Page 19 - บทบาทของหญ้าแฝกในการบำบัดสารปนเปื้อนในน้ำและสิ่งแวดล้อม
P. 19
ห้องสมุดกรมพัฒนาที่ดิน
14
1.7 กลไกการดูดไอออนของเซลล์พืช
มีทฤษฎีที่อธิบายกลไกการดูดไอออนเข้าไปในเซลล์พืช (ราก) หรือที่เรียกว่ากลไกการดูดซึม
(absorption, transport หรือ uptake) แคตไอออนหรือแอนไอออนผ่านเม็มเบรนเข้าสู่เซลล์ 2 วิธี
(อนงนาฏ, 2558) ดังนี้
1.7.1 Passive absorption หรือการดูดซึมแบบแพสซีพ หมายถึงกลไกการดูดไอออน
ของเซลล์โดยไม่ต้องใช้พลังงานจากเมแทบอลิซึม ได้แก่ พลังงานจากการสังเคราะห์แสงและการ
หายใจ แต่จะใช้พลังงานทางฟิสิกส์ คือ ถ้าศักดิ์เคมีทางไฟฟ้า (electrochemical potential) ของ
ไอออนนั้นภายนอกเซลล์สูงกว่าภายในเซลล์ ไอออนดังกล่าวก็เคลื่อนผ่านเม็มเบรนเข้าสู่เซลล์ได้
เพราะความแตกต่างศักดิ์ไฟฟ้าระหว่างภายในและภายนอกเซลล์มีอิทธิพลอย่างยิ่งต่อการดูดไอออน
เช่นเดียวกับความแตกต่างระหว่างความเข้มข้นของสองบริเวณดังกล่าว หากศักดิ์ไฟฟ้าด้านประจุลบ
ภายในสูง ไอออนบวกในสารละลายภายนอกจะเข้าไปในเซลล์เพื่อสะเทินประจุ การทราบทั้ง
สององค์ประกอบคือศักดิ์เคมีและศักดิ์ไฟฟ้าทั้งภายในและภายนอกเซลล์ หรือที่เรียกรวมกันว่า
ความต่างศักดิ์เคมีไฟฟ้าของสองบริเวณจ าเป็นในการค านวณหาพลังงานที่เกี่ยวข้องกับการดูดไอออน
1.7.2 Active absorption หรือการดูดซึมแบบแอกทีฟ หมายถึงกลไกการดูดไอออน
ของเซลล์ ซึ่งจ าเป็นต้องใช้พลังงานจากเมแทบอลิซึมช่วยในการเคลื่อนย้ายไอออนจากผิวเม็มเบรน
ด้านนอกเข้าไปภายในเซลล์ แนวความคิดที่ยึดถือกันในปัจจุบันเกี่ยวกับการดูดไอออนของพืช แบบ
แอกทีฟ คือ ทฤษฎีตัวล าเลียงไอออน (carrier theory) ซึ่งกล่าวว่ามีตัวล าเลียงไอออน (carrier) อยู่
ในเม็มเบรนเป็นตัวชักน าไอออนเฉพาะชนิดจากเม็มเบรนด้านนอกสู่ด้านใน การท างานของกลไก
ดังกล่าวจะสัมฤทธิ์ผลเมื่อตัวล าเลียงได้รับพลังงานจากเมแทบอลิซึม แล้วยอมให้ไอออนที่เหมาะกับ
ตัวล าเลียงนี้เข้าไปเกาะ (ตัวล าเลียงมีความจ าเพาะต่อไอออน) จากนั้นพากันเข้าสู่ด้านในของเม็มเบรน
แล้วปลดปล่อยไอออนดังกล่าวไว้ในเซลล์ เมื่อเสร็จภาระนี้แล้วตัวล าเลียงจะรับพลังงานอีกครั้งหนึ่ง
และพร้อมที่จะชักน าไอออนเข้ามาใหม่ ดังนั้นอัตราการดูดไอออนของรากพืชจะลดลงอย่างมาก เมื่อ
รากขาดออกซิเจน อุณหภูมิของดินต่ าหรือสูงเกินไป หรือพืชได้รับสารพิษต่อการหายใจเป็นผลให้
อัตราการหายใจของรากลดลง สาเหตุที่เชื่อกันว่าการดูดซึมแบบแอกทีฟเป็นกลไกหนึ่งท าหน้าที่
ดูดธาตุอาหาร คือ
1) สารละลายของดินมีไอออนอยู่อย่างเจือจาง แต่ในเซลล์พืชสะสมไอออนไว้มาก
หากสภาพการไม่เข้าข่ายของกลไกแรก คือ การดูดซึมแบบแพสซีฟ พืชจะดูดไอออนเข้าสู่เซลล์ไม่ได้
แต่ในความเป็นจริงรากพืชสามารถดูดไอออนต่างๆ เข้าไปได้เสมอแม้ความเข้มข้นภายในเซลล์จะสูง
กว่าก็ตาม กลไกนี้ช่วยให้มีการสะสม (accumulation) ของไอออนในเนื้อเยื่อพืช
2) รากมิได้ดูดไอออนมากหรือน้อยตามสัดส่วนที่มีอยู่ในสารละลายดิน แต่รากพืช
สามารถเลือกดูดไอออนบางชนิดที่มีอยู่ในความเข้มข้นต่ าเข้าไปสะสมไว้มาก ไอออนบางชนิดแม้จะมี
