บรรพพฤกษศาสตร์

บรรพพฤกษศาสตร์ เป็นพฤกษศาสตร์และบรรพชีวินวิทยาแขนงหนึ่งที่มุ่งเน้นการกู้และระบุซากพืชจากชั้นหิน บรรพพฤกษศาสตร์ศึกษาฟอสซิลพืชบก รวมถึงโฟโตออโตทรอพทะเลในสมัยก่อนประวัติศาสตร์ เช่น สาหร่ายและเคลป์ สาขาวิชาที่เกี่ยวข้องกับบรรพพฤกษศาสตร์ ได้แก่ เรณูวิทยา ซึ่งศึกษาสปอร์และละอองเรณูทั้งจากชนิดที่ยังหลงเหลือและจากฟอสซิล

ฟอสซิลใบเบิร์ชชนิด Betula leopoldae จากสมัยอีโอซีนตอนต้น พบที่รัฐวอชิงตัน ประมาณ 49 ล้านปีที่แล้ว

บรรพพฤกษศาสตร์มีส่วนสำคัญในการจำลองระบบนิเวศและภูมิอากาศสมัยดึกดำบรรพ์ รวมถึงความเข้าใจในวิวัฒนาการของพืช ซึ่งเกี่ยวข้องกับวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต นอกจากนี้การหาอายุเปรียบเทียบหินพืช (phytoliths) อันเป็นโครงสร้างแข็งเกิดจากซิลิกาในซากพืชโบราณของบรรพพฤกษศาสตร์ยังมีส่วนในการเสริมสร้างองค์ความรู้เกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างมนุษย์และพืชในอดีตเรียกว่า บรรพพฤกษศาสตร์พื้นบ้าน (paleoethnobotany)

การศึกษาบรรพพฤกษศาสตร์ปรากฏชัดช่วงต้นคริสต์ศตวรรษที่ 19 จากงานของแอ็นสท์ ฟรีดริช ฟ็อน ชโลไธม์ นักบรรพชีวินวิทยาชาวเยอรมัน, คัสพาร์ มาเรีย ฟ็อน สเติร์นแบร์ก นักวิชาการชาวเช็ก และอาดอลฟ์-เตออดอร์ บรงญาร์ นักพฤกษศาสตร์ชาวฝรั่งเศส คำว่าบรรพพฤกษศาสตร์ตรงกับคำในภาษาอังกฤษคือ paleobotany ซึ่งมีรากศัพท์มาจากภาษากรีกโบราณสองคำคือ παλαιός (palaiós, เก่าแก่) และ βοτάνη (botánē, “พืช”)

ภาพรวมของฟอสซิลพืช

ซากพืชมีท่อลำเลียงแท้ถูกพบครั้งแรกในฟอสซิลยุคไซลูเรียนในมหายุคพาลีโอโซอิก ขณะที่บางส่วนพบเป็นสปอร์หรือผิวเคลือบคิวทินกระจัดกระจายอยู่ในชั้นหินยุคออร์โดวิเชียน และเชื่อว่ามาจากพืชกลุ่มลิเวอร์เวิร์ตและมอสส์

ฟอสซิลขนาดใหญ่ของพืชพบมากในยุคดีโวเนียนตอนปลาย เช่น ลำต้น ใบของเฟิร์นและราก เชื่อกันว่าไม้ต้นยุคแรกสุดคือ Archaeopteris จากปลายยุคดีโวเนียนที่มีลำต้นคล้ายสนและใบคล้ายเฟิร์นที่เรียงตัวเป็นเกลียวบนกิ่งก้าน จนกระทั่งในค.ศ. 2007 มีการค้นพบฟอสซิลของ Wattieza จากยุคดีโวเนียนตอนกลาง ซึ่งปัจจุบันเชื่อว่าเป็นไม้ต้นยุคแรกสุด

พืชดอกพัฒนาในช่วงมหายุคมีโซโซอิก เรณูและใบของพืชดอกปรากฏครั้งแรกในยุคครีเทเชียสตอนต้น ประมาณ 130 ล้านปีที่แล้ว

การคงสภาพฟอสซิลพืช

ฟอสซิลพืชถูกคงสภาพในหลายวิธี แต่ละวิธีจะบ่งบอกถึงข้อมูลพืชต้นทางต่างกัน โดยประเภทของการคงสภาพฟอสซิลพืช ได้แก่

• แบบกดทับ (adpressions) เป็นประเภทที่พบได้ทั่วไป ฟอสซิลประเภทนี้จะให้รายละเอียดทางสัณฐานวิทยาที่ดี โดยเฉพาะส่วนของพืชที่มีด้านบน-ด้านล่างต่างกัน เช่น ใบ หากผิวเคลือบคิวทินถูกรักษาไว้จะทราบถึงรายละเอียดของอีพิเดอร์มิสของพืช
• แบบกลายเป็นหิน (petrifactions) จะให้ข้อมูลเกี่ยวกับกายวิภาคของเซลล์เนื้อเยื่อพืชที่ละเอียด แบบกลายเป็นหินให้ข้อมูลทางสัณฐานวิทยาเช่นกัน แต่ต้องใช้การตัดเรียงลำดับ ซึ่งเป็นกระบวนการที่ยากและใช้เวลานาน
• แบบพิมพ์หล่อ (moulds and casts) ฟอสซิลประเภทนี้มักคงสภาพส่วนที่แข็งของพืช เช่น ลำต้น เมล็ด มักให้ข้อมูลแบบสามมิติ ในกรณีที่เป็นซากลำต้นจะให้รายละเอียดความหนาแน่นของพืชต้นทาง อย่างไรก็ตามฟอสซิลประเภทนี้มักไม่คงรายละเอียดทางสัณฐานวิทยาหรือกายวิภาคของเซลล์
• แบบกลายเป็นแร่เกิดกับที่ (authigenic mineralisations) ฟอสซิลประเภทนี้มักให้ข้อมูลทางสัณฐานวิทยาแบบสามมิติที่ละเอียดมาก และมีความสำคัญต่อการศึกษาโครงสร้างสืบพันธุ์ซึ่งในแบบกดทับจะพบผิดรูป อย่างไรก็ตามเนื่องจากมีลักษณะเป็นก้อนแร่ จะไม่ค่อยพบเป็นชิ้นขนาดใหญ่
• แบบฟิวเซน (fusain) ฟอสซิลประเภทนี้มีลักษณะเป็นถ่านจากการถูกไฟเผา ซึ่งจะให้รายละเอียดทางสัณฐานวิทยาที่ดี ฟอสซิลของดอกไม้ยุคแรก ๆ พบเป็นแบบฟิวเซน

อ้างอิง

คอมมอนส์ มีภาพและสื่อเกี่ยวกับ: บรรพพฤกษศาสตร์

1. "Brongniart, Adolphe-Théodore". www.encyclopedia.com (ภาษาอังกฤษ). Encyclopedia.com: FREE online dictionary. สืบค้นเมื่อ 22 February 2017.
2. Cleal, Christopher J.; Lazarus, Maureen; Townsend, Annette (2005). "Illustrations and illustrators during the 'Golden Age' of palaeobotany: 1800–1840". ใน Bowden, A. J.; Burek, C. V.; Wilding, R. (บ.ก.). History of palaeobotany : selected essays. London: Geological Society of London. p. 41. ISBN 9781862391741.
3. "paleobotany - definition". Merriam-Webster. สืบค้นเมื่อ August 2, 2021.
4. Bagley, Mary (February 20, 2014). "Silurian Period Facts: Climate, Animals & Plants". Live Science. สืบค้นเมื่อ August 2, 2021.
5. Wellman, Charles H.; Osterloff, Peter L.; Mohiuddin, Uzma (2003). "Fragments of the Earliest Land Plants" (PDF). Nature. 425 (6955): 282–285. doi:10.1038/nature01884. สืบค้นเมื่อ August 2, 2021.
6. Meyer-Berthaud, Brigitte; Scheckler, S.E.; Wendt, J. (1999). "Archaeopteris is the Earliest Modern Tree" (PDF). Nature. 398 (6729): 700–701. doi:10.1038/19516. สืบค้นเมื่อ August 2, 2021.
7. Speer, Brian R. (10 June 1995), The Devonian Period, สืบค้นเมื่อ 12 May 2012
8. Bagley, Mary (January 8, 2016). "Cretaceous Period: Animals, Plants & Extinction Event". Live Science. สืบค้นเมื่อ August 2, 2021.