บรรพบุรุษของแมกโนเลีย และต้นโอ๊ค หญ้า มะเขือเทศ ดอกแดฟโฟดิล และอื่นๆ อีกมากมาย Hervé Sauquet & Jürg Schönenberger
แม้ว่าพืชส่วนใหญ่บนโลกจะมีดอกไม้ แต่ต้นกำเนิดวิวัฒนาการของดอกไม้เองก็ถูกปกคลุมไปด้วยความลึกลับ ดอกไม้เป็นอวัยวะเพศของพืชมากกว่า 360,000 สายพันธุ์ที่มีชีวิตอยู่ในปัจจุบัน ซึ่งทั้งหมดได้มาจากบรรพบุรุษร่วมกันเพียงคนเดียวในอดีตอันไกลโพ้น พืชบรรพบุรุษนี้ ซึ่งมีชีวิตอยู่เมื่อประมาณ 250 ถึง 140 ล้านปีก่อน ได้ผลิตดอกไม้ดอกแรกในเวลาที่โลกอุ่นขึ้น และมีออกซิเจนและก๊าซเรือนกระจกมากขึ้นกว่าในปัจจุบัน ช่วงเวลาที่ไดโนเสาร์ท่องไปในดินแดนดึกดำบรรพ์
แต่ถึงแม้ว่าไดโนเสาร์จะสูญพันธุ์ไปเมื่อ 65 ล้านปีก่อน เราก็มีความคิดที่ดีกว่า Iguanodon หน้าตาเป็นอย่างไร มากกว่าวิธีการสร้างดอกไม้บรรพบุรุษ
ส่วนหนึ่งเป็นเพราะดอกแรกเหล่านี้ไม่มีร่องรอย ดอกไม้เป็นโครงสร้างที่เปราะบางซึ่งเฉพาะในสถานการณ์ที่โชคดีที่สุดเท่านั้นที่สามารถเปลี่ยนเป็นฟอสซิลได้ และเนื่องจากไม่พบฟอสซิลที่มีอายุย้อนหลังไปกว่า 140 ล้านปี นักวิทยาศาสตร์จึงมีความรู้สึกที่จำกัดว่าบรรพบุรุษที่แท้จริงจะมีหน้าตาเป็นอย่างไร จนถึงตอนนี้.
การศึกษาใหม่ครั้งสำคัญโดยทีมนักพฤกษศาสตร์ระดับนานาชาติได้บรรลุการฟื้นฟูที่ดีที่สุดจนถึงปัจจุบันของดอกไม้บรรพบุรุษนี้ งานวิจัยที่ตีพิมพ์ใน การสื่อสารธรรมชาติ, อาศัยฟอสซิลไม่มากเท่ากับการศึกษาลักษณะของลูกหลาน 800 สายพันธุ์ที่มีชีวิต
โดยการเปรียบเทียบความเหมือนและความแตกต่างระหว่างไม้ดอกที่เกี่ยวข้องกัน ทำให้สามารถอนุมานลักษณะของบรรพบุรุษล่าสุดได้ ตัวอย่างเช่น เนื่องจากกล้วยไม้ทุกสายพันธุ์มีดอกไม้ซึ่งครึ่งหนึ่งเป็นภาพสะท้อนของอีกดอกหนึ่ง (ความสมมาตรระดับทวิภาคี) เราสามารถสรุปได้ว่าบรรพบุรุษของพวกเขาต้องมีดอกไม้ทวิภาคี โดยการเปรียบเทียบบรรพบุรุษล่าสุดเหล่านี้กับแต่ละอื่น ๆ จึงเป็นไปได้ที่จะย้อนเวลาไปอีกขั้นหนึ่งและต่อไปเรื่อย ๆ จนกระทั่งในที่สุดเราก็ไปถึงฐานของแผนภูมิต้นไม้ตระกูลไม้ดอก
แล้วมันมีลักษณะอย่างไร?
ในบางแง่มุม ดอกไม้ดั้งเดิมมีลักษณะคล้ายดอกแมกโนเลียสมัยใหม่ โดยมี “กลีบดอก” หลายกลีบที่ไม่แตกต่างกัน (ในทางเทคนิค เตปาล) เรียงเป็นวงแหวนศูนย์กลาง ที่จุดศูนย์กลางมีอวัยวะเพศหลายแถว รวมทั้งเกสรตัวผู้ที่สร้างละอองเกสรและรังไข่ที่มีออวุล เป็นการยากที่จะต้านทานการล่อลวงที่จะจินตนาการถึงแมลงผสมเกสรในสมัยโบราณที่คลานอยู่ในดอกไม้นี้ รวบรวมละอองเรณูในขณะที่ช่วยพืชให้ผลิตเมล็ด
ชีวิตทางเพศที่ขัดแย้งกัน
การศึกษาครั้งใหม่นี้ช่วยยุติข้อโต้แย้งว่าดอกไม้ยุคแรกมีเพศแยกกันหรือไม่ หรืออวัยวะสืบพันธุ์ของตัวผู้และตัวเมียรวมอยู่ในดอกไม้เดียวกันหรือไม่ หลักฐานก่อนหน้านี้ชี้ไปที่คำตอบที่แตกต่างกัน ด้านหนึ่งเป็นไม้ดอกที่แตกแขนงในสายเลือดแรกสุดซึ่งปัจจุบันมีเฉพาะไม้พุ่มหายากจากเกาะนิวแคลิโดเนียในมหาสมุทรแปซิฟิกที่เรียกว่า แอมโบเรลลา,มีดอกไม้ที่ ไม่ว่าชายหรือหญิง. อีกประการหนึ่ง สายพันธุ์ที่ทันสมัยที่สุดรวมทั้งสองเพศไว้ในดอกไม้เดียวกัน
ในที่สุดดอกไม้ที่มีชีวิตทั้งหมดก็มาจากบรรพบุรุษเดียวที่มีชีวิตอยู่เมื่อประมาณ 140 ล้านปีก่อน Hervé Sauquet & Jürg Schönenberger
ผู้เขียนศึกษาได้ตอบคำถามและแสดงให้เห็นว่าดอกไม้บรรพบุรุษเป็นกระเทย ซึ่งหมายความว่าพืชที่ออกดอกเร็วสามารถขยายพันธุ์ได้ทั้งตัวผู้และตัวเมีย เพศผสมสามารถเป็นประโยชน์เมื่อตั้งอาณานิคมในสภาพแวดล้อมใหม่เนื่องจากบุคคลเพียงคนเดียวสามารถเป็นคู่ครองได้และแท้จริงแล้วพืชหลายชนิดที่ตั้งรกรากอยู่ในหมู่เกาะในมหาสมุทรที่ห่างไกลมักจะเป็นกระเทย บางทีการผสมผสานระหว่างเพศช่วยให้พืชที่ออกดอกเร็วสามารถเอาชนะคู่แข่งได้
ปีศาจอยู่ในรายละเอียด
แม้จะมีความคล้ายคลึงกันอย่างชัดเจนกับดอกไม้สมัยใหม่บางชนิด แต่บรรพบุรุษที่แท้จริงของพวกมันก็มีเซอร์ไพรส์เล็กน้อย ตัวอย่างเช่น นักพฤกษศาสตร์คิดมานานแล้วว่าดอกไม้ยุคแรกมีส่วนที่เป็นดอกไม้ เรียงเป็นเกลียว รอบศูนย์กลางของดอกไม้ที่สามารถพบได้ในสายพันธุ์สมัยใหม่เช่น โป๊ยกั๊กดาว.
อย่างไรก็ตาม การสร้างใหม่นี้ แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าดอกไม้ยุคแรกๆ ไม่ได้จัดเรียงเป็นเกลียว แต่เป็นชุดของวงกลมที่มีจุดศูนย์กลางหรือ "วนเป็นวงกลม" เช่นเดียวกับในพืชสมัยใหม่ส่วนใหญ่ ดอกไม้ยุคแรกมีจำนวนวงมากขึ้น แต่บ่งบอกว่าดอกไม้กลายเป็นเรื่องง่ายเมื่อเวลาผ่านไป สถาปัตยกรรมที่เรียบง่ายกว่านี้อาจทำให้พืชสมัยใหม่มีพื้นฐานที่มั่นคงมากขึ้นเพื่อพัฒนาและบรรลุภารกิจที่ซับซ้อนมากขึ้น เช่น ปฏิสัมพันธ์ที่ซับซ้อนกับแมลงบางชนิด เช่น ในกล้วยไม้ หรือการผลิต "หัวดอกไม้" ที่ทำจากดอกไม้ที่เรียบง่ายกว่าหลายสิบหรือหลายร้อยดอก เช่นเดียวกับในตระกูลทานตะวัน
แม้ว่าตอนนี้เราจะมีความคิดที่ดีแล้วว่าดอกไม้ต้นใดดอกหนึ่งอาจมีหน้าตาเป็นอย่างไร แต่เราก็ยังไม่ค่อยรู้ว่าดอกไม้นั้นเป็นอย่างไร ไม่ทราบขั้นตอนโดยละเอียดที่นำไปสู่การวิวัฒนาการ บางทีเราอาจต้องรอการค้นพบดอกไม้ฟอสซิลชนิดใหม่ซึ่งขยายช่องว่างเมื่อประมาณ 250-140 ล้านปีก่อน ก่อนที่เราจะสามารถเข้าใจที่มาของโครงสร้างทางเพศที่หลากหลายที่สุดในโลกได้
เกี่ยวกับผู้เขียน
Mario Vallejo-Marin รองศาสตราจารย์ด้านชีววิทยาวิวัฒนาการ มหาวิทยาลัยสเตอร์ลิง
บทความนี้ถูกเผยแพร่เมื่อวันที่ สนทนา. อ่าน บทความต้นฉบับ.
หนังสือที่เกี่ยวข้อง:
at ตลาดภายในและอเมซอน
