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

เมื่อไต้หวันเปลี่ยนจักรยานยนต์นับแสนคันเป็น สกู๊ตเตอร์ไฟฟ้า เพื่อแก้ปัญหา PM 2.5 อย่างยั่งยืน

 Gogoro สตาร์ทอัพ สกู๊ตเตอร์ไฟฟ้า ที่ทำให้ชาวไต้หวันเปลี่ยนมาใช้ สกู๊ตเตอร์ไฟฟ้า แทนจักรยานยนต์เชื้อเพลิงฟอสซิล ด้วยการสร้างสถานีสลับแบตเตอรี เกือบ 2,000 แห่งทั่วประเทศ ไต้หวันมีประชากรเพียง 23 ล้านคน ในขณะที่มีจำนวนสกู๊ตเตอร์ทั่วประเทศอยู่ถึง 14 ล้านคัน เท่ากับว่าในประชากร 2 คน หนึ่งคนเป็นเจ้าของสกู๊ตเตอร์ สกู๊ตเตอร์คือมอเตอร์ไซต์ขนาดเบา ที่มีล้อเล็ก ทำให้สามารถใช้งานในเมืองได้สะดวกกว่ามอเตอร์ไซต์ขนาดปกติ แต่อย่างไรก็ตามสกู๊ตเตอร์เหล่านี้ขับเคลื่อนด้วยน้ำมันปิโตรเลียม เชื้อเพลิงฟอสซิลไม่ต่างกัน ข้อพิสูจน์ทางวิทยาศาสตร์ระบุออกมานานนับศตวรรษแล้วว่า สภาวะเรือนกระจกจากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ที่ถูกปล่อยออกมาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล ส่งผลกระทบรุนแรงต่อภูมิอากาศโลก ด้วยการเข้าไปปกคลุมชั้นบรรยากาศ ส่งผลให้อุณหภูมิสูงโลกขึ้นเรื่อย ๆ นอกจากนี้ ฝุ่นพิษ PM 2.5 ความเลวร้ายทางสภาพอากาศล่าสุดที่คนไทยส่วนใหญ่เพิ่งทำความรู้จักและตระหนักเมื่อไม่กี่ปีมานี้ ก็มีสาเหตุหนึ่งมาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลในระบบคมนาคมเช่นกัน ดังนั้นประเทศที่มีขนาดเล็กกว่าไทยถึง 14 เท่าอย่างไต้หวัน แต่มีจำนวนจักรยานยนต์น้อยกว่าเพียงไม่กี่ล้านคัน (ประเทศไทยมีจำนวนจักรยานประมาณ 20 ล้านคัน) จึงประสบปัญหาภาวะทางอากาศอย่างรุนแรงเช่นกัน มีการคาดการณ์ว่ามลพิษ PM 2.5 ของไต้หวันกว่า 20 เปอร์เซ็นต์มาจากจักรยานยนต์ แม้โดยทั่วไปแล้วพวกมันจะปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์น้อยกว่ารถยนต์และประหยัดน้ำมันมากกว่า แต่ก็ปล่อยไฮโดรคาร์บอนมากกว่าซึ่งจะสร้างหมอกควันไนโตรเจนออกไซด์และคาร์บอนมอนอกไซด์ แต่นั่นคืออดีต… […]

คู่มือเอาชีวิตรอด

สัมผัสกับประสบการณ์เอาชีวิตรอดจากสถานการณ์อันตรายของบรรดานักสำรวจหน้าใหม่ เพื่อย้ำเตือนถึงความมีสติอยู่ทุกเมื่อระหว่างการสำรวจ แม้คุณเองจะเป็นผู้เชี่ยวชาญก็ตาม

World Update: ความโลภของมนุษย์ทำ ดินเสื่อมโทรม ร้อยละ 40

รายงานยูเอ็นเผย มนุษย์ทำให้ ดินเสื่อมโทรม ลงอย่างที่สุดถึงร้อยละ 40 ทั่วโลกเนื่องจาก ‘ความโลภที่ไม่รู้จักพอ’  ตามรายงาน Global Land Outlook ฉบับที่ 2 จากอนุสัญญาสหประชาชาติว่าด้วยการต่อต้านการแปรสภาพเป็นทะเลทราย (UNCCD) ระบุว่าผืนดินทั่วโลกมีคุณค่าลดลงกว่าร้อยละ 40 นั่นหมายความว่าแผ่น ดินเสื่อมโทรม ลง มีความอุดมสมบูรณ์ลดลง เก็บคาร์บอนได้น้อยลง สุขภาพโดยรวมลดลง และรองรับการเพาะปลูกหรือสิ่งมีชีวิตได้น้อยลง คณะทำงานใช้เวลากว่า 5 ปีในการสำรวจภูมิประเทศต่างๆ โดยรายงานระบุว่าการเพาะปลูกเป็นสาเหตุใหญ่และใช้พื้นที่มากที่สุดของปัจจัยทั้งหมด ผืนดินกว่าร้อยละ 70 ของพื้นที่เกษตรกรรมของโลกถูกควบคุมโดย ’ธุรกิจ’ ทำฟาร์มเพียงร้อยละ 1 ในขณะที่ฟาร์มกว่าร้อยละ 80 ที่เหลือ ถูกจำกัดอยู่ในพื้นที่เพียง 0.02 ตารางกิโลเมตร  การผลิตอาหารบนผืน ดินเสื่อมโทรม ลงจะยากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากดินจะหมดสภาพอย่างรวดเร็วและจะส่งผลกระทบเป็นลูกโซ่ต่อเนื่องให้เกิดการสูญเสียความหลากหลายทางชีวภาพไม่ว่าจะพืชหรือสัตว์ และทำให้วิกฤตสภาพอากาศรุนแรงขึ้นเนื่องจากโลกถูกลดการดูดซับและกักเก็บคาร์บอนลง หากปราศจากการแก้ไข ภายในปี 2050 พื้นที่รวมขนาด 16 ล้านตารางกิโลเมตรหรือมีขนาดเท่าทวีปอเมริกาใต้จะกลายเป็นผืนดินที่เสื่อมโทรม นอกจากนี้การบริโภคอื่นๆ เช่นเสื้อผ้าก็มีส่วนในการสร้างความเสื่อมโทรมเช่นกันเพราะผืนดินถูกใช้ไปกับการปลูกพืชเพื่อเอาเส้นใยไปทอผ้าเป็นแฟชั่นที่ใส่ครู่เดียวแล้วโยนทิ้ง ความต้องการที่ไม่เคยถูกเติมเต็มทำให้โลกยากจะแบกรับไหว ผู้เชี่ยวชาญหลายฝ่ายเรียกร้องให้มีการแก้ไขอย่างเร่งด่วน […]

ขยะพลาสติกในทะเล จะมีจำนวนหลายร้อยตันในปี 2040 หากไม่มีมาตรการแก้ไขใดๆ

แผนการณ์อันทะเยอทะยานที่ใช้เวลาสร้างขึ้นกว่า 2 ปี อาจเป็นทางแก้ปัญหา ขยะพลาสติกในทะเล ได้ มีการคาดว่าจำนวน ขยะพลาสติกในทะเล ที่ไหลลงสู่มหาสมุทรในทุกปีจะเพิ่มขึ้นเป็นสามเท่าในปี 2040 หรือคิดเป็นจำนวนกว่า 29 ล้านเมตริกตัน งานวิจัยใหม่ที่ใช้เวลาศึกษากว่า 2 ปี แสดงให้เห็นถึงความล้มเหลวของการรณรงค์เพื่อจำกัดมลพิษจากพลาสติก และมีการให้คำแนะนำถึงแผนอันทะเยอทะยานในการลดขยะซึ่งไหลลงสู่ทะเลเป็นส่วนใหญ่ ไม่มีผู้ใดทราบชัดเจนว่าพลาสติกซึ่งไม่สามารถทำลายได้เหล่านี้รวมตัวในทะเลมากน้อยเพียงใด โดยการคาดการณ์ที่ดีที่สุดในปี 2015 มีจำนวนอยู่ที่ 150 เมตริกตัน หากอนุมานว่าพลาสติกเหล่านี้ยังคงอยู่เหมือนเดิม งานศึกษาคาดการณ์ว่าจะมีปริมาณเพิ่มขึ้นเป็น 600 เมตริกตันในปี 2040 โครงการที่พัฒนาโดยกองทุนเพื่อการกุศลพิว (Pew Charitable trusts) และบริษัท SYSTEMIQ สถาบันคลังสมองด้านสิ่งแวดล้อมในกรุงลอนดอนได้เรียกร้องให้อุตสาหกรรมผลิตพลาสติกระดับโลกเปลี่ยนการผลิตสู่ระบบเศรษฐกิจหมุนเวียน (Circular Economy) ที่ประกอบไปด้วยการนำกลับมาใช้ใหม่ (Reuse) และรีไซเคิล ซึ่งถ้าเกิดขึ้นได้จริง ผู้เชี่ยวชาญของสถาบันกล่าวว่าการไหลของพลาสติกสู่มหาสมุทรอาจลดลงถึงร้อยละ 80 ในช่วงสองทศวรรษข้างหน้า แต่ถ้าเริ่มต้นการเปลี่ยนผ่านช้าไป 5 ปี ก็จะมีขยะพลาสติกเพิ่มเติมว่า 80 เมตริกตันลงสู่ชายฝั่ง โดยร่างแผนที่ชื่อว่า System Change Scenario […]