เชื่อหรือไม่? พืชตระกูลถั่วกำลังจะครองป่าสมัยใหม่

ในปัจจุบัน พื้นที่ป่าไม้ส่วนใหญ่ เป็นป่าที่กำลังฟื้นตัวจากป่าดั้งเดิมที่ถูกตัดไปในอดีต ซึ่งสังคมของพืชที่งอกขึ้นมาใหม่มักจะมีความแตกต่างจากเดิม

นักวิทยาศาสตร์พบว่าพื้นที่มากมายบริเวณเขตศูนย์สูตรที่ป่าดิบแล้งกำลังมีพืชกลุ่มหนึ่งเพิ่มจำนวนขึ้นอย่างเห็นได้ชัดนั่นคือ พืชตระกูลถั่ว

เชื่อว่าหลายๆคนคงรู้จักพืชตระกูลถั่วผ่านบทเรียนช่วงประถมหรือมัธยมว่าพวกมันมีปมราก สามารถตรึงแก๊สไนโตรเจนจากอากาศ ช่วยเพิ่มความอุดมสมบูรณ์ให้กับดิน เหมาะกับการเอามาปลูกสลับกับพืชผลทางเกษตรอื่นๆ

แต่ว่าพืชตระกูลถั่วยังมีอะไรน่าสนใจมากกว่านี้

เวลาพูดถึงพืชตระกูลถั่ว เรามักจะนึกถึงพืชล้มลุกที่ปลูกกันตามไร่ เช่น ถั่วเขียว ถั่วเหลือง ถั่วฝักยาว และถั่วอื่นๆ อีกมากมาย แต่ว่าพืชตระกูลถั่ว (Family Leguminosae) จริงๆแล้วครอบคลุมพืชอีกมากมายหลายชนิดและ มีจำนวนไม่น้อยที่เป็นไม้ยืนต้นขนาดใหญ่ และถือเป็นไม้ป่าเด่นกลุ่มหนึ่งในป่าเขตร้อนเลย

ตัวอย่างพืชตระกูลถั่วที่เป็นไม้ยืนต้นและมีใบประกอบแบบขนนกที่เห็นได้ทั่วไปได้แก่ จามจุรี หางนกยูงฝรั่ง นนทรี ไมยราพยักษ์ มะขาม มะค่าโมง ชิงชัน ประดู่ ฯลฯ

คำถามคือแล้วทำไมพืชตระกูลถั่วถึงประสบความสำเร็จเป็นพิเศษในป่าดิบแล้งเหล่านี้?

ปัจจัยจำกัดสำคัญสำหรับความสำเร็จในป่าชนิดนี้คือ น้ำและสารอาหาร พืชชนิดไหนที่สามารถจัดหาและใช้ทรัพยากรสองอย่างนี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพที่สุด มักจะมีโอกาสเจริญงอกงามล้ำหน้าพืชชนิดอื่นๆได้ง่าย

การที่พืชตระกูลถั่วมีแบคทีเรียในปมรากคอยตรึงไนโตรเจนในอากาศให้ส่งผลให้พวกมันแก้ปัญหาเรื่องสารอาหารขาดแคลนได้ดีกว่าพืชกลุ่มอื่น แต่ว่าการตรึงไนโตรเจนยังมีประโยชน์อื่นๆอีกที่ล้ำลึกอยู่อีก

ในช่วงแรกของฤดูฝน พืชตระกูลถั่วสามารถแตกใบใหม่ได้รวดเร็วกว่า โดยใช้ไนโตรเจนจากปมราก ในขณะที่พืชอื่นต้องรอให้ฝนตกจนดินชุ่มชื้นและไนโตรเจนในดินสามารถถูกดูดซับเข้าไปได้

ไนโตรเจนเหล่านี้เป็นวัตถุดิบสำคัญในการสร้างโปรตีนสำหรับกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง โดยเฉพาะเอนไซม์ที่ทำหน้าที่ตรึงคาร์บอนไดออกไซด์ ทำให้การแพร่ของคาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศเข้าสู่ใบสามารถเกิดได้อย่างรวดเร็ว แม้ว่าปากใบจะไม่เปิดกว้างมาก ช่วยลดการคายน้ำได้มหาศาล

นอกเหนือจากปมราก อีกลักษณะหนึ่งของพืชตระกูลถั่วที่มีประโยชน์ต่อการดำรงชีวิตในพื้นที่แห้งแล้งก็คือ ใบที่มีขนาดเล็ก

พืชตระกูลถั่วส่วนใหญ่มีใบประกอบแบบขนนก หรือขนนกสองชั้น ประกอบด้วยก้านใบยาวๆ ที่มีแผ่นใบย่อยเล็กๆติดอยู่มากมาย (ตัวอย่างหนึ่งที่นึกภาพได้ไม่ยากคือใบมะขาม)

แผ่นใบขนาดเล็กนี้ช่วยให้พืชสามารถระบายความร้อนได้อย่างรวดเร็ว เพราะในป่าดิบแล้ง แสงแดดที่รุนแรงสามารถเพิ่มอุณหภูมิใบไม้ได้อย่างรวดเร็ว ต่อให้แลกเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ได้มีประสิทธิภาพแค่ไหน ถ้าใบร้อนขึ้นมากๆ พืชก็ต้องยอมคายน้ำเพื่อลดอุณหภูมิอยู่ดี

ความสามารถในการระบายความร้อนนั้นจำเป็นมากในการรักษาน้ำ แผ่นใบขนาดเล็กของพืชตระกูลถั่วจึงมีความสำคัญไม่แพ้แบคทีเรียในปมรากเลย

ข้อมูลการศึกษาป่าเขตร้อนโลกใหม่ (Neotropics) ได้แสดงให้เห็นชัดเจนว่าพืชตระกูลถั่วกลุ่มที่มีใบประกอบขนนกสองชั้นมีจำนวนเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดในป่าที่กำลังเริ่มฟื้นตัวจากการรบกวน

สังคมสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศมีการเปลี่ยนแปลงอยู่เรื่อยๆ ตามสภาพแวดล้อมที่ไม่คงที่ โดยเฉพาะในยุคปัจจุบันที่มนุษย์เราได้เข้ามารบกวนธรรมชาติมากอย่างไม่เคยมีมาก่อน  สิ่งมีชีวิตบางกลุ่มอาจจะมีจำนวนเพิ่มขึ้น บางกลุ่มอาจจะมีจำนวนลดลง ขึ้นอยู่กับว่าสามารถปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมใหม่ได้ดีแค่ไหน

การคัดเลือกโดยธรรมชาติ รวมถึงกลไกอื่นๆของวิวัฒนาการ เกิดขึ้นตลอดเวลา ป่ายุคปัจจุบัน ที่กำลังรักษาตัวจากบาดแผลเก่าของการตัดไม้ทำลายป่า กลายมาเป็นโอกาส ให้พืชตระกูลถั่วสามารถขึ้นมาเป็นกลุ่มที่ประสบความสำเร็จ

ส่วนอนาคตในระยะยาวจะเป็นอย่างไร เราคงต้องติดตามกันต่อไป

บทความโดย  อาจวรงค์  จันทมาศ

อ้างอิง

Gei, Maga, et al. “Legume abundance along successional and rainfall gradients in Neotropical forests.” Nature ecology & evolution (2018): 1.