อาณาจักรสิ่งมีชีวิต ตอน อาณาจักรพืช (Kingdom Plantae)


อาณาจักรสิ่งมีชีวิต ตอน อาณาจักรพืช (Kingdom Plantae)

     พืชเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีกำเนิดขึ้นมาแล้วไม่ต่ำกว่า 400 ล้านปี มีหลักฐานหลายอย่างที่ทำให้เชื่อว่าพืชมีวิวัฒนาการมาจากสาหร่ายสีเขียว กลุ่ม Charophytes โดยมีการปรับตัวจากสภาพที่เคยอยู่ในน้ำขึ้นมาอยู่บนบก ด้วยการสร้างคุณสมบัติต่าง ๆ ที่เหมาะสมขึ้นมา เช่น มีการสร้างคิวติน (cutin) ขึ้นมาปกคลุมผิวของลำต้นและใบเรียกว่า คิวทิเคิล (cuticle) เพื่อป้องกันการสูญเสียน้ำ และการเกิด สโทมาตา (stomata) เพื่อทำหน้าที่ระบายน้ำและแลกเปลี่ยนก๊าซ เป็นต้น

ลักษณะสำคัญของสิ่งมีชีวิตในอาณาจักรพืช
     พืชมีโครงสร้างที่ประกอบขึ้นด้วยหลายเซลล์ที่มารวมกลุ่มกันเป็นเนื้อเยื่อที่ทำหน้าที่เฉพาะอย่างเซลล์ของพืชมีผนังเซลล์ที่มีสารประกอบ เซลลูโลส (cellulose) เป็นองค์ประกอบที่พบเป็นส่วนใหญ่ พืชทุกชนิดที่คุณสมบัติที่สามารถสร้างอาหารได้เองจากระบวนการสังเคราะห์ด้วยเสง โดยบทบาทของรงควัตถุคลอโรฟิลล์ (chlorophyll a & b) ที่อยู่ในคลอโรพลาสต์เป็นสำคัญ รงควัตถุหลักที่พบได้ในเซลล์พืชจะเหมือนกับพบในเซลล์ของสาหร่ายสีเขียว ได้แก่ คลอโรฟิลล์ เอ คลอโรฟิลล์ บี และแคโรทีนอยด์ นอกจากนี้พืชยังสะสมอาหารในรูปของแป้ง (starch) 

         
                                             ภาพแสดงเซลล์พืช

         
                                   ภาพแสดงการเปรียบเทียบเซลล์พืชกับเซลล์สัตว์

วงชีวิต (life cycle) ของพืชเป็นวงชีวิตแบบสลับ (Alternation of Generation) คือ ประกอบด้วยช่วงชีวิตที่เป็นสปอโรไฟต์ (sporophyte generation) ทำหน้าที่สร้างสปอร์ (spore) สลับกับช่วงชีวิตที่เป็นแกมีโทไฟต์ (gametophyte generation) ทำหน้าที่สร้างแกมีต (gamete) ได้แก่ เซลล์สืบพันธุ์เพศผู้หรือสเปิร์ม (sperm) และเซลล์สืบพันธุ์เพศเมียหรือไข่ (egg) ซึ่งจะมารวมกันเพื่อให้ได้เป็นเซลล์ใหม่คือ ไซโกต (zygote)

อวัยวะสร้างเซลล์สืบพันธุ์ของพืช  ประกอบขึ้นด้วยหลายเซลล์โดยมีเซลล์โดยมีเซลล์ที่เป็นหมัน (sterile cell) ห่อหุ้มอยู่รอบนอก การเจริญของพืชจากไซโกตไปเป็นสปอโรไฟต์จะต้องผ่านจะต้องผ่านระยะที่เป็นเอ็มบริโอ (embryo) ก่อน คุณสมบัติทั้ง 2 ประการ ดังกล่าวนี้จะไม่พบในพวกสาหร่าย (algae)

วงชีวิตแบบสลับ 
     พืชส่วนใหญ่จะมีสปอโรไฟต์เด่น คือมีขนาดที่มองเห็นได้ชัดเจนทั่วไป ในขณะที่แกมีโทไฟต์มีขนาดเล็กแทบมองไม่เห็นด้วยตาเปล่าในพืชบางกลุ่ม แกมีโทไฟต์ประกอบขึ้นด้วยเซลล์ที่เป็นโมโนพลอยด์ (n) จำนวนมากทำหน้าที่สร้างแกมีต 
     สปอโรไฟต์ของพืชประกอบขึ้นด้วยเซลล์ที่เป็นดิพลอยด์ (2n) ทำหน้าที่สร้างสปอร์จากการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิสของสปอร์มาเทอร์เซลล์ (spore mother cell) ที่อยู่ภายในอับสปอร์ (sporangium) สปอร์ ซึ่งเป็นเซลล์ที่เป็นเฮพลอยด์ (n) จะแบ่งตัวเจริญต่อไปเป็นแกมีโทไฟต์ (n) ที่ทำหน้าที่สร้างแกมีตคือ สเปิร์ม และไข่ 
     การปฏิสนธิ (fertilization) คือ การรวมตัวกันของสเปิร์ม (n) และไข่ (n) จะทำให้ได้เซลล์ใหม่ที่เป็นดิพลอยด์ (2n) คือ ไซโกตเกิดขึ้นมา และต่อจากนั้นไซโกตจะแบ่งเซลล์ได้เป็นเอ็มบริโอ ก่อนที่จะเจริญต่อไปเป็นสปอร์โรไฟต์ 
     ดังนั้นจึงกล่าวได้ว่า ไซโกตคือ เซลล์เริ่มต้นของช่วงสปอโรไฟต์ และสปอร์คือเซลล์เริ่มต้นของช่วงแกมีโทไฟต์ 
     ในพืชกลุ่มที่ไม่สร้างเมล็ดส่วนใหญ่จะมีการสร้างสปอร์เพียงชนิดเดียว (homospore) ซึ่ง สปอร์ดังกล่าวจะแบ่งตัวและเจริญต่อไปเป็นแกมีโทไฟต์ที่ทำหน้าที่สร้างทั้งสเปิร์มและไข่บนต้นเดียวกัน แต่สำหรับพืชที่มีการสร้างเมล็ดแล้วทุกชนิด จะสร้างสปอร์เป็น 2 ชนิด (heterospore) ได้แก่ ไมโครสปอร์ (microspore) และ เมกะสปอร์ (megaspore) ไมโครสปอร์จะแบ่งตัวเจริญต่อไปเป็น ไมโครแกมีโทไฟต์ (microgametophyte) หรือแกมีโทไฟต์เพศผู้ (male gametophyte) ทำหน้าที่สร้างสเปิร์ม และเมกะสปอร์ จะแบ่งตัวเจริญต่อไปเป็นเมกะแกมีโทไฟต์ (megagametophyte) หรือแกมีโทไฟต์เพศเมีย (female gametophyte) ทำหน้าที่สร้างไข่ ต่อไป

สิ่งมีชีวิตในอาณาจักรนี้แบ่งเป็น 9 ดิวิชัน คือ 
     1. ดิวิชันไบรโอไฟตา (Division Bryophyta) 
     2. ดิวิชันไซโลไฟตา (Division Psilophyta) 
     3. ดิวิชันไลโคไฟตา(Division Lycophyta) 
     4. ดิวิชันสฟีโนไฟตา (Division Sphenophyta) 
     5. ดิวิชันเทอโรไฟตา (Division Pterophyta) 
     6. ดิวิชันโคนิเฟอโรไฟตา (Division Coniferophyta) 
     7. ดิวิชันไซแคโดไฟตา (Division Cycadophyta) 
     8. ดิวิชันกิงโกไฟตา (Division Ginkophyta) 
     9. ดิวิชันอแนโทไฟตา (Division Anthophyta)


ดิวิชันไบรโอไฟตา (Division Bryophyta)

     เรียกโดยทั่วไปว่า ไบรโอไฟต์ (bryophyte) มีทั้งสิ้นประมาณ 16,000 ชนิด พืชในดิวิชันนี้มีขนาดเล็ก มีโครงสร้างง่าย ๆ ยังไม่มีราก ลำต้นและใบที่แท้จริง ชอบอาศัยอยู่ตามที่ชุ่มชื้น การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศยังต้องอาศัยน้ำสำหรับให้สเปิร์มที่มีแฟลกเจลลา (flagella) ว่ายไปผสมกับไข่ ต้นที่พบเห็นโดยทั่วไปคือแกมีโทไฟต์ (มีแกมีโทไฟต์เด่น) รูปร่างลักษณะมีทั้งที่เป็นแผ่นหรือแทลลัส (thallus) และคล้ายลำต้นและใบของพืชชั้นสูง (leafy form) มีไรซอยด์ (rhizoid) สำหรับยึดต้นให้ติดกับดินและช่วยดูดน้ำและแร่ธาตุ มีส่วนคล้ายใบ เรียก phylloid และส่วนคล้ายลำต้นเรียกว่า cauloid แกมีโทไฟต์ของไบรโอไฟต์มีสีเขียวเพราะมีคลอโรฟิลล์สามารถสร้างอาหารได้เอง ทำให้อยู่ได้อย่างอิสระ เมื่อแกมีโทไฟต์เจริญเต็มที่จะสร้างเซลล์สืบพันธุ์คือสเปิร์มและไข่ต่อไป ภายหลังการปฏิสนธิของสเปิร์มและไข่จะได้ไซโกตซึ่งแบ่งตัวเจริญต่อไปเป็นเอ็มบริโอและสปอร์โรไฟต์ตามลำดับ สปอโรไฟต์ของ ไบรโอไฟต์มีรูปร่างลักษณะง่าย ๆ ไม่สามารถอยู่ได้อย่างอิสระจะต้องอาศัยอยู่บนแกมีโทไฟต์ตลอดชีวิต พืชในดิวิชันนี้สร้างสปอร์เพียงชนิดเดียว

จำแนกพืชในดิวิชันไบรโอไฟตาได้เป็น 3 คลาส (Class) ดังต่อไปนี้ 
     1.คลาสเฮปาทิคอปซิดา (Class Hepaticopsida) เรียกโดยทั่วไปว่า ลิเวอร์เวิร์ต (liverwort) มีอยู่ประมาณ 6,000 ชนิด แกมีโทไฟต์มีทั้งที่เป็นแทลลัส (thalloid liverwort) และที่คล้ายคลึงกับลำต้นและใบ (leafy liverwort) สปอโรไฟต์มีส่วนประกอบเป็น 3 ส่วน คือ ฟุต (foot) เป็นเนื้อเยื่อที่ฝังตัวอยู่ในเนื้อเยื่อแกมีโทไฟต์เพื่อทำหน้าที่ดูดอาหารมาใช้ ก้านชูอับสปอร์ (stalk หรือ seta) และอับสปอร์ (sporangium หรือ capsule) ที่ทำหน้าที่สร้างสปอร์ ตัวอย่างของลิเวอร์เวิร์ตที่เป็นแทลลัส ได้แก่ Marchantia และที่มีลักษณะคล้ายลำต้นและใบ ได้แก่ Porella แกมีโทไฟต์ของ Marchantia มีขนาดเล็ก ลักษณะเป็นแผ่นแบนราบ ตนอหลายแตกแขนงเป็น 2 แฉก (dichotomous branching) ด้านล่างของเทลลัสมีไรซอยด์ ด้านบนมักพบโครงสร้างที่มีรูปร่างคล้ายถ้วย เรียกว่า เจมมา คัป (gemma cup) ภายในเนื้อเยื่อเจมมา (gemma) อยู่จำนวนหนึ่ง ซึ่งเมื่อแต่ละเจมมาหลุดออกจากเจมมาคัปแล้ว สามารถเจริญแกมีโทไฟต์ต้นใหม่ได้ นับเป็นการสืบพันธุ์แบบไม่ อาศัยเพสแบบหนึ่งนอกเหนือไปจากการแยกออกเป็นส่วน ๆ (fragmentation) สเปิร์มและไข่ถูกสร้างขึ้นในอวัยวะที่มารวมกลุ่มเป็นโครงสร้างที่มีลักษณะเป็นก้านชูที่เจริญอยู่บนแกมีโทไฟต์ 
     2.คลาสแอนโทเซอรอปซิดา (Class Anthoceropsida) เรียกโดยทั่วไปว่า ฮอร์นเวิร์ต (hornwort) ไบรโอไฟต์ในดิวิชันนี้มีจำนวนไม่กี่ชนิด ตัวอย่างเช่น Anthoceros แกมีโทไฟต์มีลักษณะเป็นแทลลัสขนาดเล็ก รูปร่างค่อนข้างกลมมน ที่ขอบมีรอยหยักเป็นลอน ด้านล่างมีไรซอยด์ สืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศโดยการแยกออกเป็นส่วน ๆ เช่นเดียวกับพวกลิเวอร์เวิร์ต ต้นสปอไรไฟต์มีรูปร่างเรียวยาว ฝังตัวอยู่ด้านบนของแกมีโทไฟต์ ประกอบไปด้วยฟุต และอัปสปอร์ขนาดยาว ซึ่งเมื่อเจริญเต็มที่ ปลายของอับสปอร์จะค่อย ๆ แตกออกเป็น 2 แฉก ทำให้มองดูคล้ายเขาสัตว์ จึงเรียกว่าฮอร์นเวิร์ต 
     3.คลาสไบรออฟซิดา (Class Bryopsida) เรียกโดยทั่วไปว่า มอส (moss) เป็น ไบรโอไฟต์กลุ่มที่มีมากที่สุด คือประมาณ 9,500 ชนิด ต้นแกมีโทไฟต์มีขนาดเล็ก ลักษณะคล้ายลำต้นและใบ ส่วนที่คล้ายใบเรียงตัวเป็นเกลียวโดยรอบส่วนที่คล้ายลำต้น มีไรซอยต์อยู่ในดิน สปอโรไฟต์มีลักษณะง่าย ๆ เกิดบนปลายยอดหรือปลายกิ่ง มีส่วนประกอบคือ ฟุต ก้านชูอับสปอร์ และอับสปอร์


ดิวิชันไซโลไฟตา (Division Psilophyta)
     พืชในดิวิชันนี้ที่พบได้ในประเทศไทย ได้แก่ Psilotum รู้จักกันในชื่อไทยว่า หวายทะนอย สปอโรไฟต์ของพืชนี้ มีรูปร่างลักษณะง่ายๆ คือมีแต่ลำต้นยังไม่มีรากและใบ ลำต้นมีลักษณะเป็นไม้เนื้ออ่อนขนาดสูงประมาณ 20 –30 เซนติเมตร ขึ้นอยู่ตามพื้นดิน (tcrrestrial) หรือเกาะติดกับต้นไม้อื่น (epiphyte) ลำต้นแบ่งออกเป็น 2 ส่วน คือ ส่วนที่อยู่ใต้ดินเป็นลำต้นชนิดไรโซม (rhizome) มีสีน้ำตาล และมีไรซอยด์ทำหน้าที่ดูดน้ำและแร่ธาตุ ลำต้นส่วนที่อยู่เหนือพื้นดิน (acrial stem) มีสีเขียว มีลักษณะเป็นเหลี่ยม ลำต้นส่วนนี้ทำหน้าที่สังเคราะห์แสง ทั้งลำต้นใต้ดินและลำต้นเหนือพื้นดิน แตกกิ่งเป็น 2 แฉก (dichotomous branching) ที่ส่วนของลำต้นเหนือพื้นดินมีระยางค์เล็กๆ (appcndage) ยื่นออกมาเห็นได้ทั่วไป สปอโรไฟต์ที่เจริญต้นที่จะสร้างอับสปอร์ที่มีรูปร่างเป็น 3 พู ที่ซอกของระยางค์บนลำต้นเหนือพื้นดิน อับสปอร์สร้างสปอร์ชนิดเดียว แกมีโทไฟต์มีขนาดเล็ก สีน้ำตาลไม่มีคลอโรฟิลล์ รูปร่างเป็นแท่งทรงกระบอก แตกแขนงได้ 

         
                              ภาพแสดงลักษณะและวงชีวิตของ Psilotum


ดิวิชันไลโคไฟตา(Division Lycophyta)

     สปอโรไฟต์ของพืชดิวิชันนี้มีราก ลำต้น และใบครบทุกส่วน มีลักษณะเป็นไม้เนื้ออ่อนที่มีขนาดไม่ใหญ่มากนัก พวกที่เจริญอยู่บนพื้นดิน อาจมีลำต้นตั้งตรงหรือทอดนอน บางชนิดอาศัยเกาะบนต้นไม้อื่น ลำต้นแตกกิ่งเป็น 2 แฉก ใบมีขนาดเล็ก เป็นใบแบบไมโครฟิลล์ (microphyll) คือเป็นใบที่มีเส้นใบเพียงเส้นเดียว สปอโรไฟต์ที่เจริญเต็มที่แล้ว จะสร้างอับสปอร์บนใบที่มักมีรูปร่างและขนาดแตกต่างไปจากใบที่พบทั่วไป เรียกใบชนิดนี้ว่า สปอโรฟิลล์ (sporophyll) ซึ่งจะมาเรียงซ้อนกันแน่นอยู่ที่ปลายกิ่งเป็นโครงสร้างที่เรียกว่า สโตรบิลัส (strobilus) หรือโคน (cone) พืชในดิวิชันนี้มีทั้งที่สร้างสปอร์ชนิดเดียวและ 2 ชนิด ตัวอย่างที่รู้จักกันดีได้แก่ Lycopldium และ Selaginella 

     Lycopldium รู้จักในชื่อไทยว่า ช้องนางคลี่ สร้อยสุกรม สามร้อยยอด และหางสิงห์เป็นต้น ที่พบในปัจจุบันมีประมาณ 200 ชนิด ใบในขนาดเท่า ๆ กันเรียงตัวเป็นเกลียวโดยรอบลำต้นและกิ่ง เป็นพืชที่สร้างสปอร์ชนิดเดียว แกมีโทไฟต์มีขนาดเล็ก บางชนิดมีคลอโรฟิลล์เจริญอยู่บนพื้นดิน บางชนิดไม่มีคลอโรฟิลล์เจริญอยู่ใต้ดิน


ดิวิชันสฟีโนไฟตา (Division Sphenophyta)
     ดิวิชันสฟีโนไฟตา (Division Sphenophyta) พืชที่มีท่อลำเลียงในดิวิชันนี้มีเพียง วงศ์เดียว คือ Equisetaceae แกมีโตไฟต์มีขนาดเล็ก เจริญอยู่ใต้ดิน สปอโรไฟต์มีขนาดใหญ่ อายุยืน มีซิลิกา ลำต้นเป็นข้อปล้องชัดเจน ปล้องเป็นร่องและสัน ข้อมีใบแบบไมโครฟิลล์อยู่รอบข้อเรียงแบบ whorl เป็น homosporous plant โดยสปอแรงเจียมเจริญอยู่บนโครงสร้างที่เรียกว่าสปอแรงจิโอฟอร์ (sporangiophore)


ดิวิชันเทอโรไฟตา (Division Pterophyta)

     พืชดิวิชันนี้มีชื่อทั่วไปว่า เฟิร์น (fern) มีจำนวนมากที่สุดในบรรดาพโรไฟต์ของเฟิร์นมีราก ลำต้นและใบเจริญดี เฟิร์นส่วนใหญ่มีลำต้นใต้ดิน ใบของเฟิร์นเรียกว่า ฟรอนด์ (frond) เป็นส่วนที่เห็นเด่นชัด มีขนาดใหญ่เป็นใบแบบเมกะฟิลล์ (megaphyll) มีรูปร่างลักษณะเป็นหลายแบบ มีทั้งที่เป็นใบเดี่ยว (simple leaf) และใบประกอบ (compound leaf) ใบอ่อนของเฟิร์นมีลักษณะพิเศษคือ จะม้วนเป็นวง (circinate venantion) สปอโรไฟต์ที่เจริญเต็มที่จะสร้างอับสปอร์ ซึ่งมารวมกลุ่มอยู่ที่ด้านได้ใบ แต่ละกลุ่มของอับสปอร์เรียกว่า ซอรัส (sorus) เฟิร์นส่วนใหญ่สร้างสปอร์ชนิดเดียว ยกเว้นเฟิร์นบางชนิดที่อยู่ในน้ำ และที่ชื้นแฉะ ได้แก่ จอกหูหนู แหนแดง และผักแว่นมีการสร้างสปอร์ 2 ชนิด 

     แกมีโทไฟต์ของเฟิร์นที่สร้างสปอร์ชนิดเดียว มีลักษณะเป็นแผ่นแบนบางสีเขียว (มีคลอโรฟิลล์) ด้านล่างมีไรซอยด์ ส่วนใหญ่มักมีรูปร่างคล้ายรูปหัวใจ (prothallus)


ดิวิชันโคนิเฟอโรไฟตา (Division Coniferophyta)

     เป็นจิมโนสเปิร์มที่มีจำนวนมากที่สุด มีหลายสกุลด้วยกัน ที่รู้จักกันดีคือ Pinus ได้แก่ สนสองใบ และสนสามใบ เป็นต้น สปอโรไฟต์ของ Pinus มีลักษณะเป็นไม้ยืนต้นขนาดค่อนข้างใหญ่ และแตกกิ่งก้านสาขาจำนวนมาก ใบมีขนาดเล็ก รูปร่างคล้ายเข็ม อยู่รวมกันเป็นกลุ่ม สปอโรไฟต์ที่เจริญเต็มที่จะสร้างโคนเพศผู้ที่มีขนาดเล็กและโคนเพศเมียที่มีขนาดใหญ่บนต้นเดียวกัน


ดิวิชันไซแคโดไฟตา (Division Cycadophyta) 

     พืชดิวิชันนี้มีอยู่ประมาณ 60 ชนิด ตัวอย่างที่รู้จักกันดีคือ พวกปรง (Cycas) สปอโรไฟต์มีลำต้นอวบ เตี้ย และมักไม่แตกแขนง มีใบเป็นใบประกอบแบบขนนกขนาดใหญ่ เกิดเป็นกระจุกที่บริเวณยอดของลำต้น ใบย่อยมีรูปร่างเรียวยาว และแข็งสปอโรไฟต์ที่เจริญเต็มที่จะสร้างโคนเพศผู้ และโคนเพศเมีย แยกตัวกัน


ดิวิชันกิงโกไฟตา (Division Ginkophyta)

     ปัจจุบันมีเพียงชนิดเดียวคือ Ginkgo biloba หรือแปะก๊วย เป็นพืชที่ขึ้นอยู่ในเขตอบอุ่น เช่น ในประเทศจีน สปอโรไฟต์มีลักษณะเป็นไม้ยืนต้นขนาดสูงใหญ่ แตกกิ่งก้านสาขาเป็นจำนวนมาก ใบมีรูปร่างคล้ายพัด สปอโรไฟต์ที่เจริญเติบโตเต็มที่จะสร้างโคนเพศผู้และโคนเพศเมียแยกต้นกัน

ดิวิชันอแนโทไฟตา (Division Anthophyta)

แบ่งออกได้เป็น 2 คลาส คือ 
     1.คลาสไดคอทีเลโดเนส (Class Dicotyledones) ได้แก่ พืชใบเลี้ยงคู่ทั้งหมด มีอยู่ประมาณ 170,000 ชนิด ลักษณะทั่วไปคือ มีใบเลี้ยง 2 ใบ เส้นใบเป็นร่างแห รากเป็นระบบรากแก้ว และส่วนประกอบของดอก (เช่น กลีบเลี้ยง กลีบดอก) มีจำนวนเป็น 4–5 หรือ ทวีคูณของ 4–5 
     2.คลาสมอโนคอทีเลโดเนส (Class Monocotyledones) ได้แก่ พืชใบเลี้ยงเดี่ยวทั้งหมดมีอยู่ประมาณ 60,000 ชนิด ลักษณะทั่วไป คือ มีใบเลี้ยงใบเดียว ใบมีเส้นใบเรียงตัวแบบขนาน รากเป็นระบบรากฝอย ส่วนประกอบของดอกมีจำนวนเป็น 3 หรือทวีคูณของ 3

ข้อสอบที่เกี่ยวข้อง