การรักษาดุลยภาพของพืช

ส่วนของพืชที่คายน้ำ

การคายน้ำเป็นการสูญเสียน้ำของพืชในรูปของไอน้ำโดยวิธีการแพร่ ร้อยละ 95 ของน้ำที่พืชดูดเข้ามาจะสูญเสียไปโดย การคายน้ำ การคายน้ำในพืชเกิดขึ้นที่ปากใบ ( stoma ) ผิวใบ ( leaf surface ) และช่องอากาศ ( lenticel ) ประมาณกันว่า 80-90% ของการคายน้ำเกิดขึ้นที่ปากใบ

ปากใบของพืชประกอบด้วยช่งเล็กๆ ในเนื้อเยื่อชั้นแรกสุดของใบ ในแต่ละช่องล้อมรอบด้วยเซลล์คุม ( guard cell ) เป็นคู่ๆ มีรูแร่างคล้ายเมล์ดถั่วแดงประกบกัน ปากใบของพืชจะพบที่ด้านท้องของใบ ( ด้านล่างของใบที่ไม่ได้รับแสง ) มากกว่าด้านบนของใบ

ปากใบของพืช

การปิดเปิดของปากใบ

การเปิดของปากใบขึ้นอยู่กับความเต่งของเซลล์คุม ในช่วงเวลากลางวัน เซลล์คุมซึ่งมีคลอโรพลาสต์อยู่ภายใน จะมีกระบวน การสังเคราะห์แสงเกิดขึ้น ทำให้ภายในเซลล์คุมมีระดับน้ำตาลสูงขึ้น น้ำจากเซลล์ใกล้เคียงจะเกิดการออสโมซิสผ่านเข้า เซลล์คุม ทำให้เซลล์คุมอยู่ในสภาพเต่ง ปากใบจึงเปิด ทำให้เกิดช่องว่างตรงกลางซึ่งพืชสามารถคายน้ำออกมาทางปากใบ และเมื่อระดับน้ำตาลลดลงเนื่องจากไม่มีกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง น้ำก็จะออสโมซิสออกจากเซลล์คุม หรือระดับที่พืช สูญเสียน้ำมาก จะทำให้เซลล์คุมมีลักษณัลีบลง ปากใบจึงปิด การปิดเปิดของปากใบพืชมีผลต่อการคายน้ำของพืช ปากใบจึง เปรียบเสมือนประตูควบคุมปริมาณน้ำภายในต้นพืช

ปากใบของพืชเปิด-ปิด

ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อการคายน้ำ

1.) แสงสว่าง ถ้ามีความเข้มข้นแสงมาก ปากใบจะเปิดได้กว้าง พืชจะคายน้ำได้มาก

2.) อุณหภูมิ เป็นปัจจัยทือิทธิพลควบคู่กับแสงสว่างเสมอ ถ้าอุณหภูมิในบรรยากาศสูง พืชจะคายน้ำได้มากและรวดเร็ว

3.) ความชื้นในบรรยากาศ ถ้าบรรยากาศมีความชื้นสูงจะคายน้ำได้น้อย พืชบางชนิดจะกำจัดน้ำออกมาในรูปของหยดน้ำ ทางรูเปิดเล็กๆ ตามรูเปิดของเส้นใบ เรียกว่า การคายน้ำเป็นหยดหรือ กัตเตชัน ( guttation ) และถ้าในบรรยากาศมี ความชื้นน้อย พืชจะคายน้ำได้มากและรวดเร็ว

4.) ลม ลมจะพัดพาเอาความชื้นของพืชไปที่อื่น เป็นสาเหตุให้พืชสูญเสียน้ำมากขึ้น ในภาวะที่ลมสงบไอน้ำที่ระเหยออกไปจะ คงอยูในบรรยากาศใกล้ๆ ใบ บรรยากาศจึงมีความชื้นสูงพืชจะคายน้ำได้ลดลง แต่ถ้าลมพัดแรงมากพืชจะปิดหรือหร่แคบลง มีผลทำให้การคายน้ำลดลง

5.) ปริมาณน้ำในดิน ถ้าสภาพดินขาดน้ำ หรือปริมาณน้ำในดินน้อย พืชไม่สามารถนำไปใช้ได้เพียงพอ ปากใบของพืชจะปิด หรือแคบหรี่ลง มีผลทำให้การคายน้ำลดลง

6.) โครงสร้างของใบ ตำแหน่ง จำนวน และการกระจายของปากใบ รวมถึงความหนาของคิวมิเคิล ( สารเคลือบผิวใบ ) ลักษณะเหล่านี้มีผลต่อการคายน้ำของพืช

การรักษาดุลยภาพของสัตว์

ปลาน้ำจืด จึงพยายามไม่ดื่มน้ำและไม่ให้น้ำซึมเข้าทางผิวหนังหรือเกล็ด แต่ปลายังมีบริเซณที่น้ำสามารถ ซึมเข้า ไปได้ คือ บริเวณเหงือกซึ่งสัมผัสกับน้ำตลอดเวลา ดังนั้นปลาจึงต้องขับน้ำออกทางไตเป็นน้ำปัสสาวะ ซึ่งเจือจาง และมี ปริมาณมาก และปลาจะมีเซลล์สำหรับดูดซับเกลือ ( salt absorbing cells ) อยู่ที่เยื่อบุผิวของเหงือก ซึงจะ ดูดซับเอาไอออนของเกลือจากน้ำเข้าไปในเลือด ซึ่งจะเป็นการทดแทนเกลือแร่ที่สูญเสียไปจากการแพร่ออก

ส่วนปลาทะเลจะมีลักษณะตรงข้าม คือ ปริมาณน้ำภายในร่างกายเจือจางกว่าน้ำภายนอกร่างกาย เมื่อกินอาหารจึง กินน้ำทะเลเข้าไปด้วย ทำให้มีเกลือแร่ในร่างกายมาก ดังนั้นเกล็ดและผิวหนังแทนที่จะป้องกันการซึมของน้ำกลับ ป้องกันเกลือแร่จากน้ำทะเลซึมเข้าสู่ร่างกาย ส่วนเหงือกจะทำหน้าที่ขับเกลือที่มากเกินความจำเป็นออกจากตัวด้วย กระบวนการแอกทีฟทรานสปอร์ต ส่วนเกลือแร่ที่ติดกับอาหารเข้าไปด้วยจะไม่ถูกดูดซึมเข้าสู่เซลล์ในขณะย่อย อาหาร จึงออกนอกร่างกายทางอุจจาระ ปลาบางพวกมีการปรับตัวและมีวิวัฒนาการเกี่ยวกับต่อมเกลือ (salt gland) ได้ดี จึงสามารถอยู่ได้ทั้งในน้ำทะเล น้ำกร่อย และน้ำจืด เช่น ปลาหมอเทศ ในขณะที่ปลาส่วนใหญ่ถ้าเปลี่ยนน้ำก็ อาจตายได้

ในสัตว์พวกที่มีแหล่งหากินในทะเลแต่ไม่ได้อาศัยอยู่ในทะเล จะมีต่อมขจัดเกลือออกจากร่างกาย เช่น พวกนกทะเล จะมีต่อมเกลือ ( salt gland ) อยู่บริเวณเหนือตาทั้งสองข้าง เป็นต้น

การรักษาดุลยภาพ

1. การรักษาดุลยภาพของน้ำและแร่ธาตุในสิ่งมีชีวิตอื่นๆ สิ่งมีชีวิตอื่นๆ เช่น พารามีเซียม , ปลาน้ำจืด , ปลาน้ำเค็ม , นกทะเล ฯลฯ ต่างก็มีความต้องการน้ำและแร่ธาตุในปริมาณที่พอเหมาะ ดังนั้นจึงต้องมีการรักษาดุลยภาพของน้ำและแร่ธาตุในร่างกาย แต่รายละเอียดของกลไกในการรักษาดุลยภาพจะแตกต่างกัน

2. การรักษาดุลยภาพของน้ำในพารามีเซียม “ พารามีเซียม” ( Paramecium sp. ) เป็น สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวที่อาศัยอยู่ในแหล่งน้ำจืด ที่มีความเข้มข้นของสารละลายน้อยกว่าสารละลายภายในพารามีเซียม น้ำจึงออสโมซิสเข้าสู่พารามีเซียมมากกว่า - ดังนั้นพารามีเซียมจึงมีโครงสร้าง “คอนแทรกไทล์ แวคิวโอล” ( Contractile vacuole ) ที่ช่วย ขับน้ำส่วนเกินที่ออสโมซิสเข้ามาออกจากเซลล์พารามีเซียม

3. เซลล์พารามีเซียมก่อนขับน้ำส่วนเกิน เซลล์พารามีเซียมหลังขับน้ำส่วนเกิน

4. การรักษาดุลยภาพของน้ำในปลาน้ำจืด “ ปลาน้ำจืด” เช่น ปลาตะเพียน , ปลานิล ฯลฯ เป็นสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในแหล่งน้ำจืด เช่น แม่น้ำ ที่มีความเข้มข้นของสารละลายน้อยกว่าสารละลายภายในร่างกายของปลาน้ำจืด น้ำจึงออสโมซิสเข้าสู่เซลล์ที่เหงือกปลาน้ำจืดผ่านทางการรับประทานอาหาร มากกว่า - ดังนั้นปลาน้ำจืดจึงต้อง มีเกล็ดและผิวหนังที่หนาเพื่อกันน้ำซึมเข้าสู่ร่างกายภายใน , ปัสสาวะที่ขับต้องมีปริมาณน้ำมาก ( ความเข้มข้นน้อย ) เพื่อขับน้ำส่วนเกินออกไป และ ใช้เซลล์พิเศษที่เหงือกดูดซึมแร่ธาตุกลับคืนเข้าสู่ร่างกายโดยการลำเลียงสาร แบบใช้พลังงาน

5. การรักษาดุลยภาพของน้ำในปลาน้ำเค็ม “ ปลาน้ำเค็ม” เช่น ปลาทูน่า , ปลาการ์ตูน ฯลฯ เป็นสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในแหล่งน้ำเค็ม เช่น ทะเล ที่มีความเข้มข้นของสารละลายมากกว่าสารละลายภายในร่างกายของปลาน้ำเค็ม น้ำจึงออสโมซิสออกจากเซลล์ของปลาน้ำเค็มมากกว่า - ดังนั้นปลาน้ำเค็มจึงต้อง มีเกล็ดและผิวหนังที่หนาเพื่อกันแร่ธาตุแพร่เข้าสู่ร่างกายภายในมากเกินไป , ปัสสาวะที่ขับจะมีปริมาณน้ำน้อย ( ความเข้มข้นมาก ) เพื่อสงวนน้ำเอาไว้ , ขับแร่ธาตุส่วนเกินด้วยเซลล์พิเศษที่เหงือกโดยการลำเลียงแบบใช้พลังงาน และ ดูดซึมแร่ธาตุจากอาหารน้อย

6. การรักษาดุลยภาพของน้ำในนกทะเล - นกที่อาศัยอยู่ริมทะเล เช่น นกอัลบาทรอส จะได้รับแร่ธาตุจากไอน้ำทะเลอยู่ตลอดเวลา - ดังนั้นนกเหล่านี้จึงมี “ต่อมนาสิก” ( Nasal gland ) เพื่อขับน้ำเกลือส่วนเกินออกทางรูจมูก ของนกทะเล

7. การรักษาดุลยภาพของอุณหภูมิในร่างกาย “ อุณหภูมิของร่างกาย” ถือเป็นปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อประสิทธิภาพการทำงานของเอนไซม์ เช่น เอนไซม์อะไมเลส

8. - ร่างกายของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดจะมีช่วงอุณหภูมิในร่างกายที่เหมาะสมไม่เท่า กัน ในกรณี ร่างกายมนุษย์จะมีอุณหภูมิในร่างกายเฉลี่ย 37 องศาเซลเซียส ( เป็นอุณหภูมิแกนกลางของร่างกายมนุษย์ ) - ดังนั้น ร่างกายของมนุษย์จึงต้องมีการรักษาดุลยภาพด้านอุณหภูมิของร่างกายให้คงที่ แม้จะอยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงไป ในช่วงที่มนุษย์สามารถดำรงชีวิตอยู่ได้

9. กลไกการควบคุมการรักษาดุลยภาพของอุณหภูมิ ถ้าอุณหภูมิของร่างกายสูงเกินกว่า 37 องศาเซลเซียส (  C ) สมองส่วนไฮโปทาลามัสก็จะกระตุ้นร่างกายตอบสนองดังนี้ 1. หลอดเลือดขยายตัว เพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวในการแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างร่างกายกับสิ่งแวดล้อม ( ทำให้เกิดอาการผิวแดง ) 2. ขับเหงื่อจากต่อมเหงื่อ แล้วนำความร้อนจากร่างกายถ่ายเทให้กับเหงื่อจนระเหยไป 3. ลดอัตราเมตาบอลิซึมในร่างกาย

10. ถ้าอุณหภูมิของร่างกายต่ำลงกว่า 37 องศาเซลเซียส (  C ) สมองส่วนไฮโปทาลามัสก็จะกระตุ้นร่างกายตอบสนองดังนี้ 1. หลอดเลือดหดตัว เพื่อลดพื้นที่ผิวในการแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างร่างกายกับสิ่งแวดล้อม ( ทำให้เกิดอาการผิวซีด ) 2. กล้ามเนื้อโครงร่างหดตัวอย่างรวดเร็ว ทำให้เกิดอาการหนาวสั่นและเกิดพลังงานจากการสั่น 3. ขนลุกชัน เพื่อเป็นฉนวนกันความร้อนออกจากร่างกาย 4. เพิ่มอัตราเมตาบอลิซึมในร่างกาย

11. - ในกลไกการรักษาดุลยภาพด้านอุณหภูมิของร่างกายดังกล่าวพบว่า อวัยวะที่มีความสำคัญมาก คือ “ผิวหนัง” ( Skin ) - องค์ประกอบภายในผิวหนังที่มีบทบาทต่อการรักษาดุลยภาพด้านอุณหภูมิ ได้แก่ .... 1. ต่อมเหงื่อ 2. หลอดเลือดในชั้นผิวหนัง 3. ขนที่ปกคลุมผิวหนัง 4. กล้ามเนื้อในชั้นผิวหนัง

12. การรักษาดุลยภาพของอุณหภูมิของสัตว์ต่างๆ สัตว์ต่างๆก็มีกลไกในการรักษาดุลยภาพด้านอุณหภูมิที่แตกต่างกันออกไป แต่สามารถ แบ่งลักษณะกลไกการรักษาดุลยภาพของอุณหภูมิในสัตว์ได้เป็น 2 แบบ โดยใช้เกณฑ์การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของร่างกายที่สัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลง ของอุณหภูมิในสิ่งแวดล้อม ได้แก่ ... 1. สัตว์เลือดเย็น ( Poikilothermic Animal ) 2. สัตว์เลือดอุ่น ( Homeothermic Animal )

13. - สัตว์เลือดเย็น หมายถึง สัตว์ที่ มีอุณหภูมิของร่างกายแปรผันไปตามอุณหภูมิของสิ่งแวดล้อม ตัวอย่างของสัตว์เลือดเย็น เช่น ปลา , สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบก , สัตว์เลื้อยคลาน - สัตว์เลือดอุ่น หมายถึง สัตว์ที่ รักษาอุณหภูมิของร่างกายให้คงที่แม้อุณหภูมิของสิ่งแวดล้อมจะเปลี่ยนแปลงไป ตัวอย่างของสัตว์เลือดอุ่น เช่น สัตว์ปีก , สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม

14. - นอกจากนี้สัตว์ยัง ใช้พฤติกรรม บางอย่างในการรักษาดุลยภาพของอุณหภูมิในร่างกาย เช่น การลงเล่นน้ำ , การอพยพ , การจำศีล ฯลฯ

หรือ ดาวน์โหลดตามไฟล์แนบข้างล่าง นะจ๊ะ