19 มี.ค. 2020 เวลา 23:09 • วิทยาศาสตร์ & เทคโนโลยี
จุดกำเนิดของกระบองเพชร
กระบองเพชรเป็นพืชที่มีการแพร่กระจายหลักๆ อยู่ในทวีปอเมริกาใต้จนถึงตอนใต้ของอเมริกาเหนือ ถึงแม้ว่าจะมีหนึ่งชนิดพันธุ์คือ [Rhipsalis baccifera] ที่พบแพร่กระจายอยู่ในธรรมชาติของทวีปแอฟริกา จนถึงศรีลังกา แต่ก็เชื่อว่า ชนิดพันธุ์นี้ไม่ได้มีจุดกำเนิดในทวีปแอฟริกา แต่อาจจะถูกนำมาจากทวีปอเมริกามายังโลกเก่าโดยนกที่อพยพระหว่างทวีปอเมริกาใต้กับแอฟริกา หรืออาจจะเกิดจากการขนย้ายจากมนุษย์ที่เดินเรือระหว่างสองทวีปนี้ก็เป็นได้
กระบองเพชร [Rhipsalis baccifera] ที่พบในธรรมชาติในทวีปแอฟริกา และศรีลังกา (ที่มา By Frank Vincentz, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=5398412)
เพราะฉะนั้นก็มีความเชื่อกันว่า กระบองเพชรน่าจะมีวิวัฒนาการมาหลังจากที่ทวีปอเมริกาใต้แยกไปจากทวีปแอฟริกาแล้ว (ทวีปทั้งสองเคยติดกันมาก่อน เป็นแผ่นดินเดียวกัน เรียกว่า กอนด์วานาแลนด์ (Gonwanaland) เมื่อ 180 ล้านปีก่อน) เพราะกระบองเพชรพบในแต่ทวีปอเมริกาเท่านั้น ไม่พบในแอฟริกา ปัญหาคือ เราไม่ทราบว่ากระบองเพชรมีวิวัฒนาการมาเมื่อไหร่กันแน่ เพราะเราไม่เคยพบฟอสซิลของกระบองเพชรเลย
ทวีปแอฟริกาและอเมริกาใต้เคยติดกันมาก่อนที่เรียกว่า Gondwanaland กระบองเพชรน่าจะมีวิวัฒนาการมาหลังจากที่สองทวีปนี้แยกตัวกันแล้ว เนื่องจากพบเฉพาะในทวีปอเมริกาเท่านั้น (ที่มา https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/82/Laurasia-Gondwana.svg)
จากงานวิจัยล่าสุดได้มีการประมาณช่วงเวลาการวิวัฒนาการของกระบองเพชรมาโดยใช้เทคนิคระดับโมเลกุล พบว่ากระบองเพชรน่าจะมีวิวัฒนาการมาเมื่อ 35 ล้านปีที่แล้ว (ปลายสมัยโอลิโกซีน ต้นสมัยอีโอซีน)
สำหรับคนที่อาจจะไม่คุ้นเคย กระบองเพชรมีวิวัฒนาการมาหลังจากไดโนเสาร์สูญพันธ์ุไปแล้วประมาณ 30 ล้านปี (ไดโนเสาร์สูญพันธ์ุไปเมื่อ 65 ล้านปีก่อน) ซึ่งเป็นยุคที่สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมขนาดใหญ่ขึ้นมาครองโลก
กระบองเพชรส่วนใหญ่ที่เรารู้จักกัน (Core cacti) มีวิวัฒนาการมาเมื่อประมาณ 25 ล้านปีก่อน ซึ่งน่าจะเกี่ยวข้องกับการยกตัวของเทือกเขาแอนดิสตอนกลางเมื่อ 20-25 ล้านปีก่อน ทำให้เกิดภาวะอากาศที่แห้งแล้งมากขึ้น และส่งเสริมการเจริญและแพร่กระจายของกระบองเพชรที่เป็นพืชทนแล้ง
การยกตัวของเทือกเขาแอนดิสในทางตะวันตกของทวีปอเมริกาใต้ส่งผลให้เกิดความแห้งแล้ง และส่งเสริมวิวัฒนาการของกระบองเพชร (ที่มา https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/9b/Andes.png)
แต่ว่าพืชตระกูลกระบองเพชรนี้มีความหลากหลายเพิ่มมากขึ้นในช่วง 5-10 ล้านปีก่อน ซึ่งเป็นช่วงเวลาเดียวกันกับที่พืชอวบน้ำกลุ่มอื่นๆ ในทวีปต่างๆ มีความหลากหลายเพิ่มขึ้นเช่นกัน เช่น พืชในวงศ์ผักเบี้ยทะเล (Family Aizoaceae) ในแอฟริกาใต้และอะกาเว [Agave] ในอเมริกา ซึ่งเป็นหลักฐานว่าในช่วงนั้น โลกของเรามีภาวะแห้งแล้งในหลายพื้นที่
แล้วพืชที่มีลักษณะโดดเด่นอย่างกระบองเพชรที่มีการปรับตัวให้เข้ากับพื้นที่แห้งแล้ง ได้แก่ การลดรูปใบให้เป็นหนาม ลำต้นอวบน้ำ รากตื้นและแผ่กว้าง และมีระบบการสังเคราะห์แสงแบบ CAM (เปิดปากใบเพื่อรับคาร์บอนไดออกไซด์เฉพาะตอนกลางคืนเพื่อป้องกันการเสียน้ำ) เป็นญาติใกล้ชิดกันกับพืชกลุ่มใด?
กระบองเพชรเป็นพืชในอันดับคาร์เนชัน (Order Caryophyllales) สมาชิกอื่นๆ ในวงศ์นี้ได้แก่ คาร์เนชัน วงศ์ผักเบี้ยทะเล วงศ์บานไม่รู้โรย และอีกหลายชนิด
จากข้อมูลทางโมเลกุลแสดงให้เห็นว่าพืชที่ใกล้เคียงกันกับกระบองเพชรที่สุด คือ พืชในวงศ์ผักเบี้ย (Family Portulacaceae มีสกุลเดียวคือ [Portulaca]) ชนิดพันธุ์ที่เรารู้จักกันน่าจะเป็น แพรเซี่ยงไฮ้ [Portulaca grandiflora] และคุณนายตื่นสาย [Portulaca oleracea] ที่เป็นพืชอวบน้ำเช่นกัน และถัดมาคือ พืชในวงศ์ Anacampserotaceae ที่พบเฉพาะในแอฟริกาใต้ ที่เป็นพืชอวบน้ำเช่นกัน
แพรเซี่ยงไฮ้ [Portulaca grandiflora] ในวงศ์ผักเบี้ย หรือ Portulacaceae ที่หลักฐานทางโมเลกุลแสดงว่าเป็นญาติใกล้ชิดที่สุดของกระบองเพชร (ที่มา By Joydeep, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=31866576)
[Anacampseros subnuda] ในวงศ์ Anacampserotaceae พืชอวบน้ำที่มีความใกล้ชิดกันกับกระบองเพชร ที่มา By JMK - Own work, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=37719117)
และกระบองเพชรกลุ่มแรกที่มีวิวัฒนาการมาจากบรรพบุรุษร่วมกันกับแพรเซี่ยงไฮ้ คือ พืชในสกุล [Pereskia] เช่น กุหลาบเมาะลำเลิง [Pereskia grandifolia] ที่หน้าตาต่างจากกระบองเพชรชนิดอื่นๆ แต่มีคุณสมบัติเหมือนกระบองเพชรทั้ง การลดรูปใบให้เป็นหนาม ลำต้นอวบน้ำ รากตื้นและแผ่กว้าง และมีระบบการสังเคราะห์แสงแบบ CAM
กุหลาบเมาะลำเลิง [Pereskia grandifolia] เป็นกระบองเพชรชนิดหนึ่ง (ที่มา By Stan Shebs, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=933321)
ดอกของต้นกุหลาบเมาะลำเลิง [Pereskia grandifolia](ที่มา By Luis Diego & Adolfo García. - Own work, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2649600)
ผมเคยเขียนถึงสัปปะรดที่เป็นพืชที่มีระบบ CAM เหมือนกันกับกระบองเพชร ใครอยากทราบรายละเอียด ไปตามอ่านได้นะครับ
เอกสารอ้างอิง
1. Arakaki, Mónica; Christin, Pascal-Antoine; Nyffeler, Reto; Lendel, Anita; Eggli, Urs; Ogburn, R. Matthew; Spriggs, Elizabeth; Moore, Michael J. & Edwards, Erika J. (2011-05-17), "Contemporaneous and recent radiations of the world's major succulent plant lineages", Proceedings of the National Academy of Sciences, 108 (20): 8379–8384

ดูเพิ่มเติมในซีรีส์

โฆษณา