เรือนยอดของต้นไม้ ในป่ามักไม่บดบังกัน เหตุผลที่อยู่เบื้องหลังเรื่องนี้คืออะไร

เรือนยอดของต้นไม้ ช่วยป้องกันโรคระบาดในพืช

เรือนยอดของต้นไม้ ในป่าล้วนรักษาระยะห่างจนเกิดเป็นช่องว่าง เรียกว่า เรือนยอดไม่บดบังกัน (crown  shyness) ซึ่งช่วยให้ต้นไม้สามารถแบ่งปันทรัพยากร และควบคุมการระบาดของโรค

เดือนมีนาคม ค.ศ. 1982 ในวันที่อากาศอบอุ่น ฟรานซิส “แจ็ก” พุตซ์ (Francis “Jack” Putz) นักชีววิทยา เดินทางเข้าไปในป่าต้นโกงกางที่มี เรือนยอดของต้นไม้ เพื่อหลบหลีกจากความร้อนในช่วงบ่าย ด้วยความง่วงจากอาหารมื้อเที่ยง และการทำงานภาคสนามในอุทยานแห่งชาติ กัวนากัสเต ประเทศคอสตาริกา อย่างหนัก พุตซ์จึงตัดสินใจงีบหลับระหว่างวัน

ขณะที่เขามองขึ้นไปบนท้องฟ้า สายลมพัดยอดโกงกางที่อยู่เหนือเขาไหวเอนไปมา ทำให้กิ่งก้านสาขาของต้นไม้ที่อยู่ใกล้เคียงก่ายเข้าหากัน ใบไม้และกิ่งไม้ที่อยู่ขอบนอกสุดของเรือนยอดหักลง พุตซ์สังเกตเห็นว่าการตัดแต่งกิ่งซึ่งกันและกันนี้ทิ้งร่องรอยของพื้นที่ว่างบนเรือนยอด

เครือข่ายของยอดไม้ที่เรียกว่า Crown Shyness ได้รับการบันทึกไว้ในป่าทั่วโลก จากป่าโกงกางของคอสตาริกาไปจนถึงต้นการบูรบอร์เนียวที่สูงตระหง่านของมาเลเซีย มีช่องว่างระหว่างพุ่มไม้เขียวขจี แต่นักวิทยาศาสตร์ยังไม่เข้าใจอย่างถ่องแท้ว่า เหตุใดยอดไม้จึงไม่ยอมให้เกิดการบดบังกัน

พุตซ์ให้เหตุผลว่า ต้นไม้ต้องการพื้นที่ว่างซึ่งกันและกัน เพื่อใช้ในแผ่กิ่งก้าน และดูเหมือนว่าลมจะมีบทบาทสำคัญในการช่วยให้ต้นไม้จำนวนมากรักษาระยะห่างระหว่างกันได้ การแบ่งแยกพื้นที่ว่างระหว่างกิ่งก้านของแต่ละต้น อาจช่วยเพิ่มการเข้าถึงทรัพยากรของพืช เช่น แสง อีกทั้งช่วยขัดขวางการแพร่กระจายของแมลงที่กัดกินใบ เถาวัลย์ กาฝาก หรือโรคติดเชื้ออื่น ๆ

เม็ก โลว์แมน (Meg Lowman) นักชีววิทยาป่าไม้และผู้อำนวยการมูลนิธิ TREE กล่าวว่า อาจเป็นรูปแบบของการรักษาระยะห่างทางสังคม “เมื่อเกิดการเว้นที่ว่างระหว่างกัน มันก็สามารถเพิ่มผลผลิตได้” เธอกล่าวและเสริมว่า “นั่นคือความงดงามของความโดดเดี่ยว… ต้นไม้กำลังปกป้องสุขภาพของตัวเอง”

เรือนยอดของต้นไม้, ป่าไม้, การปกคลุมเรือนยอด, เรือนยอด, ต้นไม้

การแข่งขันบนยอดไม้

แม้ว่าคำอธิบายเกี่ยวกับความ Crown Shyness ปรากฏในวรรณกรรมทางวิทยาศาสตร์ตั้งแต่ทศวรรษ 1920 หลายปีหลังจากนั้น นักวิทยาศาสตร์เริ่มเสาะหาสาเหตุของปรากฏการณ์นี้อย่างเป็นระบบ ในตอนแรก นักวิทยาศาสตร์บางคนตั้งสมมติฐานว่า ต้นไม้ไม่สามารถเติมเต็มช่องว่างระหว่างต้นได้ เนื่องจากขาดแสงแดด ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญต่อการสังเคราะห์แสง จึงส่งผลให้ยอดไม้ของแต่ละต้นไม่เจริญจนซ้อนทับกัน

อย่างไรก็ตาม ทีมงานของพุตซ์ได้ตีพิมพ์งานวิจัยใน ค.ศ. 1984 แสดงให้เห็นว่า ในบางกรณี Crown shyness อาจเป็นผลมาจากการแย่งชิงพื้นที่ระหว่างต้นไม้ ที่มีสายลมเป็นปัจจัยร่วม โดยการแตกกิ่งก้านใหม่ และปกป้องพื้นที่จากต้นข้างเคียง ในการวิจัยของพวกเขาที่สังเกตการปกคลุมเรือนยอดของต้นโกงกาง พบว่า ยิ่งต้นต้นโกงกางพริ้วไหวตามแรงลมมากเท่าไร ระยะห่างระหว่างเรือนยอดยิ่งมากขึ้นตามไปด้วย ซึ่งการค้นพบครั้งนี้ช่วยอธิบายเรื่องรูปทรงของเรือนยอด

ประมาณสองทศวรรษต่อมา ทีมงานที่นำโดยมาร์ก รุดนิกกิ (Mark Rudnicki) นักชีววิทยาจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมิชิแกน ได้สำรวจและวิจัยต้นสนลอดจ์ในอัลเบอร์ตา ประเทศแคนาดา พบว่า ป่าไม้ที่เผชิญลมแรงมักเต็มไปด้วยต้นไม้สูง และต้นไม้ที่สูงใกล้เคียงกันมักมี Crown shyness เมื่อรุดนิกกิและทีมงานของเขาทดลองใช้เชือกไนลอน เพื่อป้องกันไม่ให้พุ่มต้นสนที่อยู่ใกล้เคียงชนกัน พืชเหล่านั้นก็แตกยอดและแผ่กิ่งเข้าไปในพื้นที่ช่องว่างระหว่างต้น เพื่อให้เกิดระยะห่างที่พอดี

นักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ ตั้งข้อสังเกตว่า ต้นไม้อาจมีหลายวิธีในการแผ่กิ่งก้านในชั้นเรือนยอด และบางต้นอาจต้านทานแรงลมได้น้อยกว่าต้นอื่น ๆ ตัวอย่างเช่น Rudnicki กล่าวว่า ต้นไม้บางต้นอาจเรียนรู้ที่จะไม่เจริญส่วนปลายยอด เนื่องจากใบใหม่ที่งอกออกมา ต้องถูกลิดทิ้งไปตามแรงลมและเสียดสีกับต้นข้างเคียงจนหลุดร่อน

ต้นไม้หลีกเลี่ยงความเสียหายที่ไม่จำเป็นได้ Inés Ibáñez นักนิเวศวิทยาป่าไม้แห่งมหาวิทยาลัยมิชิแกน กล่าว “การงอกใหม่เป็นเหมือนค่าใช้จ่ายที่ต้องลงทุนสำหรับพืช… มันเหมือนกับการที่ต้นไม้ต้องแข่งขัน เพราะฉะนั้นอย่าเติบโต เพราะมันไม่คุ้มค่า”

ต้นไม้บางชนิดอาจใช้ประสาทสัมผัสพิเศษเพื่อตรวจจับสารเคมีที่ออกมาจากต้นใกล้เคียง “มีงานวิจัยที่อธิบายถึงเรื่องการรับรู้ของต้นไม้ต่อต้นอื่น ๆ ที่อยู่โดยรอบ” Marlyse Duguid นักป่าไม้ และพืชสวน แห่งมหาวิทยาลัยเยล กล่าว ข้อมูลเกี่ยวกับการสื่อสารทางเคมีในไม้ยืนต้นมีน้อยมาก แต่ถ้าต้นไม้สามารถรับรู้ หรือสื่อสารซึ่งกันและกันได้ พวกมันอาจสามารถหยุดการเติบโตของทรงพุ่มได้ก่อนเข้าปะทะกัน

ประโยชน์ของการมีพื้นที่ส่วนตัว

“ใบไม้เปรียบเสมือนอวัยวะที่ล้ำค่าที่สุดของต้นไม้ เพราะถ้าใบไม้ทั้งพวงหลุดร่วงออกไป นั่นถือเป็นหายนะที่เลวร้ายสำหรับต้นไม้” โลว์แมน กล่าว
ไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะศึกษา Crown shyness ของป่า ซึ่งเป็นส่วนยอดของพืชที่สูงที่สุดในโลก โลว์แมนหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์เพียงไม่กี่คน ที่ศึกษาการปกคลุมเรือนยอดของต้นไม้ สำรวจและเก็บข้อมูลยอดไม้ โดยใช้ทักษะการปีน การทรงตัว และความกล้าหาญไม่น้อย “ปัจจัยที่จำกัดคือ เราไม่สามารถจัดการกับแรงโน้มถ่วง เพื่อไปยังสถานที่เหล่านั้นได้ อย่างไรก็ตาม ถ้าเราไม่ศึกษาเรื่องนี้ ก็เปรียบได้ว่าเราไม่เข้าใจภาพของต้นไม้ทั้งหมด” โลว์แมน กล่าว

เรือนยอดของต้นไม้เต็มไปด้วยชีวิตและความหลากหลายทางชีวภาพ ส่วนใหญ่ยังไม่ถูกสำรวจ โดยเฉพาะอย่างยิ่งพื้นที่ป่าเขตร้อน “โชคดีที่เรื่องของ Crown shyness ไม่ใช่สิ่งที่คุณต้องขึ้นเครื่องบินเพื่อดู มันเกิดขึ้นรอบ ๆ ตัว และเป็นสิ่งที่ดีสำหรับผู้คน ที่จะแหงนหน้ามองขึ้นไปดูบ้าง” พุตซ์กล่าว

เรื่อง: KATHERINE J. WU
ภาพถ่าย: IAN TEH, เนชั่นแนล จีโอกราฟฟิก

***แปลและเรียบเรียงโดย พชร พงศ์ยี่ล่า

โครงการนักศึกษาฝึกงาน กองบรรณาธิการ นิตยสารเนชั่นแนล จีโอกราฟฟิก ฉบับภาษาไทย


เรื่องอื่นๆ ที่น่าสนใจ : ประเภทของป่าไม้

เรื่องแนะนำ

ดอยหลวงเชียงดาว 2 ปี หลังไฟป่าครั้งใหญ่ อัศจรรย์ธรรมชาติในการฟื้นฟูตัวเอง

ดอยหลวงเชียงดาว เกือบ 2 ปี หลังไฟป่าครั้งใหญ่ ติดตามนักอนุรักษ์ไปสำรวจการฟื้นตัว หลังปิดผืนป่าไม่ให้มนุษย์ขึ้นไปรบกวนการฟื้นฟูระบบนิเวศน์ของธรรมชาตินานกว่า 1 ปี เส้นทางคดเคี้ยวทอดยาวไปไกลสุดสายตา เบื้องหน้าคือผืนป่าที่โอบอุ้มด้วยเมฆฝนอันชุ่มชื้น เรากำลังเดินเท้าขึ้นสู่ดอยหลวงเชียงดาว จังหวัดเชียงใหม่ เทือกเขาหินปูนที่สูงที่สุดของประเทศไทย และยอดเขาสูงอันดับ 3 รองจากดอยอินทนนท์และดอยผ้าห่มปก เมื่อ 2 ปีก่อน เกิดเหตุไฟป่าครั้งใหญ่ที่สุดในรอบหลายสิบปี ณ ดอยหลวงเชียงดาว สร้างความเสียหายให้ผืนป่าเกือบ 4,000 ไร่ ส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตหลากชนิดพันธุ์เป็นวงกว้าง และสร้างความหวาดหวั่นให้เหล่านักอนุรักษ์ว่าอาจนำไปสู่การสูญพันธุ์ของสัตว์ป่าและพืชพรรณอันเปราะบางบางชนิด กรมอุทยานแห่งชาติสัตว์ป่าและพันธุ์พืชจึงตัดสินใจปิดเส้นทางเดินศึกษาธรรมชาติดอยหลวงเชียงดาว ในเขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่าเชียงดาวอย่างไม่ลังเล เป็นเวลานานกว่า 1 ปี ไม่ให้มนุษย์ขึ้นไปรบกวนการฟื้นฟูระบบนิเวศน์ของธรรมชาติ และเพื่อเป็นการคุ้มครองแหล่งที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิต โดยการเดินทางสู่ดอยหลวงเชียงดาวของเราในครั้งนี้ เป็นการติดตามเจ้าหน้าที่กรมอุทยานแห่งชาติ สัตว์ป่า และพันธุ์พืช และทีมภาคีเรารักดอยหลวงเชียงดาว มาสำรวจการฟื้นตัวของธรรมชาติเขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่าเชียงดาว 2 ปี หลังไฟป่าขนาดมโหฬารลุกลามไปทั่วพื้นที่ เมื่อการเดินทางสิ้นสุดลง เราก็ประจักษ์ชัดแก่ใจว่า การเยียวยาและฟื้นฟูตัวเองของธรรมชาติ นั้นมหัศจรรย์กว่าที่มนุษย์คาดคิด 01 บ้านของพืชถิ่นเดียว นัยนา เทศนา นักวิชาการป่าไม้ชำนาญการ กลุ่มงานพฤกษศาสตร์ป่าไม้ กรมอุทยานแห่งชาติ […]

ชม ปะการังออกไข่ ความสวยงามของท้องทะเลไทยในช่วงเวลาสั้นๆ

เมื่อดวงอาทิตย์เริ่มลับขอบฟ้า ทีมนักวิจัยก็ดำดิ่งลงไปใต้ทะเลที่มืดมิดเพื่อเฝ้ารอ ปะการังออกไข่ ปะการังออกไข่ ปรากฏการณ์ที่พบดูได้ยากซึ่งเกิดขึ้นเพียงช่วงเวลาสั้นๆไม่กี่ครั้งต่อปี เมื่อปัจจัยสภาพแวดล้อมต่างๆ เช่นอุณหภูมิ แสงจันทร์ การไหลของกระแสน้ำ เป็นใจและส่งสัญญาณแก่ปะการังให้ปล่อยเซลล์สืบพันธุ์ออกมาในมวลน้ำพร้อมๆกันเพื่อผสมพันธุ์และให้กระแสน้ำพัดนำพาตัวอ่อนแพลงค์ตอนเล็กๆลอยออกไป โอกาสรอดชีวิตของแพลงก์ตอนนั้นไม่ได้มีเยอะในธรรมชาติจากสัตว์นักล่าเล็กใหญ่ที่มาเข้าร่วมงานเลี้ยงบุฟเฟ่ต์ประจำปี ก้อนเซลล์สืบพันธุ์สีชมพูขนาดจิ๋วนับไม่ถ้วนที่ผุดลอยช้าๆ ตามมวลน้ำบางส่วนจึงถูกเก็บไปใช้ในโครงการวิจัยการเพาะพันธุ์ปะการังแบบอาศัยเพศ ที่นำโดย ศ.ดร.สุชนา ชวนิชย์ รองผู้อำนวยการสถาบันวิจัยทรัพยากรทางน้ำ จุฬาฯ ก่อนที่จะถูกรีบนำส่งมาที่โรงเพาะปะการังบนเกาะแสมสารเพื่อทำการผสมในบ่อเพาะเลี้ยงตัวอ่อน เพื่อดูแลให้เติบโตและนำคืนสู่ท้องทะเลเพื่อฟื้นฟูแนวปะการังธรรมชาติเมื่อถึงวัย หลายคนอาจคุ้นเคยกับภาพของงานเพาะพันธุ์ปะการังด้วยการหักกิ่งที่มักออกตามสื่อต่างๆ แต่สิ่งที่แตกต่างกันคือการหักกิ่งเพาะชำที่สามารถสร้างปริมาณชิ้นปะการังได้เป็นจำนวนมาก แต่ไม่มีการเพิ่มความหลากหลายทางพันธุกรรมเนื่องจากชิ้นปะการังเหล่านี้ก็ล้วนต่างเหมือนร่างโคลนจากโคโลนี่ที่ถูกนำมาหักกิ่ง แต่การเพาะพันธุ์แบบอาศัยเพศเช่นการออกไข่นี้ จะเสริมสร้างความหลากหลายทางพันธุกรรมของปะการังได้มากกว่าซึ่งเป็นหัวใจสำคัญในการเสริมสร้างความสามารถในการฟื้นตัว (Resilience) ของแนวปะการังในธรรมชาติจากภัยคุกคามต่างๆ การเลือกใช้แต่ละเทคนิคก็ควรถูกพิจารณาจากลักษณะพื้นที่ ภัยคุกคาม และงบประมาณ แต่จากสภาพแวดล้อมของมหาสมุทรภายใต้สภาวะภูมิอากาศเปลี่ยนแปลงที่สภาวะท้องทะเลเป็นกรด การระบาดของโรคปะการัง และความถี่ของการฟอกขาวรุนแรงขึ้นเรื่อยๆ การเสริมสร้างความหลากหลายทางพันธุกรรมเพื่อเพิ่มความสามารถในการฟื้นตัวก็เป็นแนวทางสำคัญที่จะช่วยให้ระบบนิเวศที่สำคัญแต่เปราะบางของท้องทะเลอย่างแนวปะการังสามารถปรับตัวอยู่รอดต่อไปได้ในโลกที่เปลี่ยนแปลงไปของยุคปัจจุบัน เรื่องและภาพ ศิรชัย อรุณรักษ์ติชัย ติดตามผลงานเพิ่มเติมของศิรชัยที่ https://www.instagram.com/shinalodon/ Curated by เอกรัตน์ ปัญญะธารา อ่านเพิ่มเติม ชมหิมะใต้ท้องทะเล เมื่อปะการังผสมพันธุ์

ทะเล อันดามัน ของไทยกำลังป่วย

ไข่มุกเม็ดงามนาม อันดามัน กำลังเผชิญภัยคุกคามรอบด้าน ธรรมชาติจะยืนหยัดทัดทานได้อีกนานเพียงใด สัณฐาน อันดามัน ยํ่าคํ่าแล้วที่ “สุสานหอย” ในเขตอุทยานแห่งชาตินพรัตน์ธารา – หมู่เกาะพีพี ชายฝั่งทะเลอันดามันที่บ้านแหลมโพธิ์ อำเภอเมือง จังหวัดกระบี่ “สุสานหอยเป็นชั้นของแผ่นหินปูน ซึ่งมีซากของหอยขมนํ้าจืดปริมาณมากทับถมอยู่และปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์ยังพบซากเรณูและสปอร์ของพืชโบราณที่สามารถกำหนดอายุของสุสานหอยว่าอยู่ในช่วงประมาณ 20 – 40 ล้านปี” ดร.สกลวรรณ ชาวไชย อาจารย์ภาควิชาธรณีวิทยา คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย อธิบายให้กลุ่มนักศึกษาฟังระหว่างการออกภาคสนามในพื้นที่ อาจารย์สกลวรรณอธิบายต่อว่า ที่นี่เคยเป็นหนองนํ้าจืดขนาดใหญ่ มีหอยขมอาศัยอยู่จำนวนมาก ต่อมานํ้าทะเลไหลเข้าท่วมขังจนหินปูนใต้นํ้าทะเลอ่อนตัว หลอมรวมเอาเปลือกหอยใต้นํ้าเข้าเป็นเนื้อเดียว แปรสภาพเป็นแผ่นหินปูนแข็งที่มีซากหอยเกาะแน่นหนาราว 0.5 – 1 เมตร หากสังเกตลานหินของชั้นหอยจะพบแนวรอยแยกเป็นสองทิศทางได้ชัดเจน ซึ่งเป็นผลมาจากธรณีแปรสัณฐาน คำอธิบายการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาบริเวณชายฝั่งทะเล อันดามัน ทำให้ฉันนึกถึงเหตุการณ์สึนามิเมื่อวันที่ 26 ธันวาคม พ.ศ. 2547 ซึ่งเป็นพิบัติภัยที่เกิดจากพลังงานใต้พิภพปะทุจนแผ่นดินไหวรุนแรงแรงขยับแผ่นเปลือกโลกให้เคลื่อนที่ไปราวหนึ่งเซนติเมตร แต่ก็รุนแรงพอจะสร้างคลื่นยักษ์สูงกว่า 30 เมตรพุ่งเข้าปะทะชายฝั่ง กวาดกลืนทุกสิ่งจนราพณาสูรไปในชั่วพริบตา ผู้คนใน 14 ประเทศ ชายฝั่งมหาสมุทรอินเดียเสียชีวิตไปราว 130,000 […]