การเติบโตขั้นทุติยภูมิและกายวิภาคของเนื้อไม้

การเติบโตขั้นทุติยภูมิทำให้ลำต้นและรากหนาขึ้นโดยการเพิ่มเนื้อไม้และเปลือกไม้จากเนื้อเยื่อเจริญด้านข้างสองชนิด ทำให้ต้นไม้สามารถสร้างลำต้นที่ทนทานและนำน้ำได้ ซึ่งเป็นส่วนสำคัญของป่าและบันทึกประวัติศาสตร์ของพวกมันไว้ในวงปี

Definition

การเติบโตขั้นทุติยภูมิคือการเพิ่มขนาดเส้นรอบวงที่เกิดจากเนื้อเยื่อเจริญด้านข้าง และกายวิภาคของเนื้อไม้คือการศึกษาไซเล็มทุติยภูมิที่พวกมันสร้างขึ้น รวมถึงชนิดของเซลล์และโครงสร้างวงปี

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมถึงเนื้อเยื่อเจริญท่อลำเลียง (vascular cambium) และเนื้อเยื่อเจริญคอร์ก (cork cambium) การผลิตไซเล็มทุติยภูมิ (เนื้อไม้) และโฟลเอ็มทุติยภูมิ รวมถึงเพริเดิร์ม (เปลือกไม้) โครงสร้างของไม้เนื้ออ่อนและไม้เนื้อแข็ง และการก่อตัวและการตีความวงปี

Core questions

• เนื้อเยื่อเจริญท่อลำเลียงและเนื้อเยื่อเจริญคอร์กเพิ่มขนาดเส้นรอบวงของลำต้นและรากได้อย่างไร?
• อะไรคือความแตกต่างระหว่างเนื้อไม้ (ไซเล็มทุติยภูมิ) ของพืชสนกับพืชดอก?
• วงปีเกิดขึ้นได้อย่างไร และบันทึกอะไรเกี่ยวกับชีวิตของต้นไม้และสภาพภูมิอากาศ?

Key theories

เนื้อเยื่อเจริญด้านข้างและการเพิ่มขนาดเส้นรอบวง

เนื้อเยื่อเจริญท่อลำเลียงสร้างไซเล็มทุติยภูมิเข้าด้านในและโฟลเอ็มทุติยภูมิออกด้านนอก ในขณะที่เนื้อเยื่อเจริญคอร์กสร้างเพริเดิร์มป้องกัน ดังนั้นขนาดเส้นรอบวงจึงเพิ่มขึ้นเมื่อทรงกระบอกของเซลล์ที่แบ่งตัวเหล่านี้สร้างเนื้อเยื่อใหม่

วงปีเป็นบันทึก

ความแปรผันตามฤดูกาลในกิจกรรมของแคมเบียมทำให้เกิดเนื้อไม้ต้นฤดูและเนื้อไม้ปลายฤดูสลับกัน ก่อให้เกิดวงปีซึ่งความกว้างของวงปีบันทึกอายุของต้นไม้และสภาพแวดล้อมที่ต้นไม้ประสบมา

Mechanisms

เนื้อเยื่อเจริญท่อลำเลียงเป็นทรงกระบอกของเซลล์เริ่มต้นที่แบ่งตัว ซึ่งสร้างเซลล์ไซเล็มทุติยภูมิเข้าสู่ใจกลางลำต้นและเซลล์โฟลเอ็มทุติยภูมิออกไปด้านนอก การเกิดลิกนินในผนังเซลล์ไซเล็มทำให้เกิดเนื้อไม้ ในสภาพอากาศอบอุ่น หลอดเลือดหรือเทรคีดที่มีผนังบางขนาดใหญ่จะก่อตัวขึ้นในฤดูใบไม้ผลิ (เนื้อไม้ต้นฤดู) และเซลล์ที่มีผนังหนาขนาดเล็กกว่าจะก่อตัวขึ้นในภายหลังของฤดู (เนื้อไม้ปลายฤดู) ทำให้เกิดขอบเขตที่มองเห็นได้ของวงปี ในขณะเดียวกัน เนื้อเยื่อเจริญคอร์กจะสร้างเพริเดิร์มที่มีซูเบอริน ซึ่งเข้ามาแทนที่เอพิเดอร์มิสในฐานะเปลือกไม้

Clinical relevance

กายวิภาคของเนื้อไม้เป็นพื้นฐานของการป่าไม้ วิศวกรรมไม้ และการผลิตกระดาษ ในขณะที่การกำหนดอายุและสัญญาณสภาพภูมิอากาศในวงปี (dendrochronology) สนับสนุนงานโบราณคดีและการสร้างสภาพภูมิอากาศในอดีตขึ้นมาใหม่

History

คำอธิบายโดยละเอียดของกิจกรรมของแคมเบียมและโครงสร้างของเนื้อไม้พัฒนาขึ้นในกายวิภาคศาสตร์ศตวรรษที่ 20 ในขณะที่การก่อตั้งวิชาธรณีวิทยาโดย Douglass แสดงให้เห็นว่าวงปีสามารถใช้กำหนดอายุวัตถุไม้และสร้างสภาพภูมิอากาศขึ้นมาใหม่ได้

Key figures

• Katherine Esau
• Andrew Ellicott Douglass

Seminal works

• evert2006
• raven2013

Frequently asked questions

ทำไมต้นไม้จึงสร้างวงปี?

ในสภาพอากาศตามฤดูกาล แคมเบียมจะสร้างเซลล์ที่มีผนังบางและกว้างในฤดูใบไม้ผลิ และเซลล์ที่มีผนังหนาแน่นกว่าในภายหลังของปี การเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันระหว่างเนื้อไม้ปลายฤดูของปีหนึ่งกับเนื้อไม้ต้นฤดูของปีถัดไปจะปรากฏเป็นขอบเขตของวงปี

ไม้เนื้อแข็งกับไม้เนื้ออ่อนต่างกันอย่างไร?

ไม้เนื้ออ่อนคือเนื้อไม้ของพืชสน ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยเทรคีด ในขณะที่ไม้เนื้อแข็งคือเนื้อไม้ของพืชดอกและมีหลอดเลือดนอกเหนือจากเส้นใยและเทรคีด คำศัพท์เหล่านี้อธิบายถึงกลุ่มทางพฤกษศาสตร์ ไม่ใช่ความแข็งตามตัวอักษร