สิ่งมีชีวิตในอาณาจักรพืช กลุ่มของพืชดอกจัดเป็นกลุ่มที่มีความหลากหลายทางชนิดพันธุ์สูงมาก ตามรายงานของสวนพฤกษศาสตร์คิว สหราชอาณาจักร รายงานว่า ในโลกนี้ นักวิทยาศาสตร์ค้นพบและจัดจำแนกพืชดอกไปแล้วประมาณ 369,000 ชนิด
ในแต่ละปี นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบพืชชนิดใหม่ประมาณ 2,000 ชนิด แต่ในทางกลับกัน หลายชนิดพันธุ์ก็อยู่ในภาวะใกล้สูญพันธุ์ จากการประมาณของนักวิทยาศาตร์ คาดว่าประชากรพืชราวร้อยละ 21 หรือ 1 ใน 5 กำลังอยู่ในกลุ่มที่ใกล้สูญพันธุ์
ตามธรรมชาติ กระบวนการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศของพืชจะเกิดขึ้นที่ดอกไม้ โดยมีเกสรตัวผู้ และเกสรตัวเมีย ทำหน้าที่สร้างเซลล์สืบพันธุ์ และเมื่อการปฏิสนธิสิ้นสุดลง จากดอกไม้ก็จะกลายเป็นเมล็ดพืชที่พร้อมเจริญเป็นต้นไม้ต่อไป
การสร้างเซลล์สิบพันธุ์ของพืชดอก
กระบวนการสร้าง เซลล์สืบพันธุ์ของพืชดอก เกิดขึ้นในเกสรตัวผู้ และเกสรตัวเมีย เซลล์สืบพันธุ์ของพืชดอก มี 2 ชนิด คือ เซลล์สืบพันธุ์เพศผู้ และเซลล์สืบพันธุ์เพศเมีย เซลล์สืบพันธุ์ทั้งสองมีขั้นตอนในการแบ่งเซลล์ เพื่อลดจำนวนโครโมโซมลงครึ่งหนึ่ง และเมื่อเกิดการปฏิสนธิ จำนวนโครโมโซมจะมีจำนวนเท่าเดิมอีกครั้ง
เซลล์สืบพันธุ์เพศผู้ (male gamete) เกิดขึ้นภายในอับเรณู (anther) โดยมีไมโครสปอร์มาเทอร์เซลล์ (microspore mother cell) แบ่งเซลล์แบบไมโอซีส 1 ครั้ง ได้ 4 ไมโครสปอร์ (microspore) แต่ละเซลล์มีโครโมโซมเท่ากันตือ n หลังจากนั้นนิวเคลียสของแต่ละเซลล์จะแบ่งเซลล์แบบไมโทซิสได้ 2 นิวเคลียสคือ เจเนอเรทีฟนิวเคลียส (generative nucleus) และ ทิวบ์นิวเคลียส (tube nucleus) เรียกเซลล์ในระยะนี้ว่า ละอองเรณู (pollen grain) หรือแกมีโทไฟต์เพศผู้ (male gametophyte)
เมื่อละอองเรณูแก่เต็มที่อับเรณูจะแตกออกทำให้ละอองเรณูกระจายออกไปพร้อมที่จะผสมพันธุ์ต่อไป ลักษณะของละอองเรณูมีความแตกต่างกันทั้งขนาด รูปร่าง ลักษณะ และจำนวน เนื่องจากพืชดอกมีวิวัฒนาการยาวนานมาก จึงมีความหลากหลาย บางชนิดผิวขรุขระ บางชนิดมีหนามหรือปุ่มยื่นออกมา มีความเหนียวขึ้น เมื่อตกบนยอดเกสรเพศเมียแล้วจะไม่ปลิวไปตามลม ซึ่งเหมาะสมต่อการถ่ายละอองเรณูไปบนยอดเกสรเพศเมีย จำนวนละอองเรณูส่วนใหญ่มีจำนวนมากกว่าเซลล์ไข่มาก เนื่องจากมีโอกาสน้อยที่จะตกบนยอดเกสรเพศเมียพอดี เพราะบางชนิดต้องถ่ายละอองเรณูข้ามดอกและข้ามต้นซึ่งอยู่ในระยะไกลๆ
เซลล์สืบพันธุ์เพศเมีย (female gamete) เกิดขึ้นภายในรังไข่ ซึ่งภายในรังไข่อาจมีหนึ่งออวุล (ovule) หรือหลายออวุล ภายในออวุลมีหลายเซลล์ แต่มีหนึ่งเซลล์ที่ใหญ่กว่าเซลล์อื่นๆ เรียกว่า เมกะสปอร์มาเทอร์เซลล์ (megaspore mother cell) มีจำนวนโครโมโซมเป็น 2n จากนั้นจะแบ่งเซล์แบบไมโอซิสได้ 4 เซลล์ แต่สลายไป 3 เซลล์ เหลือเพียง 1 เซลล์ เรียกว่า เมกะสปอร์ (megaspore) จากนั้นนิวเคลียสของเมกะสปอร์จะแบ่งแบบไมโทซีส 3 ครั้ง ได้ 8 นิวเคลียส จัดเรียงตัวเป็น 3 กลุ่ม คือ
- กลุ่มที่อยู่ตรงข้ามกับไมโครไพล์ มี 3 เซลล์ 3 นิวเคลียส มีเยื่อหุ้มเป็น 3 เซลล์เรียกว่า แอนติโพแดล (antipodals cell)
- กลุ่มที่อยู่ด้านไมโครไพล์ มี 3 เซลล์ 3 นิวเคลียส นิวเคลียสอันกลางมีขนาดใหญ่ เรียกว่า เซลล์ไข่ (egg cell) อีก 2 อันข้างๆ เรียกว่า ซินเนอน์จิดส์ (synergids)
- กลุ่มที่อยู่กลางเซลล์มี 2 นิวเคลียส แต่มีเยื่อหุ้มรวมกันกลายเป็น 1 เซลล์ เรียกว่า โพลาร์นิวคลีไอ (polar nuclei cell)
ดังนั้น ภายในภายเมกะสปอร์จึงประกอบด้วย 7 เซลล์ ที่มี 8 นิวเคลียส เมกะสปอร์ในระยะนี้เรียกชื่อใหม่ว่า ถุงเอ็มบริโอ (embryo sac) หรือ แกมีโทไฟต์เพศเมีย (female gametophyte)
การปฏิสนธิของพืชดอกเป็นการปฏิสนธิคู่ (double fertilization) โดยคู่หนึ่งเป็นการรวมกันของสเปิร์มเซลล์เซลล์หนึ่งกับเซลล์ไขได้เป็นไซโกต ซึ่งจะเจริญและพัฒนาไปเป็นเอ็มบริโอ และอีกคู่หนึ่งเป็นการรวมกันของสเบิร์มเซลล์อีกเซลล์หนึ่งกับโพลาร์นิวคลีไอ ได้เป็นเอนโดสเบีร์มนิวเคลียสซึ่งจะเจริญและพัฒนาต่อไปเป็นเอนโดสเปีร์ม (endosperm)
พืชดอก
โครงสร้างและหน้าที่ของพืชดอก
โครงสร้างของดอก (Flower structure)
ดอก (Flower)
พืชที่นักเรียนรู้จักมีมากมายหลายประเภท ในบทเรียนนี้จะกล่าวถึง พืชดอก ซึ่งมีดอก (Flower) เป็นส่วนต่อจากกิ่ง มีขนาด รูปร่าง และสีแตกต่างกันไปตามชนิดของพืช ดอกเป็นอวัยวะของพืชที่ทำหน้าที่สืบพันธุ์ ดอกของพืชส่วนใหญ่มีสีสวยงามและกลิ่นหอม เพื่อล่อแมลงให้มาช่วยผสมเกสรให้แก่พืช ซึ่งส่วนประกอบต่างๆ ของพืชดอกมีสิ่งที่ให้นักเรียนศึกษา ดังนี้
- ลักษณะของดอกเดี่ยวและดอกช่อ
จำแนกชนิดของดอกโดยพิจารณาจากจำนวนดอกบนหนึ่งก้าน สามารถแบ่งออกได้เป็นดอกเดี่ยว ดอกช่อ และดอกรวม
- ดอกเดี่ยว ( single folwer) คือ ดอกไม้ที่มีดอกอยู่เพียงดอกเดียวบนก้านชูดอกเพียงก้านเดียว เช่น ดอกบัว ดอกจำปี ดอกมะเขือ ดอกชบา
- ดอกช่อ ( inflorescence flower ) คือ ดอกที่ประกอบด้วยดอกย่อยหลายๆ ดอกอยู่บนหนึ่งก้านดอก แต่ละดอกมีดอกย่อย มีก้านดอกย่อย ที่โคนก้านดอกย่อยมีใบประดับ รองรับด้วยก้านดอกย่อยอยู่บนช่อดอก ช่อดอกของพืชแต่ละชนิดรูปร่างลักษณะแตกต่างกัน นักพฤกษศาสตร์ได้จำแนกช่อดอกออกเป็น 2 พวก ใหญ่ ๆ คือ
2.1. ช่อดอกที่มีดอกช่อเกิดตามแกนกลาง ช่อดอกนี้เจริญออกไปได้เรื่อย ๆ ทำให้ช่อดอกยาวขึ้น ดอกที่เกิดก่อนอยู่ด้านล่างจะบานก่อน
2.2. ช่อดอกที่ดอกย่อยแตกออกจากแกนกลางหรือไม่แตกออกจากแกนกลางก็ได้ ลักษณะที่สำคัญคือ ดอกย่อยที่อยู่บนสุดจะแก่หรือบานก่อนดอกย่อยอื่น ๆ ที่อยู่ถัดออกมาด้านข้าง
- ดอกรวม (composite flower) เป็นดอกช่อชนิดหนึ่ง (แบบhead ) ซึ่งจะประกอบด้วยดอกย่อยเล็ก ๆ จำนวนมากรวมอยู่บนฐานรองดอก มีก้านชูดอกอันเดียวกันมองดูคล้ายดอกเดี่ยว เช่น ดอกบานชื่น
ภาพตัวอย่างพืชดอก ที่มา //pixabay.com/ , JillWellington
- ส่วนประกอบของดอก
กลีบเลี้ยง ประกอบด้วยกลีบเลี้ยง มีรูปร่างคล้ายใบ สีเขียว อยู่วงนอกสุด ซึ่งก็คือชั้นนอกสุดของตาดอก ทำหน้าที่ห่อหุ้มส่วนของดอกที่อยู่ข้างในขณะที่ดอกยังอ่อน เพื่อป้องกันแมลงมากัดกินดอก เรียงตัวอยู่ชั้นนอกสุด มีสีเขียวคล้ายใบ
กลีบดอก ประกอบด้วยกลีบดอกอยู่ถัดเข้าไปจากวง รูปร่าง คล้ายใบ มีสีสันต่างๆ ทำหน้าที่ช่วยในการล่อแมลงที่ช่วยผสมเกสรวงกลีบเลี้ยงและกลีบดอก เป็นชั้นที่ไม่ได้ทำ หน้าที่เกี่ยวข้องในการสืบพันธุ์ แต่จะมีหน้าที่ป้องกันอวัยวะสืบพันธุ์ และดึงดูดแมลงที่ช่วยในการผสมพันธุ์ วงทั้ง 2 ชั้นนี้จะเรียกรวมกันว่า วงกลีบรวม ในพืชบางชนิดมีวงกลีบรวมที่มีลักษณะของกลีบเลี้ยงและกลีบดอกเหมือนกันจนแยกไม่ออก เช่น ดอกทิวลิป จะเรียกแต่ละกลีบว่ากลีบรวม
เกสรเพศผู้ ทำหน้าที่สร้างเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้ ประกอบด้วยเกสรเพศผู้ ซึ่งเกสรเพศผู้แต่ละอันประกอบด้วยอับเกสรตัวผู้ บรรจุละอองเรณู และก้านชูอับเรณู
เกสรเพศเมีย หน้าที่สร้างเซลล์สืบพันธุ์เพศเมีย ประกอบด้วยเกสรเพศเมีย ตั้งแต่ 1 ถึงหลายอัน ซึ่งเกสรเพศเมียแต่ละอันประกอบด้วยรังไข่ (ovary) ไข่ (ovule) ก้านเกสรเพศเมีย (style) และยอดเกสรตัวเมีย (stigma)
ลักษณะเพศของพืชดอก (Plant sexuality) การจำแนกลักษณะเพศชองพืชดอก โดยใช้เกณฑ์ต่างๆได้ดังนี้
- การจำแนกโดยลักษณะโครงสร้างดอก
1.1 . ใช้ส่วนประกอบของดอกเป็นเกณฑ์ แบ่งได้เป็น
- ดอกสมบูรณ์ คือ ดอกที่มีส่วนประกอบครบทั้ง 4 ส่วน ได้แก่ ดอกพริก ดอกบัว ดอกกุหลาบ ดอกมะเขือ ดอกพู่ระหง
- ดอกไม่สมบูรณ์ คือ มีส่วนประกอบไม่ครบ 4 ส่วน ขาดส่วนใดส่วนหนึ่งไป ได้แก่ ดอกมะระ ดอกบวบ ดอกมะละกอ ดอกตำลึง ดอกมะพร้าว
1.2 ใช้ส่วนเกสรเพศผู้และเกสรเพศเมียเป็นเกณฑ์ แบ่งได้เป็น
- ดอกสมบูรณ์เพศ คือ มีเกสรเพศผู้และเกสรเพศเมียในดอกเดียวกัน ได้แก่ ดอกบัว ดอกกล้วยไม้ ดอกกุหลาบ ดอกข้าว ดอกพู่ระหง
- ดอกสมบูรณ์เพศ คือ มีเกสรเพศผู้หรือเกสรเพศเมียเพียงอย่างเดียวในดอกหนึ่งดอก ได้แก่ ดอกข้าวโพด ดอกฟักทอง ดอกมะละกอ ดอกตำลึง ดอกมะยม
ดอกเพศผู้ (staminate flower) เป็นดอกที่มีแต่เกสรเพศผู้
ดอกเพศเมีย (pistillate flower) เป็นดอกที่มีแต่เกสรเพศเมีย
- การจำแนกโดยลักษณะต้นพืช แบ่งออกเป็น 2 ลักษณะ คือ ต้นพืชที่มีดอกที่เป็นเพศผู้หรือเพศเมียอยู่ภายในดอกเดียวกัน หรือต้นเดียวกันเรียกว่า พืชต่างเพศร่วมต้น) แต่พืชที่มีดอกเพศผู้และเพศเมียอยู่แยกต้นกันเรียกว่า พืชต่างเพศต่างต้น ดอกเพศผู้ ดอกเพศเมีย
การสืบพันธุ์ของพืชดอก มีขั้นตอนดังนี้
- พืชต้องสร้างเซลล์สืบพันธุ์กล่าวคือ เมื่อพืชดอกเจริญเติบโตเต็มที่ก็จะเริ่มออกดอก ซึ่งภายในดอกก็จะสร้างเซลล์สืบพันธุ์ โดยเกสรเพศผู้สร้างเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้ หรือละอองเรณูเก็บไว้ในอับละอองเรณู ส่วนเกสรเพศเมียจะมีรังไข่ ภายในรังไข่มีออวุล ทำหน้าที่เก็บไข่อ่อนเอาไว้
- การถ่ายละอองเรณูคือ การที่ละอองเกสรตัวผู้ตกลงไปยอดเกสรเพศเมีย ซึ่งสามารถเกิดขึ้นได้ 2 ลักษณะ ได้แก่-การถ่ายละอองเรณูในดอกเดียวกันเกิดได้เฉพาะในดอกสมบูรณ์เพศเท่านั้น-การถ่ายละอองเรณูข้ามดอกโดยมีสิ่งที่ช่วยในการถ่ายละอองเรณู เช่น แมลง นก หรือ ลมพัดละอองเรณูปลิวไปตกบนยอดเกสรเพศเมีย
- ละอองเรณูงอกหลอดลงไปตามก้านเกสรเพศเมีย
- เกิดการปฏิสนธิละอองเรณูผสมกับเซลล์ไข่ภายในออวุล
- ยอดและก้านเกสรเพศเมียจะเหี่ยวลง กลีบเลี้ยงกลีบดอก เกสรเพศผู้และเกสรเพศเมียจะร่วงหลุดไป
- รังไข่จะเจริญเป็นผลส่วนไข่หรือออวุลเจริญไปเป็นเมล็ด(รังไข่ที่มีออวุลเดียว จะมีเมล็ดในผลเพียงเมล็ดเดียว เช่น ลำไย เงาะ ส่วนรังไข่ที่มีหลายออวุล จะมีเมล็ดอยู่ในผลจำนวนมาก เช่น มะละกอ แตงโม น้อยหน่า เป็นต้น)
- เมล็ดแพร่กระจายไปตามสถานที่ต่างๆและตกในบริเวณที่เหมาะสมกับการงอก เมล็ดก็จะงอกเป็นต้นใหม่ต่อไป เรียกการสืบพันธุ์แบบนี้ว่าการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศของพืชดอก
***เกร็ดน่ารู้ พืชดอกสามารถสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศได้ แต่จะเป็นการแพร่พันธุ์แบบอื่นแทน เช่น การแตกหน่อของต้นกล้วย ไผ่ พุทธรักษา
แหล่งที่มา
ชนิดของดอกไม้ สืบค้นเมื่อ 2 มิถุนายน 2562, จาก //ngthai.com/science/15348/flowersclassified/
การสืบพันธ์ของพืช สืบค้นเมื่อ 2 มิถุนายน 2562, จาก //sites.google.com/site/suxsngserimkarreiynru/chnid-khxng-dxk