การเต บโตท ต ยภ ม ของรากพ ชใบเล ยงค

พืชเหมือนสัตว์ทั่วไปที่อวัยวะประกอบด้วยเนื้อเยื่ออันเกิดจากเซลล์ต่างๆมารวมกัน เนื้อเยื่อคือกลุ่มเซลล์ที่ประกอบด้วยเซลล์เพียง 1 ชนิดหรือมากกว่าหนึ่งชนิดมารวมกันเพื่อทำหน้าที่พิเศษร่วมกัน อวัยวะประกอบด้วยเนื้อเยื่อหลายชนิดที่ทำงานเฉพาะร่วมกัน เมื่อมองการจัดลำดับอวัยวะของพืช เนื้อเยื่อ และเซลล์ เราจะศึกษาเริ่มต้นจากอวัยวะเนื่องจากความง่ายต่อการสังเกตโครงสร้าง จากการที่เราได้เรียนรู้ลำดับขั้นของโครงสร้างพืช ลองคิดดูว่าการคัดเลือกจากธรรมชาติ (natural selection) ทำให้รูปร่างชองพืชมีผลและเหมาะสมต่อการทำงานอย่างไร

อวัยวะพื้นฐานของพืชประกอบด้วย ราก ลำต้น และใบ

ถิ่นอาศัยของพืชและแหล่งของทรัพยากรจากบริเวณใต้ดินและบริเวณเหนือดินที่พืชใช้เพื่อการเจริญเติบโต สามารถสะท้อนวิวัฒนาการของพืชมีท่อลำเลียงในการเป็นสิ่งมีชีวิตบนบก โดยพืชมีการดูดซึมน้ำและแร่ธาตุจากใต้พื้นดิน ดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2(g)) จากบริเวณเหนือดิน โดยการเข้าถึงแหล่งทรัพยากรต่างๆของพืชสามารถเชื่อมโยงไปถึงวิวัฒนาการของ ราก ลำต้น และใบได้ เราสามารถจัดกลุ่มของอวัยวะทั้ง 3 ออกเป็น 2 ระบบคือ ระบบรากได้แก่ ราก และระบบลำต้นได้แก่ ลำต้นและใบ พืชมีท่อลำเลียงส่วนใหญ่จะอาศัยทั้งสองระบบในการดำรงชีวิต ระบบรากไม่ได้ใช้ในกระบวนการสังเคราะห์อาหารด้วยแสงแต่จะได้รับน้ำตาลและคาร์โบไฮเดรตอื่นๆจากระบบลำต้นในช่วงที่มีการกระบวนการสังเคราะห์อาหารด้วยแสง ส่วนระบบลำต้นระบบลำต้นจะอาศัยรากในการดูดซึมน้ำและแร่ธาตุจากดิน

ช่วงชีวิตของพืชจะมีการเจริญเติบโตเพื่อผลิตใบ ราก และลำต้น มากไปกว่านั้นพืชส่วนใหญ่ยังมีการเจริญเติบโตที่เกี่ยวข้องกับการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศด้วย ในพืชมีดอก (angiosperm) โครงสร้างของดอกจะประกอบด้วยใบที่ปรับรูปร่างอย่างมากเพื่อให้เหมาะสมกับการสิบพันธุ์แบบอาศัยเพศ ในส่วนท้ายของบทเราจะอธิบายการเปลี่ยนแปลงจากการสร้างปลายยอดเพื่อการเติบโตไปเป็นยอดเพื่อการสิบพันธุ์

ในการอธิบายอวัยวะของพืช เราจะยกตัวอย่างส่วนใหญ่เป็นพืชดอกหรือ angiosperm ซึ่งได้แก่ พืชใบเลี้ยงเดี่ยว (monocots) และพืชใบเลี้ยงคู่ (eudicots)

รากของพืช (Roots)

ในพืชมีท่อลำเลียงรากคืออวัยวะสำหรับใช้ยึดเกาะดิน ดูดซึมน้ำและแร่ธาตุ และมักจะเก็บสะสมคาร์โบไฮเดรตด้วย โดยพืชใบเลี้ยงคู่ (eudicots) ส่วนใหญ่และพืชเมล็ดเปลือย (gymnosperms) มีระบบรากแก้ว (taproot system) ที่ประกอบด้วยรากแก้ว (taproot) และรากแขนง (lateral root) รากแก้วพัฒนามาจากรากแรกเกิด (embryonic root) ส่วนรากแขนงกำเนิดมาจากรากแก้ว โดยทั่วไประบบรากจะทำหน้าที่แทรกตัวลงไปในดินให้ลึกเพื่อดูดซึมน้ำ

รากแรกเกิดของพืชใบเลี้ยงคู่ส่วนใหญ่เช่น หญ้า จะตายไปตั้งแต่ช่วงแรกๆและจะไม่พัฒนาไปเป็นรากแก้ว จะอาศัยรากที่เจริญมาจากตำแหน่งลำต้นหรือใบเรียกรากดังกล่าวว่ารากพิเศษหรือ adventitious root รากพิเศษสามารถสร้างรากแขนงที่จะให้กำเนิดระบบรากฝอย (fibrous root system) ซึ่งเป็นรากที่มีลักษณะเล็ก บาง ทำให้เหมาะสมกับการปรับตัวในบริเวณพื้นผิวดินที่มีปริมาณน้ำฝนน้อยซึ่งไม่ทำให้พื้นผิวดินเปียกชื้น หญ้าส่วนใหญ่มีรากหนาแน่นใกล้ผิวดินจึงทำให้เหมาะกับการป้องกันการพังทลายของหน้าดิน

ถึงแม้รากต่างๆจะช่วยยึดเกาะพื้นดินให้กับพืช แต่การดูดซึมน้ำและแร่ธาตุจะเกิดขึ้นในบริเวณใกล้ปลายรากซึ่งมีขนราก(root hair) ขึ้นเป็นจำนวนมากและช่วยเพิ่มพื้นที่ผิวในการดูดซึม ขนรากมีลักษณะบางเป็นท่อยืดยาวออกมาจากเซลล์อิพิเดอร์มิสชองราก (อย่าจำสับสน “รากแขนงนั้นเป็นอวัยวะที่ยืดยาวออกมาจากรากแก้ว”) ขนรากมีพื้นที่ผิวมากกว่าแต่หน้าที่หลักเกี่ยวข้องกับการดูดซึมน้ำและแร่ธาตุไม่ได้ช่วยยึดเกาะดิน

พืชหลายชนิดมีการพัฒนารากให้มีหน้าที่พิเศษ รากบางชนิดพัฒนามาจากรากเองแต่บางชนิดก็พัฒนามาจากส่วนลำต้นและใบที่พบเพียงส่วนน้อย บางส่วนเกี่ยวข้องกับเก็บน้ำและสารอาหารหรือดูดซับออกซิเจนจากอากาศ

รูปเเสดงตำเเหน่งการเกิด adventitious root (http://agsci.psu.edu/elearning/course-samples/turf850/lesson01/L01_05.htm)

ลำต้น (Stems)

ลำต้นคืออวัยวะที่ชูใบเพื่อช่วยในการรับเพื่อรับแสงและทำให้โครงสร้างที่เกี่ยวข้องกับการสืบพันธุ์ของพืชเด่นชัดขึ้นเพื่อให้ง่ายในการถ่ายละอองเรณูและการเคลื่อนย้ายผลของพืช โครงสร้างของลำต้นประกอบด้วยข้อ (nodes) ทำหน้าที่ช่วยยึดใบ และปล้อง (internode) ซึ่งอยู่ระหว่างข้อ มุมด้านบนของใบและลำต้นจะมีโครงสร้างที่เรียกว่าตาข้างหรือ auxiliary bud ซึ่งสามารถสร้างกิ่งให้กับพืช ในช่วงแรกๆตาข้างจะเจริญอย่างช้าๆ การเจริญเติบโตส่วนใหญ่จะเน้นไปที่ปลายยอดซึ่งเป็นบริเวณที่มีตายอดหรือ apical bud ตายอดจะประกอบด้วยใบที่กำลังพัฒนาและลำดับของข้อและปล้องที่จะเจริญต่อไป

ตายอดและตาข้างมีหน้าที่สัมพันธ์กันบางส่วนกล่าวคือตายอดสามารถยับยั้งการเจริญของตาข้างได้โดยลักษณะดังกล่าวว่าการข่มของตายอดหรือ apical dominance ถ้ามีสัตว์กินส่วนปลายยอดหรือปลายยอดบางด้านได้รับแสงมากกว่าอีกด้านเป็นผลให้ตาข้างหยุดการพักตัวและเริ่มกระบวนการเจริญเติบโต การเติบโตของตาข้างส่งผลให้เกิดยอดด้านข้างที่ประกอบด้วยตายอด ใบ ตาข้าง ดังนั้นการเอาตายอดออกจะกระตุ้นการเจริญของตาข้างส่งผลให้เกิดยอดด้านข้างเพิ่มขึ้น นี้จึงเป็นเหตุผลว่าทำไมไม้แต่งพุ่มจึงต้องมีการตัดแต่งยอด การเปลี่ยนแปลงฮอร์โมนภายใต้อิทธิพลจากการข่มของตายอด

พืชบางชนิดมีลำต้นที่สามารถทำงานอย่างอื่นได้เพิ่มเติมเช่น เก็บสะสมอาหาร (food storage) และการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ (asexual reproduction) ลำต้นพิเศษเหล่านี้มักถูกเข้าใจผิดว่าเป็นราก

ตัวอย่างของลำต้นประเภทนี้เช่น rhizomes, bulbs, stolons, และ tubers

เนื้อเยื่อพืช (Plant Tissue)

เนื้อเยื่อของพืช: เนื้อเยื่อผิว เนื้อเยื่อท่อลำเลียง และเนื้อเยื่อพื้นฐานของพืช

อวัยวะหลักทั้ง 3 ส่วนของพืชมีโครงสร้างที่ประกอบด้วย เนื้อเยื่อผิว เนื้อเยื่อท่อลำเลียง และเนื้อเยื่อพื้นฐาน เยื้อเยื่อทั้ง 3 จะทำหน้าที่ร่วมกันในการดำรงภาวะสมดุลให้กับพืช ถึงแม้เราจะพบเนื้อเยื่อทั้งแต่ละชนิดในทุกส่วนของร่างกายพืชแต่ลักษณะเฉพาะของเนื้อเยื่อและความสัมพันธ์บางอย่างไม่ความแตกต่างกัน

เนื้อเยื่อผิว (Dermal tissue)

อธิบายความสัมพันธุ์ของความหนาแน่นของไตรโคมบนถั่วเหลืองและอันตรายจากด้วง

ระบบเนื้อเยื่อผิวคือส่วนด้านนอกของพืชที่ทำหน้าที่ปกคลุมและป้องกันอันตรายให้กับพืช เนื้อเยื้อผิวของพืชก็เหมือนกับผิวหนังของเรามันจะสร้างโคร้งสร้างป้องกันอันตรายด่านแรก (first line of defense) จากการบาดเจ็บหรือการบุกรุกของเชื้อโรค

พืชที่ไม่มีเนื้อไม้มักจะมีเนื้อผิวชนิดเดียวเรียกว่าอิพิเดอร์มิส (epidermis) ซึ่งเป็นชั้นของเซลล์ที่จัดกลุ่มกันแน่น ในส่วนของใบและลำต้นส่วนใหญ่จะมีแว็กซ์เรียกว่าคิวติเคิล (cuticle) เคลือบอยู่ที่ผิวอิพิเดอร์มิสทำหน้าที่ป้องกันการสูญเสียน้ำ

พืชมีเนื้อไม้จะมีเนื้อเยื่อป้องกันเรียกว่าเพอริเดิม (periderm) ทำหน้าที่แทนอิพิเดอร์มิสอันเก่าของรากและลำต้น นอกจากคอยป้องกันการสูญเสียน้ำและโรคให้กับพืช อิพิเดอร์มิสยังมีลักษณะพิเศษในแต่ละอวัยวะด้วยยกตัวอย่างเช่น ขนรากซึ่งยืดยาวออกมาจากเซลล์อิพิเดอร์มิสใกล้ปลายราก หรือ ไตรโคม (Trichomes) ซึ่งมีลักษณะคล้ายขนยื่นออกมาจากอิพิเดอร์มิสจากส่วนยอด ไตรโคมของพืชทะเลทรายบางชนิดจะป้องกันการสูญเสียน้ำและสะท้อนแสงแดดส่วนเกินออกแต่หน้าที่พื้นฐานส่วนใหญ่คือป้องกันการบุกรุกจากแมลงโดยการสร้าง barrier หรือ สร้างน้ำเหนียวๆ หรือสร้างสารพิษ ยกตัวอย่างเช่น ไตรโคมบนใบที่มีกลิ่นเช่น มินต์ จะหลั่งน้ำมันเพื่อป้องกันอันตรายจากสัตว์กินพืชและโรค

เนื้อเยื่อลำเลียง (vascular tissue)

ท่อลำเลียงทำหน้าที่ลำเลียง น้ำ แร่ธาตุและสารอาหารระหว่างรากกับลำต้น เนื้อเยื่อท่อลำเลียงประกอบด้วย ไซเล็ม (xylem) และ โฟลเอ็ม (phloem)

ไซเล็มทำหน้าที่ลำเลียงน้ำและสารละลายแร่ธาตุจากรากสู่ยอด โฟลเอ็มทำหน้าที่ลำเลียงน้ำตาลที่เกิดการสังเคราะห์อาหารด้วยแสงของใบหรือส่วนที่มีสีเขียวไปยังรากหรือบริเวณที่มียังคงมีกระบวนการเจริญเติบโตเช่น ใบที่กำลังเจริญและผลไม้ เนื้อเยื่อท่อลำเลียงของรากและลำต้นอยู่รวมกันเป็นกลุ่มเรียกว่าสตีล (stele) ซึ่งเป็นภาษากรีกแปลว่า pillar หรือเสารองรับโครงสร้าง การเรียงตัวของสตีลแตกต่างกันขึ้นอยู่กับชนิดและอวัยวะของพืช

รากของพืชดอกมีการเรียงตัวของสตีลอยู่ตรงแกนกลางลักษณะทรงกระบอก ในขณะที่สตีลของลำต้นและใบมีลักษณะรวมตัวกันเป็นมัดท่อลำเลียงแยกออกจากกันแต่ละมัด

ทั้งไซเล็มและโฟลเอ็มประกอบเซลล์หลายชนิดที่มีหน้าที่พิเศษสำหรับการขนส่งและค้ำจุ้น

เนื้อเยื่อพื้นฐาน (ground tissue)

เนื้อเยื่อพื้นฐานที่ถูกล้อมรอบด้วยเนื้อเยื่อลำเลียงเรียกว่า พิท (Pith) ส่วนเนื้อเยื่อพื้นฐานที่อยู่ภายนอกเนื้อเยื่อลำเลียงเรียกว่าคอร์เท็ก (cortex) เนื้อเยื่อพื้นฐานไม่ได้ทำหน้าที่เพียงแค่เติมเต็มส่วนต่างๆให้กับพืช แต่มันยังมีเซลล์ที่ทำหน้าที่พิเศษอื่นๆด้วยเช่น เก็บสะสมอาหาร การสังเคราะห์อาหารด้วยแสง และคำจุ้นพืช

ชนิดเซลล์ของพืช (Types of plant cells)

เซลล์ของพืชมีโครงสร้างและหน้าที่พิเศษเหมือนกับสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ทั่วไป การเปลี่ยนแปลงไปทำหน้าที่เฉพาะของเซลล์อาจจะเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของไซโตพลาสซึมและออร์แกเนลล์ของเซลล์ภายในผนังเซลล์ (cell wall) ตารางข้างล่างคือรูปร่างของเซลล์และหน้าที่พิเศษของเซลล์นั้น

1. เซลล์พาเรงคิมา (parenchyma cells)

เซลล์พาเรงคิมาที่โตเต็มวัยมีผนังเซลล์ปฐมภูมิ (primary walls) ลักษณะบางและยืดหยุ่น ส่วนใหญ่จะไม่มีผนังเซลล์ขั้นที่สอง (secondary wall) (ทบทวนผนังเซลล์ปฐมภูมิและผนังเซลล์ขั้นที่สอง เมื่อโตเต็มที่เซลล์พาเรงคิมาโดยทั่วไปมีแวคิวโอ (vacuole) ขนาดใหญ่ตรงกลาง มีหน้าที่หลักเกี่ยวกับเมตาบอลิซึม (metabolic function) ของพืช สังเคราะห์และเก็บสารอินทรีย์หลายชนิดตัวอย่างเช่น กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้นภายในคลอโรพลาสต์ของเซลล์พาเรงคิมาที่ใบ เซลล์พาเรงคิมาบางส่วนในลำต้นและใบมีพลาสติดซึ่งไม่มีสีทำหน้าที่เก็บแป้ง เนื้อของผลไม้หลายชนิดประกอบด้วยเซลล์พาเรงคิมาเป็นหลัก เซลล์พาเรงคิมาส่วนใหญ่ยังคงมีความสามารถในการแบ่งตัว และเปลี่ยนแปลงไปเป็นเซลล์พืชชนิดอื่นได้ภายใต้สภาวะที่จำเพาะตัวอย่างเช่นในช่วงที่มีการซ่อมแซมบาดแผลของพืช นอกจากมีความเป็นไปได้ทีว่าการเจริญชองพืชทั้งหมดสามารถเกิดขึ้นได้จากเซลล์พาเรงคิมาเพียงชนิดเดียว

2. เซลล์คอลเลงคิมา (collenchyma cells)

เซลล์คอลเลงคิมาช่วยค้ำจุ้นส่วนยอดอ่อนของพืช โดยทั่วไปเซลล์คอลเลงคิมามีลักษณะยืดยาว ผนังเซลล์ปฐมภูมิหนาและไม่สม่ำเสมอเมื่อเทียบกับเซลล์พาเรงคิมา ลำต้นและใบที่ยังอ่อนมักจะพบเซลล์พาเรงคิมาใต้ชั้นอิพิเดอร์มิส เซลล์พาเรงคิมาช่วยยืดหยุ่นคำจุ้นลำต้นและใบแต่ไม่ขัดขวางการเจริญเติบโต ในสภาวะโตเต็มที่เซลล์เหล่านี้

3. เซลล์สคลอเรงคิมา (sclerenchyma cell)

เซลล์สคลอเรงคิมาทำหน้าที่ค้ำจุ้นเซลล์ให้กับพืช มีความแข็งแรงกว่าคอลเลงคิมา ผนังเซลล์ขั้นที่สองของสคลอเรงคิมามีลักษณะหนา ประกอบด้วยสารจำพวกลิกนินเป็นส่วนใหญ่ ลิกนินเป้นสารพอลิเมอร์ที่มีความแข็งแรงไม่สามารถย่อยได้ เราสามารถพบลิกนินในได้ในพืชมีท่อลำเลียงทุกชนิดยกเว้นมอส (bryophytes) เซลล์สคลอเรงคิเกิดในบริเวณที่ไม่มีการเจริญตามยาวดังนั้นมันจะไม่สามารถยืดขยายออกได้อีก เซลล์เมื่อโตเต็มที่จะตายทำหน้าที่พิเศษคือช่วยคำจุ้นให้กับพืชโดยเซลล์จะมีการสร้างผนังเซลล์ขั้นที่สองก่อนที่โปรโตพลาสต์ (protoplast (ส่วนที่มีชีวิตของเซลล์)) จะตาย ผนังเซลล์ที่มีลักษณะแข็งจะทำหน้าที่เป็นโครงร่าง (skeleton) คำจุ้นให้กับพืชซึ่งอาจอยู่ได้เป็นร้อยปีในพืชบางชนิด

เซลล์สคลอเรงคิมาแบ่งออกเป็น 2 ชนิดได้แก่ สเคลอริด (sclereids) และไฟเบอร์ (fibers) สเคลอริดจะมีรูปร่างเป็นเหลี่ยมไม่แน่นอนมากกว่าไฟเบอร์ มีผนังหนามากสร้างมาจากสารพวกลิกนิน สเคลอริดเป็นส่วนที่แข็งเชื่อมกันระหว่างเปลือกแข็งด้านนอกและเปลือกหุ้มเมล็ด ไฟเบอร์มีลักษณะตั้งตรง ยาว ผอม ส่วนปลายเรียวแหลม บางส่วนของไฟเบอร์นำไปใช้ในกระบวนการอุตสาหกรรมเช่น ไฟเบอร์ของป่านเอาไปใช้ในการสร้างเชือกและไฟเบอร์ของปอเอาไปใช้ทำผ้าลินิน เป็นต้น

4. เซลล์ที่เกี่ยวข้องกับการลำเลียงน้ำในไซเล็ม (water-conducting cells of the xylems)

เซลล์ที่เกี่ยวข้องกับการลำเลียงน้ำประกอบด้วย เทรคิด (tracheids) และ เวสเซลอิลิเมนต์ (vessel elements) ซึ่งมีลักษณะเป็นท่อ ยืดยาว เมื่อโตเต็มที่จะตายเพื่อทำหน้าที่ลำเลียงน้ำ เทรคีด (Tracheid) เป็นกลุ่มเซลล์ที่มีรูปร่างยาวปลายค่อนข้างแหลม ที่ผนังเซลล์มีสารพวกลิกนิน ไม่พบในพืชมีดอกพบมากในพืชชั้นต่ำ (vascular plant) เช่น เฟิน สนเกี๊ยะ เวสเซลอิลิเมนต์ (Vesel element) เป็นกลุ่มเซลล์ที่มีผนังหนา และมีสารพวกลิกนิน เซลล์มีรูปร่างยาวหรือสั้นปลายเซลล์อาจเฉียงหรือตรงและมีช่องทะลุถึงกัน เวสเซลนี้พบมากในพืชชั้นสูงหรือพืช มีดอก ทำหน้าที่เป็นท่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุต่างๆ จากรากขึ้นไปยังลำต้นและใบ เมื่อภายในเทรคิดและเวสเซลสลายตัวไปส่วนที่เป็นผนังเซลล์มีลักษณะหนายังคงอยู่เพื่อทำหน้าที่ในการลำเลียงน้ำ บางส่วนผนังเซลล์จะไม่ถูกปกคลุมด้วยผนังเซลล์ขั้นที่สองเรียกว่าพิท (pits) ซึ่งจะปรากฏเฉพาะผนังเซลล์ขั้นแรก (ดู figure 6.28 เพื่อทำความเข้าใจเกี่ยวกับผนังเซลล์) น้ำสามารถเคลื่อนที่จากเซลล์สู่เซลล์ผ่านพิท

เทรคีดมีลักษณะยาว ผอม หัวท้ายเรียวแหลม น้ำเคลื่อนที่จากเซลล์สู่เซลล์ผ่านพิทเป็นหลักเนื่องจากเป็นบริเวณที่ไม่มีผนังเซลล์ขั้นที่สองมาขวางกั้น

เวสเซลอิลิเมนต์มีลักษณะกว้าง สั้นและผนังเซลล์บางกว่าเทรคีด นอกจากนี้ส่วนปลายยังมีลักษณะเรียวแหลมน้อยกว่าเทรคีดด้วย เมื่อโตเต็มที่เซลล์จะตายเรียกเวสเซลเมมเบอร์หลายเซลล์มาเลียงต่อกันและมีช่องทะลุถึงกันว่าเวสเซล (Vesel)

ผนังเซลล์ขั้นที่สองของเทรคีดและเวสเซลจะแข็งเนื่องจากสารลิกนิน ความแข็งแรงของผนังเซลล์ขั้นที่สองป้องกันการพังทลายของพืชจากแรงตึงตัวในการขนส่งน้ำและยังช่วยค้ำจุ้นพืชอีกด้วย

5. เซลล์ที่เกี่ยวข้องกับการลำเลียงน้ำตาลในโฟลเอ็ม (sugar-conducting cells of the phloem )

เซลล์ที่โตเต็มที่ภายในโฟลเอ็มยังคงเป็นเซลล์ที่มีชีวิตทำหน้าที่ลำเลียงน้ำตาล ในพืชมีท่อลำเลียงที่ไม่มีเมล็ดและพืชเมล็ดเปลือยจะมีการขนส่งน้ำตาลและสารอาหารอินทรีย์อื่นๆผ่านทางเซลล์ที่มีขนาดแคบซึ่งเรียกว่า ซีฟเซลล์ (sieve cells) ส่วนพืชดอกจะมีการขนส่งสารอาหารต่างๆผ่านทาง ซิฟทิวป์ (sieve tubes) ที่เกิดจากการต่อกันของเซลล์ที่เรียกว่า ซิฟทิวป์อิลิเมนต์ (sieve tube elements) หรือ ซิฟทิวป์เมมเบอร์ (sieve tube members)

ภายในซิฟทิวป์อิลิเมนต์ที่มีชีวิตจะไม่มีนิวเคลียส ไรโบโซม แวคิวโอลขนาดใหญ่และไซโตสเกเลตันเพื่อทำให้การลำเลียงสารต่างๆผ่านเซลล์ง่ายขึ้น ส่วนปลายรอยต่อระหว่างซิฟทิวป์อิลิเมนต์จะเรียกว่า ซิฟเพลท์ (sieve plates) จะมีรูพรุนทำให้เกิดการขนส่งสารลำเลียงจากเซลล์สู่เซลล์ได้ ด้านข้างของซิฟทิวป์อิลิเมนต์จะมีเซลล์ที่เรียกว่า คอมพาเนียนเซลล์ (companion cells) ทั้งสองเชื่อมต่อผ่านทางพลาสโมเดสมาตา (plasmodesmata) (see figure 6.28) นิวเคลียสและไรโบโซมของคอมพาเนียนเซลล์ไม่ได้ทำหน้าที่ให้เพียงแต่เซลล์ของมันเท่านั้นแต่ในพืชบางชนิดคอมพาเนียนเซลล์ช่วยทำหน้าที่ลำเลียงน้ำตาลเข้าสู่ซิฟทิวป์อิลิเมนต์ซึ่งจะลำเลียงน้ำตาลไปยังส่วนต่างๆของพืชต่อไป

พืชสามารถแบ่งได้เป็น annuals, biennials, perennials

Annuals คือพืชที่มีวงจรชีวิตครบภายในหนึ่งปีหรือน้อยกว่านั้น (ตั้งแต่ปฏิสนธิจนตาย) พืชดอกหลายชนิดเป็นแบบ annuals ส่วนใหญ่เป็นพืชที่เป็นวัตถุดิบหลักทางการเกษตรเช่น ถั่ว หรือข้าวต่างๆ

Biennials คือพืชที่เติบโตโดยอาศัยสองฤดูกาลเพื่อให้ครบวงจรชีวิตเช่น ผักกาด (การออกดอกและผลจะเกิดขึ้นในปีที่สอง)

Perennials เป็นพืชที่มีอายุยืนเช่น ไม่ยืนต้น ไม้พุ่ม และหญ้าบางชนิด มีความเชื่อว่าหญ้าควาย (buffalo grass) ในอเมริกาเหนือมีอายุมากกว่า 10,000 โดยแตกหน่อมาตั้งแต่ยุคน้ำแข็งยุคสุดท้าย

การเจริญเติบโตขั้นต้นทำให้รากและลำต้นยืดยาว

เราทราบไปแล้วว่าการเจริญเติบโตขั้นต้น (primary growth) ของพืชเกิดขึ้นจากการแบ่งตัวของเซลล์บริเวณเนื้อเยื่อเจริญปลายยอด พืชล้มลุกจะมีการเจริญขั้นต้นในขณะที่พืชที่มีเนื้อไม้พบว่าส่วนที่ไม่เป็นเนื้อแข็งเกิดจากจากการเจริญขั้นต้น ถึงแม้ว่าการยืดยาวของรากและล้ำต้นเกิดจากเซลล์เนื้อเยื่อเจริญปลายยอด แต่การเจริญเติบโตนั้นไปคนละทิศละทางกัน

การเจริญขั้นต้นของราก (Primary Growth of Roots)

ปลายรากจะถูกปกคลุมด้วยปลอกคล้ายหมวกเรียกว่าหมวกราก (root cap) ทำหน้าที่ป้องกันส่วนปลายของรากในขณะที่มีการชอนไซลงในดิน หมวกรากยังทำหน้าที่หลั่งเมือกซึ่งเป็นสารโพลีแซคคาไรด์ในการช่วยให้เกิดการหล่อลื่นกับดิน การเจริญเติบโตจะเกิดหลังหมวกรากแบ่งออกเป็น 3 บริเวณคือ 1. บริเวณเซลล์มีการแบ่งตัว (zones of cell pision) 2. บริเวณเซลล์ยืดขยาย (zones of cell elongation) และ 3. บริเวณเซลล์มีการเปลี่ยนแปลงไปทำหน้าที่เฉพาะ (zones of cell differentiation)

บริเวณเซลล์มีการแบ่งตัวประกอบด้วยเนื้อเยื่อเจริญส่วนปลายและเซลล์อนุพันธ์ เซลล์รากเกิดใหม่รวมทั้งเซลล์บริเวณหมวกรากจะมีการผลิตในบริเวณนี้ โดยส่วนใหญ่เพียงไม่กี่มิลลิเมตรจากส่วนปลายรากจะเป็นบริเวณเซลล์ที่มีการยืดขยาย (บางครั้งอาจจะมีการยืดขยายมากกว่าสิบเท่าจะเซลล์เริ่มต้น) การยืดขนาดของเซลล์ในบริเวณนี้ผลักให้ส่วนปลายสามารถแทงทะลุเข้าไปในดินเพิ่มขึ้น ในขณะที่เนื้อเยื่อเจริญส่วนปลายยอดก็ยังคงทำหน้าที่ผลิตเซลล์ให้กับส่วนปลายของบริเวณนี้ต่อไป ก่อนที่เซลล์ยืดยาวเสร็จ บางส่วนจะมีโครงสร้างและหน้าที่พิเศษเกิดขึ้นแล้ว ในบริเวณของเซลล์ที่เปลี่ยนแปลงไปทำหน้าที่เฉพาะ เซลล์จะเสร็จสิ้นกระบวนการเปลี่ยนแปลงไปทำหน้าที่เฉพาะและกลายเป็นเซลล์ที่มีลักษณะโดดเด่นชัดเจน

การเจริญขั้นต้นของรากทำให้เกิดการสร้าง อิพิเดอร์มิส (epidermis), เนื้อเยื่อพื้นฐาน (ground tissue) และเนื้อเยื่อลำเลียง (vascular tissue)

รูปแสดงให้เห็นรูปตัดตามขวางของเนื้อเยื่อเจริญขั้นต้นทั้ง 3 ในรากอ่อนของพืชใบเลี้ยงเดี่ยวและใบเลี้ยงคู่ น้ำและแร่ธาตุที่ถูกดูดซึมจากดินจะเข้าสู่อิพิเดอร์มิสของราก อิเดอร์มิสที่เพิ่มจะพื้นที่ผิวยื่นออกมาเรียกว่าขนรากเพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวในการดูดซึมน้ำและแร่ธาตุ

ในรากของพืชดอก สตีล (stele) ประกอบด้วยไซเลมและโฟลเอ็มอยู่ตรงกลางดังรูป (35.14a) ในรากของพืชใบเลี้ยงคู่ส่วนใหญ่ไซเล็มจะเรียงตัวเป็นแฉกคล้ายดาวโดยโฟลเอ็มจะเรียงตัวอยู่ระหว่างแฉกของดาว ในรากของพืชใบเลี้ยงเดี่ยวส่วนใหญ่พบว่าตรงกลางจะเป็นเซลล์พาเรงคิมาที่ถูกล้อมรอบด้วยไซเล็มและโฟลเอ็มที่เรียงตัวเป็นวงแหวนดังรูป

เนื้อเยื่อพื้นฐานของรากประกอบด้วยเซลล์พาเรงคิมาเป็นส่วนใหญ่ที่อาศัยในชั้นคอร์เท็กซ์ (cortex) โดยคอร์เท็กเป็นชั้นที่อยู่ระหว่างท่อลำเลียงและอิพิเดอร์มิส เซลล์ภายในเนื้อเยื่อพื้นฐานทำหน้าที่เก็บคาร์โบไฮเดรต ดูดซึมน้ำและแร่ธาตุจากดิน ด้านในสุดของชั้นคอร์เท็กซ์เรียกว่า เอ็นโดเดอร์มิส (endodermis) เซลล์ชั้นนี้มีลักษณะเป็นทรงกระบอกและหนาแบ่งแยกชั้นท่อลำเลียง

รากแขนงเกิดขึ้นจากเพอริไซเคิล (pericycle) ซึ่งเป็นชั้นของเซลล์ด้านนอกสุดในท่อลำเลียงที่อยู่ถัดจากเอนโดเดอร์มิสเข้ามาด้านบนรากแขนงจะเคลื่อนที่ผ่านคอร์เทกซ์และอิพิเดอร์มิสจนเคลื่อนที่ทะลุผ่านรากออกไป