
ในพฤกษศาสตร์มือเอื้อง (tendril)คือลำต้นใบหรือก้านใบชนิด พิเศษ ที่มีรูปร่างคล้ายเส้นด้าย ซึ่งพืชเลื้อยใช้เป็นตัวรองรับและยึดเกาะ รวมถึงการบุกรุกของเซลล์โดยพืชกาฝาก เช่นCuscutaมีพืชหลายชนิดที่มีมือเอื้อง ได้แก่ ถั่วหวาน ดอกเสาวรส องุ่น และดอกกลอรีชิลี [ มือเอื้องตอบสนองต่อการสัมผัสและปัจจัยทางเคมีโดยการม้วนงอ พัน หรือยึดติดกับโครงสร้างหรือโฮสต์ที่เหมาะสม ขนาดมือเอื้องแตกต่างกันมากตั้งแต่ไม่กี่เซนติเมตรจนถึง 27 นิ้ว (69 เซนติเมตร) สำหรับNepenthes harryana [ เถาเกาลัด ( Tetrastigma voinierianum ) สามารถมีมือเอื้องได้ยาวถึง 20.5 นิ้ว (52 เซนติเมตร) โดยปกติจะมีมือเอื้องแบบเดี่ยวหรือแบบกิ่งเพียงอันเดียวที่ข้อแต่ละข้อ (ดูลำต้นของพืช ) แต่แตงกวาตัวกินแมลง ( Cucumis humifructus ) อาจมีได้มากถึงแปด
ประวัติศาสตร์
การศึกษาเกี่ยวกับเถาวัลย์ที่เก่าแก่ที่สุดและครอบคลุมที่สุดคือเอกสารของชาร์ลส์ ดาร์วินเรื่อง On the Movements and Habits of Climbing Plantsซึ่งตีพิมพ์ครั้งแรกในปี ค.ศ. 1865 งานวิจัยนี้ยังได้บัญญัติศัพท์คำว่าcircumnutation ขึ้นเพื่ออธิบายการเคลื่อนไหวของลำต้นและเถาวัลย์ที่กำลังเจริญเติบโตซึ่งกำลังหาจุดยึด ดาร์วินยังได้สังเกตปรากฏการณ์ที่ปัจจุบันเรียกว่าTendril Perversionซึ่งเถาวัลย์มีรูปร่างเป็นเกลียวสองส่วนบิดตัวสวนทางกัน โดยมีจุดเปลี่ยนตรงกลาง
ชีววิทยาของหนวด
ในถั่วลันเตามีเพียงใบย่อยปลายยอดเท่านั้นที่เปลี่ยนแปลงไปเป็นมือเกาะ ในพืชชนิดอื่น เช่น เยลโลว์เวทช์ ( Lathyrus aphaca ) ใบทั้งหมดจะเปลี่ยนแปลงไปเป็นมือเกาะ ขณะที่ใบหูจะขยายใหญ่ขึ้นและทำหน้าที่สังเคราะห์แสง นอกจากนี้ยัง มี พืชบางชนิดที่ใช้แกนใบของใบประกอบเป็นมือเกาะ เช่น พืชสกุลClematis

กับดักหม้อข้าวหม้อแกงลิงแบบพิเศษของหม้อข้าวหม้อแกงลิงจะอยู่ที่ปลายมือเกาะ มือเกาะของหม้อข้าวหม้อแกงลิงที่ลอยอยู่บนอากาศมักจะพันอยู่ตรงกลาง หากมือเกาะสัมผัสกับวัตถุเป็นเวลานานพอ มือเกาะมักจะพันรอบวัตถุนั้น ทำให้เกิดจุดยึดที่แข็งแรงสำหรับหม้อข้าวหม้อแกงลิง ด้วยวิธีนี้ มือเกาะจะช่วยพยุงลำต้นที่กำลังเติบโตของพืชมือเกาะของCuscutaซึ่งเป็นพืชปรสิต จะถูกควบคุมโดยสารเคมีที่ลอยอยู่ในอากาศ และพันรอบเฉพาะสิ่งมีชีวิตที่เหมาะสมเท่านั้น
วิวัฒนาการและสายพันธุ์
นิสัยการเลื้อยของพืชช่วยให้พืชสามารถไต่ขึ้นไปยังเรือนยอดเพื่อรับแสงแดดได้มากขึ้นและเพิ่มความหลากหลายในพืชดอกเถาวัลย์เป็นอวัยวะของพืชที่พัฒนามาจากโครงสร้างทางสัณฐานวิทยาต่างๆ เช่น ลำต้น ใบ และช่อดอก แม้ว่านิสัยการเลื้อยจะเกี่ยวข้องกับพืชดอก พืชเมล็ดเปลือยและเฟิร์น [ เถาวัลย์มักพบในพืชดอกและพบน้อยในเฟิร์น จากพื้นฐานทางโมเลกุลของการพัฒนาเถาวัลย์ การศึกษาแสดงให้เห็นว่าประสิทธิภาพการเจริญเติบโตแบบเกลียวของเถาวัลย์ไม่มีความสัมพันธ์กับต้นกำเนิดออนโทเจเนติกส์แต่มีต้นกำเนิดออนโทเจเนติกส์หลายแบบ เถาวัลย์ 17 ประเภทได้รับการระบุโดยต้นกำเนิดออนโทเจเนติกส์และรูปแบบการเจริญเติบโต และเถาวัลย์แต่ละประเภทสามารถเกี่ยวข้องได้มากกว่าหนึ่งครั้งในพืชดอก ผลไม้และผักทั่วไปที่มีเถาวัลย์ ได้แก่แตงโม ( Citrullus lanatus ) ที่ได้มาจากลำต้นที่ดัดแปลงถั่วลันเตา ( Pisum sativum ) ที่ได้มาจากใบปลายยอดที่ดัดแปลง และองุ่นทั่วไป ( Vitis vinifera ) ที่ได้มาจากช่อดอกทั้งหมด
กลไกการขดขดลวด
การหมุนเวียน
กลไกการพันรอบของเถาวัลย์เริ่มต้นจากการวนรอบของเถาวัลย์ ซึ่งเถาวัลย์กำลังเคลื่อนที่และเติบโตในรูปแบบการแกว่งเป็นวงกลมรอบแกนการวนรอบมักถูกนิยามว่าเป็นการเคลื่อนไหวหลักครั้งแรกของเถาวัลย์ และมีวัตถุประสงค์เพื่อเพิ่มโอกาสที่พืชจะสัมผัสกับระบบรองรับ (โครงสร้างทางกายภาพที่เถาวัลย์จะพันรอบ) ในการศึกษาในปี 2019 โดย Guerra และคณะ แสดงให้เห็นว่าหากไม่มีสิ่งกระตุ้นที่รองรับ ซึ่งในกรณีนี้คือหลักปักลงดิน เถาวัลย์จะวนรอบไปยังสิ่งกระตุ้นเบาๆ หลังจากพยายามหลายครั้งเพื่อไปยังโครงสร้างรองรับ ในที่สุดเถาวัลย์ก็จะตกลงสู่พื้นอย่างไรก็ตาม พบว่าเมื่อมีสิ่งกระตุ้นที่รองรับ การแกว่งรอบของเถาวัลย์จะเกิดขึ้นในทิศทางของสิ่งกระตุ้นที่รองรับ ดังนั้นจึงสรุปได้ว่าเถาวัลย์สามารถเปลี่ยนทิศทางการวนรอบได้โดยอาศัยสิ่งกระตุ้นที่รองรับกระบวนการของการวนรอบในพืชไม่ใช่สิ่งที่มีเฉพาะในพืชมีหนวดเท่านั้น เนื่องจากพืชแทบทุกชนิดแสดงพฤติกรรมการวนรอบ
การพันคอยล์แบบสัมผัส
ทิกโมทรอปิซึมเป็นพื้นฐานของสัญญาณอินพุตในกลไกการขดตัวของเถาวัลย์ ตัวอย่างเช่น เถาวัลย์ถั่วมีเซลล์ที่มีความไวสูงบนพื้นผิวของผนังเซลล์ที่ถูกเปิดเผย เซลล์ที่ไวต่อการกระตุ้นเหล่านี้เป็นเซลล์ที่เริ่มต้นสัญญาณทิกโมทรอปิซึม ซึ่งโดยทั่วไปเป็นคลื่นแคลเซียมสัญญาณสัมผัสหลักจะเหนี่ยวนำให้เกิดการส่งสัญญาณแบบคาสเคดของฮอร์โมนพืชชนิดอื่นๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกรดแกมมา-อะมิโนบิวทิริก (GABA) และจัสโมเนต (JA) ในเถาวัลย์องุ่น เมื่อเร็วๆ นี้มีการแสดงให้เห็นว่า GABA สามารถส่งเสริมการขดตัวของเถาวัลย์ได้อย่างอิสระ นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นว่าฮอร์โมนพืชจัสโมเนตทำหน้าที่เป็นสัญญาณฮอร์โมนเพื่อเริ่มต้นการขดตัวของเถาวัลย์คาสเคดนี้สามารถกระตุ้นH+-ATPase ของเยื่อหุ้มเซลล์ในพลาสมาซึ่งมีบทบาทในกลไกการขดตัวแบบสัมผัสในฐานะปั๊มโปรตอน กิจกรรมการปั๊มนี้สร้างปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าของไอออน H+ จากภายในเซลล์ไปยังอะโพพลาสต์ซึ่งส่งผลให้เกิดการไล่ระดับออสโมซิส สิ่งนี้นำไปสู่การสูญเสียความดันเทอร์กอร์ ความแตกต่างของขนาดเซลล์อันเนื่องมาจากการสูญเสียความดันเทอร์กอร์ในบางเซลล์ก่อให้เกิดการตอบสนองแบบขดตัวการเคลื่อนไหวแบบหดตัวนี้ยังได้รับอิทธิพลจากเส้นใยเจลาติน ซึ่งหดตัวและเปลี่ยนเป็นลิกนินเพื่อตอบสนองต่อสัญญาณแบบทิกโมทรอปิก
การเลือกปฏิบัติต่อตนเอง
แม้ว่าหนวดจะพันรอบโฮสต์โดยอาศัยการรับรู้การสัมผัสแต่พืชก็มีรูปแบบหนึ่งของการแยกแยะตนเองและหลีกเลี่ยงการพันรอบตัวเองหรือรอบพืชใกล้เคียงที่เป็นชนิดเดียวกัน ซึ่งแสดงให้เห็น ถึง เคมีโทรปิ ซึม โดยอาศัยเคมีรีเซพชั่น [ เมื่อหนวดสัมผัสกับพืชในชนิดเดียวกันที่อยู่ใกล้เคียง โมเลกุลสัญญาณที่ปล่อยออกมาจากพืชโฮสต์จะจับกับตัวรับเคมีรีเซพเตอร์บนหนวดของพืชเลื้อย สิ่งนี้จะสร้างสัญญาณที่ขัดขวางวิถีทิกโมโทรปิก และป้องกันไม่ให้หนวดพันรอบโฮสต์นั้น
มีการศึกษาที่ยืนยันวิถีนี้ในพืชเลื้อยCayratia japonicaงานวิจัยแสดงให้เห็นว่าเมื่อนำต้นC. japonica สองต้นมาสัมผัสกันโดยตรง เอ็นยึดจะไม่พันรอบต้นเดียวกัน นักวิจัยทดสอบปฏิสัมพันธ์นี้โดยการแยกผลึกออก ซาเลตจากใบของ ต้น C. japonicaแล้วเคลือบกิ่งไม้ด้วยผลึกออกซาเลต เอ็นยึดของ ต้น C. japonicaที่สัมผัสโดยตรงกับกิ่งไม้ที่เคลือบออกซาเลตจะไม่พันรอบ ซึ่งยืนยันว่าพืชเลื้อยใช้การรับรู้ทางเคมีเพื่อแยกแยะตัวเอง
การแยกแยะตนเองอาจนำไปสู่ข้อได้เปรียบทางวิวัฒนาการสำหรับไม้เลื้อยในการหลีกเลี่ยงการพันกันรอบ ๆ พืชในสายพันธุ์เดียวกัน เนื่องจากไม้เลื้อยที่อยู่ใกล้เคียงไม่มีโครงสร้างที่มั่นคงในการพันกันรอบ ๆ เมื่อเทียบกับพืชใกล้เคียงที่มีความแข็งแกร่งกว่า นอกจากนี้ การที่สามารถจดจำและหลีกเลี่ยงการพันกันรอบ ๆ พืชในสายพันธุ์เดียวกันได้ ยังช่วยลดความใกล้ชิดกับการแข่งขัน ทำให้พืชสามารถเข้าถึงทรัพยากรได้มากขึ้นและเจริญเติบโตได้ดีขึ้น
แกลเลอรี่
-
Nepenthes rafflesianaหม้อบนมีมือพันกัน
-
เถาวัลย์ ไม้เลื้อยเวอร์จิเนีย
-
หนวดแตงกวา
-
เถาวัลย์สควอชพันกัน