ขอบคุณข้อมูลภายใต้ความร่วมมือนิตยสาร สสวท. กับวิชาการดอทคอม
ที่มา : นิตยสาร สสวท.
ปีที่ 36 ฉบับที่ 151 พฤศจิกายน - ธันวาคม 2550
นันทยา อัครอารีย์
นักวิชาการ สาขาวิทยาศาสตร์มัธยมศึกษา สสวท.
www.ipst.ac.th
ใบของต้นกระบองเพชร....อยู่ไหน
ใบของต้นกระบองเพชรอยู่ไหน? ต้นกระบองเพชรมีใบรึเปล่า?
กระบองเพชร ดูเหมือนจะเป็นต้นไม้ที่มีรูปร่างแปลกตาไปจากต้นไม้ที่เราเห็นกันทั่วไปที่มีลำต้นสูงใหญ่และมีใบปกคลุมเต็มต้นโดยกระบองเพชรส่วนใหญ่มีลำต้นเตี้ย และอวบน้ำ มีหนามรอบต้น...แล้วใบของกระบองเพชรอยู่ไหนกัน
กระบองเพชรเป็นไม้ดอกไม้ประดับที่เราพบได้ทั่วไป ทั้งบนโต๊ะทำงานหน้าเครื่องคอมพิวเตอร์ หรือในกระถางหน้าบ้าน กระบองเพชรส่วนใหญ่มีถิ่นกำเนิดที่ทวีปอเมริกา โดยต้นกระบองเพชรที่คนไทยรู้จักกันดี ได้แก่ ต้นโบตั๋น บางคนอาจรู้จักกระบองเพชรในอีกชื่อหนึ่ง นั่นคือ แคคตัส (cactus) คำว่า “แคคตัส” เป็นภาษากรีกแปลว่า ต้นไม้ที่มีหนาม ซึ่งเป็นลักษณะเด่นของต้นกระบองเพชร
หากเราสังเกตต้นกระบองเพชรจะเห็นได้ว่าบนต้นกระบองเพชรไม่มีใบ แต่มีหนามขึ้นมาเต็มต้นแทน แท้จริงแล้วใบของต้นกระบองเพชรได้วิวัฒนาการลดรูปเปลี่ยนแปลงไปเป็นหนาม ตามที่เราเห็นอยู่รอบต้นนั่นเอง
ทำไมต้นกระบองเพชรต้องเปลี่ยนใบเป็นหนาม
ต้นตระกูลเดิมของต้นกระบองเพชร มีตั้งแต่ช่วงปลายยุค มีโสโซอิก และช่วงต้นของยุคเทอเทียรี โดยยังคงมีลักษณะเหมือนพืชอื่นที่มีใบที่แท้จริง แต่เนื่องจากต้องเผชิญสภาพอากาศที่ร้อนและแห้งแล้งตลอดเวลา รวมทั้งปริมาณน้ำฝนที่ลดลง ต้นกระบองเพชรจึงมีวิวัฒนาการลดรูปใบไปเป็นหนามเพื่อให้สามารถต้านทานสภาพแวดล้อมเช่นนี้ได้
การลดรูปใบเปลี่ยนแปลงเป็นหนามจะช่วยให้อยู่ในสภาพแห้งแล้งได้อย่างไร
ลองนึกดูกันสิว่าปกติแล้วใบของพืชทำหน้าที่อะไร หน้าที่ของใบพืช คือ สังเคราะห์ด้วยแสง และแลกเปลี่ยนแก๊ส รวมไปถึง การคายน้ำ (transpiration) พืชมีการคายน้ำในรูปของไอน้ำผ่านทาง ปากใบ (stomata) หากเรานำผิวใบไปส่องผ่านกล้องจุลทรรศน์ก็จะเห็นเซลล์รูปร่างคล้ายกับเมล็ดถั่วอยู่เป็นคู่ ๆ แต่ละเซลล์เรียกว่า เซลล์คุม (guard cell) และมีช่องเล็ก ๆ อยู่ ระหว่างเซลล์คุม ที่เรียกว่า ปากใบ น้ำจากเซลล์ที่อยู่รอบช่องว่างใกล้กับปากใบ จะระเหยเป็นไอน้ำ และอยู่ภายในช่องว่าง จากนั้นไอน้ำจะเคลื่อนที่ผ่านปากใบสู่บรรยากาศภายนอก พืชจำเป็นต้องมีการคายน้ำเพื่อช่วยในการลำเลียงน้ำและธาตุอาหารจากสารละลายในดินผ่านเนื้อเยื่อลำเลียงน้ำจากรากสู่ใบโดยอาศัยแรงดึงของน้ำ เพื่อลดอุณหภูมิของใบ ปัจจัยสำคัญอย่างหนึ่งที่มีผลต่อการคายน้ำ คือ ความชื้นในบรรยากาศ เมื่ออากาศร้อน และความชื้นในบรรยากาศต่ำ พืชจะมีอัตราการคายน้ำสูง ดังนั้นกระบองเพชรซึ่งมีถิ่นอาศัยส่วนใหญ่อยู่ในสภาพที่แห้งแล้งเช่นในทะเลทราย จึงจำเป็นต้องลดอัตราการคายน้ำ เพื่อป้องกันไม่ให้สูญเสียน้ำมากเกินไปด้วยการวิวัฒนาการลดรูปใบเปลี่ยนเป็นหนาม
นอกจากนี้แล้ว หนามของต้นกระบองเพชรยังมีประโยชน์ด้านอื่นอีกด้วย โดยหนามแหลมจะทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันตัวจากสัตว์ที่จะมากัดกินเพื่อหาน้ำดื่ม ซึ่งทำหน้าที่เช่นเดียวกับหนามของต้นกุหลาบและต้นเฟื่องฟ้าที่มีเพื่อป้องกันอันตราย แต่หนามของต้นกุหลาบและเฟื่องฟ้าเป็นส่วนที่เปลี่ยนแปลงมาจากส่วนของลำต้น
นอกจากใบ มีส่วนอื่นของต้นกระบองเพชรที่เปลี่ยนแปลงไปอีกหรือไม่
ไม่เพียงแต่ลักษณะใบที่มีการเปลี่ยนแปลงไป ส่วนอื่น ๆ ก็มีการเปลี่ยนแปลงเพื่อให้สามารถดำรงอยู่ในสภาพร้อนแห้งแล้งได้ดี เมื่อลองสังเกตลักษณะลำต้นของต้นกระบองเพชร จะเห็นได้ว่ามีลักษณะอวบอ้วน และเตี้ย นั่นก็เพื่อช่วยให้สามารถสะสมน้ำจำนวนมากไว้ที่ลำต้นได้ เนื่องจากบริเวณที่ต้นกระบองเพชรเติบโตมีน้ำน้อยฝนตกไม่บ่อย นอกจากนี้ ถ้าสังเกตบริเวณผิวลำต้นจะพบว่ามีลักษณะเป็นขี้ผึ้งเคลือบอยู่ ก็เพื่อช่วยลดการคายน้ำเช่นกัน พืชบางชนิดที่เจริญในที่แห้งแล้งเช่นเดียวกับต้นกระบองเพชร แต่ไม่มีการลดรูปใบเป็นหนาม ก็อาจมีวิวัฒนาการเปลี่ยนแปลงใบให้มีลักษณะอวบน้ำ เพื่อเก็บสะสมน้ำแทน เช่น ใบว่าน และ ต้นหางจระเข้
ทำไมต้นกระบองเพชรมีลำต้นสีเขียว
สังเกตไหมว่าลำต้นของต้นกระบองเพชรมีสีเขียว สงสัยไหมว่าทำไมจึงไม่มีสีน้ำตาลเหมือนต้นไม้อื่น ๆ การที่ลำต้นมีสีเขียวแสดงว่าต้นกระบองเพชรมีไว้เพื่อทำหน้าที่อะไรบางอย่าง ลองเปรียบเทียบกับส่วนอื่นของพืชที่มีสีเขียวเหมือนกันนั่นคือ “ใบ” ภายในใบจะมีส่วนประกอบที่เรียกว่า คลอโรพลาสต์ (chloroplast) อยู่ภายในเซลล์ ซึ่งภายในคลอโรพลาสต์มีรงควัตถุสีเขียว เรียกว่า คลอโรฟีลล์ (chlorophyll) โดยคลอโรพลาสต์ในใบมีหน้าที่ในการสังเคราะห์ด้วยแสง เพื่อสร้างอาหารหรือน้ำตาล ที่เป็นแหล่งพลังงานให้แก่พืชในการดำรงชีวิต สีเขียว ที่เราเห็นที่ลำต้นของกระบองเพชรก็มาจากเซลล์ที่มีคลอโรพลาสต์ เนื่องจากต้นกระบองเพชรไม่มีใบที่จะทำหน้าที่ในการสังเคราะห์ด้วยแสงจึงต้องอาศัยลำต้นที่มีสีเขียว ขนาดขยายใหญ่ ช่วยในการสังเคราะห์ด้วยแสงเพื่อสร้างอาหารแทน
นอกจากใบ ลำต้น ที่มีการเปลี่ยนแปลงไปแล้ว ลักษณะรากของต้นกระบองเพชรยังมีการปรับให้เหมาะกับบริเวณที่มีน้ำน้อย และฝนตกไม่บ่อยด้วย โดยรากของกระบองเพชรจะมีลักษณะแพร่กระจายไปกว้างเพื่อเพิ่มพื้นที่ดูดน้ำ และจะอยู่บริเวณผิวดิน
ดอกและผลของต้นกระบองเพชรเป็นอย่างไร
ดอกของต้นกระบองเพชรส่วนใหญ่จะมีขนาดใหญ่ โดยเจริญมาจากบริเวณเดียวกับบริเวณที่มีหนาม และจะบานในเวลากลางคืน โดยมีแมลงและสัตว์ขนาดเล็ก โดยเฉพาะ ผีเสื้อกลางคืน และค้างคาว ช่วยในการผสมละอองเรณู
หากกล่าวถึงผลของต้นกระบองเพชร คงมีน้อยคนที่จะนึกออกว่ามีรูปร่างลักษณะอย่างไร แต่หากพูดถึง ผลแก้วมังกร ซึ่งเป็นผลของต้นกระบองเพชรชนิดหนึ่ง ทุกคนคงนึกออก คือมีเปลือกสีชมพูเข้ม ลักษณะเนื้อมีทั้งสีขาและสีชมพู และมีเมล็ดสีดำอยู่ภายใน การขยายพันธุ์ต้นกระบองเพชร สามารถใช้วิธีเพาะเมล็ด วิธีการตัดแยก หรือ วิธีการต่อยอดก็ได้
ตอนนี้เราก็ทราบแล้วว่า ใบของต้นกระบองเพชรที่หายไปจริง ๆ แล้วลดรูปไปเป็นหนาม เพื่อลดอัตราการคายน้ำ และส่วนต่าง ๆ ของพืชเองก็สามารถวิวัฒนาการไปเพื่อให้เหมาะสมกับสภาพแวดล้อม จะเห็นได้ว่าทุกอย่างที่เปลี่ยนแปลงไป ล้วนมีเหตุผลและหน้าที่ทั้งนั้น นี้แหละความมหัศจรรย์ของธรรมชาติที่ทุกอย่างล้วนเป็นเหตุและผลกัน
