ไบรโอไฟต์เป็นส่วนสำคัญของสภาพแวดล้อมของเรา แต่ในเขตร้อน ยังมีอีกมากให้เรียนรู้เกี่ยวกับพวกมัน
โลกของมอส ลิเวอร์เวิร์ต และฮอร์นเวิร์ต หรือที่เรียกรวมกันว่า ไบรโอไฟต์ ก่อตัวเป็นป่าขนาดเล็กที่สวยงาม อย่างไรก็ตามพวกเขามักถูกมองข้ามเนื่องจากมีขนาดเล็กและไม่มีดอกไม้ที่มีสีสัน แต่มันเป็นลักษณะเฉพาะที่ทำให้ไบรโอไฟต์น่าสนใจอย่างไม่น่าเชื่อจากมุมมองของวิวัฒนาการ
“ไบรโอไฟต์มีชีววิทยาที่น่าสนใจและซับซ้อน” ฮวน คาร์ลอส บียาร์เรอัลผู้ร่วมวิจัยของ STRI และอดีตเพื่อนหลังปริญญาเอกของทัปเปอร์กล่าว “การดัดแปลงวิวัฒนาการของพืชเหล่านี้ให้ประสบความสำเร็จแม้จะมีขนาดที่น่าสนใจจริงๆ”
ไบรโอไฟต์ยังมีบทบาทสำคัญมากในสิ่งแวดล้อม: พวกมันตั้งรกรากในดินที่ปลอดเชื้อ ดูดซับสารอาหารและน้ำ และปล่อยพวกมันกลับคืนสู่ระบบนิเวศอย่างช้าๆ มีส่วนทำให้เกิดดินสำหรับพืชใหม่ที่จะเติบโต
ยังมีอะไรอีกมากมายให้เรียนรู้เกี่ยวกับไบรโอไฟต์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเขตร้อนที่มีความอุดมสมบูรณ์น้อยกว่า ดังนั้นจึงมีการศึกษาน้อย มีความสนใจเพิ่มขึ้นในการส่งเสริมการศึกษาไบรโอไฟต์ในเขตร้อน เพื่อค้นหาเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิวัฒนาการของพวกมัน และบทบาทของพวกมันในความหลากหลายทางชีวภาพของภูมิภาค
“แต่ละสายพันธุ์มีบทบาทในธรรมชาติ” Villareal กล่าวเสริม “และแต่ละสายพันธุ์ใหม่แสดงให้เห็นว่าความหลากหลายทางชีวภาพต้องการความสนใจ เราจำเป็นต้องรู้ว่าเราต้องรู้หน้าที่ทางนิเวศวิทยาของพวกมันกี่ชนิด”
ไบรโอไฟต์คืออะไร?
ไบรโอไฟต์เป็นชื่อกลุ่มที่ไม่เป็นทางการสำหรับมอส ลิเวอร์เวิร์ต และฮอร์นเวิร์ต พวกมันเป็นพืชที่ไม่ใช่หลอดเลือด ซึ่งหมายความว่าพวกมันไม่มีรากหรือเนื้อเยื่อของหลอดเลือด แต่ดูดซับน้ำและสารอาหารจากอากาศผ่านพื้นผิวของพวกมันแทน ( เช่นใบของพวกมัน) ส่วนใหญ่เติบโตสูงเพียงไม่กี่เซนติเมตร และเนื่องจากไม่ต้องการรากจึงสามารถเติบโตได้ในที่ที่พืชชนิดอื่นไม่สามารถทำได้ เช่น บนพื้นผิวของหิน ผนัง ทางเท้า ฯลฯ ไบรโอไฟต์เจริญเติบโตในสภาพแวดล้อมที่ชื้นและร่มรื่น แต่ยังสามารถพบได้ในแหล่งที่อยู่อาศัยที่หลากหลายและแม้กระทั่งสุดขั้ว ตั้งแต่ทะเลทรายไปจนถึงบริเวณอาร์กติก ทั่วโลกมีมอสประมาณ 11,000 สปีชีส์ ลิเวอร์เวิร์ต 7,000 ตัว และฮอร์นเวิร์ต 220 ตัว
เนื่องจากพวกมันไม่ใช่ไม้ดอก ไบรโอไฟต์จึงขยายพันธุ์ด้วยสปอร์แทนที่จะเป็นเมล็ด
“พวกมันสามารถผลิตสปอร์ได้หลายพันหรือหลายล้านตัว และพวกมันก็แยกย้ายกันไปโดยใช้ลมเป็นพาหะ” บียาร์เรอัลกล่าว “ความสามารถในการกระจายตัวของสัตว์บางชนิดนั้นน่าทึ่งมาก: สปอร์ของพวกมันไปถึงประเทศและทวีปอื่นด้วย”
พวกเขายังเชื่อกันมานานแล้วว่าเป็นญาติที่ใกล้ชิดที่สุดกับพืชบนบกชนิดแรก ๆ โดยที่บรรพบุรุษมีอายุถึงครึ่งพันล้านปี อย่างไรก็ตาม การศึกษาเมื่อเร็วๆ นี้มักจะนำเสนอสมมติฐานที่แตกต่างออกไป แม้ว่าจะไม่ได้บ่อนทำลายศักยภาพในการวิวัฒนาการของพวกมัน
“ไบรโอไฟต์จึงสามารถเปิดเผยข้อมูลเกี่ยวกับการที่พืชชนิดแรกปรับตัวในการพิชิตสภาพแวดล้อมบนบกได้” น อริส ซาลาซาร์ อัลเลนเจ้าหน้าที่นักวิทยาศาสตร์ของ STRI และผู้เชี่ยวชาญด้านการจัดระบบพืชกล่าว
“ถึงกระนั้น ไบรโอไฟต์สปีชีส์ที่มีอยู่ทั้งหมดเป็นสายพันธุ์ใหม่ ซึ่งหมายความว่ามีจำนวนมากที่หายไป และลูกหลานของพวกมันก็มีวิวัฒนาการ ส่งผลให้เกิดความหลากหลายที่เรามีในตอนนี้” Villareal กล่าว “สปีชีส์ปัจจุบันมีความหลากหลายทางพันธุกรรมมหาศาลและมีศักยภาพในการวิวัฒนาการที่ยังไม่ทราบแน่ชัด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสายพันธุ์เขตร้อน”
Noris Salazar Allen เป็นหนึ่งในนักวิจัยไม่กี่คนที่อุทิศตนเพื่อทำความเข้าใจความหลากหลายของไบรโอไฟต์ในปานามามาเป็นเวลานาน เธอได้รับแรงบันดาลใจให้เข้าเรียนที่ Bryology เมื่อเธอได้พูดคุยกับอาจารย์คนหนึ่งของเธอ ผู้เชี่ยวชาญด้านไบรโอไฟต์ ในฐานะนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาที่ State University of New York
“เนื่องจากฉันไม่รู้จักพืชเหล่านี้ ฉันจึงคิดว่ามันน่าสนใจที่จะเรียนรู้เกี่ยวกับพืชเหล่านี้” เธอกล่าว
ในทำนองเดียวกัน ดร.บียาร์เรอัล ก็ได้รับแรงบันดาลใจจากบุคคลหนึ่งให้เข้าสู่สาขาไบรโอโลยี นั่นคือ ศาสตราจารย์ ซาลาซาร์ อัลเลน
“เธอแสดงฮอร์นเวิร์ตให้ฉันดูระหว่างเรียนปริญญาตรี” เขากล่าว “และหลังจากนั้น ฉันก็อุทิศให้กับอาจารย์ ปริญญาเอก และหลังปริญญาเอกเพื่อศึกษากลุ่มนั้น ชีววิทยาของฮอร์นเวิร์ตนั้นน่าประทับใจ!”
นอกจากเคยทำงานเป็นนักศึกษาฝึกงานที่ STRI ภายใต้การสอนพิเศษของ Salazar Allen แล้ว Villarreal ยังร่วมมือกับเธอเมื่อเขาได้รับรางวัล Smithsonian Earl S. Tupper Fellowship ในปี 2015 ซึ่งเขาได้ค้นคว้าเกี่ยวกับความสัมพันธ์ทางชีวภาพระหว่างพืชและไซยาโนแบคทีเรีย (ใช้โดยไบรโอไฟต์เพื่อให้ได้ไนโตรเจน ) ในระดับจีโนม โดยหวังว่าจะช่วยสร้างเครื่องมือทางพันธุกรรมที่จะลดความต้องการปุ๋ยเทียมสำหรับพืชอาหาร
เมื่อเร็ว ๆ นี้ Salazar Allen ค้นพบมอสสายพันธุ์ใหม่จากตัวอย่างที่รวบรวมในปานามาและบราซิล เธอและช่างเทคนิคในห้องปฏิบัติการ José Gudiño ตีพิมพ์บทความที่มีรายละเอียดการค้นพบในวารสารทางวิทยาศาสตร์Phytokeysเมื่อเดือนตุลาคม 2020 ในหัวข้อ “ Octoblepharum peristomiruptum (Octoblepharaceae) สายพันธุ์ใหม่จาก Neotropics” มอสชนิดใหม่นี้ถูกระบุหลังจากตรวจสอบตัวอย่างมากกว่า 400 ตัวอย่างของสิ่งที่ควรจะเป็นสายพันธุ์อื่นคือO. albidumและมันถูกตั้งชื่อว่าO. peristomiruptumเนื่องจากการแตกระหว่างฟันเพอริสโตม (จากภาษากรีกperi ‘รอบ’ และstoma‘ปาก’; ในกรณีของมอส เพอริสโตมคือช่องเปิดที่สปอร์ถูกปล่อยออกมา) นี่เป็นหนึ่งในสี่สปีชีส์ที่เธอตั้งชื่อไว้ตลอดอาชีพการงานของเธอ รวมทั้งสามสปีชีส์ย่อย และเธอได้ร่วมเขียนในการตีพิมพ์ของสปีชีส์ใหม่อื่นๆ
“ทุกครั้งที่เราพบสายพันธุ์ใหม่ มันจะบอกเรามากขึ้นว่าพืชเหล่านี้วิวัฒนาการและพัฒนามาเป็นเวลาหลายล้านปีได้อย่างไร” Salazar Allen กล่าว
“โดยพื้นฐานแล้วเราอยู่ในขั้นตอนสินค้าคงคลังเกี่ยวกับความหลากหลายทางชีวภาพของไบรโอไฟต์” Villareal กล่าวเสริม “เป็นการยากที่จะระบุไบรโอไฟต์มากกว่าพืชชนิดอื่น และเราขาดการศึกษาทางสรีรวิทยา นิเวศวิทยา และจีโนม”
ความเมตตากรุณาของไบรโอไฟต์
พืชเหล่านี้มีขนาดเล็กและมีบทบาทสำคัญมากในระบบนิเวศ นั่นคือการดูดซับ
“พวกมันสามารถดักจับความชื้นจากฝนหรือแม้แต่หมอก กักเก็บฝนส่วนเกิน และป้องกันน้ำท่วมและการพังทลายของดิน” Salazar Allen อธิบาย “ในป่าเมฆ พวกมันทำหน้าที่เป็นฟองน้ำและเป็นแหล่งน้ำสำรองสำหรับป่าและแหล่งน้ำใต้ดิน พวกเขายังจับและจัดเก็บและรีไซเคิลน้ำและสารอาหารสำหรับป่าและให้ที่พักพิงและอาหารสำหรับสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังจำนวนมาก” เธอกล่าวเสริม
นอกจากนี้ ไบรโอไฟต์ยังช่วยวางรากฐานสำหรับพืชชนิดใหม่ที่จะเติบโตในช่วงแรกของการสืบทอดทางนิเวศวิทยา เมื่อระบบนิเวศผ่านความปั่นป่วนและเริ่มงอกใหม่ เช่น หลังภูเขาไฟระเบิด ไฟป่า การตัดไม้ทำลายป่า ความเสื่อมโทรม ฯลฯ ไบรโอไฟต์แพร่กระจายอย่างรวดเร็วด้วยสปอร์ของพวกมัน และทำให้พื้นผิวดินมีเสถียรภาพ ลดการกัดเซาะและการระเหยของน้ำ
โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแคนาดาและสหราชอาณาจักร มีการศึกษาเพิ่มเติมมากมายเกี่ยวกับไบรโอไฟต์และความสำคัญของพวกมัน เนื่องจากความอุดมสมบูรณ์ของพวกมัน “ในภูมิภาคนอร์ดิกมีกลุ่มที่หลากหลายกว่า พวกมันครอบคลุมพื้นผิวมากขึ้นและบทบาททางนิเวศวิทยาของพวกเขามีความชัดเจนมากขึ้น” บียาร์เรอัลอธิบาย “ตัวอย่างเช่น พีทมอส โดยเฉพาะอย่างยิ่งสายพันธุ์Sphagnumครอบคลุม 8% ของอาณาเขตของจังหวัดควิเบก ซึ่งมีพื้นที่ประมาณ 11.6 ล้านเฮกตาร์” เขากล่าวเสริม พีทมอสเป็นอ่างกักเก็บคาร์บอนที่มีประสิทธิภาพ ซึ่งเป็นแหล่งกักเก็บธรรมชาติที่สะสมและเก็บคาร์บอนไว้อย่างไม่มีกำหนด ซึ่งได้รับความสนใจอย่างมากในการต่อสู้กับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ
แต่ในขณะที่ไบรโอไฟต์ได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางมากขึ้น และประโยชน์ทางนิเวศวิทยาของพวกมันเป็นที่รู้จักกันดีในซีกโลกเหนือ แต่ในเขตร้อน พวกมันไม่เป็นที่นิยมในหมู่นักวิจัยเท่ากับไม้ดอก
“พวกมันไม่ได้เป็นตัวแทนของสิ่งมีชีวิตต่อหน่วยพื้นที่ที่มีอยู่มากมาย ยกเว้นในพื้นที่ภูเขา ซึ่งให้ความรู้สึกว่าบทบาททางนิเวศวิทยาของพวกมันนั้นน้อยกว่า” บียาร์เรอัลกล่าว “มีคนน้อยลงที่ศึกษาไบรโอไฟต์ และการจัดหาเงินทุนก็หายาก เมื่อเร็ว ๆ นี้เพื่อนร่วมงานบางคนใน Universidad Autónoma de Chiriquí (UNACHI) ได้เริ่มผลักดันการศึกษาไบรโอไฟต์ในภูมิภาค Chiriquí ซึ่งมีความอุดมสมบูรณ์และหลากหลายมากขึ้น”
นักชีววิทยา Iris Fossatti ซึ่งเป็นนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาของ UNACHI ได้ตีพิมพ์บทความในนิตยสารวิทยาศาสตร์Phytotaxaในปี 2020 โดยบรรยายถึงต้นตับใหม่ของสกุล Lejeuneaceae ซึ่งเธอระบุในจังหวัด Chiriquí ประเทศปานามา เธอตั้งชื่อสายพันธุ์ใหม่Ceratolejeunea panamensisเพื่อเป็นเกียรติแก่ประเทศที่พบ
สำหรับตอนนี้ ไบรโอไฟต์ในเขตร้อนถูกคุกคามอย่างแน่นอนเนื่องจากขาดข้อมูลและการวิจัย
Salazar Allen กล่าวว่า “พวกมันเป็นสิ่งมีชีวิตต้นแบบที่น่าสนใจที่เราควรศึกษาเนื่องจากการปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมในปัจจุบันและการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากภาวะโลกร้อน “เรายังมีอะไรอีกมากมายให้เรียนรู้เกี่ยวกับความหลากหลายของพวกมันในเขตร้อน วิวัฒนาการ การพัฒนา นิเวศวิทยา และสายวิวัฒนาการ”
ในระหว่างนี้ เราจะป้องกันพวกเขาได้อย่างไร? คำตอบง่ายๆ คือ การรักษาความหลากหลายทางชีวภาพ “สิ่งสำคัญคือต้องอนุรักษ์ระบบนิเวศทั้งหมด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในภูเขา รักษาอากาศและน้ำจากแม่น้ำและลำธารให้อยู่ในสภาพที่บริสุทธิ์” บียาร์เรอัลกล่าว
การสกัดเป็นภัยคุกคามอย่างใหญ่หลวงต่อไบรโอไฟต์เช่นกัน แม้แต่สิ่งที่ดูเหมือนไม่เป็นอันตรายอย่างตะไคร่น้ำสำหรับฉากการประสูติคริสต์มาส ในแต่ละปีส่งผลให้มีความต้องการมอสเพิ่มขึ้น การสกัดมอสจำนวนมากสำหรับฉากการประสูติอาจทำลายไบรโอไฟต์ทั้งสายพันธุ์
ซัลลาซาร์ อัลเลนกล่าวว่าการควบคุมการท่องเที่ยวเชิงนิเวศในพื้นที่คุ้มครองที่ดีเป็นสิ่งสำคัญ เช่นเดียวกับการปกป้องความหลากหลายทางชีวภาพ เช่นเดียวกับการศึกษา
“ถ้าเด็กๆ รู้มากขึ้นเกี่ยวกับไบรโอไฟต์และความสำคัญของพวกมันที่มีต่อป่าไม้และสัตว์ที่อาศัยอยู่ที่นั่น พวกเขาจะมีส่วนช่วยในการอนุรักษ์พวกมัน” เธอประกาศ
เธอชี้ให้เห็นว่าการระบาดใหญ่ได้ช่วยรักษาสภาพแวดล้อมของป่าไม้และความหลากหลายของสัตว์และพืช เนื่องจากมีผู้คนเข้าป่าน้อยลงเนื่องจากข้อจำกัดในการเคลื่อนไหวและมีความเสี่ยงสูงที่จะติดเชื้อ “ในทางกลับกัน มันส่งผลกระทบต่อความสามารถของเราในการออกไปศึกษาและตรวจสอบไบรโอไฟต์ในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติของพวกมัน หวังว่าเราจะสามารถกลับเข้าไปในสนามได้ในไม่ช้า” เธอกล่าว
