ต้นกระบองเพชร (Cactus) ที่เราเห็นเจริญเติบโตอยู่กลางทะเลทรายอันแห้งแล้ง มีต้นกำเนิดและวิวัฒนาการที่น่าสนใจ ดังนี้ครับ
1. ถิ่นกำเนิดทางภูมิศาสตร์
ต้นกระบองเพชรเป็นพืชที่มีถิ่นกำเนิดเฉพาะใน ทวีปอเมริกา (Native to the Americas) ทั้งอเมริกาเหนือ อเมริกากลาง และอเมริกาใต้ โดยพบกระจัดกระจายตั้งแต่พื้นที่แห้งแล้งในเม็กซิโก ทะเลทรายทางตอนใต้ของสหรัฐอเมริกา ไปจนถึงเทือกเขาแอนดีสในอเมริกาใต้
(ส่วนกระบองเพชรที่พบในทวีปอื่น เช่น แอฟริกา หรือเอเชีย เกิดจากการนำเข้าโดยมนุษย์ในยุคสำรวจทางเรือ ยกเว้นสายพันธุ์เดียวคือ Rhipsalis baccifera ที่เชื่อว่าอาจถูกนกขับถ่ายเมล็ดพันธุ์ข้ามมหาสมุทรไป)
2. วิวัฒนาการจากพืชใบสู่พืชทะเลทราย
- ยุคเริ่มต้น: จากหลักฐานทางฟอสซิลและพันธุศาสตร์ เชื่อว่าบรรพบุรุษของกระบองเพชรเคยเป็นพืชที่มีใบปกติ เจริญเติบโตในป่าเขตร้อนหรือป่าโปร่งที่มีฤดูแล้งสลับฤดูฝน (คล้ายพืชในสกุล Pereskia ที่ยังมีใบและหนามให้เห็นในปัจจุบัน)
- จุดเปลี่ยนทางสภาพอากาศ: เมื่อประมาณ 30 ล้านปีก่อน (ยุคโอลิโกซีน) สภาพอากาศของโลกเริ่มเปลี่ยนแปลงไป เกิดความแห้งแล้งขึ้นเรื่อยๆ ทะเลทรายเริ่มขยายตัว พืชหลายชนิดตายลง แต่บรรพบุรุษกระบองเพชรค่อยๆ ปรับตัวเพื่อเอาชีวิตรอด
3. การปรับเปลี่ยนโครงสร้างเพื่อความอยู่รอด
เพื่อให้รอดชีวิตในทะเลทราย กระบองเพชรได้วิวัฒนาการร่างกายใหม่ทั้งหมด:
- การลดรูปใบเป็นหนาม: เปลี่ยนใบให้เป็นหนามเพื่อลดการคายน้ำ ป้องกันการระเหยของน้ำ และใช้หนามป้องกันสัตว์มากิน รวมถึงช่วยสร้างรบกวนทิศทางลมและให้ร่มเงาเล็กๆ แก่ลำต้น
- ลำต้นอวบน้ำ: เปลี่ยนลำต้นให้ทำหน้าที่สังเคราะห์แสงแทนใบ และกลายเป็นถังเก็บกักน้ำขนาดใหญ่ โครงสร้างลำต้นมักมีลักษณะเป็นพู (Ribs) ยืดหดได้ตามปริมาณน้ำที่สูบฉีด
- ผิวน้ำมันและขี้ผึ้ง: ผิวลำต้นมีสารเคลือบคล้ายขี้ผึ้งหนา เพื่อป้องกันไม่ให้น้ำระเหยออกสู่ภายนอก
- ระบบรากตื้นแต่กว้าง: มีรากที่แผ่ออกไปกว้างใกล้ผิวดิน เพื่อให้สามารถดูดซับน้ำได้อย่างรวดเร็วทันทีที่ฝนตกเพียงเล็กน้อย
- กระบวนการสังเคราะห์แสงพิเศษ (CAM): กระบองเพชรจะเปิดปากใบเพื่อแลกเปลี่ยนก๊าซเฉพาะในเวลากลางคืน (เพื่อลดการสูญเสียน้ำในเวลากลางวันที่มีแดดจัด) แล้วเก็บคาร์บอนไดออกไซด์ไว้ใช้สังเคราะห์แสงในช่วงที่มีแดดกลางวัน
