บทนำ
คำว่า “หิวแสง” เป็นคำที่เราได้ยินกันบ่อยมากในช่วงนี้ ซึ่งส่วนใหญ่จะใช้อธิบายถึงบุคคลที่ต้องการเป็นจุดสนใจจากสังคม แต่รู้กันไหมครับว่าพืชก็มีอาการที่เรียกว่า “หิวแสง” เช่นเดียวกัน เนื่องจากแสงเป็นปัจจัยที่สำคัญมากที่สุดในการเจริญเติบโตของพืชโดยส่วนใหญ่พืชนั้นต้องการแสงประมาณ 10-14 ชั่วโมง/วัน เพื่อทำให้กระบวนการต่าง ๆ ในพืชทำงานได้ปกติ ก็เปรียบเสมือนกับมนุษย์นั่นแหละครับที่ต้องการ ออกซิเจน น้ำ อาหาร และอีกมากมายที่ทำให้กระบวนการเมทาบอลิซึมของเรานั้นทำงานได้ปกตินั่นเองครับ แล้วถ้าพืชขาดแสงล่ะ? ผลจะเป็นอย่างไร? แน่นอนสำหรับสิ่งมีชีวิตอย่างมนุษย์ถ้าขาดน้ำก็เดินไปหาน้ำ ขาดอาหารก็เดินไปหาอาหาร แต่สำหรับพืชที่ไม่มีขา จะเดินไปหาแสงคงจะทำไม่ได้ แล้วพืชจะมีวิธีปรับตัวอย่างไร เดี๋ยวผักอวบจะอธิบายให้ทุกคนเข้าใจกันเองครับ ไปดูกันเลย
การสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช (Photosynthesis)
การสังเคราะห์แสงของพืช คือ การที่แสงจากแหล่งกำเนิดแสง เช่น แสงจากดวงอาทิตย์หรือจากหลอดไฟประดิษฐ์ (LED) ตกกระทบมาสู่ใบพืช ซึ่งในใบพืชนั้นมีออร์แกเนลล์ที่ชื่อว่า คลอโรพลาสต์ (Chloroplast) ภายในคลอโรพลาสต์นั้น มีคลอโรฟิลล์ (Chlorophyll) บรรจุอยู่ ซึ่งหน้าที่ของคลอโรฟิลล์นั้นคือเมื่อได้รับแสงแล้วจะเก็บพลังงานแสงไว้ใช้ ในการเปลี่ยนน้ำกับคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็น ออกซิเจนกับน้ำตาล แปลเป็นภาษาคนแบบง่าย ๆ ก็คือ เมื่อพืชได้รับแสงก็จะเก็บพลังงานแสงไว้ใช้เป็นพลังงานในการดำรงชีวิตนั่นเอง
การเบนเข้าหาแสง (Positive Phototropism)
การเบนเข้าหาแสงของพืชนั้นแบ่งได้เป็น 2 ประเภท คือ
- การเบนเข้าหาแสง (Positive Phototropism) เกิดขึ้นเมื่อพืชได้รับแสงในองศาที่ไม่เหมาะสม ส่งผลให้เกิดการผลิตของฮอร์โมน auxin ในด้านที่ไม่โดนแสงขึ้น ทำให้พืชเกิดอาการเอียงเข้าหาแสง หรือ เราอาจจะเรียกได้ว่าพืชเกิดอาหาร “หิวแสง” นั่นเองภาพ a เมื่อแสงส่องมาที่ยอด โมเลกุล IAA (auxin ชนิดหนึ่ง) เกิดการชักนำให้ถูกผลิตออกมาแล้วกระจายไปทั่วตามยอดภาพ b และ c เมื่อแสงส่องไปที่ด้านหนึ่งของพืช ด้านที่ส่องแสงจะมีการผลิต auxin มาน้อย ต่างจากด้านที่ไม่ได้แสงส่องที่มีการผลิต auxin มากขึ้น ส่งผลให้มีการยืดยาวของพืชในส่วนไม่โดนแสง
- การเบนออกหาแสง (Negative Phototropism) เกิดขึ้นเมื่อพืชได้รับแสงในองศาที่ไม่เหมาะสม จนทำให้รากของพืชงอกไปในทิศทางที่ไม่มีแสงหรือหนีแสงนั่นเอง ถ้าแสงลงมาสู่พืชแล้วพืชหันแสงไปทางซ้าย รากพืชจะเจริญเติบโตไปในทิศทางขวา เพราะว่ารากนั้นมีการสะสมของ auxin น้อย รวมไปถึงรากจะได้รับผลกระทบจากแรงโน้มถ่วงของโลกมากกว่า
การทดลองเบนเข้าหาแสง
หลังจากที่เราเข้าใจในทฤษฎีต่าง ๆ แล้ว ผักอวบจะพาไปดูผลการทดลองเรื่องการเบนเข้าหาแสงกัน โดยเราจะทำการปลูกเคลใบหยิก ในฟองน้ำ 4 แผ่น จากนั้นทำการบ่มเมล็ด 2 วัน เพื่อให้เมล็ดงอก
จากนั้นจะทำการนำฟองน้ำแต่ละแผ่นไปทำการทดลองโดยผักอวบจะทำการวางตำแหน่งของแสงไว้ 4 แบบ คือ
- ไม่ให้แสง(ปิดไฟ)
- ให้แสงในตำแหน่งด้านซ้ายของพืช
- ให้แสงในตำแหน่งด้านขวาของพืช
- ให้แสงในตำแหน่งที่ตรงกับพืช(ด้านบน)
ไปดูผลการทดลองกันเลยดีกว่า
- ไม่ให้แสงสังเกตได้ว่า การที่เราไม่ให้แสงเลย ส่งผลเคลใบหยิกมีรูปทรงที่แตกต่างกันมาก ต้นจะยืดยาวไปในทิศทางที่แตกต่างกัน เพราะว่าต้นเคลต้องการหาแสงในทุกทิศทางนั่นเอง
- ให้แสงในตำแหน่งด้านซ้ายของพืชสังเกตได้ว่าต้นเคลใบหยิกจะหันและเบนไปทางด้านซ้ายเพื่อเข้าหาแสงให้ได้มากที่สุด โดนต้นที่อยู่ไกลแสงจะเบนมากกว่าต้นที่อยู่ใกล้แสง
- ให้แสงในตำแหน่งด้านขวาของพืชลักษณะจะคล้ายกับตำแหน่งที่ 2 แต่เกิดในทิศทางตรงกันข้ามกัน เนื่องจากฮอร์โมน auxin จะถูกผลิตขึ้นมามากนั่นเองครับ
- ให้แสงในตำแหน่งที่ตรงกับพืช (ด้านบน)การให้แสงในตำแหน่งนี้จะสังเกตได้ว่าต้นเคลใบหยิกจะเติบโตแบบปกติ ไม่ยืดยาวเหมือน 3 ตำแหน่งแรก นั่นเองครับ
สรุปผลการทดลองเบนเข้าหาแสง
การทดลองนี้ทำให้เห็นการทำงานของ auxin ในพืช ซึ่งพืชทุกชนิดจะมีฮอร์โมน auxin กันอยู่แล้ว โดยฮอร์โมน auxin จะมีผลต่อการตอบสนองที่ไวมากต่อแสงในการหนีแสงและการเข้าหาแสงของพืช ซึ่งสามารถเห็นได้อย่างชัดเจนในการวางตำแหน่งแสงในตำแหน่งที่ 2 และ 3 ดังนั้นเราสามารถสรุปได้ดังนี้ คือ ตำแหน่งของแสง ส่งผลสำคัญอย่างมากต่อการเจริญเติบโตของพืช ดังนั้นเราสามารถสังเกตที่ต้นพืชที่เราปลูกได้ ว่ามีอาการหิวแสงหรือไม่ หวังว่าการทดลองนี้จะเป็นประโยชน์ต่อทุกคนนะครับ ใครอยากอ่านบทความ งานวิจัยอื่น ๆ คลิกที่นี่ วันนี้ผักอวบขอตัวไปกินแสงก่อน แล้วพบกันใหม่ครับ
อ้างอิงข้อมูลจาก https://www.pnas.org/doi/epdf/10.1073/pnas.1011066108 และ shorturl.at/fgkB8