โครงสร้างและหน้าที่ของพืชวิทย์ ป.4 โครงสร้างและหน้าที่ของพืชชั้น ป.4 โครงสร้างเเละหน้าที่ของพืชดอก

การสืบพันธุ์ของพืชดอก

                ดอกไม้นานาชนิด จะเห็นว่านอกจากจะมีสีต่างกันแล้วยังมีรูปร่าง ขนาด และโครงสร้างขอกดอกแตกต่างกัน
ดอกบางชนิดมีกลีบดอกซ้อนกันหลายชั้น บางชนิดมีกลีบดอกไม่มากนักและมีชั้นเดียว ดอกบางชนิดมีขนาดใหญ่มาก
บางชนิดเล็กเท่าเข็มหมุด นอกจากนี้ดอกบางชนิดมีกลิ่นหอมน่าชื่นใจ แต่บางชนิดมีกลิ่นฉุนหรือบางชนิดไม่มีกลิ่น
ความหลากหลายของดอกไม้เหล่านี้เกิดจากการที่พืชดอกมีวิวัฒนาการมายาวนาน จึงมีความหลากหลายทั้งสี รูปร่าง
โครงสร้าง กลิ่น ฯลฯ แต่ถึงแม้จะมีความแตกต่างกันดอกก็ทำหน้าที่เหมือนกันคือ เป็นอวัยวะสืบพันธุ์ของพืช

 การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศของพืชมีดอก

                สิ่งมีชีวิตต้องการสารอาหารเพื่อการดำรงชีวิต เมื่อสิ่งมีชีวิตเจริญเติบโตเต็มที่ก็จะสืบพันธุ์
ุ์เพื่อการดำรงเผ่าพันธุ์ของตนเองไว้ พืชก็เช่นเดียวกันการสืบพันธุของพืชมีทั้งการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ
และไม่อาศัยเพศ

        การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศของพืชดอกจะต้องมีการรวมกันของเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้กับเซลล์สืบพันธุ์เพศเมีย
ซึ่งเกิดขึ้นในดอก ดังนั้นดอกจึงเป็นอวัยวะสืบพันธุ์ของพืชดอก  

โครงสร้างของดอก 

                ดอกไม้ต่างๆ ถึงแม้จำทำหน้าที่ในการสืบพันธุ์เหมือนกันแต่ก็มีโครงสร้างแตกต่างกันไปตามแต่ชนิดของพืช
ดอกแต่ละชนิดมีโครงสร้างของดอกแตกต่างกันออกไป บางชนิดมีโครงสร้างหลักครบทั้ง 4 ส่วน ซึ่งได้แก่ กลีบเลี้ยง 
กลีบดอก เกสรตัวผู้ และเกสรตัวเมีย เรียกว่า ดอกสมบูรณ์ (complete flower) แต่ถ้าขาดส่วนใดส่วนหนึ่งไปไม่ครบ 
4 ส่วนเรียกว่า ดอกไม่สมบูรณ์ (incomplete flower) และดอกที่มีทั้งเกสรเพศผู้และเกสรเพศเมีย
อยู่ภายในดอกเดียวกัน เรียกว่า ดอกสมบูรณ์เพศ (perfect flower)                ถ้ามีแต่เกสรเพศผู้หรือเกสรเพศเมียเพียงอย่างเดียว เรียกว่า ดอกไม่สมบูรณ์เพศ (imperfect flower)
จากโครงสร้างของดอกยังสามารถจำแนกประเภทของดอกได้อีกโดยพิจารณาจากตำแหน่งของรังไข่ เมื่อเทียบกับฐาน
รองดอกซึ่งได้แก่ ดอกประเภทที่มีรังไข่อยู่เหนือฐานรองดอก เช่น ดอกมะเขือ จำปี ยี่หุบ บัว บานบุรี พริก ถั่ว มะละกอ ส้ม
เป็นต้น และดอกประเภทที่มีรังไข่อยู่ใต้ฐานรองดอก เช่น ดอกฟักทอง แตงกวา บวบ ฝรั่ง ทับทิม กล้วย พลับพลึง เป็นต้น

                ดอกของพืชแต่ละชนิดจะมีจำนวนดอกบนก้านดอกไม่เท่ากัน จึงสามารถแบ่งดอกออกเป็น 2 ประเภท คือ
ดอกเดียว (solotary flower) และช่อดอก (inflorescences flower)

                ดอกเดี่ยว หมายถึง ดอกหนึ่งดอกที่พัฒนามาจากตาดอกหนึ่งตา ดังนั้นดอกเดี่ยวจึงมีหนึ่งดอก
บนก้านดอกหนึ่งก้าน เช่น ดอกมะเขือเปราะ จำปี บัว เป็นต้น

                ช่อดอก หมายถึง ดอกหลายดอกที่อยู่บนก้านดอกหนึ่งก้าน เช่น เข็ม ผักบุ้ง มะลิ กะเพรา กล้วย กล้วยไม้ ข้าว
เป็นต้น แต่การจัดเรียงตัว และการแตกกิ่งก้านของช่อดอกมีความหลากหลาย นักวิทยาศาสตร์ใช้ลักษณะการจัดเรียงตัว
และการแตกกิ่งก้านของช่อดอกจำแนกช่อดอกออกเป็นแบบต่างๆ

                ช่อดอกบางชนิดมีลักษณะคล้ายดอกเดี่ยว ดอกย่อยเกิดตรงปลายก้านช่อดอกเดียวกัน ไม่มีก้านดอกย่อย
ดอกย่อยเรียงกันอยู่บนฐานรองดอกที่โค้งนูนคล้ายหัว เช่น ทานตะวัน ดาวเรือง บานชื่น บานไม่รู้โรย ดาวกระจาย เป็นต้น
ช่อดอกแบบนี้ประกอบด้วยดอกย่อยๆ 2 ชนิด คือ ดอกวงนอกอยู่รอบนอกของดอก และดอกวงในอยู่ตรงกลางดอก
ดอกวงนอกมี 1 ชั้น หรือหลายชั้นเป็นดอกสมบูรณ์เพศ หรือไม่สมบูรณ์เพศก็ได้ ส่วนมากเป็นดอกเพศเมีย
ส่วนดอกวงในมักเป็นดอกสมบูรณ์เพศมีกลีบดอกเชื่อมกันเป็นรูปทรงกระบอกอยู่เหนือรังไข่

การสร้างเซลล์สืบพันธุ์ของพืชดอก

                การสร้างเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้ของพืชดอกจะเกิดขึ้นภายใน อับเรณู (anther) โดยมีไมโครสปอร์มาเทอร์เซลล์ 
(microspore mother cell) แบ่งเซลล์แบบไมโอซิสได้ 4 ไมโครสปอร์ (microspore) แต่ละเซลล์มีโครโมโซมเท่ากับ n
หลังจากนั้นนิวเคลียสของไมโครสปอร์จะแบ่งแบบไมโทซิส ได้ 2 นิวเคลียส คือ เจเนอเรทิฟนิวเคลียส (generative
nucleus) และทิวบ์นิวเคลียส (tube nucleus) เรียกเซลล์ในระยะนี้ว่า ละอองเรณู(pollen grain)
หรือแกมีโทไฟต์เพศผู้ (male gametophyte) ละอองเรณูจะมีผนังหนา ผนังชั้นนอกอาจมีผิวเรียบ
หรือเป็นหนามเล็กๆแตกต่างกันออกไปตามแต่ละชนิดของพืช เมื่อละอองเรณูแก่เต็มท ี่อับเรณูจะแตกออก
ทำให้ละอองเรณูกระจายออกไปพร้อมที่จะผสมพันธุ์ต่อไปได้

                การสร้างเซลล์สืบพันธุ์เพศเมียของพืชดอกเกิดขึ้นภายในรังไข่ ภายในรังไข่อาจมีหนึ่งออวุล (ovule)
หรือหลายออวุล ภายในออวุลมีหลายเซลล์ แต่จะมีเซลล์หนึ่งที่มีขนาดใหญ่ เรียกว่า เมกะสปอร์มาเทอร์เซลล์ 
(megaspore mother cell) มีจำนวนโครโมโซม 2n ต่อมาจะแบ่งเซลล์แบบไมโอซิสได้ 4 เซลล์สลายไป 3 เซลล์ 
เหลือ 1 เซลล์ เรียกว่า เมกะสปอร์ (megaspore) หลังจากนั้นนิวเคลียสของเมกะสปอร์จะแบ่งแบบไมโทซิส 
3 ครั้ง ได้ 8 นิวเคลียส และมีไซโทพลาซึมล้อมรอบ เป็น 7 เซลล์    3 เซลล์อยู่ตรงข้ามกับไมโครไพล์  (micropyle) 
เรียกว่า แอนติแดล (antipodals) ตรงกลาง 1 เซลล์มี 2 นิวเคลียสเรียก เซลล์โพลาร์นิวคลีไอ 
(polar nuclei cell)  ด้านไมโครไพล์มี 3 เซลล์ ตรงกลางเป็นเซลล์ไข่ (egg cell) และ2 ข้างเรียก ซินเนอร์จิดส์ (synergids) ในระยะนี้ 1 เมกะสปอร์ได้พัฒนามาเป็นแกมีโทไฟต์ที่เรียกว่า ถุงเอ็มบริโอ (embryo sac) หรือ
แกมีโทไฟต์เพศเมีย (female gametophyte)

การถ่ายละอองเรณู

                พืชดอกแต่ล่ะชนิดมีละอองเรณูและรังไข่ที่มีรูปร่างลักษณะ และจำนวนที่แตกต่างกัน
เมื่ออับเรณูแก่เต็มที่ผนังของอับเรณูจะแตกออกละอองเรณูจะกระจายออกไปตกบนยอดเกสรตัวเมีย
โดยอาศัยสื่อต่างๆพาไป เช่น ลม น้ำ แมลง สัตว์ รวมทั้งมนุษย์ เป็นต้น ปรากฏการณ์ที่ละอองเรณูตกลงสู่ยอดเกสรตัวเมีย
เรียกว่า การถ่ายละอองเรณู (pollination)

                พืชบางชนิดที่เป็นพืชเศรษฐกิจ หรือพืชที่ใช้บริโภคเป็นอาหาร ถ้าปล่อยให้เกิดการถ่ายละอองเรณูตามธรรมชาติ ผลผลิตที่ได้จะไม่มากนัก เช่น ทุเรียนพันธุ์ชะนีจะติดผลเพียงร้อยละ 3 ส่วนพันธุ์ก้านยาวติดผลร้อยละ 10 พืชบางชนิด เช่น สละ เกสรเพศผู้มีน้อยมาก จึงทำให้การถ่ายละอองเรณูเกิดได้น้อย นอกจากนี้ยังมีปัจจัยหลายประการที่ส่งผลให้การถ่ายละอองเรณูได้น้อย เช่น จำนวนของแมลงที่มาผสมเกสร ระยะเวลาของการเจริญเติบโตเต็มที่ของเกสรเพศเมีย และเกสรเพศผู้ไม่พร้อมกัน ปัจจุบันมนุษย์จึงเข้าไปช่วยทำให้เกิดการถ่ายละอองเรณูได้มากขึ้น เช่น เลี้ยงผึ้งเพื่อช่วยผสมเกสร ศึกษาการเจริญของละอองเรณู และออวุล แล้วนำความรู้มาช่วยผสมเกสร เช่น ในทุเรียนการเจริญเติบโตของอับเรณูจะเจริญเต็มที่ในเวลา 19.00 – 19.30 น. ชาวสวนก็จะตัดอับเรณูที่แตกเก็บไว้ และเมื่อเวลาที่เกสรเพศเมียเจริญเต็มที่ คือ ประมาณเวลา 19.30 น. เป็นต้นไป ก็จะนำพู่กันมาแตะละอองเรณูที่ตัดไว้วางบนยอดเกสรเพศเมีย หรือเมื่อตัดอับเรณูแล้วก็ใส่ถุงพลาสติก แล้วไปครอบที่เกสรเพศเมีย เมื่อเกสรเพศเมียเจริญเต็มที่แล้วการถ่ายละอองเรณูจะเกิดได้ดี และในผลไม้อื่น เช่น สละก็ใช้วิธีการเดียวกันนี้

การปฏิสนธิซ้อน

                เมื่อละอองเรณูตกลงบนยอดเกสรเพศเมีย ทิวบ์นิวเคลียสของละอองเรณูแต่ละอันจะสร้างหลอดละอองเรณูด้วยการงอกหลอดลงไปตามก้านเกสรเพศเมียผ่านทาง
รูไมโครไพล์ของออวุล ระยะนี้เจเนอเรทิฟนิวเคลียสจะแบบนิวเคลียสแบบไมโทซิสได้ 2 สเปิร์มนิวเคลียส (sperm
nucleus) สเปิร์มนิวเคลียสหนึ่งจะผสมกับเซลล์ไข่ได้ไซโกต ส่วนอีกสเปิร์มนิวเคลียสจะเข้าผสมกับเซลล์โพลาร์นิวเคลียสไอได้ เอนโดสเปิร์ม (endosperm) เรียกการผสม 2 ครั้ง
ของสเปิร์มนิวเคลียสนี้ว่า การปฏิสนธิซ้อน (double fertilization)

การเกิดผล

                ภายหลังการปฏิสนธิ ออวุลแต่ละออวุลจะเจริญไปเป็นเมล็ด ส่วนรังไข่จะเจริญไปเป็นผล
มีผลบางชนิดที่สามารถเจริญมาจากฐานรองดอก ได้แก่ ชมพู่ แอปเปิ้ล สาลี่ ฝรั่ง

                ผลของพืชบางชนิดอาจเจริญเติบโตมาจากรังไข่โดยไม่มีการปฏิสนธิ หรือมีการปฏิสนธิตามปกติ
แต่ออวุลไม่เจริญเติบโตเป็นเมล็ด ส่วนรังไข่สามารถเจริญเติบโตเป็นผลได้ เช่น กล้วยหอม องุ่นไม่มีเมล็ด

                นักพฤกษศาสตร์ได้แบ่งผลตามลักษณะของดอกและการเกิดผลออกเป็น 3 ชนิด ดังนี้

                1. ผลเดี่ยว (simple fruit) เป็นผลที่เกิดจากดอกเดี่ยว หรือ ช่อดอกซึ่งแต่ละดอกมีรังไข่เพียงอันเดียว
เช่น ลิ้นจี่ เงาะ ลำไย ทุเรียน ตะขบ เป็นต้น

                2. ผลกลุ่ม (aggregate fruit) เป็นผลที่เกิดจากดอกหนึ่งดอกซึ่งมีหลายรังไข่อยู่แยกกันหรือติดกันก็ได้อยู่บนฐานรองดอกเดียวกัน เช่น น้อยหน่า
กระดังงา สตรอเบอรี่ มณฑา เป็นต้น

                3. ผลรวม (multiple fruit) เป็นผลเกิดจากรังไข่ของดอกย่อยแต่ละดอกของช่อดอกหลอมรวมกัน
เป็นผลใหญ่ เช่น ยอ ขนุน หม่อน สับปะรด เป็นต้น

การเกิดเมล็ด

                การปฏิสนธิของพืชดอกเกิดขึ้นภายในรังไข่ทำให้เกิดไซโกต และเอนโดสเปิร์ม จากนั้นไซโกตก็จะแบ่งเซลล์
์เพิ่มจำนวนมากขึ้น เพื่อพัฒนาเป็นเอ็มบริโอต่อไป ซึ่งการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของเอ็มบริโอ และอัตราการแบ่งเซลล์
รวมทั้งขนาดของเซลล์ที่ได้จากการแบ่งแต่ละบริเวณของเอ็มบริโอไม่เท่ากัน