดออก ศักยภาพของน้ำจะถูกสร้างขึ้น ซึ่งในทางกลับกัน ส่งเสริมการดูดซับน้ำ ที่ราก และการเคลื่อนที่ ของน้ำต่อไปยังอวัยวะอื่นๆ ของพืช  

การจำแนกประเภทของปาก

มีหลายวิธีในการจำแนกปากใบ: ตามชนิดของพืชที่พบตามตำแหน่งในผิวหนังชั้นนอกของพืชตามแหล่งกำเนิดของเซลล์ที่ประกอบเป็นอุปกรณ์ปากใบและตามการมีอยู่หรือไม่มีเซลล์ ที่แนบมา.

ตามชนิดของ พืชที่พบ ปากใบของพืชใบเลี้ยงเดี่ยวและใบเลี้ยงเดี่ยวมีรูปร่างแตกต่างกันที่เซลล์ป้องกัน ปากใบของพืชใบเลี้ยงเดี่ยวมีเซลล์ป้องกันรูประฆัง ในขณะที่เซลล์ป้องกันสองเซลล์รอบปากใบในพืชใบเลี้ยงคู่มีรูปร่างคล้ายเมล็ดถั่ว

ตามตำแหน่งของปากใบในหนังกำพร้า. การจำแนกประเภทนี้ขึ้นอยู่กับการกระจายเฉพาะของปากใบในพืช:

• สะเทินน้ำสะเทินบก _ ในพืชใบเลี้ยงเดี่ยวนั้นอยู่ในประเภท amphistomatic กล่าวคือมีอยู่ที่ส่วนบน (ส่วนมัดหรือส่วนหน้าของใบ) และชั้นหนังกำพร้าส่วนล่าง (ส่วนด้านล่างหรือส่วนหน้า) ของใบ
• ไฮโปสเตมาติค . ในพืชใบเลี้ยงเดี่ยว การกระจายพันธุ์เป็นแบบไฮโปสโตมาติก ปรากฏที่ผิวหนังชั้นนอก (หน้าใบเลี้ยงคู่) ของใบ
• Epistomatic . มีการกระจายปากใบประเภทที่สาม ซึ่งเป็น epistomatic ที่เกิดขึ้นในพืชที่มีการกระจายใน adaxial epidermis โดยทั่วไปพบในพืชน้ำที่มีใบลอยน้ำ เช่น พลับพลึงธาร

ตามจุดกำเนิดของเซลล์ทั้งหมดที่ประกอบกันเป็นอุปกรณ์ปากใบ เป็นอีกวิธีหนึ่งในการจัดกลุ่มและจำแนกปากใบ:

• Mesogenic stoma : Guard cells และ annex cells เกิดจากเซลล์เดียวกันโดยแบ่งออกเป็น 3 ส่วนต่อเนื่องกัน ปากใบชนิดนี้ไม่พบในพืชใบเลี้ยงเดี่ยว 
• ปากนอก เซลล์แม่กำเนิดเฉพาะเซลล์อุด ส่วนเซลล์ที่ต่อมาจากเซลล์โปรโตเดอร์มัลอื่นๆ ปากชนิดนี้มีอยู่ในสปีชีส์ของพืชมีท่อลำเลียงทุกกลุ่ม
• Mesoperigene stoma : เซลล์แม่ก่อให้เกิดเซลล์อุดตันและเซลล์เสริม ในขณะที่เซลล์ที่เหลือเกิดจากเซลล์โปรโตเดอร์มอลอื่นๆ ปากชนิดนี้พบในพืชมีท่อลำเลียงทุกกลุ่ม

ตามการมีอยู่หรือไม่มีของเซลล์ที่แนบมา ปากใบถูกจำแนกเป็น:

• Anomocytic stoma : ไม่มีเซลล์เสริมหรือเซลล์เสริม
• Anisocitic stoma : มีเซลล์ต่อท้ายสามเซลล์ที่มีขนาดต่างกัน 
• Paracytic stoma – มีเซลล์ภาคผนวกสองเซลล์ที่จัดเรียงโดยแกนยาวขนานกับแกนยาวของเซลล์ป้องกัน
• Diacitic stoma : พวกมันมีเซลล์ติดกันสองเซลล์ที่จัดเรียงโดยแกนตามยาวตั้งฉากกับแกนตามยาวของเซลล์ป้องกัน
• Tetracytic stoma – มีเซลล์เสริม (เสริม) 4 เซลล์รอบๆ เซลล์ป้องกัน
• Cyclocytic stoma – เซลล์เสริม (เสริม) จำนวนมาก จัดเรียงเป็นวงกลมหนึ่งหรือสองวงรอบเซลล์ป้องกัน
• Helicocytic stoma – มีเซลล์เสริม (เสริม) หลายเซลล์เรียงเป็นเกลียวรอบเซลล์ป้องกันทั้งสอง

ตำแหน่งของปากใบก็มีความน่าสนใจทางพฤกษศาสตร์เช่นกัน ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับชนิดของพันธุ์ไม้ พวกมันสามารถอยู่ในตำแหน่งที่ยื่นออกมาจากผิวหนังชั้นนอก ที่ระดับของผิวหนังชั้นนอก หรือจมอยู่ในโพรงพิเศษ ซึ่งขึ้นอยู่กับชนิดของพืชและสถานที่ที่ มันพัฒนา ในพืชมีโซไฟต์ (พืชที่ต้องการน้ำหรือสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิไม่สูงมาก) ปากใบจะอยู่ในระดับเดียวกับเซลล์อื่นๆ ในพืชอุ้มน้ำ (พืชน้ำ) ปากใบจะยกขึ้นเหนือเซลล์อื่นๆ (ซึ่งเอื้อต่อการคายน้ำ) พืช Xerophytic (จากสภาพแวดล้อมที่แห้ง) มีปากใบที่เล็ก แคบ และจม และมีปริมาณมากเพื่อรองรับการแลกเปลี่ยนก๊าซเมื่อแหล่งน้ำเอื้ออำนวย

สภาพแวดล้อมและกลไกการเคลื่อนไหวของ ปากใบ

ภายใต้สภาวะที่เหมาะสม ปากใบจะเปิด ทำให้สามารถแลกเปลี่ยนก๊าซกับบรรยากาศได้ อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่ากลไกของการเคลื่อนไหวของปากใบนั้นขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงของแรงดัน turgor ของเซลล์ป้องกันและเซลล์ผิวหนังที่อยู่ติดกัน (คู่หู) การเปลี่ยนแปลงรูปร่างเหล่านี้เมื่อรูขุมขนเปิดหรือปิดเป็นไปได้โดยกลไกที่เปลี่ยนปริมาณแป้งในเซลล์ให้เป็นน้ำตาล เมื่อเซลล์มีน้ำตาลและเกลือโพแทสเซียมที่มีความเข้มข้นสูง เนื่องจากกระบวนการออสโมซิส น้ำที่มาจากเซลล์ที่ติดอยู่จะแทรกซึมเข้าไป และส่งผลให้เซลล์อุดตันบวม นั่นคือขนาดจะเพิ่มขึ้น ในทางกลับกัน หากเซลล์ป้องกันสูญเสียน้ำ ผนังเซลล์จะขยับเข้าใกล้กันมากขึ้นตรงกลาง ปิดช่องเปิดหรือรูขุมขน

กลไกการเปิดและปิดรูปากใบตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของปัจจัยแวดล้อมและปัจจัยภายในบางอย่าง โดยเฉพาะแสง ความเข้มข้นของ CO ₂ศักยภาพของน้ำในใบ และอุณหภูมิ ความชื้นเป็นตัวอย่างของสภาพแวดล้อมที่ควบคุมการเปิดหรือปิดปากใบ เมื่อสภาวะความชื้นเหมาะสมที่สุด ปากใบจะเปิด แต่เมื่อระดับความชื้นในอากาศรอบๆ ใบพืชลดลง ไม่ว่าจะเป็นเพราะอุณหภูมิที่สูงขึ้นหรือลม ปากใบจะปิดเพื่อป้องกันการคายน้ำและการสูญเสียน้ำมากเกินไป กลไกของพืชนี้ช่วยให้พวกมันตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมได้อย่างรวดเร็ว

หน้าที่ของเครื่องมือปากใบ

ปากใบทำหน้าที่สำคัญมากในโลกของพืช เพราะผ่านพวกมันไปพืชจะรับ CO ₂ที่พบในชั้นบรรยากาศและขับออกซิเจนออกในระหว่างกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ในทางตรงกันข้ามในกระบวนการหายใจพวกเขาใช้ออกซิเจนและขับ CO ₂ ออก .

น้ำที่สูญเสียไปจากพืชเกิดขึ้นผ่านกระบวนการคายน้ำของปากใบ ซึ่งควบคุมศักยภาพของน้ำในพืช กลไกการควบคุมของพืชชั้นสูงคือการปิดปากใบเมื่อน้ำขาดแคลน แม้ว่าจะอยู่ในที่ที่มีแสงแดดส่องถึงก็ตาม ปากใบจะปิดเพื่อป้องกันการสูญเสียน้ำผ่านการคายน้ำ เนื่องจากมันออกมาเป็นไอน้ำ เพื่อให้สิ่งนี้เกิดขึ้น เซลล์จะสูญเสียน้ำ หย่อนคล้อย และรูขุมขนปิด ในทางกลับกัน เมื่อเซลล์เต็มไปด้วยน้ำและขุ่น ผนังบางจะผลิตออกมาเนื่องจากกลไกที่ซับซ้อนซึ่งเกี่ยวข้องกับน้ำตาล ไฟโตฮอร์โมน K + ไอออน^และ Ca ²⁺ ไอออน และรูพรุนจะเปิดขึ้นเพื่อให้สามารถแลกเปลี่ยนก๊าซได้

ในทางกลับกัน เมื่อมีความเข้มข้นต่ำของ CO ₂ใน mesophyll (เนื้อเยื่อที่พบระหว่างหนังกำพร้าด้านบนและด้านล่างของใบ) เซลล์ป้องกันจะสร้างช่องเปิดของปากใบ เซลล์ป้องกันมีความสามารถในการดักจับและบูรณาการสิ่งเร้าภายใน (เคมี) และภายนอก (สิ่งแวดล้อม) หลายชนิด เช่น แสง ความเข้มข้นของ CO ₂และอุณหภูมิ ซึ่งเป็นสัญญาณสิ่งแวดล้อมที่สำคัญสำหรับการควบคุมการเคลื่อนไหวของปากใบ

ลักษณะสำคัญของปาก

• ปัจจัยที่ควบคุมการเปิดและปิดปากใบ ได้แก่ ความเข้มข้นของ CO ₂ภายในใบ ความชื้นในบรรยากาศ ศักยภาพของน้ำในใบ อุณหภูมิ และลม
• ปากใบมีความสำคัญในการแลกเปลี่ยนก๊าซ ทั้งในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง การหายใจและการคายน้ำ (การใช้น้ำอย่างมีประสิทธิภาพของพืช)
• ปากใบมีส่วนรับผิดชอบต่อการสูญเสียน้ำระหว่างการคายน้ำภายใต้สภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน และถูกควบคุมโดยกลไกการออกฤทธิ์ของเซลล์บดเคี้ยวด้วยการเปิดและปิดการเคลื่อนไหวของปากใบ ดังนั้น จึงปรับการจ่ายน้ำ ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมกระตุ้นสัญญาณฮอร์โมนที่ควบคุมกระบวนการทางสรีรวิทยาประเภทนี้ในพืช
• การกระจายของปากใบในหนังกำพร้านั้นแปรผันและขึ้นอยู่กับชนิดของพืช สภาพแวดล้อมมีอิทธิพลอย่างชัดเจนต่อการกระจายของปากใบ เช่น สิ่งมีชีวิตในสภาพแวดล้อมที่มีรังสีดวงอาทิตย์หรือความสว่างสูงจะมีจำนวนปากใบมากที่สุดที่ด้านบนของใบ

แบบอักษร

Metcalfe, C.R. และ L. Chalk 2522. กายวิภาคของ dicots . ฉบับที่ 1 Clarendon Press Oxford

รอธ อิงกริด 2519 กายวิภาคศาสตร์ ของ พืช สูง . รุ่นของห้องสมุด, การากัส, UCV- รุ่นของห้องสมุด