ใบของต้นกระบองเพชร

นันทยา อัครอารีย์

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ภาพที่ 1 ต้นกระบองเพชร

ต้นกระบองเพชร ดูเหมือนจะเป็นต้นไม้ที่มีรูปร่างหน้าตาแปลกไปจากต้นไม้ที่เราเห็นกันทั่วไป ต้นกระบองเพชรมีลำต้นสูงใหญ่ และมีใบปกคลุมเต็มต้น โดยต้นกระบองเพชรส่วนใหญ่มีลำต้นเตี้ย และอวบน้ำ มีหนามรอบต้น ... แล้วใบของต้นกระบองเพชรอยู่ไหนกัน

ต้นกระบองเพชรเป็นไม้ดอกไม้ประดับที่เราพบได้ทั่วไป ทั้งบนโต๊ะทำงาน หน้าเครื่องคอมพิวเตอร์ หรือในกระถางหน้าบ้าน ต้นกระบองเพชรส่วนใหญ่มีถิ่นกำเนิดที่ทวีปอเมริกา โดยต้นกระบองเพชรที่คนไทยรู้จักกันดี ได้แก่ ต้นโบตั๋น บางคนอาจรู้จักต้นกระบองเพชรในอีกชื่อหนึ่ง นั่นคือ แคคตัส (cactus) คำว่า “แคคตัส” เป็นภาษากรีก แปลว่า ต้นไม้ที่มีหนาม ซึ่งมาจากลักษณะเด่นของต้นกระบองเพชร หากเราสังเกตต้นกระบองเพชรจะเห็นได้ว่าบนต้นกระบองเพชรไม่มีใบ แต่มีหนามขึ้นมาเต็มต้นแทน แท้จริงแล้วใบของต้นกระบองเพชรมีวิวัฒนาการลดรูปเปลี่ยนแปลงไปเป็นหนาม ตามที่เราเห็นอยู่รอบต้นนั่นเอง

ทำไมต้นกระบองเพชรต้องเปลี่ยนใบเป็นหนาม

ต้นตระกูลเดิมของต้นกระบองเพชร มีขึ้นตั้งแต่ช่วงปลายยุคมีโสโซอิก และช่วงต้นของยุคเทอเทียเรีย โดยยังคงมีลักษณะเหมือนพืชอื่นที่มีใบที่แท้จริง แต่เนื่องจากต้องเผชิญกับสภาพอากาศที่ร้อนและแห้งแล้งตลอดเวลา รวมทั้งปริมาณน้ำฝนที่ลดลง ต้นกระบองเพชรจึงมีวิวัฒนาการลดรูปใบเปลี่ยนเป็นหนามเพื่อให้สามารถต้านทานต่อสภาพแวดล้อมเช่นนี้ได้

การลดรูปใบเปลี่ยนแปลงเป็นหนามจะช่วยให้อยู่ในสภาพแห้งแล้งได้อย่างไร

ลองนึกดูกันสิว่าปกติแล้วใบของพืชทำหน้าที่อะไร หน้าที่ของใบพืช คือ สังเคราะห์ด้วยแสง และแลกเปลี่ยนแก๊ส รวมไปถึง การคายน้ำ (transpiration) พืชมีการคายน้ำในรูปของไอน้ำผ่านทางปากใบ (stomata) หากเรานำผิวใบไปส่องผ่านกล้องจุลทรรศน์ก็จะเห็นเซลล์รูปร่างคล้ายกับเมล็ดถั่วอยู่เป็นคู่ๆ แต่ละเซลล์เรียกว่าเซลล์คุม (guard cell) และมีช่องเล็กๆ อยู่ระหว่างเซลล์คุมที่เรียกว่า ปากใบ น้ำจากเซลล์ที่อยู่รอบช่องว่างใกล้กับปากใบจะระเหยเป็นไอน้ำ และอยู่ภายในช่องว่าง จากนั้นไอน้ำจะเคลื่อนที่ผ่านปากใบสู่บรรยากาศภายนอก พืชจำเป็นต้องมีการคายน้ำเพื่อช่วยในการลำเลียงน้ำและธาตุอาหารจากสารละลายในดินผ่านเนื้อเยื่อลำเลียงน้ำจากรากสู่ใบโดยอาศัยแรงดึงของน้ำ และเพื่อลดอุณหภูมิของใบ ปัจจัยสำคัญอย่างหนึ่งที่มีผลต่อการคายน้ำ คือ ความชื้นในบรรยากาศ เมื่ออากาศร้อน และความชื้นในบรรยากาศต่ำ พืชจะมีอัตราการคายน้ำสูง ดังนั้นต้นกระบองเพชรซึ่งมีถิ่นอาศัยส่วนใหญ่อยู่ในสภาพที่แห้งแล้งอย่างในทะเลทรายจึงจำเป็นต้องลดอัตราการคายน้ำ เพื่อป้องกันไม่ให้สูญเสียน้ำมากเกินไป ด้วยการวิวัฒนาการลดรูปใบเปลี่ยนเป็นหนาม นอกจากนี้แล้วหนามของต้นกระบองเพชรยังมีประโยชน์ด้านอื่นอีกด้วย โดยหนามแหลมจะทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันตัวจากสัตว์ที่จะมากัดกินเพื่อหาน้ำดื่ม ซึ่งทำหน้าที่เช่นเดียวกับหนามของต้นกุหลาบและต้นเฟื่องฟ้าที่มีเพื่อป้องกันอันตราย แต่หนามของต้นกุหลาบและเฟื่องฟ้าเป็นส่วนที่เปลี่ยนแปลงมาจากส่วนของลำต้น

นอกจากใบ มีส่วนอื่นของต้นกระบองเพชรที่เปลี่ยนแปลงไปอีกหรือไม่

ไม่เพียงแต่ลักษณะใบที่มีการเปลี่ยนแปลงไป ส่วนอื่นๆ ของต้นกระบองเพชรก็มีการเปลี่ยนแปลงเพื่อให้สามารถดำรงอยู่ในสภาพร้อนแห้งแล้งได้ดี เมื่อลองสังเกตลักษณะลำต้นของต้นกระบองเพชร จะเห็นได้ว่ามีลักษณะอวบอ้วน และเตี้ย นั่นก็เพื่อช่วยให้สามารถสะสมน้ำจำนวนมากไว้ที่ลำต้นได้ เนื่องจากบริเวณที่ต้นกระบองเพชรเติบโตนั้นมีน้ำน้อย ฝนตกไม่บ่อย นอกจากนี้ ถ้าสังเกตบริเวณผิวลำต้นจะพบว่ามีลักษณะเป็นขี้ผึ้งเคลือบอยู่  ก็เพื่อช่วยลดการคายน้ำเช่นกัน พืชบางชนิดที่เจริญในที่แห้งแล้งเช่นเดียวกับต้นกระบองเพชร แต่ไม่มีการลดรูปใบเป็นหนาม ก็อาจจะมีวิวัฒนาการเปลี่ยนแปลงใบให้มีลักษณะอวบน้ำ เพื่อเก็บสะสมน้ำแทน เช่น ใบว่าน และต้นหางจระเข้

ทำไมต้นกระบองเพชรมีลำต้นสีเขียว

สังเกตไหมว่าลำต้นของต้นกระบองเพชรมีสีเขียว ทำไมจึงไม่มีสีน้ำตาลเหมือนต้นไม้อื่นๆ การที่ลำต้นมีสีเขียวแสดงว่าต้นกระบองเพชรมีไว้เพื่อทำหน้าที่อะไรบางอย่าง ลองเปรียบเทียบกับส่วนอื่นของพืชที่มีสีเขียวเหมือนกันนั่นคือ “ใบ” ภายในใบจะมีส่วนประกอบที่เรียกว่า คลอโรพลาสต์ (chloroplast) อยู่ภายในเซลล์ ซึ่งภายในคลอโรพลาสต์มีรงควัตถุสีเขียว เรียกว่า คลอโรฟิลล์ (chlorophyll) โดยคลอโรพลาสต์ในใบมีหน้าที่ในการสังเคราะห์แสง เพื่อสร้างอาหารหรือน้ำตาลที่เป็นแหล่งพลังงานให้แก่พืชในการดำรงชีวิต สีเขียวที่เราเห็นที่ลำต้นของต้นกระบองเพชรก็เช่นเดียวกันมาจากเซลล์ที่มีคลอโรพลาสต์ เนื่องจากต้นกระบองเพชรไม่มีใบที่จะทำหน้าที่ในการสังเคราะห์ด้วยแสง จึงต้องอาศัยลำต้นที่มีสีเขียวขนาดขยายใหญ่ ช่วยในการสังเคราะห์ด้วยแสงเพื่อสร้างอาหารแทน นอกจากใบ และลำต้น ที่มีการเปลี่ยนแปลงไปแล้ว ลักษณะรากของต้นกระบองเพชรยังมีการปรับให้เหมาะกับบริเวณที่มีน้ำน้อย และฝนตกไม่บ่อยอีกด้วย โดยรากของกระบองเพชรจะมีลักษณะแพร่กระจายไปกว้าง เพื่อเพิ่มพื้นที่ในการดูดน้ำ และจะอยู่บริเวณพื้นผิว

ภาพที่ 2 ดอกและผลของต้นกระบองเพชร

ดอกและผลของต้นกระบองเพชรเป็นอย่างไร

ดอกของต้นกระบองเพชรส่วนใหญ่จะมีขนาดใหญ่ โดยเจริญขึ้นมาจากบริเวณเดียวกับบริเวณที่มีหนาม และจะบานในเวลากลางคืน มีแมลงและสัตว์ขนาดเล็ก โดยเฉพาะผีเสื้อกลางคืน และค้างคาว ช่วยในการผสมละอองเรณู หากกล่าวถึงผลของต้นกระบองเพชร คงมีน้อยคนที่จะนึกออกว่ามีหน้าตาเป็นอย่างไร แต่หากพูดถึง ผลแก้วมังกร ซึ่งเป็นผลของต้นกระบองเพชรชนิดหนึ่งทุกคนคงนึกออก ผลแก้วมังกรมีเปลือกสีชมพูเข้ม ลักษณะเนื้อมีทั้งสีขาวและสีชมพู และมีเมล็ดสีดำอยู่ภายใน โดยทั่วไปการขยายพันธุ์ต้นกระบองเพชร สามารถใช้วิธีเพาะเมล็ด วิธีการตัดแยก หรือวิธีการต่อยอดก็ได้

ตอนนี้เราก็ทราบแล้วว่า ใบของต้นกระบองเพชรที่หายไปจริงๆ แล้วลดรูปไปเป็นหนาม เพื่อลดอัตราการคายน้ำ และส่วนต่างๆ ของพืชเองก็สามารถวิวัฒนาการไปเพื่อให้เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมได้ จะเห็นได้ว่าทุกอย่างที่มีเปลี่ยนแปลงไป ล้วนมีเหตุผลและหน้าที่ทั้งนั้น นี่แหละความมหัศจรรย์ของธรรมชาติที่ทุกอย่างล้วนเป็นเหตุเป็นผลกัน

เอกสารอ้างอิง

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. 2547. หนังสือเรียนสาระการเรียนรู้พื้นฐานและเพิ่มเติม ชีววิทยาเล่ม 4. โรงพิมพ์คุรุสภาลาดพร้าว กรุงเทพมหานคร

http://en.wikipedia.org/wiki/Cactus