พืชสามารถดึงดูดแมลงให้มาประมูลได้ ธอม ดัลลิมอร์, ผู้เขียนให้ไว้

เมื่อประมาณ 4.5 พันล้านปีก่อน พื้นผิวโลกแห้งแล้งและไร้ชีวิตชีวา จะใช้เวลาอีก 2 พันล้านปีกว่าสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวตัวแรกจะปรากฏในมหาสมุทร รวมทั้งสาหร่ายตัวแรก กริปาเนียสไปรัลลิสซึ่งมีขนาดประมาณชิ้น 50 เพนนี

พืชที่ประกอบด้วยเซลล์จำนวนมากมีอายุเพียง 800 ล้านปีเท่านั้น เพื่อความอยู่รอดบนบก พืชต้องป้องกันตัวเองจากรังสียูวี และพัฒนาสปอร์และเมล็ดพืชในภายหลัง ซึ่งทำให้พวกมันสามารถกระจายตัวได้อย่างกว้างขวางมากขึ้น นวัตกรรมเหล่านี้ช่วยให้พืชกลายเป็นสิ่งมีชีวิตที่ทรงอิทธิพลที่สุดในโลก ทุกวันนี้ พืชพบได้ในระบบนิเวศสำคัญๆ ทุกแห่งในโลก และนักวิทยาศาสตร์ได้อธิบายสายพันธุ์ใหม่มากกว่า 2,000 สายพันธุ์ทุกปี

สารคดีใหม่ของ David Attenborough ดาวเคราะห์สีเขียว ให้ความสำคัญกับพืชและความสามารถในการสร้างแรงบันดาลใจให้กับเรา ในตัวอย่างล่าสุด วิศวกรได้ประสบความสำเร็จในการเลียนแบบรูปร่างของเมล็ดเมเปิ้ลมีปีก ในการออกแบบ กังหันลมใหม่

พืชเก็บความลับมากมายที่นักวิทยาศาสตร์ยังมิอาจค้นพบ แต่นี่คือการค้นพบห้าประการที่ช่วยให้เราเห็นญาติสีเขียวที่อยู่ห่างไกลในมุมมองใหม่

1. พืช 'พูดคุย' กัน

แน่นอน พืชไม่มีสายเสียง ดังนั้นจึงไม่สามารถพูดได้เหมือนที่เราทำ แต่พวกเขาใช้สัญญาณเคมีและอิเล็กทรอนิกส์เพื่อประสานการตอบสนองต่อสภาพแวดล้อมของพวกเขา

เมื่อเซลล์พืชได้รับความเสียหาย เช่น หญ้าที่ตัดโดยเครื่องตัดหญ้า เซลล์พืชจะปล่อยเศษโปรตีนที่พืชโดยรอบสามารถตรวจพบได้ มันเหมือนกับระบบเฝ้าระวังในละแวกบ้าน: เมื่อโรงงานหนึ่งได้รับอันตราย พืชอื่นจะได้รับแจ้งว่ามีอันตรายในบริเวณใกล้เคียง สิ่งนี้สามารถกระตุ้นการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันหรือการป้องกันอื่นๆ

ในทำนองเดียวกัน พืชสามารถตรวจจับแมลงผสมเกสรในบริเวณใกล้เคียงและปล่อยสารเคมีเพื่อดึงดูดพวกมัน สัญญาณเหล่านี้ทำให้พืชมีการสื่อสารที่ซับซ้อนมาก

2. พืชสามารถเคลื่อนไหวได้

ในหนังสือน้ำเชื้อของเขา พลังแห่งการเคลื่อนไหวในพืชCharles Darwin ซึ่งตีพิมพ์ในปี 1880 บรรยายถึงความสามารถของพืชในการเคลื่อนตัวออกไปหรือพุ่งเข้าหาแสง นักวิทยาศาสตร์เรียกสิ่งนี้ว่า phototropism ปัจจุบันนี้ทราบกันว่าการเคลื่อนไหวของพืชไม่เพียงอาศัยแสงนำทางเท่านั้น แต่ยังรวมถึงน้ำ สารอาหาร และเพื่อตอบสนองต่อการเล็มหญ้าของสัตว์ และการแข่งขันจากพืชชนิดอื่นๆ

พืชอาจดูเหมือนแข็งอยู่กับที่ โดยถูกกำหนดให้อยู่ในที่ที่เมล็ดงอก แต่ในความเป็นจริง พืชจะปรับใบ ราก และลำต้นอย่างต่อเนื่องเพื่อเพิ่มโอกาสในการอยู่รอด ตัวอย่างเช่น ด้านที่แรเงาของลำต้นจะยาวขึ้นเสมอเพื่อให้แน่ใจว่าพืชเติบโตเข้าหาแสงในกระบวนการที่ฮอร์โมนเป็นสื่อกลาง รากมีผลตรงกันข้าม ทำให้งอกออกมาจากแสง

ในบางกรณีที่รุนแรง พืชสามารถเคลื่อนผ่านป่าไปทั้งผืนได้ เถาวัลย์เร่ร่อนจะงอกขึ้นจากโคนต้นแล้วแยกออกจากดิน ต่อมาก็หยั่งรากอากาศลงมาอีกครั้งเพื่อให้ ย้ายระหว่างต้นไม้.

3. พืชสามารถเติบโตได้ในอวกาศ

แนวคิดเรื่องการสำรวจอวกาศและการใช้ชีวิตบนดาวเคราะห์ดวงอื่นทำให้จินตนาการของมนุษย์ตื่นเต้นมานานแล้ว แต่ไม่พบดาวเคราะห์ที่มีสภาพแวดล้อมเดียวกันกับโลก เรารู้ว่าพืชเป็นผู้เชี่ยวชาญในการปรับเปลี่ยนสภาพแวดล้อมให้เหมาะกับความต้องการของชีวิตที่ซับซ้อนมากขึ้น เมื่อป่าในยุคแรกๆ เริ่มการสังเคราะห์ด้วยแสง พวกมันจะเพิ่มออกซิเจนในชั้นบรรยากาศของโลกและดึง CO2 ลงมา ทำให้โลกมีอัธยาศัยดีมากขึ้น

การปลูกพืชบนดาวเคราะห์ที่ห่างไกลจะทำให้พืชเหล่านี้เหมาะสมกับความต้องการของเรามากขึ้นหรือไม่? ในระหว่างการแข่งขันในอวกาศระหว่างสหภาพโซเวียตและสหรัฐอเมริกาในช่วงทศวรรษ 1950 และ 1960 นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาว่าพืชเติบโตและพัฒนาอย่างไรในอวกาศ จนถึงตอนนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้ปลูกพืช 17 สายพันธุ์ในห้องเฉพาะ รวมทั้งพืชผลเช่น ข้าวโพด ข้าวสาลี มะเขือเทศและผักกาดหอม. ความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ในการปลูกพืชของโลกนอกชั้นบรรยากาศของเรายังคงมีอยู่ รวมถึงการแผ่รังสีระหว่างการบินในอวกาศและความแตกต่างของการเคลื่อนที่ของก๊าซในอวกาศเมื่อเทียบกับโลก ถ้าคุณคิดว่ามันยากที่จะรักษาต้นไม้ให้มีชีวิตอยู่ที่บ้าน ให้ลองทำในอวกาศ

ความสามารถในการแปลงสภาพดาวเคราะห์ - ทำให้เหมาะสำหรับมนุษย์ที่จะอาศัยอยู่ - ยังคงเข้าใจยาก แต่ความก้าวหน้าที่สำคัญในด้านวิทยาศาสตร์พืชในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาทำให้เป้าหมายนี้เป็นเป้าหมายที่ทำได้ บางทีอาจเป็นในช่วงชีวิตของผู้คนที่มีชีวิตอยู่ในปัจจุบัน

4. หนึ่งในสิบต้นเติบโตบนพืชชนิดอื่น

บ่อยครั้งที่สูงตระหง่านสูงหลายสิบเมตรเป็นสิ่งมีชีวิตที่ใหญ่ที่สุดในโลก ตัวอย่างเช่น ต้นเรดวูดสามารถเติบโตได้สูงกว่า 100 เมตร นักวิทยาศาสตร์เริ่มศึกษาผืนป่าที่สูงตระหง่านโดยการฝึกลิงหรือจ้างนักปีนเขาที่มีทักษะเพื่อเก็บตัวอย่าง บางคนถึงกับใช้ปืนลูกซองเพื่อยิงตัวอย่าง

จนกระทั่งช่วงทศวรรษ 1980 การวิจัยเกี่ยวกับหลังคาได้กลายเป็นวินัยทางวิทยาศาสตร์ด้วยตัวของมันเอง โดยใช้เทคนิคการปีนเชือกที่ยืมมาจากการปีนเขา ต่อมา ปั้นจั่น ลูกโป่ง และโดรน ได้เข้าร่วมชุดเครื่องมือของนักวิทยาศาสตร์หลายคน แต่ทำไมต้องเสี่ยงชีวิตเพื่อปีนต้นไม้? อะไรอยู่บนนั้น?

ประมาณว่าได้ถึง 80% ของสายพันธุ์ ในป่าทั้งชีวิตหรือใช้ชีวิตอยู่ในป่าไม้ หนึ่งในสิบของสายพันธุ์ที่รู้จักกันทั้งหมดของพืชในหลอดเลือด - สายพันธุ์ที่ใช้ภาชนะคล้ายเส้นเลือดเพื่อขนส่งน้ำและสารอาหารไปทั่วร่างกาย - เติบโตบนพืชชนิดอื่น

สิ่งเหล่านี้เรียกว่าเอพิไฟต์ พวกเขาไม่ใช่ปรสิต แต่ใช้โฮสต์สำหรับการสนับสนุนทางกายภาพแทน สิ่งนี้ทำให้พวกเขาได้เปรียบเหนือพืชที่ปลูกในชั้นใต้ดินของป่าที่มีแสงน้อย กล้วยไม้ส่วนใหญ่เติบโตบนต้นไม้และต้นเดียวสามารถเก็บ epiphyte ได้มากถึง 50 สายพันธุ์ บ่อยครั้ง epiphytes เหล่านี้ออกใบมากกว่าต้นไม้ที่เป็นโฮสต์

5. พืชสามารถบ่งบอกถึงการเปลี่ยนแปลงของโลกได้

สิ่งมีชีวิตมีความอ่อนไหวต่อการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อมและโดยเฉพาะอย่างยิ่งพืชถูกนำมาใช้เพื่อตรวจจับการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้มานานหลายศตวรรษ เมื่อใบไม้เริ่มเปลี่ยนสีในฤดูใบไม้ร่วง มักจะเป็นการประกาศถึงเดือนที่อากาศเย็นและมืดลง

เฟิร์นบางชนิดมีความเสี่ยงต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในท้องถิ่นโดยเฉพาะ เฟิร์นที่เป็นฟิล์มเติบโตในบริเวณที่มีร่มเงาของป่าเขตร้อน มักจะอยู่ใกล้โคนต้นไม้หรือบนโขดหินเปียก พวกเขาพึ่งพาน้ำและอุณหภูมิต่ำ และเป็นตัวบ่งชี้ที่ดีของภัยแล้งและอุณหภูมิที่สูงขึ้น

นับตั้งแต่ช่วงทศวรรษ 1980 อุณหภูมิเฉลี่ยทั่วโลกสูงขึ้นจากผลโดยตรงของการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล เช่น ถ่านหิน ซึ่งพืชได้สะสมไว้เมื่อหลายล้านปีก่อนในช่วงเริ่มต้นของการก่อตัวของป่าไม้ เรากำลังอยู่ในยุคแห่งการเปลี่ยนแปลงและเข้าใจว่าพืชตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศอย่างไร สามารถช่วยให้เราเตรียมตัวสำหรับอนาคตได้

เกี่ยวกับผู้เขียน

Sven Batke อาจารย์วิชาชีววิทยา Edge Hill มหาวิทยาลัย

บทความนี้ตีพิมพ์ซ้ำจาก สนทนา ภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่าน บทความต้นฉบับ.

ไอเอ็นจี