อาณาจักรพืช ประกอบด้วยสิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะอย่างไร และจำแนกได้กี่กลุ่ม

อาณาจักรพืช (Plant Kingdom) คือ 1 ใน 5 อาณาจักรหลักของสิ่งมีชีวิตบนโลกตามการจัดจำแนกทางอนุกรมวิธานวิทยา (Taxonomy) เป็นกลุ่มของสิ่งมีชีวิตที่มีอายุเก่าแก่ที่สุดกลุ่มหนึ่งบนโลก

สิ่งมีชีวิตใน อาณาจักรพืช ผ่านกระบวนการการวิวัฒนาการ และปรับเปลี่ยนโครงสร้างมามากมาย ทั้งการพัฒนาเนื้อเยื่อลำเลียงน้ำและอาหาร (Xylem & Phloem) และปากใบ (Stomata) ที่ใช้แลกเปลี่ยนก๊าซ รวมไปถึงการผลิตสารเคมีบางชนิด เช่น ลิกนิน (Liqnin) และคิวทิน (Cutin) ที่ทำให้พืชทนทานต่อสภาพแวดล้อม จนกระทั่งสามารถย้ายถิ่นฐานจากมหาสมุทรขึ้นมาอาศัยอยู่บนพื้นแผ่นดิน

อาณาจักรพืช, การจำแนกพืช, กลุ่มผู้ผลิต, พืชดอก, พืชโบราณ, ตระกูลของพืช, พืชประกอบด้วย — ภาพถ่าย Luca Bravo

ลักษณะสำคัญของสิ่งมีชีวิตในอาณาจักรพืช

– เป็นสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ (Multicellular) ที่รวมกลุ่มกันเป็นเนื้อเยื่อ (Tissue)

– มีเซลล์แบบยูคาลิโอต (Eucaryote) ที่มีเยื่อหุ้มนิวเคลียสเช่นเดียวกับเซลล์ของสัตว์

– มีผนังเซลล์ที่ประกอบด้วยเซลลูโลส (Cellulose) ซึ่งทำให้เซลล์แข็งแรงทนทานและมีรูปร่างแน่นอน

– มีรงควัตถุภายในเซลล์ เช่น คลอโรฟิลล์ (Chlorophyll) ในคลอโรพลาสต์ (Chloroplast) ที่ทำให้พืชสามารถสร้างอาหารเองได้จากกระบวนการสังเคราะห์แสง (Photosynthesis)

– มีวัฏจักรชีวิตแบบสลับ (Alternation of Generation) หรือระยะของการเจริญเติบโตและการสืบพันธุ์แบบสลับระหว่างระยะแกมีโทไฟต์ (Gametophyte) ที่เป็นการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศผ่านการผสมของสเปิร์มและไข่ ซึ่งก่อให้เกิดการสร้างเอมบริโอ (Embryo) หรือต้นอ่อน และระยะสปอโรไฟต์ (Sporophyte) ที่เป็นการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศผ่านการสร้างสปอร์

อาณาจักรพืชสามารถจำแนกพืชออกเป็น 4 กลุ่มหลัก 10 ไฟลัม (Phylum) ดังนี้

กลุ่มที่ 1 พืชไม่มีท่อลำเลียงหรือ “ไบรโอไฟต์” (Bryophyte)

กลุ่มพืชบกขนาดเล็กที่มีระยะแกมีโทไฟต์ยาวนานและเด่นชัดกว่าระยะสปอโรไฟต์ในวัฏจักรชีวิต ไม่มีลำต้น ราก และใบที่แท้จริง แต่อาศัยโครงสร้างที่เรียกว่า “ไรซอยด์” (Rhizoid) ทำหน้าที่ยึดเกาะ รวมถึงดูดน้ำและสารอาหาร

มีส่วนของโครงสร้างเป็นแผ่นคล้ายใบที่เรียกว่า “ทัลลัส” (Thallus) ซึ่งมีชั้นคิวทิเคิล (Cuticle) บาง ๆ ปกคลุมอยู่ อีกทั้ง ยังสามารถอาศัยน้ำเป็นตัวกลางในการปฏิสนธิ จึงมักพบพืชกลุ่มนี้ในพื้นที่ชื้นแฉะ ปัจจุบันพืชไม่มีท่อลำเลียงแบ่งออกเป็น 3 ไฟลัม ดังนี้

เฮพาโทไฟตา (Hepatophyta) : พืชในกลุ่มลิเวอร์เวิร์ท (Liverwort) มีลักษณะโครงสร้างเป็นแผ่นขนาดใหญ่ที่มีรอยแฉกอยู่ตามบริเวณขอบโดยรอบ ภายในเซลล์มีหยดน้ำมัน มีโครงสร้างของเซลล์สืบพันธุ์รูปร่างคล้ายล่มที่เรียกว่า “อาร์คีโกเนียม” (Archegonium) ทำหน้าที่สร้างไข่และ “แอนเทอริเดียม” (Antheridium) ทำหน้าที่สร้างสเปิร์ม สามารถสืบพันธุ์โดยไม่อาศัยเพศผ่านการสร้างเจมมาคัพ (Gemma Cup) ซึ่งสามารถเจริญขึ้นเป็นพืชต้นใหม่

แอนโทเซอโรไฟตา (Anthocerophyta) : พืชในกลุ่มฮอร์นเวิร์ท (Hornwort) มีลักษณะโครงสร้างเป็นแผ่นและมีรอยหยักตามบริเวณขอบ มีคลอโรพลาสต์ 1 หน่วยในเซลล์แต่ละเซลล์ทำหน้าที่สังเคราะห์แสง มีต้นสปอโรไฟต์ที่เรียวยาวคล้ายเขาสัตว์ซึ่งเจริญขึ้นมาจากต้นแกมีโทไฟต์

ไบรโอไฟตา (Bryophyta) : พืชในกลุ่มมอสส์ (Moss) มีโครงสร้างคล้ายลำต้น รากและใบซึ่งเรียงตัวรอบแกนกลางของโครงสร้าง ไม่มีท่อลำเลียง มีส่วนคล้ายรากยึดติดกับพื้นดินหรือซอกหินชื้นแฉะ ต้นสปอโรไฟต์มีก้านชูอับสปอร์ (Seta) และอับสปอร์ที่เรียกว่า “แคปซูล” (Capsule) อยู่ด้านบน โดยที่สปอร์สามารถปลิวไปตามกระแสลม ก่อนงอกเป็นต้นแกมีโทไฟต์ต้นใหม่ เมื่อตกถึงพื้นที่มีสภาพแวดล้อมเหมาะสม

กลุ่มที่ 2 พืชมีท่อลำเลียงไร้เมล็ดหรือ “เทอริโดไฟต์” (Pteridophyte)

กลุ่มพืชมีท่อลำเลียงกลุ่มแรกที่เริ่มมีวิวัฒนาการมาตั้งแต่ 400 ล้านปีก่อน เป็นกลุ่มพืชที่มีราก ลำต้น และใบที่แท้จริง มีท่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุ ในวัฏจักรชีวิตแบบสลับ ต้นแกมีโทไฟต์และต้นสปอโรไฟต์มีการเจริญแยกต้นกันหรืออาจอยู่รวมกันเป็นช่วงระยะเวลาสั้น ๆ โดยที่ต้นแกมีโทไฟต์จะมีช่วงชีวิตที่สั้นกว่าต้นสปอโรไฟต์ ปัจจุบันกลุ่มพืชมีท่อลำเลียงไร้เมล็ดแบ่งออกเป็น 2 ไฟลัม ดังนี้

ไลโคไฟตา (Lycophyta) : พืชในกลุ่มนี้บางชนิดสูญพันธุ์ไปแล้ว ขณะที่ชนิดพันธุ์ที่เหลืออยู่ในปัจจุบันเป็นพืชขนาดเล็ก มีลำต้น ราก และใบที่แท้จริง โดยที่ใบมีขนาดเล็กเรียกว่า “ไมโครฟิลล์” (Microphyll) มีเส้นใบ 1 เส้นที่ไม่แตกแขนง บริเวณปลายกิ่งมีกลุ่มของใบทำหน้าที่สร้างอับสปอร์ มีลำต้นใต้ดินที่เรียกว่า “ไรโซม” (Rhizome)

ส่วนที่เจริญเหนือพื้นดินมีทั้งชนิดที่ตั้งตรงและชนิดที่เลื้อยไปตามผิวหน้าดินหรือเกาะไปตามพืชชนิดอื่น (Epiphyte) ในการสร้างสปอร์สามารถจำแนกออกเป็น 2 ลักษณะ

– กลุ่มของไลโคโพเดียม (Lycopodium) เช่น สามร้อยยอดและหางสิงห์ที่สร้างสปอร์ซึ่งมีขนาดเดียวกันทั้งหมด (Homosporous)

– กลุ่มของซีแลกจิเนลลา (Selagenella) เช่น ตีนตุ๊กแกและกระเทียมน้ำ (Isoetes) มีการสร้างสปอร์ที่มีขนาดที่แตกต่างกันออกไป (Heterosporous)

เทอโรไฟตา (Pterophyta) : กลุ่มของพืชที่มีลำต้นขนาดเล็ก ไม่มีรากที่แท้จริง มีส่วนของทั้งลำต้นใต้ดินและเหนือพื้นดิน โดยที่ลำต้นเหนือดินสามารถทำหน้าที่สังเคราะห์แสง ลำต้นมีการแตกกิ่งเป็นคู่ (Dichotomous) มีอับสปอร์อยู่ที่บริเวณกิ่ง โดยมีลักษณะเป็นพูจำนวน 3-5 พู ต้นแกมีโทไฟต์มีขนาดเล็กและมีอายุสั้น

พืชในกลุ่มนี้ ได้แก่ หญ้าถอดปล้องและหวายทะนอย รวมไปถึงกลุ่มของเฟิร์น (Fern) ที่มีราก ลำต้น และใบที่แท้จริง มีเส้นใบที่แตกแขนง สามารถสร้างอับสปอร์รวมกันเป็นกลุ่มเรียกว่า “ซอรัส” (Sorus) อยู่บริเวณด้านล่างของแผ่นใบ

กลุ่มที่ 3 พืชมีท่อลำเลียงที่มีเมล็ดเปลือย (Gymnosperm)

กลุ่มของพืชที่ไม่มีดอกและไม่มีรังไข่ แต่มีส่วนที่เรียกว่า “ออวูล” (Ovule) และละอองเรณูติดอยู่บริเวณแผ่นใบและปลายกิ่งที่สามารถผสมและพัฒนาไปเป็นเมล็ดหรือ “โคน” (Cone) ซึ่งมีลักษณะเป็นเมล็ดเปลือย คือ การมีเปลือกหุ้มเมล็ด (Seed Coat) แต่ปราศจากเนื้อผล (ไม้) ห่อหุ้ม มีระยะสปอโรไฟต์เด่นชัดและยาวนาน ปัจจุบันกลุ่มพืชมีท่อลำเลียงที่มีเมล็ดเปลือยแบ่งออกเป็น 4 ไฟลัม ดังนี้

ไซแคโดไฟตา (Cycadophyta) : กลุ่มของพืชที่มีการกระจายพันธุ์อยู่ในพื้นที่แห้งแล้งได้ดี เช่น กลุ่มของปรง (Cycad) เป็นพืชที่มีลำต้นขนาดใหญ่ เจริญเติบโตช้า ไม่มีกิ่งก้าน แต่มีใบขนาดใหญ่แตกออกบริเวณยอด โดยเป็นใบประกอบแบบขนนกชั้นเดียว ใบอ่อนมีการม้วนจากปลายใบไปสู่โคนใบ มีการสร้างโคนเพศผู้และโคนเพศเมียแยกต้นกัน (Dioecious)

กิงโกไฟตา (Ginkgophyta) : กลุ่มของแปะก๊วย (Ginkgo Biloba) หรือพืชโบราณที่มีวิวัฒนาการไม่มากนัก มีลำต้นขนาดใหญ่คล้ายพืชดอกและมีลักษณะใบเป็นแผ่นกว้างคล้ายพัด มีการผลัดใบ มีต้นเพศผู้และเพศเมียแยกจากกัน โดยที่ต้นเพศเมียจะสร้างโคนเพศเมียที่มีออวุลบนก้านปลายกิ่ง ก้านละ 2 ออวุล ซึ่งจะมีเพียง 1 ออวุลที่สามารถเจริญไปเป็นเมล็ด

โคนิเฟอโรไฟตา (Coniferophyta) : กลุ่มของสน (Pine) ที่มีความหลากหลายมากที่สุดในกลุ่มนี้ เช่น สนสองใบและสนสามใบ มักพบอยู่ตามบริเวณที่มีอากาศค่อนข้างเย็น เป็นไม้ยืนต้นขนาดใหญ่ ใบมีขนาดเล็กคล้ายเข็มอยู่เป็นกลุ่มบนกิ่ง มีการแตกกิ่งก้านจำนวนมาก ไม่ผลัดใบ มีโคน (Cone) ที่แยกออกเป็นโคนตัวผู้ ซึ่งต่อไปจะเจริญเป็นละอองเรณู (Pollen Grain) ที่รอการผสมกับโคนเพศเมีย ซึ่งโคนทั้ง 2 เพศสามารถเกิดอยู่บนต้นเดียวกันหรือแยกอยู่คนละต้น

การจำแนกพืช, กลุ่มผู้ผลิต, พืชดอก, พืชโบราณ, ตระกูลของพืช, พืชประกอบด้วย — เมล็ดสน
ภาพถ่าย : Dušan veverkolog

นีโทไฟตา (Gnetophyta) : กลุ่มของพืชที่มีการพัฒนากว่าพืชเมล็ดเปลือยกลุ่มอื่น ๆ คือ มีเซลล์ลำเลียงน้ำ (Vessel Element) อยู่ในไซเล็ม (Xylem) มีกลีบดอกและมีใบเลี้ยง 2 ใบ นอกจากนี้ยังมีการปฏิสนธิคล้ายคลึงกับของพืชดอก มีทั้งไม้ยืนต้นและไม้เถาขนาดใหญ่ที่มีเนื้อไม้ ในปัจจุบัน พืชในไฟลัมนี้เหลือเพียง 3 สกุล (Genus) คือ มะเมื่อย (Gnetum) ในป่าเขตร้อน มั่วอึ่ง (Ephedra) ซึ่งเป็นไม้พุ่มในทะเลทรายของอเมริกา และปีศาจทะเลทราย (Welwitschia) ที่เป็นพืชโบราณไร้ดอกในทะเลทรายของแอฟริกา

กลุ่มที่ 4 พืชดอก (Angiosperm)

กลุ่มของพืชมีดอกที่มีรังไข่ เมื่อออวุลกลายเป็นเมล็ดจึงมีผลห่อหุ้มเมล็ด พืชดอกสามารถเจริญเติบโตและแพร่กระจายในระบบนิเวศที่หลากหลาย จึงมีจำนวนชนิดพันธุ์มากที่สุดในอาณาจักรพืช เช่น กลุ่มของพืชใบเลี้ยงเดี่ยว (Monocotyledon) ที่ปัจจุบันพบแล้วกว่า 65,000 ชนิด และกลุ่มของพืชใบเลี้ยงคู่ (Dicotyledon) ที่พบแล้วอีกกว่า 180,000 ชนิด ซึ่งพืชดอกทั้ง 2 กลุ่มมีโครงสร้างที่แตกต่างกันมากมาย ทั้งจำนวนใบเลี้ยง ระบบลำเลียง โครงสร้างของราก ลำต้น และจำนวนกลีบดอก ปัจจุบันกลุ่มพืชดอกมีด้วยกัน 1 ไฟลัมเท่านั้น คือ

แอนโทไฟตา (Anthophyta) : กลุ่มของพืชดอกที่มีลำต้น ราก และใบที่เจริญดี มีดอกที่เปลี่ยนแปลงจากกิ่งมาเป็นโครงสร้างในการสืบพันธุ์ มีเมล็ดอยู่ภายในผลหรือเมล็ดมีรังไข่ห่อหุ้ม มีการปฏิสนธิซ้อน ซึ่งทำให้เกิดตัวอ่อนและอาหารเลี้ยงตัวอ่อน (Endosperm)