4.3 อาณาจักรพืช (Plantae Kingdom)

อาณาจักรพืช

ให้นักเรียนศึกษาภาพต่อไปนี้ แล้วเขียนอธิบายและรายงาน สรุป ส่ง

Kingdom Plantae

            สิ่งมีชีวิตที่จัดเป็นพืชจะต้องมีสมบัติดังนี้ คือ สามารถสังเคราะห์ด้วยแสงได้ โดยมีคลอโรพลาสต์ซึ่งมีสารสีชนิดคลอโรฟิลล์ เอและคลอโรฟิลล์ บี ด้วยคุณสมบัติกังกล่าวแสดงให้เห็นว่าพืชน่าจะมีความสัมพันธ์ที่ใกล้ชิดกับโพรทิสต์ที่สังเคราะห์ด้วยแสง นันคือ สาหร่าย

            นักเรียนตอบได้หรือไม่ว่าพืชน่าจะมีบรรพบุรุษร่วมกับสาหร่ายชนิดใด ?
            คำตอบ สาหร่ายไฟ

 

สาหร่ายไฟ และ สาหร่ายหางกระรอก

         สาหร่ายไฟเป็นสิ่งมีชีวิตในอาณาจักรโพรทิสตาและสาหร่ายหางกระรอกอยู่ในอาณาจักรพืช โดยสาหร่ายทั้ง 2 ชนิดส่วนที่คล้ายคลึงกันคือ

         1. มีสารสีที่ใช้ในการสังเคราะห์ด้วยแสงเหมือนกัน
         2. การจัดเรียงตัวของเซลลูโลสที่ผนังเซลล์คล้ายคลึงกัน
         3. มีโครงสร้างที่ทำหน้าที่ป้องกันเซลล์สืบพันธุ์และไซโกตที่คล้ายคลึงกัน แต่สาหร่ายไฟยังไม่มีการพัฒนาของไซโกตไปเป็นเอ็มบริโอเหมือนสาหร่ายหางกระรอก
         4. มีลำดับเบสของ DNA ในคลอโรพลาสต์และในนิวเคลียสคล้ายคลึงกัน

         คำถามเพิ่มเติม ให้นักเรียนได้แสดงความคิดได้อย่างอิสระ จากนั้นให้นักเรียนได้ตรวจสอบความคิดของนักเรียนโดยให้ไปสืบค้นข้อมูลเพื่อศึกษาเกี่ยวกับกำเนิดของพืช

            1. เป็นไปได้หรือไม่ว่าที่สาหร่ายทั้ง 2 ชนิดนี้ มีวิวัฒนาการมาด้วยกัน ?
            2. พืชมีวิวัฒนาการใกล้ชิดกับสาหร่ายไฟซึ่งอาศัยอยู่ในน้ำ แล้วพืชมีการปรับตัวเพื่อมาอาศัยบนบกได้อย่างไร
            3. ให้นักเรียนได้สืบค้น และวิเคราะห์การปรับตัวของพืชเพื่อดำรงชีวิตอยู่บนบก
            4. ให้นักเรียนสังเกตว่าใบมีสารคิวทินเคลือบอยู่ สารคิวทินนี้ทำหน้าที่อย่างไรและทบทวนการถ่ายละอองเรณูของพืชว่าแตกต่างจากพืชน้ำอย่างไร
            5. ให้นักเรียนได้วิเคราะห์ว่า ลักษณะตามข้อ 5 มีความเหมาะสมต่อการดำรงชีวิตอยู่บนบกอย่างไร

         ข้อสรุปจากการสืบค้นข้อมูล และจากการอภิปราย

         สารคิวทินที่เคลือบผิวใบช่วยป้องกันการสูญเสียน้ำและลักษณะของละอองเรณูของพืชดอกช่วยป้องกันการสูญเสียน้ำและไม่ต้องอาศัยน้ำในการเคลื่อนที่เข้าผสมพันธูกับเซลล์สืบพันธูของเพศเมีย

            ให้นักเรียนได้สืบค้นข้อมูล และวิเคราะห์ข้อมูลเกี่ยวกับพืชดังต่อไปนี้

            1. กำเนิดพืช

            จากหลักฐานทางวิวัฒนาการและการศึกษาเปรียบเทียบลำดับเบสของ DNA จากคลอโรพลาสต์และนิวเคลียสพบว่า พืชและสาหร่ายไฟในกลุ่มคาโรไฟต์ (Charophyte) มีความสัมพัยธ์ใกล้ชิดกันทางวิวัฒนาการ ประกอบกับมีการเรียงตัวของเซลลูโลสที่ผนังเซลล์เหมือนกัน มีสารสีที่ใช้ในการสังเคราะห์ด้วยแสง คือ คลอโรฟิลล์เอ และคลอโรฟิลล์ บี รวมทั้งมีโครงสร้างที่ทำหน้าที่ป้องกันเซลล์สืบพันธุ์และไซโกตที่คล้ายคลึงกับการป้องกนเอ็มบริโอในพืช

            นักเรียนคิดว่าพืชมีการปรับตัวในการดำรงชีวิตบนพื้นดินได้อย่างไร

            พืชมีการปรับตัวเพื่อดำรงชีวิตบนพื้นดินดังนี้

            1. การปรับตัวด้านโครงสร้าง โดยมีการปรับโครงสร้างของรากที่สามารถดูดน้ำได้ดี มีเนื้อเยื่อลำเลียงที่ใช้ในการลำเลียงน้ำ แร่ธาตุและสารอาหาร และมีปากใบเป็นทางผ่านเข้าออกของแก๊สต่าง ๆ
            2. การปรับตัวด้านองค์ประกอบทางเคมี โดยสังเคราะห์สารที่พืชสร้างขึ้นเป็นพิเศษเพื่อใช้ในการดำรงชีวิต เช่น ลิกนิน เพื่อให้พืชมีความแข็งแรงและทนต่อสภาพแวดล้อม และคิวทินที่ปกคลุมผิวของลำต้นและใบเพื่อป้องกันการสูญเสียน้ำ เป็นต้น
            3. การปรับตัวด้านการสืบพันธุ์ โครงสร้างที่สร้างเซลล์สืบพันธุ์เพศเมียจะมีเนื้อเยื่อมาปกป้องเซลล์สืบพันธุ์ ซึ่งจะเจริญเป็นเอ็มบริโอและเป็นต้นสปอโรไฟต์ต่อไป นอกจากนี้ละอองเรณูของพืชดอกมีการป้องกันการสูญเสียน้ำและทนต่อความแห้งแล้งได้ดีและเซลล์สืบพันธุ์ยังมีการปรับตัว โดยใช้น้ำน้อยหรือไม่ต้องใช้น้ำเป็นตัวกลางในการผสมพันธุ์พันธุ์

            นักเรียนคิดว่าพืชเมื่อมาดำรงชีวิตบนบก มีข้อได้เปรียบบรรพบุรุษที่อาศัยอยู่ในน้ำอย่างไร ?

            คำตอบ ทำให้พืชได้รับแสงจากดวงอาทิตย์เต็มที่ ได้แก๊ส CO2 รวมทั้งแร่ธาตุที่อุดมสมบูรณ์ในดิน

            2. ลักษณะพืช

            พืชนอกจากเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีเซลล์แบบยูคาริโอต มีผนังเซลล์ เซลล์ประกอบด้วยเซลลูโลสและสามารถสร้างอาหารด้วยกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงแล้ว นักเรียนคิดว่าพืชควรมีลักษณะใดร่วมกันอีกบ้าง

            ให้นักเรียนร่วมกันสืบค้นข้อมูล วิเคราะห์ อภิปราย และสรุปรายงานในลำดับต่อไป

            ลักษณะสำคัญของพืช

            พืชทุกชนิดมีวัฏจักรชีวิตแบบสลับ นั่นคือมีระยะแกมีโทไฟต์ (gametophyte) ที่แต่ละเซลล์มีจำนวนโครโมโซม 1 ชุด (n) สลับกับระยะสปอโรไฟต์ (sporophyte) ที่แต่ละเซลล์มีจำนวนโครโมโซม 2 ชุด (2n) เมื่อสปอร์เจริญเป็นต้นแกมีโทไฟต์จะสร้างเซลล์สืบพันธุ์โดยแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส และเมื่อเกิดการปฏิสนธิจะได้ไซโกตและพัฒนาไปเป็นเอมบริโอซึ่งจะเข้าสู่ระยะสปอโรไฟต์ และมีการสร้างสปอร์ โดยการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส จากนั้นสปอร์จะเจริญเป็นต้นแกมีโทไฟต์ต่อไป ดังภาพที่ 20-39 

ภาพวัฏจักรชีวิตแบบสลับของพืช (ที่มา : สสวท., 2548. หน้า 188)

           จากภาพให้นักเรียนตอบคำถามต่อไปนี้

            1. พืชมีการสร้างสปอร์ด้วยกระบวนการแบ่งเซลล์แบบใด และสปอร์ที่ได้มีจำนวนโครโมโซมกี่ชุด ?

            คำตอบ  พืชสร้างสปอร์โดยการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิสและสปอร์ที่เกิดขึ้นมีจำนวนโครโมโซม 1 ชุด

            2. ระยะแกมีโทไฟต์ของพืชมีการสร้างเซลล์สืบพันธุ์โดยการแบ่งเซลล์แบบใด ?

            คำตอบ  การแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส

            เมื่อนำขนาดและช่วงอายุของระยะสปอโรไฟต์เปรียบเทียบกับระยะแกมีโทไฟต์ของพืชแต่ละกลุ่มพบว่าแตกต่างกันดังภาพ

                 ภาพช่วงชีวิตที่เป็นระยะสปอโรไฟต์และแกมีโทไฟต์ของพืชในกลุ่มต่าง ๆ  (ที่มา : สสวท., 2548. หน้า 188)

            จากการเปรียบเทียบระยะสปอร์โรไฟต์และระยะแกมีโทไฟต์ของพืชทั้ง 4 กลุ่ม นักเรียนจะสรุปได้อย่างไร

            คำตอบ  ระยะสปอร์โรไฟต์ของพืชทั้ง 4 กลุ่ม มีแนวโน้มที่จะพัฒนาโครงสร้างที่ซับซ้อนมากขึ้นและมีช่วงชีวิตที่ยาวนานขึ้น ขณะที่ระยะแกมีโทไฟต์เริ่มมีโครงสร้างซับซ้อนน้อยลงและมีช่วงชีวิตที่สั้นลง

            จากภาพจะเห็นว่าระยะแกมีโทไฟต์ของพืชในกลุ่มที่ไม่มีเนื้อเยื่อลำเลียงมีโครงสร้างซับซ้อนและช่วงชีวิตในระยะแกมีโทไฟต์ยาวนานกว่าระยะสปอโรไฟต์ พืชกลุ่มเฟิน พืชเมล็ดเปลือยและพืชดอกนั้นช่วงชีวิตระยะแกมีโทไฟต์จะลดลงและโครงสร้างซับซ้อนน้อยกว่า โดยช่วงชีวิตระยะสปอโรไฟต์ของพืชดอกจะยาวนานกว่ามีการเจริญและพัฒนามากกว่าระยะแกมีโทไฟต์

            ในปัจจุบันนักเรียนพบว่าพืชมีความหลากหลายมาก นักเรียนคิดว่านักวิทยาศาสตร์ได้จำแนกพืชตามสายวิวัฒนาการได้กลุ่มใดบ้าง

            ให้นักเรียนสืบค้นข้อมูล อภิปราย และสรุปรายงานในลำดับต่อไป

            3. ความหลากหลายของพืช

            จากความสัมพันธ์ของสาหร่ายคาโรไฟต์ และพืชที่มีบรรพบุรุษร่วมกันดังที่กล่าวมาแล้ว สามารถสรุปสายวิวัฒนาการและกำเนิดของพืชกลุ่มต่าง ๆ ได้ดังนี้

ภาพสายวิวัฒนาการของพืช (ที่มา : สสวท., 2548, หน้า 189)

            จากภาพให้นักเรียนได้ร่วมกันอภิปราย0kdคำถามดังนี้

            1. คาโรไฟต์มีความสัมพันธ์ใกล้ชิดทางวิวัฒนาการกับพืชกลุ่มใด ?

            คำตอบ  พืชไม่มีเนื้อเยื่อลำเลียง

            2. พืชบกเริ่มกำเนิดขึ้นในช่วงเวลาใด ?

            คำตอบ  มหายุคพาลีโอโซอิก

            3. พืชมีเนื้อเยื่อลำเลียงมีวิวัฒนาการเป็นพืชกลุ่มใด ?

            คำตอบ พืชไม่มีเมล็ดและพืชมีเมล็ด

            4. พืชมีเมล็ดมีวิวัฒนาการเป็นพืชกลุ่มใดบ้าง ?

            คำตอบ  พืชเมล็ดเปลือยและพืชดอก

            พืชที่พบในปัจจุบันมีมากกว่า 300,000 สปีชีส์ นักอนุกรมวิธานได้แบ่งพืชออกเป็น 2 กลุ่มใหญ่ คือ

            1. พืชไม่มีเนื้อเยื่อลำเลียง (nonvascular plant)
            2. พืชมีเนื้อเยื่อลำเลียง (vascular plant)

            ให้นักเรียนได้สำรวจตรวจสอบ บริเวณภายในโรงเรียน หรือบริเวณใกล้เคียงมีแหล่งเรียนรู้เกี่ยวกับพืชชนิดต่าง ๆ โดยให้นักเรียนเลือกศึกษาพืชชนิดใดชนิดหนึ่ง เพื่อระบุชนิดของพืช ลักษณะที่สำคัญ ประโยชน์และโทษของพืชชนิดนั้น แล้วนำมาจัดเป็นฐานความรู้และให้เพื่อนนักเรียนได้มาศึกษา หรืออาจจัดเป็นนิทรรศการแสดงผลงานของนักเรียน

            1. กลุ่มพืชไม่มีเนื้อเยื่อลำเลียง

Nonvascular plants

            พืชไม่มีเนื้อเยื่อลำเลียง (Nonvascular plants) เป็นพืชพวกแรกที่มีวิวัฒนาการเกิดขึ้นในยุคออร์โดวิเชียน เมื่อประมาณ 400 ล้านปีมาแล้ว พืชกลุ่มนี้มีช่วงระยะแกมีโทไฟต์ยาว แต่ช่วงระยะสปอโรไฟต์สั้นเจริญอยู่บนต้นแกมีโทไฟต์ นักเรียนสามารถศึกษาได้จากกิจกรรมเสนอแนะดังนี้

            กิจกรรมเสนอแนะ

            จุดประสงค์ของกิจกรรม เพื่อให้นักเรียนสามารถ

            1. ศึกษาลักษณะของต้นแกมีโทไฟต์และสปอร์โรไฟต์ของมอสหรือลิเวอร์เวิร์ต โดยใช้แว่นขยายหรือกล้องจุลทรรศน์แบบสเตอริโอ

            2. บันทึกข้อมูลของต้นแกมีโทไฟต์และสปอร์โรไฟต์โดยการวาดภาพ

            3. สรุปลักษณะที่สำคัญของมอสหรือลิเวอร์เวิร์ต

            วัสดุอุปกรณ์

            1. ต้สมอสหรือลิเวอร์เวิร์ทที่มีทั้งระยะสปอโรไฟต์และแกมีโทไฟต์

            2. แว่นขยายหรือกล้องจุลทรรศน์แบบสเตอริโอ

            3. ปากคีบ

            4. เข็มเขี่ย

            วิธีการทดลอง

            1. นำมอสหรือลิเวอร์เวิร์ทมาศึกษาส่วนประกอบของต้นด้วยแว่นขยายหรือกล้องจุลทรรศน์แบบสเตอริโอ

            2. วาดรูปและชี้ส่วนประกอบของสปอโรไฟต์ อับสปอร์ และแกมีโทไฟต์

            แนวการจัดกิจกรรม

            ให้นักเรียนนำมอสหรือลิเวอร์เวิร์ตมาศึกษาต้นแกมีโทไฟต์ สปอร์โรไฟต์และอับสปอร์โดยใช้ด้วยแว่นขยายหรือกล้องจุลทรรศน์แบบสเตอริโอ แล้ววาดภาพพร้อมทั้งชี้ส่วนประกอบ ลักษณะรูปร่างที่สังเกตเห็น แล้วตอบคำถามในกิจกรรมดังนี้

            1. ส่วนที่คล้ายลำต้น คล้ายรากและคล้ายใบของมอส ลิเวอร์เวิร์ทแตกต่างจากราก ลำต้นและใบของพืชอื่นอย่างไร ?
            คำตอบ ส่วนที่คล้ายลำต้น คล้ายรากและคล้ายใบของมอส และลิเวอร์เวิร์ตต่างจากส่วนของลำต้นรากและใบของพืชอื่นคือไม่มีเนื้อเยื่อลำเลียง

            2. นักเรียนคิดว่าจะพบมอสและลิเวอร์เวิร์ทในสภาพแวดล้อมแบบใด เพราะเหตุใด ?
            คำตอบ ควรพบในสภาพแวดล้อมที่ชื้นเนื่องจากไม่มีเนื้อเยื่อลำเลียงในการลำเลียงน้ำ ต้องลำเลียงน้ำและแร่ธาตุโดยการแพร่จากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่ง

            จากนั้นครูควรให้นักเรียนได้สืบค้นข้อมูลเพื่อศึกษาความหลากหลายของกลุ่มพืชไม่มีเนื้อเยื่อลำเลียง โดยเน้นถึงลักษณะ รูปร่าง การดำรงชีวิต รวมทั้งบทบาทและประโยชน์ของพืชกลุ่มนี้ โดยให้นักเรียนร่วมกันอภิปรายโดยใช้ตัวอย่างคำถามเพิ่มเติมและคำถามในหนังสือเรียน ซึ่งมีแนวในการตอบคำถามดังนี้

            1. ลักษณะที่พบทั่วไปของกลุ่มพืชไม่มีเนื้อเยื่อลำเลียงส่วนใหญ่เป็นระยะใดในวัฏจักรชีวิต
            คำตอบ ระยะแกมีโทไฟต์

            2. วัฏจักรชีวิตแบบสลับของพืชกลุ่มนี้แตกต่างจากพืชกลุ่มอื่นอย่างไร ?
            คำตอบ มีต้นแกมีโทไฟต์ที่ซับซ้อนและมีช่วงชีวิตที่ยาวนานกว่าต้นสปอร์โรไฟต์ และต้นสปอร์โรไฟต์จะเจริญบนต้นแกมีโทไฟต์ตลอดชีวิต

            3. เพราะเหตุใดพืชกลุ่มไม่มีเนื้อเยื่อลำเลียงจึงมีขนาดเล็ก ?
            คำตอบ เพราะพืชกลุ่มนี้ไม่มีเนื้อเยื่อลำเลียง จึงต้องลำเลียงน้ำและแร่ธาตุ โดยการแพร่จากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่ง ถ้ามีขนาดใหญ่ การลำเลียงโดยการแพร่จะลำเลียงได้ช้ามาก

            ลักษณะทั่วไปพืชไม่มีท่อลำเลียง (Non vascular plants)

            1.ส่วนใหญ่จะมีขนาดเล็ก สีเขียวอัดตัวกันแน่น สร้าง chlorophyll a b แป้ง ผนังเซลล์ที่เป็นพวกเซลลูโลส และสเปิร์มที่เคลื่อนที่ได้
            2.ไม่มีระบบท่อลำเลียง และไม่มีเนื้อเยื่อที่เป็นสารลิกนิน (lignified tissues) ดังนั้นจึงมักพบเจริญตามพื้นดินที่มีความชื้นมาก
            3.ไม่มี ราก ใบ ที่แท้จริง
            4.มี rhizoid ช่วยในการยึดเกาะกับวัสดุที่เจริญอยู่ ได้รับสารอาหารจากน้ำฝน ฝุ่นละอองในอากาศ
            5.ระยะ gametophyte เด่นกว่า sporophyte
            6.sporophyte มีช่วงอายุสั้น และ sporophyte เจริญอยู่บน gametophyte ตลอดชีวิต
            7.สเปิร์มมีแฟกเจลลา 2 เส้น ใช้ในการว่ายไปผสมกับไข่ ในการดำรงชีวิตของ bryophyte ต้องอาศัยน้ำคล้ายกับ amphibian การสืบพันธุ์โดยส่วนใหญ่เป็นการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ

            ปัจจุบันพืชไม่มีท่อลำเลียงแบ่งออกเป็น 3 ดิวิชั่น (division) (หลักสูตรการศึกษาขั้นพื้นฐาน 2544 โดย สสวท., 2548, หน้า 190-191 ได้แยกเป็น 3 ไฟลัม) ดังนี้

            ไฟลัม (Phylum Hepatophyta)

Plant Kingdom: Liverworts, Mosses & Hornworts, and Seedless 

mosses & liverworts 

            พืชในกลุ่มนี้ได้แก่ ลิเวอร์เวิร์ท (liverworts) ในสมัยโบราณเชื่อว่าสามารถนำมารักษาโรคตับได้ ทั้งยังมีรูปร่างคล้ายตับของมนุษย์ ดังนั้นจึงได้ชื่อว่า liverworts (liver = human liver, wort = herb) มีประมาณ 8,500 ชนิด
            ลักษณะของลิเวอร์เวิร์ท มีตั้งแต่ขนาดเล็กซึ่งพบในกลุ่ม leafy liverwort มีเส้นผ่าศูนย์กลางเล็กกว่า 5 mm มีวงชีวิตแบบสลับ โดยมีระยะแกมีโทไฟต์ (gametophyte) เด่น
            ดังนั้นต้นที่พบทั่วไปจะเป็นต้นแกมีโตไฟต์ บางครั้งจะพบชั้นคิวทิเคิล (cuticle) และสปอร์ที่มีผนังหนาซึ่งเป็นลักษณะการปรับตัวของลิเวอร์เวิร์ท เพื่อที่จะสามารถอาศัยอยู่บนบกได้ แกมมีโตไฟต์ แบ่งเป็น 2 แบบ คือ
            1. Leafy liverworts เป็นลิเวอร์เวิร์ทที่เป็นเส้นสาย มีลักษณะคล้ายมอส มีใบ 3 แถว มีสมมาตรแบบ bilateral symmetry Leafy ลิเวอร์เวิร์ทประมาณ 80 % จะเป็น leafy-liverworts อาศัยในบริเวณที่มีปริมาณน้ำมาก
            2. Thallus liverworts เป็นลิเวอร์เวิร์ทที่มีลักษณะเป็นแผ่นแบนคล้ายริบบิ้น (ribbonlike) เช่น Marchantia เป็นพืช perennial plant แผ่นทัลลัสสามารถแตกเป็นคู่ซึ่งเรียกการแตกแขนงแบบนี้ว่า dichotomous branching การเจริญของแกมมีโตไฟต์จะเจริญจากเนื้อเยื่อเจริญบริเวณร่องที่อยู่ปลายสุด (apical notch) ลักษณะพิเศษอีกอย่างของ thallus liverworts คือ มีเซลล์เรียงต่อกันเป็นช่อง (chamber) รูปร่างคล้ายเพชร (diamond-shaped plates) ซึ่งภายในจะประกอบด้วยเซลล์ที่เรียงต่อกันเป็นเส้นสีเขียวคล้ายต้นกระบองเพชรมีหน้าที่สังเคราะห์ด้วยแสง Gametophytes ทั้ง leafy และ thallus มักจะมีลักษณะเป็น lobe และ bilateral symmetry ไม่มี midrib บริเวณด้านบนของ thallus ทำหน้าที่สังเคราะห์ด้วยแสงส่วนด้านล่างใช้ในการสะสมอาหาร ไรซอยด์ (Rhizoids) มักมีเซลล์เดียว

            สปอร์โรไฟต์
            สปอร์โรไฟต์ไม่มีปากใบ รูปร่างค่อนข้างกลม ไม่มีก้าน ยึดติดกับแกมมีโตไฟต์จนกว่าจะแพร่กระจายสปอร์ (shed spores) สร้าง capsule บริเวณปลาย ซึ่งจะมี calyptra ช่วยป้องกันอันตราย ภายใน capsule มีเนื้อเยื่อที่สร้างสปอร์ เรียก sporogeneous tissue เกิดการแบ่งตัวแบบไมโอซิสสร้างสปอร์ ซึ่งมีบางเซลล์ที่ฝ่อไปเปลี่ยนเป็นโครงสร้างที่เรียกว่า elaters มีลักษณะคล้ายขดลวด พบแทรกอยู่ทั่วไป ใน capsule มีคุณสมบัติไวต่อความชื้น (hygroscopic) เมื่ออากาศแห้งสปริงจะกางออกทำให้เกิดการดีดสปอร์ออกไปได้ไกล ๆ เมื่อมีความชื้น elaters ขดตัวเหมือนเดิม

            การสืบพันธุ์
            แกมีโตไฟต์ของลิเวอร์เวิร์ทหลายชนิด จัดเป็น unisexaul เช่น Marchantia สร้าง archegoniophores รูปร่างคล้ายร่ม บริเวณด้านล่างของ archegoniophores จะมี archegonium ยื่นออกมา ส่วน antheridium สร้างบริเวณด้านบนของ antheridiophores
            ส่วนลิเวอร์เวิร์ทชนิดอื่นมีโครงสร้างง่ายกว่า Marchantia เช่นใน Pellia จะไม่มีโครงสร้างของ chambers หรือ pores และ ใน Riccia สร้าง antheridium และ archegonium ในทัลลัสเดียวกัน

            การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ (Asexual reproduction)
            ลิเวอร์เวิร์ท สืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ โดยการสร้าง gemma cup ภายในมี gemma หรือ gemmae มีรูปร่างคล้ายไข่ หรือรูปดาว หรือคล้ายเลนส์ ซึ่งจะหลุดจาก gemma cup เมื่อได้รับน้ำฝน เมื่อ Gemmae หลุดไป สามารถเจริญเป็นต้นใหม่ได้หรืออาจเกิดจากการขาดของต้นเดิมเนื้อเยื่อที่หลุดจากต้นสามารถเจริญเป็นต้นใหม่ได้เช่นกัน

            ไฟลัมแอนโทซีโรไฟตา (Phylum Anthocerophyta)

hornworts

            พืชในกลุ่มนี้ เรียกรวมว่า ฮอร์นเวิร์ท (hornworts) เป็นกลุ่มที่เล็กที่สุดในไบรโอไฟต์ มีประมาณ 6 สกุล 100 ชนิด ชนิดที่มักเป็นตัวอย่างในการศึกษา คือ Anthoceros
            ลักษณะของ hornworts ที่แตกต่างจากกลุ่มอื่นๆ มีดังนี้
            1. สปอร์โรไฟต์รูปร่างเรียวยาวคล้ายเขาสัตว์สีเขียว
            2. เซลล์ที่ทำหน้าที่ในการสังเคราะห์ด้วยแสงมีคลอโรพลาสต์ 1 เม็ด และมีอาหารสะสมเป็น pyrenoid เหมือนกับสาหร่ายสีเขียวและ Isoetes (vascular plant)
            3. สปอร์โรไฟต์มี intercalary meristem ซึ่งทำให้สปอร์โรไฟต์สามารถเจริญได้อย่าง ไม่จำกัด
            4. Archegonium ฝังตัวอยู่ในแกมมีโตไฟต์ มีโครงสร้างที่คล้ายกับปากใบ (stomatalike structure) ซึ่งจะไม่พบในกลุ่มอื่น
            แกมมีโตไฟต์
            แกมมีโตไฟต์รูปร่างกลมหรือค่อนข้างรี แบน สีเขียว เป็นโครงสร้างที่ง่ายๆเมื่อเทียบกับแกมมีโตไฟต์ในกลุ่ม bryophyte ด้วยกัน ฮอร์นเวิร์ท ส่วนใหญ่เป็น unisexual สร้างอวัยวะสืบพันธุ์บริเวณด้านบนของทัลลัส การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศเกิดขึ้นโดยการขาดเป็นท่อน (fragmentation)

            สปอร์โรไฟต์ สปอร์โรไฟต์ของฮอร์นเวิร์ทมีความแตกต่างจากสปอร์โรไฟต์ของชนิดอื่นมาก มีลักษณะเฉพาะคือรูปร่างคล้ายกับเขาสัตว์ สีเขียว ยาวประมาณ 1-4 cm ภายมีเนื้อเยื่อที่แบ่งตัวให้ spores

            ดิวิไัฟลััมไบรโอไฟตา (Phylum Bryophyta)

Bryophyta

            พืชในกลุ่มนี้ได้แก่มอสมีสมาชิกมากที่สุดในกลุ่มพืชไม่มีท่อลำเลียง สามารถเจริญได้ทั่วไป เช่น ตามเปลือกไม้ พื้นดิน ก้อนหิน
            แกมีโทไฟต์ ของมอสมีวงชีวิตแบบสลับ โดยมีระยะแกมีโตไฟต์เด่นกว่าสปอร์โรไฟต์ ดังนั้นต้นที่พบทั่วไปจึงเป็นต้นแกมีโตไฟต์ซึ่งมีสีเขียว อัดตัวกันแน่นคล้ายพรหม ไม่มีใบ ลำต้นและรากที่แท้จริงแต่มีส่วนที่คล้ายลำต้นและใบมาก มีไรซอยด์ (Rhizoid) ทำหน้าที่ยึดกับพื้นดินหรือวัตถุที่เจริญ

            มอสที่พบตามธรรมชาติ แกมีโทไฟต์ (Gametophyte) และสปอโรไฟต์ (sporophyte) ของมอสบางชนิด
            ลักษณะของแกมีโทไฟต์ มีลักษณะคล้ายใบที่เรียงเวียนรอบแกนกลาง ไม่มีท่อลำเลียง
            สปอร์โรไฟต์อาศัยอยู่บนแกมีโตไฟต์ตลอดชีวิต ประกอบด้วยส่วนสำคัญ คือ foot ใช้ยึดกับแกมมีโตไฟต์ stalk เป็นก้านชู ยาวและ capsule ส่วน capsule เป็นส่วนที่มีความสำคัญที่สุด มีฝาเปิดหรือ operculum อยู่ด้านบน และจะเปิดออกเมื่อแคปซูลแก่ operculum จะถูกห่อหุ้มด้วย calyptra เป็นเยื่อบางๆ ช่วยป้องกันอันตรายให้กับ capsule แต่มักจะหลุดไปเมื่ออายุมากขึ้น ถัดจาก operculum จะเป็นเนื้อเยื่อที่มีการสร้าง spore เซลล์ในชั้นนี้แบ่งตัวแบบไมโอซิสได้สปอร์ เมื่อสปอร์โรไฟต์แก่ operculum จะเปิดให้เห็น peristome teeth ลักษณะคล้ายซี่ฟัน มีคุณสมบัติไวต่อความชื้น (hygroscopic) เมื่ออากาศแห้ง ความชื้นในอากาศน้อย peristme teeth จะกางออก ทำให้ดีดสปอร์ออกมาด้วย และจะม้วนตัวเข้าไปภายใน capsule เมื่อความชื้นในอากาศมากเมื่อสปอร์ตกไปในที่ ๆ มีสภาพแวดล้อมที่เหมาะสม ก็จะงอกได้ทันที ซึ่งจะงอกเป็นเส้นสายสีเขียวที่เรียกว่า protonema ลักษณะคล้ายสาหร่ายสีเขียวมาก

ภาพที่ 20-41 ก.ลิเวอร์เวิร์ท ข. ฮอร์นเวิร์ท ค. มอส (ที่มา : สสวท., 254, หน้า 191)

            สรุป

            พืชในกลุ่มนี้ไม่มีเนื้อเยื่อลำเลียง จะดูดน้ำและแร่ธาตุจากดินโดยโครงสร้างคล้ายรากเรยีกว่า ไรซอยด์ มีการลำเลียงน้ำและแร่ธาตุด้วยการแพร่ ส่วนที่เป็นแผ่นคล้ายใบมีชั้นคิวทิเคิลบางมากปกคลุม การปฏิสนธิต้องอาศัยน้ำเป็นตัวกลาง สเปิร์มจะว่ายน้ำไปผสมกับเซลล์ไข่ภายในต้นแกมีโทไฟต์เพศเมีย จากนั้นไซโกตจะเจริญเป็นต้นสปอร์โรไฟต์ซึ่งจะเจริญและต้องอาศัยอาหารจากต้นแกมีโทไฟต์และมีอายุสั้นดังนั้นจึงพบต้นสปอโรไฟต์อาศัยอยู่บนต้นแกมีโไทไฟต์

            ประโยชน์ของพืชไม่มีเนื้อเยื่อลำเลียง

            กลุ่มพืชพืชไม่มีเนื้อเยื่อลำเลียง เช่น ข้าวตอกฤาษี หรือ สแฟกนัมมอส (Sphagnum  sp.) เป็นพืขที่ทนทานต่อการสูญเสียน้ำได้ดีและเกษตรกรนิยมนำมาใช้เป็นวัสคลุมหน้าดิน เพื่อรักษาสภาพความชื้นในดินและนำมาใช้ในการเพาะปลูกพืช

ภาพที่ 20-43 ข้าวตอกฤาษี หรือ สแฟกนัมมอส (Sphagnum  sp.)

            จากหลักฐานซากดึกดำบรรพ์ของพืช คือ Cooksonia  sp. พืชที่ทมีความสูง 12 มิลลิเมตร มีอายุประมาณ 420 ล้านปี ในช่วงต้นยุคซิลูเรียน ซึ่งสันนิษฐานว่าเป็นยพืชมีเนื้อเยื่อลำเลียงกลุ่มแรกและมีวิวัฒนาการกลายเป็นพืชมีเนื้อเยื่อลำเลียงอื่น ๆ 

            2. กลุ่มพืชมีเนื้อเยื่อลำเลียง

            คำถามก่อนเรียน

            1. พืชกลุ่มนี้มีลักษณะเหมือนกันอย่างไร และมีลักษณะใดแตกต่างจากพืชไม่มีเนื้อเยื่อลำเลียง ?
            คำตอบ พืชกลุ่มนี้มีราก ลำต้นและใบที่แท้จริง มีเนื้อเยื่อลำเลียงน้ำ แร่ธาตุและอาหาร ซึ่งไม่พบในพืชไท่มีเนื้อเยื่อลำเลียง

            2. วัฏจักรแบบสลับของพืชมีเนื้อเยื่อลำเลียงที่ไม่มีเมล็ด มีลักษณะแตกต่างจากพืชไม่มีเนื้อเยื่อลำเลียงอย่างไร ?
            คำตอบ ต้นแกมีโทไฟต์และต้นสปอโรไฟต์ของพืชมีเนื้อเยื่อลำเลียงเจริญแยกต้นกัน หรืออยู่ร่วมกันในช่วงสั้น ๆ โดยต้นแกมีโทไฟต์มีช่วงชีวิตสั้นกว่าต้นสปอโรไฟต์

            กลุ่มพืชมีเนื้อเยื่อลำเลียงแบ่งออกเป็น 2 กลุ่มย่อย คือ

            1. กลุ่มพืชมีเนื้อเยื่อลำเลียงที่ไม่มีเมล็ด

            พืชมีเนื้อเยื่อลำเลียงที่ไม่มีเมล็ด ประกอบด้วยเฟินแท้ และกลุ่มใกล้เคียงเฟิน บางทีเรียกว่าพืชที่มีท่อลำเลียงชั้นต่ำ (Lower vascular plant or seedless plant) พืชกลุ่มนี้มีราก ลำต้นและใบที่แท้จริง ภายในรากมีเนื้อเยื่อลำเลียงเหมือนในลำต้น มีต้นแกมีโทไฟต์และต้นสปอโรไฟต์เจริญแยกกัน หรืออยู่ร่วมกันในช่วงสั้น ๆ โดยต้นแกมีโทไฟต์จะมีช่วงชีวิตสั้นกว่าต้นสปอโรไฟต์

            นักเรียนทราบหรือไม่ว่าเฟินและพืชกลุ่มใกล้เคียงเฟินมีลักษณะใดที่แสดงถึงการเกิดวิวัฒนาการทางด้านการสืบพันธุ์เพื่อดำรงชีวิตอยู่บนดิน
            คำตอบ มีการสืบพันธุ์โดยการสร้างสปอร์ซึ่งทนต่อความแห้งแล้งได้ดี และสปอร์แพร่กระจายไปบริเวณต่าง ๆ โดยไม่ต้องอาศัยน้ำ

            จากการศึกษาซากดึกดำบรรพ์ของพืชโบราณพบว่า รากของพืชกลุ่มนี้อาจจะวิวัฒนาการมาจากลำต้นส่วนล่างหรือส่วนที่อยู่ใต้ดินของดืชมีเนื้อเยื่อลำเลียง พืชที่มีท่อลำเลียงชั้นต่ำกลุ่มนี้ไม่สร้างเมล็ด สามารถรักษาสมดุลน้ำภายในได้อย่างมีประสิทธิภาพ น้ำจะสูญเสียไปเมื่อปากใบเปิดและขณะเดียวกันก็มีการแลกเปลี่ยนแกสเพื่อใช้ใ นการสังเคราะห์ด้วยแสงไปพร้อมกันแต่จะมีการทดแทนน้ำที่สูญเสียไปโดยการดูดน้ำของรากขึ้นอยู่กับน้ำที่เสียไป แต่เมื่อความต้องการน้ำของพืชมีมากเกินความสามารถของรากที่จะดูดน้ำได้ ปากใบก็จะปิดเพื่อป้องการสูญเสียน้ำที่จะเกิดขึ้นต่อไปได้

            โดยทั่วไปพืชมีเนื้อเยื่อลำเลียงที่ไม่มีเมล็ด มีลักษณะดังนี้
            1. วงชีวิตของพืชไม่มีเมล็ดคล้ายกับไบโอไฟต์ และสาหร่าย ต้นสปอร์โรไฟต์ที่เป็น diploid มีเกิดการแบ่งตัวแบบ meiosis ได้สปอร์ เมื่อสปอร์งอกเกิดเป็นต้นแกมมีโตไฟต์ซึ่งจะสร้างแกมมีทคือไข่และสเปิร์ม เมื่อไข่และสเปิร์ม ผสมกันจะได้เป็นไซโกท
            2. ไข่สร้างจาก archegonium และสเปิร์มสร้างจาก antheridium
            3. ไซโกทงอกจะอาศัยอาหารจากต้นแกมมีโตไฟต์
            4.มี chlorophyll a b และ carotenoid แป้ง มีผนังเซลล์เป็นสารประกอบเซลล์ลูโลส มีสเปิร์มที่เคลื่อนที่ได้
            5. มีเนื้อเยื่อที่ประกอบด้วยสารลิกนินเพิ่มความแข็งแรง
            6. สปอโรไฟต์ (sporophyte) และแกมีโทไฟต์ (gametophyte) ดำรงชีวิตอิสระต่อกัน ระยะ sporophyte เด่นกว่า gametophyte

            นักเรียนทราบหรือไม่

            พืชที่มีการสร้างสปอร์ขนาดเดียว แต่ละสปอร์จะเจริญเป็นแกมีโทไฟต์เพศผู้หรือแกมีโทไฟต์เพศเมีย ในพืชที่มีการสร้างสปอร์ 2 ขนาด สปอร์ขนาดใหญ่จะเจริญเป็นแกมีโทไฟต์เพศเมีย และสปอร์ขนาดเล็กจะเจริญเป็นแกมีโทไฟต์เพศผู้ ซึ่งรูปแบบการสร้างสปอร์ทั้ง 2 แบบมีลักษณะดังนี้

            พืชมีเนื้อเยื่อลำเลียงที่ไม่มีเมล็ด ที่พบในปัจจุบัน แบ่งออกเป็น 2 ไฟลัม ดังนี้ (อ้างตาม สสวท., 2548. หน้า 192-193)

            1. ไฟลัมไลโคไฟตา (Phylum  Lycophyta) เป็นพืชที่มีลำต้นและใบที่แท้จริง มีใบขนาดเล็ก มีเส้นใบ 1 เส้นที่ไม่แตกแขนง ที่ปลายกิ่งจะมีกลุ่มของใบทำหน้าที่สร้างอับสปอร์ พืชกลุ่มนี้ได้แก่ ไลโคโพเดียม (Lycopodium) เช่น สามร้อยยอด หางสิงห์ ซีแลกจิเนลลา (Selagenella) เช่น ตีนตุ๊กแกและกระเทียมน้ำ (Isoetes) โดยสามร้อยยอดมีการสร้างสปอร์ที่มีขนาดใหญ่และขนาดเล็ก โดยกระเทียมน้ำจะสร้างอับสปอร์ที่โคนใบ

Lycopodium

Isoetes

ภาพที่ 20-45  ก. หางสิงห์   ข. ตีนตุ๊กแก  ค.  กระเทียมน้ำ (ที่มา : สสวท., 2548. หน้า 192)

            2. ไฟลัมเทอโรไฟตา (Phylum Pterophyta) ตัวอย่างของพืชกลุ่มนี้ได้แก่ หวายทะนอย หญ้าถอดปล้องและเฟิน

            หวายทะนอย (Psilotum  sp.) เดิมเชื่อว่าเป็นซากดึกดำบรรพ์ที่มีชีวิตเพราะมีลักษณะคล้ายซากดึกดำบรรพ์ของพืช คือ ไม่มีรากไม่มีใบ ถ้ามีใบขะมีขนาดเล็กมาก มีการแตกกิ่งเป็นคู่ แต่เมื่อมีการศึกษาเปรียบเทียบลำดับเบส บนสาย DNA และโครงสร้างอับสปอร์แล้วพบว่าหวานทะนอยมีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับพืชในกลุ่มหญ้าถอดปล้อง

หวายทะนอย (Psilotum  sp.)

            หญ้าถอดปล้อง (Equisetum  sp.) เป็นกลุ่มพืชที่มีลำต้นมีข้อปล้องชัดเจน มีทั้งลำต้นตั้งตรงและลำต้นใต้ดิน เรียกว่า ไรโซม (rhizome) ลำต้นตั้งตรงบนดินมีสีเขียวเป็นสัน ใบขนาดเล็ก มีเส้นใบเพียง 1 เส้น เรียงเป็นวงรอบข้อ อับสปอร์เกิดเป็นกระจุกที่ปลายกิ่ง เรียกว่า สโตรบิลัส (strobilus) และสร้างสปอร์ที่มีขนาดเดียว

หญ้าถอดปล้อง (Equisetum  sp.)

ภาพ ก. หวายทะนอย  ข. หญ้าถอดปล้อง (ที่มา : สสวท., 2548. หน้า 193)

            Equisetum มีชื่อสามัญภาษาอังกฤษว่า horse tail ทั่วโลกพบประมาณ 25 ชนิด มีการแพร่กระจายพันธุ์ไปทั่วโลก ลักษณะวิสัยเจริญดีในดินที่เป็นกรด ที่มีความชุ่มชื้นจึงมักพบบริเวณที่เป็นบึง แอ่งน้ำ ทะเลสาบและในป่าชื้นเป็นส่วนใหญ่ แต่มีบางชนิดที่สามารถทนต่อสภาพแห้งแล้งได้ Equisetum   มีวัฏจักรชีวิตแบบสลับ ระหว่างระยะสปอรโรไฟต์และระยะแกมีโทไฟต์ ระยะสปอโรไฟต์จัดเป็นระยะเด่น สร้างอาหารเองได้ มีชีวิตแบบอิสระ

            เฟิน (fern) เริ่มมีการแพร่กระจายตั้งแตยุคดีโวเนียนจนถึงปัจจุบันพบประมาณ 12,000 สปีชีส์ พืชกลุ่มนี้มีราก ลำต้น และใบที่แท้จริง โดยมีเส้นใบที่แตกต่างแขนง ลักษณะที่พบทั่วไป คือ ใบอ่อนม้วนจากปลายใยสู่โคนใบ ใบของเฟินมีหลายขนาด อาจเป็นใบเดี่ยว หรือใบประกอบ เฟินจะสร้างอับสปอร์รวมกันเป็นกลุ่มเรียกว่า ซอรัส (sorus) อยู่ทางด้านล่างของแผ่นใบ ซึ่งมีรูปร่างแตกต่างกันและใช้จำแนกชนิดของเฟินได้ เฟินส่วนใหญ่สร้างสปอร์ที่มีขนาดเดียวกัน ยกเว้นเฟินน้ำบางสกุลสร้างสปอร์ที่มีขนาดแตกต่างกัน ตัวอย่างของเฟิน ได้แก่ เฟินใบมะขาม เฟินก้านดำ ข้าหลวงหลังลาย ชายผ้าสีดา ย่านลิเภา แหนแดง จอกหูหนู ผักแว่น กูดเกี๊ยะ เป็นต้น

ภาพ ก. จอกหูหนู ข. ผักแว่น ค. ชายผ้าสีดา ง. ข้าหลวงหลังลาย  จ. เฟินก้านดำ ฉ. ย่านลำเภา

            ประโยชน์ของพืชมีเนื้อเยื่อลำเลียงที่ไม่มีเมล็ด

            พืชมีเนื้อเยื่อลำเลียงที่ไม่มีเมล็ด บางชนิดนิยมนำมาใช้เป็นอาหาร เช่น ผักแว่น กูดเกี๊ยะ หรือบางชนิดนำมาเป็นสมุนไพร เช่น ว่านลูกไก่ทองใช้ดูดซับห้ามเลือด กูดแดงใช้เป็นยาแก้โรคผิวหนัง ย่านลิเภานำมาใช้ทำเครื่องจักสาน เช่น กระเป๋าถือ นอกจากนี้เกษตรกรนิยมเลี้ยงแหนแดงในนนาข้าวเพื่อเพิ่มปริมาณปุ๋ยไนโตรเจนให้กับต้นข้าว มีเฟินหลายชนิดที่นิยมนำมาปลูกเป็นไม้ประดับ ไม้ตัดใบ เช่น เฟินใบมะขาม เฟินนาคราช ข้าหลวงหลังลายและชายผ้าสีดา เป็นต้น กูดเกี๊ยะมีประโยชน์มากมายเช่น ใบแห้งสามารถนำมาหลังคาและใช้ทำเป็นฟืนได้ด้วย นอกจากนี้เถ้าจากใบยังเป็นแหล่งโพแทสในอุตสาหกรรมแก้วและสบู่ เหง้านำมาใช้ฟอกหนังและย้อมผ้าขนสัตว์ให้เป็นสีเหลือง และยังมีศักยภาพเป็นแหล่งสกัดสารฆ่าแมลงและพลังงานชีวภาพ ช่วยเพิ่มธาตุอาหารให้กับดิน โดยเฉพาะไนโตรเจน ฟอสเฟตและโพแทสเซียม

            กิจกรรม ศึกษาลักษณะของเฟิน

            จุดประสงค์กิจกรรม เพื่อให้นักเรียนสามารถ
            1. สำรวจตรวจสอบลักษณะที่สำคัญ และบันทึกลักษณะต่างๆ ของพืชในกลุ่มเฟิน พร้อมทั้งวาดรูปประกอบ
            2. สรุปลักษณะที่สำคัญของพืชในกลุ่มเฟิน
            3. เตรียมสไลด์เพื่อศึกษาสปอร์ของเฟิน

            วัสดุอุปกรณ์
            1. ต้นเฟิน
            2. เข็มเขี่ย
            3. สไลด์และกระขกปิดสไลด์
            4. บีกเกอร์
            5. หลอดหยด
            6. กลุ้องจุลทรรศน์

            วิธีการทดลอง
            1. เลือกสังเกตต้นเฟินจำนวน 2-3 ชนิด นำมาศึกษาเปรียบเทียบลักษณะของใบ กลุ่มอับสปอร์และการเรียงตัวของอับสปอร์ พร้อมทั้งวาดรูปประกอบ
            2. ศึกษาลักษณะของสปอร์โดยใช้เข็มเขี่ยอับสปอร์ 1 กลุ่มให้กระจายลงบนสไลด์ที่มีหยดน้ำ ปิดด้วยกระจกปิดสไลด์แล้วนำไปศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์และวดรูปประกอบ

            แนวการจัดกิจกรรม

            เตรียมตัวอย่างของเฟินที่นำมาให้นักเรียนศึกษาหลายๆ ชนิดที่แตกต่างกัน โดยอาจให้นักเรียนนำตัวอย่างของเฟินที่พบในแหล่งชุมชนที่นักเรียนอาศัยอยู่ โดยพยายามนำต้นเฟินมาครบทุกส่วนมีทั้งใบอ่อนที่กำลังงอกและใบที่มีอับสปอร์อยู่ด้วย และเน้นประเด็นที่ต้องการให้นักเรียนศึกษาลักษณะทั่วไปของเฟิน โดยการบันทึกลักษณะพร้อมทั้งวาดรูปประกอบ ซึ่งประกอบด้วย
            - ขนาดและลักษณะของใบ
            - ลักษณะของใบอ่อนที่ม้วนงอ
            - การเรียงตัวของกลุ่มอับสปอร์
            - ลักษณะของอับสปอร์

            จากนั้นให้นักเรียนศึกษาลักษณะของสปอร์ โดยการเตรียมสไลด์ตามวิธีการทดลองในกิจกรรมโดยครูอาจเตรียมสไลด์กลุ่มอับสปอร์และสปอร์ไว้สาธิตเพื่อให้นักเรียนศึกษาเปรียบเทียบ

            จากนั้นให้นักเรียนวาดภาพจากที่สังเกตเห็นในกล้องจุลทรรศน์ แล้วตอบคำถามในกิจกรรมและเพิอ่มเติมดังนี้

            1. เฟินแต่ละชนิดมีการจัดเรียงตัวของอับสปอร์เหมือนหรือแตกต่างกันอย่างไร ?
            คำตอบ  มีการจัดเรียงตัวของอับสปอร์ที่แตกต่างกัน และใช้ลักษณะนี้ในการแบ่งเฟินออกเป็นกลุ่มต่าง ๆ ดังภาพ

  

            2. นักเรียนคิดว่าควรนำเฟินมาใช้ประโยชน์ด้านใดได้บ้าง จงอธิบายและยกตัวอย่างประกอบ

            คำตอบ  อาจนำเฟินมาใช้ประโยชน์โดยการปลูกเป็นไม้ประดับ เช่น ชายผ้าสีดา นำมาใช้ทำเครื่องจักสาน เช่น ย่านลิเภา ทำพืชสมุนไพรและนำมาใช้ในการเกษตร เช่น แหนแดง หรือนำมาเป็นอาหาร เช่น ผักแว่น เป็นต้น

            3. พืชกลุ่มนี้มีลักษณะเหมือนกันอย่างไร และมีลักษณะใดแตกต่างจากพืชไม่มีเนื้อเยื่อลำเลียง ?
            คำตอบ พืชกลุ่มนี้มีราก ลำต้นและใบที่แท้จริง มีเนื้อเยื่อลำเลียงน้ำ แร่ธาตุและอาหาร ซึ่งไม่พบในพืชไม่มีเนื้อเยื่อลำเลียง

            4. วัฏจักรชีวิตแบบสลับของพืชมีเนื้อเยื่อลำเลียงที่ไม่มีเมล็ด มีลักษณะแตกต่างจากพืชไม่มีเนื้อเยื่อลำเลียงอย่างไร ?
            คำตอบ นักเรียนควรใช้ภาพที่ 20-38 และ 20-39 มาใช้ในการตอบคำถาม โดยพบว่าต้นแกมีโทไฟต์และต้นสปอร์โรไฟต์ของพืชมีเนื้อเยื่อลำเลียงเจริญแยกต้นกัน หรืออยู่รวมกันในช่วงสั้น ๆ โดยต้นแกมีโทไฟต์มีช่วงชีวิตสั้นกว่าต้นสปอร์โรไฟต์

            5. นักเรียนคิดว่าเฟินและพืชกลุ่มใกล้เคียงกับเฟินมีลักษณะใดที่แสดงถึงการเกิดวิวัฒนาการทางด้านการสืบพันธุ์เพื่อดำรงชีวิตอยู่บนพื้นดิน ?
            คำตอบ มีการสืบพันธุ์โดยการสร้างสปอร์ซึ่งทนต่อความแห้งแล้งได้ดี และสปอร์แพร่กระจายไปบริเวณต่าง ๆ โดยไม่ต้องอาศัยน้ำ

            6. พืชในกลุ่มไลโคโพเดียม ซีแลกจิเนลลาและกระเทียมน้ำ มีลักษณะเหมือนกันและแตกต่างกันอย่างไร ?
            คำตอบ มีลำต้นและใบที่แท้จริง มีใบขนาดเล็ก มีเส้นใบ 1 เส้นที่ไม่แตกแขนงมีกลุ่มใบสร้างอับสปอร์ที่ปลายกิ่งดังภาพ ไลโคโพเดียมสร้างสปอร์ขนาดเดียวขณะที่ซีแลกจิเนลลาและกระเทียมน้ำสร้างสปอร์ 2 ขนาด

            ไลโคโพเดียม ซีแลกจิเนลลา กระเทียมน้ำ

            7. เพราะเหตุใดจึงจัดหวายทะนอยอยู่ในไฟลัมเทอโรไฟตา ?
            คำตอบ หวายทะนอยมีลำดับเบสบนสาย DNA ที่ใกล้เคียงกับหญ้าถอดปล้องและเฟิน จึงจัดอยู่ในกลุ่มเดียวกัน

            8. หวายทะนอยและเฟินมีลักษณะใดเหมือนกันและลักษณะใดที่แตกต่างกัน ?
            คำตอบ เฟินและหวายทะนอยมีเนื้อเยื่อในการลำเลียงและไม่มีเมล็ด แต่หวายทะนอยไม่มีรากและใบ

            9. เฟินแต่ละชนิดมีลักษณะเหมือนกันและแตกต่างกันอย่างไร ?
            คำตอบ เฟินมีราก ลำต้นและใบที่แท้จริง ใบมีเส้นใบแตกแขนง มีรูปร่างและแหล่งที่อยู่แตกต่างกันเฟินบางชนิดสามารถดำรงชีวิตเป็นพืชน้ำ บางชนิดดำรงชีวิตเป็นเอพิไฟต์ บางชนิดสร้างสปอร์ขนาดเดียว ขณะที่บางชนิดสร้างสปอร์ 2 ขนาด เป็นต้น ลักษณะการสร้างสปอร์ของพืช แบ่งออกเป็น 2 ลักษณะ คือ การสร้างสปอร์ขนาดเดียวและสร้างสปอร์ 2 ขนาด การสร้างสปอร์ขนาดเดียวมีรูปแบบดังนี้

            ความรู้เพิ่มเติม

            เดิมมีการจำแนกพืชมีเนื้อเยื่อลำเลียงที่ไม่มีเมล็ดออกเป็นดิวิชั่นต่าง ๆ ดังนี้

            Phylum Psilophyta

            พืชกลุ่มนี้ถือว่าเป็นพืชมีท่อลำเลียงที่มีวิวัฒนาการต่ำที่สุด เนื่องจากไม่มีรากและใบที่แท้จริง มีลำต้นใต้ดิน (rhizome) มี rhizoid และมีส่วนที่คล้ายใบเรียก prophylls มีลักษณะเป็นใบเกล็ด ลำต้นมีสีเขียวทำหน้าที่ในการสังเคราะห์ด้วยแสง พืชในกลุ่มนี้ที่นำมาศึกษาคือ Psilotum (Whisk fern) หรือเรียกอีกอย่างว่า หวายทะนอย Psilotum พบแพร่กระจายทั่วไป สามารถปลูกในเรือนเพาะชำได้ ส่วนอีกสกุลคือ Tmesipteris มักพบอิงอาศัยกับพืชอื่นเช่น tree fern Tmesipteris ไม่นิยมปลูกนำมาปลูกท่อลำเลียงในลำต้นของ Psilotum เป็นแบบ protostele ลำต้นแตกเป็นคู่ หรือ dichotomous branching สร้าง sporangia อยู่บริเวณด้านข้างของกิ่ง ซึ่ง sporangia ประกอบด้วย 3 sporangia เชื่อมติดกัน เรียก synangium ภายในเกิดการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิสได้สปอร์ เมื่อสปอร์งอกเกิดเป็นแกมมีโตไฟต์ขนาดเล็กสีน้ำตาลอาศัยอยู่ในดิน หรืออาจมีหลายรูปแบบเช่นรูปร่างทรงกระบอกมีการแตกแขนง และมีเชื้อราเข้ามาอาศัยอยู่ร่วมกัน เชื้อราเอื้อประโยชน์ให้กับแกมมีโตไฟต์โดยช่วยดูดซึมสารไนเตรท ฟอสเฟตและสารอินทรีย์อื่นๆ ให้กับแกมมีโตไฟต์ อวัยวะสืบพันธุ์สร้างขึ้นบริเวณผิว สร้างทั้ง archegonium และ antheridium อยู่ในแกมมีโตไฟต์เดียวกันดังนั้นจึงจัดเป็น monoecious gametophyte หรือ bisexaul  Antheridium สร้างยื่นออกมาจากผิวของแกมมีโตไฟต์ซึ่งภายในมีสเปิร์ม ลักษณะคล้ายเหรียญม้วนงอ มีแฟกเจลลาจำนวนมาก ส่วน archegonium สร้างฝังลงไปภายในแกมมีโตไฟต์ เนื่องจากแกมมีโตไฟต์นี้มีทั้งอวัยวะสืบพันธ์เพศผู้และเพศเมียอยู่ภายในแกมมีโตไฟต์อันเดียวกัน ดังนั้นการผสมระหว่างไข่และสเปิร์มสามารถเกิดภายในแกมมีโตไฟต์อันเดียว (self-fertilization) หรือต่างแกมมีโตไฟต์ (cross-fertilization) ก็ได้ หลังจากได้รับการผสมแล้วไซโกทแล้วจะแบ่งตัวเพื่อเจริญเป็นต้นสปอร์โรไฟต์ต่อไป

            พืชที่เป็นสมาชิกของกลุ่มนี้มีประมาณ 1,100 ชนิด โดยมากจะพบอยู่ใน 2 สกุล คือ
            Lycopodium (club moss) ประมาณ 400 ชนิด และ Selaginella (spike moss) ประมาณ 700 ชนิด พบแพร่กระจายทั่วไป
            Lycopodium : club moss ช้องนางคลี่ สร้อยนางกรอง หางสิงห์ สปอรโรไฟต์ มีความหลากหลายมาก สปอร์โรไฟต์ที่เจริญเติบโตเต็มที่ มีใบบางใบเปลี่ยนแปลงไปทำหน้าที่รองรับ sporangium ซึ่งเรียกใบนี้ว่า sporophylls ซึ่งมักไม่ทำหน้าที่ในการสังเคราะห์ด้วยแสง และมักพบรวมกันอยู่เป็นกลุ่มหรือเป็นกระจุกอยู่บริเวณปลายของกิ่งเรียกโครงสร้างดังกล่าวว่า strobili แต่ละ sporophyll จะมี sporangium การสร้างสปอร์
            Lycopodium สร้างสปอร์ที่มีลักษณะขนาดรูปร่างคล้ายกัน ซึ่งเรียกสปอร์แบบนี้ว่า homospores (homo=same)

            สปอโรไฟต์
            การสร้างสปอร์ Selaginella สร้างสปอร์ 2 ชนิด มีลักษณะขนาดรูปร่างแตกต่าง ซึ่งเรียกสปอร์แบบนี้ว่า heterospores (hetero=different) สปอร์มีทั้งขนาดใหญ่ มีจำนวนน้อยเรียก megaspores จะเกิดขึ้นใน megasporangia ใบที่รองรับ megasporangia เรียกว่า megasporophylls เมกกะสปอร์จะเจริญเป็นแกมมีโตไฟต์เพศเมีย และสปอร์ที่มีขนาดเล็ก มีจำนวนมาก เรียก microspores จะเกิดขึ้นใน microsporangia ใบที่รองรับ microsporangia เรียกว่า microsporophylls จะเจริญเป็นแกมมีโตไฟต์เพศผู้ สปอร์ทั้งสองชนิดนั้นมักพบเกิดภายในสตรอบิลัสอันเดียวกัน Megasporangia แบ่งตัวแบบไมโอซิสให้เมกกะสปอร์อาจมีเพียง 1 เซลล์แบ่งตัวให้เมกกะสปอร์ 4 เซลล์ ส่วน microsporangiaจำนวนหลายเซลล์ที่แบ่งตัวให้ไมโครสปอร์จำนวนมากมาย

            เมกกะสปอร์แบ่งตัวหลายครั้งภายในผนังสปอร์เกิดเป็นแกมมีโตไฟต์เพศเมีย เมื่อเจริญเติบโตเต็มที่ ผนังของสปอร์จะแตกออกซึ่งจะเห็น archegonium ทำนองเดียวกันกับไมโครสปอร์ก็จะเจริญเป็นแกมมีโตไฟต์เพศผู้ จากนั้นจะสร้าง antheridium มักพบ 1 antheridium ต่อแกมมีโตไฟต์ 1 อัน จากนั้นสร้างสเปิร์มที่มีเฟกเจลลา 2 เส้น สเปิร์มจะว่ายน้ำจากแกมมีโตไฟต์เพศผู้ไปผสมกับไข่ได้ไซโกทจะเจริญเป็นเอมบริโอ แกมมีโตไฟต์ของ Lycopodium ที่สามารถสังเคราะห์ด้วยแสงเองได้ มักพบเชื้อราเข้ามาอาศัยอยู่ด้วยและมักอายุสั้น ส่วนแกมมีโตไฟต์ที่ดำรงชีวิตแบบ saprophyte จะมีชีวิตนาน (ประมาณ 10 ปี) ทั้ง antheridium และ archrgonium มักเกิดตามรอยแตกของผนังสปอร์แม้ว่าแกมมีโตไฟต์ของ Lycopodium เป็น bisexaul แต่มักพบว่าการผสมมักเป็นการผสมข้าม ทั้งนี้อาจเป็นเพราะว่าการเจริญของอวัยวะสืบพันธุ์ไม่พร้อมกัน ซึ่งจะมีการสร้าง antheridium หลังจากนั้นจึงสร้าง archegonium

            พืชในกลุ่มนี้ที่มีชีวิตอยู่เหลือเพียงสกุลเดียวคือ Equisetum เนื้อเยื่อผิวมีส่วนประกอบประเภทซิลิกา สมัยก่อนนำมาใช้ขัดถูชามให้มีความเงางาม Equisetum พบทั่วไป ลำต้นใต้ดินที่เป็น rhizome สามารถแตกแขนงไปได้มาก ซึ่งบางครั้งพบว่าเป็นปัญหาสำหรับเกษตรกรได้เหมือนกัน เพราะการทำลายจะทำลายได้
            เฉพาะลำต้นที่อยู่เหนือส่วนลำต้นใต้ดินก็ยังคงมีชีวิตอยู่และสามารถแตกเป็นต้นใหม่ได้ส่วนของลำต้นมีสีเขียวใช้ในการสังเคราะห์ด้วยแสง ใบมีลักษณะเป็นเกล็ดติดกันเรียงตัวรอบข้อ ดังภาพ

            การสร้างสปอร์มีเพียงชนิดเดียวจัดเป็น homospores และสร้างภายใน sporangia ซึ่งแต่ละ sporangia นั้นจะเกิดบนก้านชูที่เรียกว่า sporangiophores แต่ละ sporangiophores จะมี  sporangia ที่รูปร่างคล้ายไส้กรอกประมาณ 8-10 อัน แขวนอยู่บริเวณด้านล่าง ทั้งหมดอยู่ภายในโครงสร้างของ strobilus เมื่อสปอร์แก่เกิดการกระจายสปอร์ ซึ่งผนังชั้นนอกสุดของสปอร์จะเปลี่ยนไปเป็นelaters ช่วยในการกระจายสปอร์ ซึ่งอีเลเตอร์มีคุณสมบัติไวต่อความชื้น (hygroscopic) ปกติจะขดม้วนเป็นเกลียวรอบสปอร์ไว้ เมื่ออากาศแห้งอีเลเตอร์จะกางออก ดีดสปอร์ออกไปไกลๆ เมื่อสปอร์ตกอยู่บริเวณที่มีความชื้นอีเลเตอร์จะขดม้วนเหมือนเดิม จะเห็นว่าอีเลเตอร์จะพบทั้งในลิเวอร์เวิร์ทและใน Equisetum แต่มีความแตกต่างกันเนื่องจากอีเลเตอร์ในลิเวอร์เวิร์ทนั้นเปลี่ยนแปลงมาจากเซลล์ แต่ใน Equisetum นี้ เป็นเพียงผนังชั้นนอกสุดของสปอร์เท่านั้น แกมมีโตไฟต์ของ Equisetum มีสีเขียวใส สามารถสังเคราะห์ด้วยแสง แตกแขนงได้ บริเวณด้านล่างจะมี rhizoid และสร้าง antheridium และ archegonium ภายในแกมมีโตไฟต์อันเดียวกันจึงจัดเป็น monoecious antheridium สร้างบริเวณด้านบนและ archegonium เกิดฝังอยู่ภายในแกมมีโตไฟต์ จากนั้นสเปิร์มและไข่ผสมกันได้ไซโกทและเจริญเป็นเอมบริโอต่อไป

            Phylum Pterophyta

            พืชในกลุ่มนี้ได้เฟิน มีสมาชิกประมาณ 12,000 ชนิด จัดเป็นดิวิชั่นที่ใหญ่ที่สุดในพืชกลุ่มไม่มีเมล็ด มีความหลากหลายมาก บางชนิดพบอยู่ในเขตร้อน บางชนิดอยู่ในเขตอบอุ่นหรือแม้กระทั่งทะเลทราย จำนวนชนิดของเฟินเริ่มลดลงเนื่องจากความชื้นที่ลดลง และเนื่องจากเฟินเป็นพืชที่มีความหลากหลายมาก บางสกุลมีใบขนาดใหญ่ที่สุดในอาณาจักรพืช เช่น Marattia เป็นสกุลหนึ่งของเฟินต้น มีใบยาวถึง 9 เมตร กว้างประมาณ 4.5 เมตร นอกจากนี้ยังมี เฟินสกุลอื่นที่อาศัยอยู่ในน้ำ เช่น Salvinia (จอกหูหนู) และ Azolla (แหนแดง) มีใบขนาดเล็กมาก ส่วนเฟินที่นิยมนำมาเป็นตัวอย่างในการศึกษาถึงลักษณะทั่วไปของเฟินมักอยู่ในออเดอร์ Filicales มีสมาชิกประมาณ 10,000 เช่น Pteridium aquilinum
            ลักษณะทั่วไปของเฟิน ใบเรียกว่าฟรอน (frond) ใบเจริญจากลำต้นใต้ดินหรือเหง้า ใบอ่อนมีลักษณะเฉพาะม้วนคล้ายลานนาฬิกาเรียกว่า circinate vernation เกิดจากการเจริญไม่เท่ากันของผิวทั้งสองด้าน ผิวด้านล่างเจริญเร็วกว่าด้านบน ใบเฟินบางชนิดทำหน้าที่ขยายพันธุ์เช่น บริเวณปลายสุดของใบเกิดเป็นเนื้อเยื่อเจริญและแบ่งตัวให้พืชต้นใหม่เรียกเฟินแบบนี้ว่า walking fern (Asplenium rhizophllum)

            นอกจากนี้ใบเฟินยังมีลักษณะพิเศษอีกอย่างคือไม่สร้างสตรอบิลัสแต่บริเวณด้านท้องใบสร้างสปอร์ สปอร์อยู่ภายใน sporangia ซึ่ง sporangia อาจอยู่รวมกันเป็นกลุ่มเรียกว่า sorus (พหูพจน์ : sori) บางชนิดจะมีเยื่อบางหุ้มซอรัสไว้ เรียกเยื่อนี้ว่า indusium สปอร์เฟินมีรูปร่างคล้ายกันเรียก homospores แต่ละsporangia ล้อมรอบด้วยกลุ่มเซลล์ที่เรียกว่า annulus ซึ่งมีผนังหนาไม่เท่ากัน ผนังด้านนอกบางมาก และแตกออกเมื่ออากาศแห้งทำให้สปอร์กระจายไปได้เฟินส่วนใหญ่เป็น homosporous สปอร์งอกเป็น protonema เจริญเป็นแกมมีโตไฟต์ รูปร่างคล้ายรูปหัวใจ (heart-shaped) ยึดกับดินโดยใช้ rhizoid แกมมีโตไฟต์สร้างอวัยวะสืบพันธุ์ทั้ง 2เพศ จึงจัดเป็น monoecious โดย archegonium เกิดบริเวณรอยเว้าตรงกลางของหัวใจ (apical notch) ฝังลงในแกมมีโตไฟต์ ส่วน antheridium เกิดบริเวณด้านบน สเปิร์มว่ายมาผสมกับไข่ที่ archegonium เกิดเป็นสปอร์โรไฟต์หลังจากนั้นแกมมีโตไฟต์จะสลายไป เฟินที่สร้าง heterospores เช่น Azolla (แหนแดง) มีใบขนาดเล็กมาก อีกสกุลได้แก่ Marsilea (ผักแว่น) จัดเป็นเฟินน้ำ ส่วนของรากฝังอยู่ในโคลนมีเพียงใบเท่านั้นที่ยื่นขึ้นมาเหนือน้ำ สปอร์จะถูกสร้างในโครงสร้างที่เรียกว่า sporocarps

            2. กลุ่มพืชมีเนื้อเยื่อลำเลียงที่มีเมล็ด

            พืชมีเนื้อเยื่อลำเลียงที่มีเมล็ดพวกแรกเกิดเมื่อประมาณ 360 ล้านปี ในช่วงปลายของยุคดีโวเนียนและพบแพร่กระจายมากในยุคคาร์บอนิเฟอรัส มีโครงสร้างสืบพันธุ์ที่แตกต่างจากพืชกลุ่มที่กล่าวมาแล้ว โดยเซลล์ไข่เจริญอยู่ในออวูล เชื่อกันว่าน่าจะมีวิวัฒนาการมาจากสปอร์ที่มีเนื้อเยื่อพิเศษมาหุ้ม ซึ่งอาจมี 1 หรือ 2 ชั้น นอกจากนี้พืชมีเมล็ดยังมีการปรับตัวในการสืบพันธุ์ที่ไม่ต้องอาศัยน้ำ โดยการสร้างละอองเรณูที่มีสเปิร์มอยู่ภายใน เมื่ออับเรณูแตกออกละอองเรณูจะกระจายไปตกที่ออวูล โดยอาศัยลมหรือสัตว์เป็นพาหะ เมื่อเกิดการปฏิสนธิแล้วออวูลจะเจริญไปเป็นเมล็ด

จากภาพ 20-48 โคนของสน ให้นักเรียนร่วมกันอภิปรายในประเด็นคำถามต่อไปนี้

            1. พืชมีเนื้อเยื่อลำเลียงที่มีเมล็ดมีการสร้างเซลล์สืบพันธุ์ และปฏิสนธิแตกต่างจากพืชที่พืชมีเนื้อเยื่อลำเลียงที่ไม่มีเมล็ดอย่างไร ?
            คำตอบ พืชมีเนื้อเยื่อลำเลียงที่มีเมล็ดจะมีการสร้างเซลล์สืบพันธุ์ซึ่งมาปฏิสนธิกันเป็นไซโกตเจริญอยู่ภายในออวุล เมื่อไซโกตพัฒนาเป็นเอ็มบริโอแล้วออวุลจะเจริญและพัฒนาเป็นเมล็ด ขณะที่พืชมีเนื้อเยื่อลำเลียงที่ไม่มีเมล็ดมีการสืบพันธุ์โดยการสร้างสปอร์

            2. พืชมีเมล็ดมีการปรับตัวเพื่อการดำรงชีวิตบนบกอย่างไร ?
            คำตอบ มีการปรับตัวโดยการถ่ายละอองเรณูที่อาศัยลมหรือสัตว์เป็นพาหะ ไม่ต้องอาศัยน้ำเหมือนพืชไม่มีเนื้อเยื่อลำเลียง

            3. เพราะเหตุใดพืชที่มีเนื้อเยื่อลำเลียงที่มีเมล็ด เฟิน และพืชกลุ่มใกล้เคียงกับเฟิน ยังคงมีการแพร่กระจายพันธุ์ตั้งแต่ 200 ล้านปีที่ผ่านมาจนถึงปัจจุบัน ?
            คำตอบ เนื่องจากมีโครงสร้างของผนังสปอร์ และละอองเรณูที่ทนทานต่อความแห้งแล้งได้ดี

            4. วัฏจักรชีวิตแบบสลับของพืชมีเนื้อเยื่อลำเลียงที่มีเมล็ดแตกต่างจากมอสและเฟินอย่างไร ?
            คำตอบ วัฏจักรชีวิตแบบสลับของพืชมีเนื้อเยื่อลำเลียงที่มีเมล็ดจะมีต้นสปอร์โรไฟต์ที่เด่นชัดและยาวนาน แต่ต้นแกมีโทไฟต์มีขนาดเล็กลงมาก ซึ่งแตกต่างจากมอสและเฟิน

            พืชมีเนื้อเยื่อลำเลียงที่มีเมล็ดมีระยะสปอโรไฟต์ที่เด่นชัดและยาวนาน แต่ระยะแกมีโทไฟต์จะมีขนาดเล็กลงมากเมื่อเทียบกับมอสและเฟิน ปัจจุบันแยกพืชมีเนื้อเยื่อลำเลียงที่มีเมล็ดออกเป็น 2 กลุ่มย่อย คือ

            1) พืชเมล็ดเปลือย (gymnosperm)

            2) พืชดอก (angiosperm)

            นักเรียนคิดว่าพืชทั้งสองกลุ่มนี้มีลักษณะแตกต่างกันอย่างไร ให้นักเรียนสืบค้นข้อมูล รวบรวมข้อมูล อภิปรายและอธิบายลักษณะพืชทั้งสองกลุ่มนี้ ?

            1) พืชเมล็ดเปลือย (gymnosperm)

 

 

ภาพต้นปรงและเมล็ดของพืชเมล็ดเปลือย

            ให้นักเรียนศึกษาต้นปรงจากภาพที่ 20-49 การสังเกตโคนของปรง จากนั้นให้นักเรียนร่วมกันอภิปราย โดยใช้ตัวอย่างคำถามดังนี้

            1. เพราะเหตุใดจึงเรียกพืชกลุ่มนี้ว่าพืชเมล็ดเปลือย ?
            คำตอบ เพราะไม่มีดอกจึงไม่มีผนังรังไข่มีแต่ออวุล เมื่อมีการปฏิสนธิของเซลล์สืบพันธุ์จึงไม่มีผนังรังไข่ห่อหุ้มเมล็ดที่เรียกว่าผล

            2. กลุ่มพืชเมล็ดเปลือยมีลักษณะเหมือนกันอย่างไร และแบ่งออกเป็นกี่กลุ่ม ?
            คำตอบ พืชเมล็ดเปลือยมีออวุลและละอองเรณูติดอยู่ที่โคน แยกเป็นโคนเพศผู้และโคนเพศเมีย และแบ่งออกเป็น 4 กลุ่ม ดังนี้

            3. พืชเมล็ดเปลือยพบมากในยุคใดและมีความสัมพันธ์กับสิ่งมีชีวิตในยุคนั้นอย่างไร ?
            คำตอบ จากตารางธรณีกาลพืชเมล็ดเปลือยน่าจะพบมากในยุคจูแรสซิกและ เป็นแหล่งอาหารที่สำคัญของไดโนเสาร์

            4. พืชเมล็ดเปลือยกลุ่มใดที่มีความหลากหลายมากที่สุด ?
            คำตอบ พืชกลุ่มสน

            ลักษณะพืชเมล็ดเปลือย

            พืชเมล็ดเปลือยมีลักษณะร่วมกันคือ ออวุลและละอองเรณูจะติดบนกิ่งหรือแผ่นใบซึ่งจะอยู่รวมกันที่ปลายกิ่ง เรียกว่า โคน (cone) แยกเป็นโคนเพศผู้และโคนเพศเมีย เมื่อมีการปฏิสนธิออวุลจะเจริญเป็นเมล็ดติดที่กิ่งหรือแผ่นใบนั้น จึงเรียกว่าพืชเมล็ดเปลือย พืชกลุ่มนี้มีเนื้อไม้เจริญดี มีทั้งไม้พุ่ม ไม้เลื้อยและไม้ยืนต้น จัดเป็นพืชกลุ่มเด่นในยุคจูแรสซิก ซึ่งอาจเป็นแหล่งอาหารที่สำคัญของไดโนเสาร์ซึ่งเป็นสัตว์กลุ่มเด่นในยุคนั้นเช่นกัน  พืชเมล็ดเปลือยในปัจจุบันแบ่งออกเป็น 4 ไฟลัม คือ

            1. ไฟลัมไซแคโดไฟตา (Phylum Cycadophyta)

Cycad

            พืชที่จัดอยู่ในไฟลัมไซแคโดไฟตา เป็นพืชที่มีการกระจายพันธุ์ในบริเวณที่แห้งแล้งได้ดี ในประเทศไทยพบเพียง 10 สปีชีส์อยู่ในสกุล Cycad เช่น ปรง ปรงป่า ปรงเขา เป็นต้น พืชกลุ่มนี้ได้รับการขนานนามว่าเป็นซากดึกดำบรรพ์ที่มีชีวิต เนื่องจากเกิดก่อนไดโนเสาร์ พบได้ตั้งแต่ป่าชายเลน บริเวณเกาะที่มีภูเขาหินปูน ป่าเต็งรัง ป่าเบญจพรรณและป่าดิบเขา มีลำต้นค่อนข้างเตี้ย (ภาพที่ 20-49 และ 20-50) ใบมีขนาดใหญ่เป็นใบประกอบแบบขนนกชั้นเดียว มีการสร้างโคนเพศผู้และโคนเพศเมียแยกต้นกัน

 ภาพที่ 20-50 โคนของปรง (ซ้าย) และเมล็ดเปลือยของปรง  (ที่มา : สสวท., 2548. หน้า 196)

            2. ไฟลัมกิงโกไฟตา (Phylum Ginkophyta)

Ginkgo  biloba

            พืชที่จัดอยู่ในไฟลัมกิงโกไฟตา ปัจจุบันมีเพียงสปีชีส์เดียวคือ
            แป๊ะก๊วย (Ginkgo  biloba) จัดเป็นซากดึกดำบรรพ์ที่มีชีวิตเช่นเดียวกับปรง มีลักษณะใกล้เคียงกับพืชที่สูญพันธุ์ไปแล้ว พบตามธรรมชาติในประเทศจีน เกาหลีและญี่ปุ่น ลำต้นมีขนาดใหญ่ มีใบเดี่ยวคล้ายพัด ต้นเพศเมียสร้างออวุลที่ปลายกิ่งพิเศษ เมล็ดมีอาหารสะสมนิยมนำมารับประทาน

   

ภาพที่ 20-51 ลักษณะต้นและใบแป๊ะก๊วย (ที่มา  : http://158.108.17.142/learn/student.php?lesson=lesson13&lesson_id=13&action=story_3&step=1#pic2)

            ลักษณะทั่วไป

            ระยะ sporophyte เป็นไม้ยืนต้นขนาดใหญ่ สูงได้ถึง 30 เมตร แตกกิ่งก้านสาขาเป็นพุ่มใหญ่ ภายในลำต้นมีเนื้อไม้ที่เป็นเนื้อเยื่อพวก tracheid และ cambium ใบเดี่ยวลักษณะคล้ายพัดตรงกลางเว้าลง เส้นใบแตกแบบ dichotomous
            ระยะ gametophyte เกิดบนส่วนที่เรียกว่า cone หรือ strobilus โดย male cone และ female cone จะเกิดต่างต้นกัน ต้นเพศผู้จะสร้าง male cone บนปลายกิ่งสั้นๆ มี microsporophyll เจริญเรียงเป็นวงรอบแกนกลาง microsporagium เกิดที่ตรงปลายของ microsporophyll จำนวน 2 อัน มี microspore อยู่ภายใน microsporangium ต้นเพศเมียสร้าง megasporangium หรือ ovule บนก้านชูที่เรียกว่า pedunculate ovule ก้านละ 2 อันแต่จะมีเพียง 1 ovule เท่านั้นที่เจริญไปเป็นเมล็ด ซึ่งนิยมนำมารับประทานเป็นอาหาร ส่วนใบนำมาสกัดเป็นสมุนไพรบำรุงประสาทได้

            3. ไฟลัมโคนิเฟอโรไฟตา (Phylum Coniferophyta)

Coniferophyta

            พืชในไฟลัมโคนิเฟอโรไฟตาเป็นพืชที่มีความหลากหลายมากที่สุดในพืชกลุ่มเมล็ดเปลือยทั้งในด้านลักษณะของต้นและโครงสร้างของอวัยวะสืบพันธุ์ โคนเพศผู้และโคนเพศเมียอาจเกิดบนต้นเดียวกันหรือแยกต้น ในประเทศไทยพบพืชกลุ่มนี้หลายชนิด เช่น สนสองใบ สนสามใบ สนสามพันปี พญาไม้ เป็นต้น

ภาพที่ 20-52 สนสองใบ และสนสนสามใบ (ที่มา : สสวท., 2548. หน้า 197)

            4. ไฟลัมนีโทไฟตา (Phylum Gnetophyta)

Gnetophyta

            พืชในไฟลัมนีโทไฟตา เป็นพืชที่มีลักษณะแแตกต่างจากพืชเมล็ดเปลือยกลุ่มอื่น คือ พบเวสเซลในท่อลำเลียงน้ำและมีลักษณะคล้ายพืชดอกมาก คือ มีกลีบดอก มีใบเลี้ยง 2 ใบ แต่เมล็ดบังไม่มีเปลือกหุ้ม ปัจจุบันพบประมาณ 3 สกุล แต่ที่พบในประเทศไทยคือ มะเมื่อย (Gnetum  spp.) (ดังภาพที่ 20-53)

    

ภาพ มะเมื่อย

            Bold (1973) เห็นความสำคัญในแง่ของวิวัฒนาการ จึงได้แยกออกมาเป็นพืชอีกกลุ่มหนึ่ง จัดว่าเป็นกลุ่มพืชเมล็ดเปลือยที่มีวิวัฒนา การสูงสุด ลักษณะบางอย่างใกล้เคียงกับพืชมีดอก ปัจจุบันพืชกลุ่มนี้มีเหลืออยู่ 3 genera 30 species เป็นพืชประเภท monoecious ส่วนใหญ่พบในเขตแห้งแล้งหรือทะเลทราย บางชนิดพบในป่าเขตร้อน คือ

            1. Genus Gnetum   พบในเขตร้อนชื้น ในประเทศไทยและประเทศอื่นๆ ในทวีปเอเซีย
            2. Genus Ephedra   พบในเขตอบอุ่นเช่นในเขตเมดิเตอเรเนียน
            3. Genus Welwitschia   พบในเขตแห้งแล้งหรือทะเลทราย เช่นในทวีปอาฟริกา

            Gnetum  หรือ มะเมื่อย จัดว่าเป็นพืชที่พบได้ในประเทศไทยและในเขตร้อนบริเวณป่าดงดิบของเอเซียตะวันออกเฉียงใต้ อเมริกาใต้และอาฟริกา ในบ้านเราพบประมาณ 8 ชนิด พบแถวจังหวัดจันทบุรี ตราด และทางภาคใต้เป็นส่วนใหญ่ ส่วนที่จังหวัดเชียงใหม่และจังหวัด เลยมีพบบ้าง Gnetum  ที่มีในประเทศไทย คือ

            G. cuspidatum    Blume เมื่อย , เมื่อยดำ

            G. gnemon   L. บีแซ , ผักกระเหรี่ยง, ผักเมื่ยง

            G. microcarpum   Blume เมื่อยนก

            G. macrostachyum    Hook. f. เมื่อยดูก,ม่วย,เมื่อยเลือด

            G. montanum    Markgr. เมื่อย , มะม่วย, ม่วย

            G. tenuifolium    Ridl. เมื่อยนก

            G. latifolium   Blume มะม่วย

            G. leptostachyum   Blume เครือเมื่อย

            ลักษณะทั่วไป

            ระยะ sporophyte มีลักษณะเป็นไม้พุ่ม ไม้ยืนต้นหรือไม้เถาเนื้อแข็ง ส่วนที่พบในบ้านเราเป็นไม้เถาเนื้อแข็งทั้งหมด ตามลำต้นตามข้อจะบวมโต ใบเดี่ยวแตกจากลำต้นแบบตรงกันข้าม มีเส้นใบเป็นแบบร่างแห ลักษณะภายในลำต้นนั้น มีเนื้อไม้ ประกอบด้วยเนื้อเยื่อทั้ง Tracheid และ Vessel ซึ่ง tracheidเป็นลักษณะของพวก Gymnosperms และ vessel เป็นลักษณะของพวก Angiosperms เป็นพืชประเภท dioecious

            ระยะ gametophyte เกิดอยู่ในส่วนที่เรียกว่า cone หรือ strobilus เหมือนพืชกลุ่มอื่น แต่จะอยู่รวมกันเป็นช่อใหญ่เรียกว่า compound strobilus และมี strobilus bract รองรับ male strobilus (ภาพที่ 20-54) มีลักษณะกลม เรียงเป็นวงรอบข้อของช่อ compound strobilus โดยมี bracteolus เรียงซ้อนเป็นรูปถ้วยรองรับส่วน female strobilus (ภาพที่ 20-55) มีลักษณะกลมยาว ovule มีก้าน เมื่อเป็นเมล็ด (ภาพที่ 20-56)   มีเนื้อนิ่มๆ

            การถ่ายละอองเกสรต้องอาศัยลม เมื่อเกิดปฏิสนธิแล้วจะได้ zygote เจริญเป็น embryo อยู่ภายในเมล็ด หลังจากนั้นเมื่อ งอกแล้วจะเจริญเป็นต้น sporophyte ต่อไป

            ประโยชน์ของพืชเมล็ดเปลือย

            พืชกลุ่มนี้ เช่น ปรง นิยมมาจัดสวนหรือสนนำมาใช้ประโยชน์ในการก่อสร้าง และอุตสาหกรรมอื่น เช่น ทำเยื่อกระดาษ แป๊ะก๊วยใช้เป็นยาสมุนไพรใช้บำบัดโรคต่าง ๆ และนอกจากนี้สารสกัดจากใบแป๊ะก๊วยจะช่วยป้องกันและรักษาความสมบูรณ์ของผนังหลอดเลือดฝอยและปรับระบบหมุนเวียนเลือด ต่อต้านการอักเสบ การบวม และเนื่องจากสารสกัดจากใบแป๊ะก๊วยมีความเป็นพิษต่ำมากในวงการแพทย์นิยมใช้ในผู้ป่วยที่เลือดไปเลี้ยงสมองไม่เพียงพอ ผนังหลอดเลือดแดงทำงานผิดปกติ ป้องกันการเกิดอัมพาตและใช้กับโรคที่เกี่ยวความชรา

            2 พืชดอก (angiosperm)

angiosperm

            กิจกรรมก่อนเรียน

            ให้นักเรียนแต่ละกลุ่มไปสำรวจพืชดอกในบริเวณโรงเรียนและช่วยกันเขียนชื่อของพืชชนิดต่าง ๆ ที่นักเรียนรู้จัก แล้วสืบค้นข้อมูลจากแหล่งเรียนเพิ่มเติม เพื่อนำข้อมูลมาอภิปราย อธิบายและสรุปผลร่วมกัน ในประเด็นต่อไปนี้

            1. วิวัฒนาการของพืชดอก

            2. ความหลากหลายของพืชดอก โดยเน้นถึงลักษณะรูปร่าง การดำรงชีวิต

            3. ตัวอย่างของพืชดอกแต่ละกลุ่มในสายวิวัฒนาการ
            4. ประโยชน์ของพืชดอก

            จากนั้นนำเสนอแผนภาพแสดงความหลากหลายของพืชเพื่อแสดงให้เห็นว่าพืชดอกมีจำนวนมากที่สุด

            พืชดอก (Angiosperms) เป็นพืชที่มีสมาชิกมากที่สุดในอาณาจักรพืช ปัจจุบันพืชดอกที่ค้นพบมีประมาณ 275,000 สปีชีส์ ที่สามารถดำรงชีวิตอยู่ในบริเวณต่าง ๆ ทั่วโลก ลักษณะสำคัญคือ มีดอก (flower) ซึ่งเป็นกิ่งที่เปลี่ยนแปลงมาเป็นโครงสร้างที่ใช้ในการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ มีออวุลเจริญอยู่ในรังไข่ ซึ่งเป็นหนึ่งของเกสรเพศเมีย ดังนั้นออวุลของพืชดอกจึงได้รับการปกป้องได้มากกว่าพืชเมล็ดเปลือย ดอกประกอบด้วย กลีบเลี้ยง กลีบดอก เกสรตัวผู้ และเกสรตัว มีรังไข่ซึ่งจะเจริญเติบโตเป็นผล ภายในรังไข่มีออวุล (ovule) ซึ่งเจริญเป็นเมล็ด ดังนั้นส่วนของเมล็ดจึงมีรังไข่หรือส่วนของผลห่อหุ้มเมล็ดไว้ต่างจากพืชเมล็ดเปลือยที่ไม่มีรังไข่ห่อหุ้ม พืชดอกมีความแตกต่างกันทั้งรูปร่างและขนาด มีตั้งแต่เล็กจนถึงขนาดใหญ่ ทั้งที่เป็นไม้เนื้ออ่อนและไม้เนื้อแข็ง จัดอยู่ในไฟลัมแอนโทไฟตา (anthophyta)

ภาพที่ 20-57 ส่วนของดอกที่มีออวุลเจริญอยู่ในรังไข่

            จากการศึกษาด้านบรรพชีวินวิทยา มีการค้นพบหลักฐานซากดึกดำบรรพ์ที่เชื่อว่าเป็นพืชดอกที่อยู่ในตอนต้นของยุคครีเทเซียสเมื่อประมาณ 130 ล้านปีที่ผ่านมา และเจริญเป็นพืชกลุ่มเด่นในช่วงปลายยุคครีเทเซียสและจากหลักฐานการวิเคราะห์ข้อมูลของ DNA ในพืชดอก พบว่าพืชในวงศ์แอมโบเรลลา (Amborellaceae) น่าจะเป็นพืชดอกในกลุ่มแรก ๆ ที่เกิดขึ้น

            โครงสร้างที่ใช้ในการสืบพันธุ์ (Reproductive structure)

            ในวงชีวิตของพืชดอกมีโครงสร้างที่ใช้ในการสืบพันธุ์สำคัญ คือ
            Female gametophyte
            เนื้อเยื่อ megasporocyte มีการพัฒนาขยายขนาดขึ้นภายใน nucellus ของ ovule ที่ยังอ่อนอยู่ การเจริญเป็นการแบ่งเซลล์แบบ meiosis ได้ 4 megaspores  เรียงตัวเป็นแถวเดียว พร้อม ๆ กับเกิดการสร้าง integument จากเนื้อเยื่อ nucellus รอบล้อม embryo sac เมื่อเนื้อเยื่อ nucellus พัฒนาเป็น ovule แล้ว ส่วนของ megaspores 3 เซลล์ จะสลายไป มีเพียง 1 megaspore เท่านั้นที่มีการแบ่งตัวแบบ mitosis ต่อไปหลายครั้ง ในที่สุดได้เป็น 7 daughter cells ซึ่งประกอบไปด้วย 1 egg cell, 2 synergid cells, 3 antipodal cells และ 1 endosperm mother cell ที่มี 2 nucleus
            Male gametophyte

            อับเรณู (anther) เป็นส่วนของเกสรตัวผู้ที่ทำหน้าที่ผลิตละอองเกสร (pollen grain) โดยพัฒนามาจาก microsporocyte ที่เกิดขึ้นภายใน pollen sac เมื่อ microsporocyte มีการแบ่งเซลล์แบบ meiosis ผลที่ได้เป็น microspore ที่มีโครโมโซมเป็น haploid จากนั้นจะแบ่งตัวแบบ mitosis เกิดเป็น generative และ tube nucleus ในที่สุด ผนังของละอองเกสรเป็นโครงสร้างที่มีความแข็งแรง เมื่อละอองเกสรร่วงลงบนยอดเกสรตัวเมีย (stigma) มันจะงอก pollen tube แทงผ่านและเจริญไปตามก้านเกสรตัวเมียลงไปสู่ ovule ภายในรังไข่ จากนั้น generative nucleus จะแบ่งตัวภายใน pollen tube ออกเป็น 2 sperm nuclei ซึ่งแต่ละ sperm nuclei จะอยู่ภายใน cytoplasm เดียวกัน โดยปราศจากผนังกั้นการปฏิสนธิในพืชดอกไม่ต้องการน้ำ เนื่องจากพืชดอกไม่สร้าง sperm ที่เคลื่อนที่ ส่วนของ pollen tube ที่มี sperm cell และ tube nucleus นี้ก็คือส่วนของ male gametophyte ที่ mature แล้วนั่นเอง
            การปฏิสนธิและการพัฒนาของเมล็ด
            เมื่อ pollen tube งอกเจริญแทรกผ่านก้านเกสรตัวเมีย (style) ลงไปยัง embryo sac นั้นจะเกิดการปฏิสนธิขึ้น โดยมีการเข้าผสมของ egg กับ sperm ได้เป็น zygote และ 2nd sperm cell เข้าผสมกับ endosperm mother cell (polar nuclei : 2n) ได้เป็น endosperm ที่มีโครโมโซมเป็น 3n การปฏิสนธิในลักษณะดังกล่าวนี้ เรียกว่า การปฏิสนธิซ้อน (double fertilization) ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะที่พบได้ในกลุ่มของพืชดอกเท่านั้น zygote ที่ได้ จะพัฒนาและเจริญขึ้นเป็น proembryo โดยมี endosperm  เป็นตัวทำหน้าที่ให้อาหาร เพื่อการพัฒนาของ embryo ภายในเมล็ด แต่เมล็ดของพืชหลายชนิดมีการสะสมอาหารไว้ในส่วนของใบเลี้ยง (cotyledon) แทน endosperm เช่น เมล็ดของพืชตระกูลถั่วทั้งหลาย

            ความหลากหลายของพืชดอก

            จากแนวคิดในอดีตพืชดอกแบ่งออกเป็น 2 กลุ่ม คือ พืชใบเลี้ยงเดี่ยวและพืชใบเลี้ยงคู่

            1.1. พืชใบเลี้ยงคู่ (Diocotyledon)

            1.2. พืชใบเลี้ยงเดี่ยว (Monocotyledon)

            แต่ในปัจจุบันความรู้จากการศึกษาลักษณะทางสัณฐานวิทยา กายวิภาคและสารชีวโมเลกุล ทำให้แนวคิดเกี่ยวกับสายวิวัฒนาการของพืชดอกมีการเปลี่ยนแปลง โดยพืชที่เคยจัดอยู่ในกลุ่มของพืชใบเลี้ยงคู่ได้มีการแยกสายวิวัฒฯาการเป็นพืชดอกกลุ่มอื่น ๆ เช่น วงศ์บัว วงศ์จำปี เป็นต้น เนื่องจากยังคงมีลักษณะของบรรพบุรุษ เชื่อกันว่าน่าจะมีวิวัฒฯาการเกิดขึ้นในช่วงแรกก่อนจะแยกสายวิวัฒนาการเป็นพืชใบเลี้ยงคู่และพืชใบเลี้ยงเดี่ยว ดังตัวอย่างสายวิวัฒนาการ (ภาพที่ 20-59)

ภาพสายวิวัฒนาการของพืชดอกและตัวอย่างพืชดอกกลุ่มต่าง ๆ 

(ที่มา : สสวท., 2548. หน้า 199)

            จากภาพ ให้นักเรียนอภิปรายร่วมกัน โดยใช้ตัวอย่างคำถามดังนี้

            1. พืชดอกกลุ่มแรกที่เกิดขึ้นคือพืชกลุ่มใด และมีหลักฐานใดที่สนับสนุนแนวคิดดังกล่าว ?

            คำตอบ พืชวงศ์แอมโบเรลลา โดยมีหลักฐานจากการวิเคราะห์ลำดับเบสบนสาย DNA

            2. นักเรียนคิดว่าลักษณะของพืชดอกมีข้อได้เปรียบกว่าพืชเมล็ดเปลือยอย่างไร ?

            คำตอบ มีออวุลอยู่ภายในรังไข่ ทำให้ออวุลได้รับการปกป้องมากกว่าพืชเมล็ดเปลือย

            3. จากสายวิวัฒนาการของพืชดอก ทำให้แบ่งพืชดอกออกเป็นกี่กลุ่ม ได้แก่อะไรบ้าง ?
            คำตอบ แบ่งเป็น 5 กลุ่ม ได้แก่ วงศ์แอมโบเรลลา วงศ์บัว วงศ์พวงแก้วกุดั่น พืชใบเลี้ยงเดี่ยวและพืชใบเลี้ยงคู่

            4. พืชดอกมีประโยชน์ต่อมนุษย์อย่างไร ให้นักเรียนยกตัวอย่างประกอบการอภิปราย ?

            คำตอบ พืชดอกมีความสำคัญต่อการดำรงชีวิตของมนุษย์ทั้งในด้านแหล่งอาหารที่สำคัญ นำมาใช้ในการก่อสร้างบ้านเรือน ใช้ทำเสื้อผ้าและใช้เป็นยารักษาโรค โดยเฉพาะพืชสมุนไพรหลายชนิด

            5. ให้นักเรียนไปสืบค้นข้อมูล เพื่อศึกษาการนำพืชดอกมาใช้ประโยชน์ในด้านต่าง ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งพืชในท้องถิ่นของนักเรียน เพื่อให้นักเรียนได้ตระหนักถึงคุณค่าและประโยชน์ของทรัพยากรพืช โดยเฉพาะพืชสมุนไพร

            การใช้ประโยชน์จากพืชดอก

            พืชดอกเป็นพืชที่มีความสำคัญต่อการคงอยู่ของมนุษยชาติในแง่ของการดำรงชีวิต แหล่งอาหารสำคัญของประชากรโลกล้วนมาจากพืชดอก นอกจากนี้ยังพบว่าพืชดอกหลายชนิดได้ก่อให้เกิดความเจริญทางด้านวัฒนธรรมในแหล่งอารยธรรมต่างบนโลก (ศึกษาเพิ่มเติม พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวกับการจัดการทรัพยากรป่าไม้)

            แหล่งทรัพยากรของพืช

            ปัจจุบันประชากรมนุษย์ได้เพิ่มจำนวนมากขึ้นจึงก่อให้เกิดความต้องการพื้นที่ในการเพาะปลูกและที่อยู่อาศัยมากขึ้นทำให้เกิดการสูญเสียพื้นที่ป่าและการสูญพันธุ์ของพืชเป็นจำนวนมาก ความหลากหลายสปีชีส์ของพืชเป็นทรัพยากรที่ไม่สามารถสร้างมาทดแทนได้ และยังมีผลให้สัตว์และแมลงในป่าชื้นเขตร้อนสูญพันธุ์ตามไปด้วย มีการศึกษาวิจัยพบว่าการทำลายแหล่งที่อยู่ในป่าชื้นเขตร้อนและระบบนิเวศในบริเวณนี้เป็นการคุกคามสิ่งมีชีวิตประมาณ 100 สปีชีส์ต่อไป ในขณะที่มนุษย์มีการทำลายป่าชื้นเขตร้อน ทำให้เกิดการสูญพันธุ์ของพืชและสัตว์ที่อาศัยอยู่ในแหล่งที่อยู่นั้น แต่มนุษย์ยังมีความต้องการผลผลิตจากพืชมากกว่า 1,000 สปีชีส์ เพื่อนำมาเป็นอาหาร วัตถุดิบต่าง ๆ และนำมาใช้เป็นยาอีกด้วย ได้มีการวิจัยพบว่าพืชในป่าชื้นเขตร้อนเป็นพืชสมุนไพรที่นิยมนำมาใช้ตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบัน ในประเทศไทยมีการนำสุมนไพรมาใช้เป็นยาประจำบ้านตั้งแต่สมัยโบราณ และในปัจจุบันได้มีการส่งเสริมการนำพืชสมุนไพรดังกล่าวมาใช้ในการผลิตยาเป็นการค้าอีกด้วย

            ดังนั้นจึงควรมีการรณรงค์ป้องกันการทำลายป่าชื้นเขตร้อนเพื่อป้องกันการสูญพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตและควรตระหนักว่าการทำให้สิ่งมีชีวิตสูญพันธุ์นั้นเกิดขึ้นได้อย่างรวดเร็ว แต่การเกิดสปีชีส์ขึ้นมาใหม่นั้นเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นอย่างช้า ๆ ดังนั้นควรทำอย่างไรจึงจะเป็นการอนุรักษ์ความหลากหลายของพืชไว้ในโลก

            กิจกรรม ความหลากหลายของพืชในท้องถิ่น

            จุดประสงค์ของกิจกรรม เพื่อให้นักเรียนสามารถ

            1. สำรวจตรวจสอบและรวบรวมข้อมูลของพืชในท้องถิ่น

            2. อภิปรายสาเหตุของปัญหา ผลกระทบที่มีต่อการดำรงชีวิตของมนุษย์ และแนวทางในการแก้ไขปัญหาการสูญเสียความหลากหลายของพืชในท้องถิ่น

            3. ตระหนักถึงคุณค่าและประโยชน์ของความหลากหลายของพืชในท้องถิ่น

            ข้อกำหนดกิจกรรม

            1. ให้นักเรียนแต่ละกลุ่มสืบค้นข้อมูลและร่วมกันอภิปรายในประเด็นต่อไปนี้

            1.1 สาเหตุของปัญหาที่ทำให้ความหลากหลายของพืชในท้องถิ่นลดลง

            1.2 ผลกระทบที่มีผลต่อการดำรงชีวิตของมนุษย์

            1.3 แนวทางในการแก้ปัญหา

            2. นำข้อมูลมานำเสนอในชั้นเรียน พร้อมทั้งอภิปรายร่วมกัน

            3. จัดทำรายงานหรือนำเสนอในรูปแบบของป้านนิเทศเพื่อเผยแพร่ความรู้ต่อไป

            แนวการจัดกิจกรรม

            ให้นักเรียนแต่ละกลุ่มเลือกศึกษาความหลากหลายของพืชในชุมชนที่นักเรียนอาศัยอยู่โดยสืบค้นข้อมูลและอภิปรายร่วมกันในประเด็นที่กำหนดไว้ในกิจกรรม แล้วให้แต่ละกลุ่มนำข้อมูลมารวมกัน แล้วนำเสนอในรูปของป้ายนิเทศหรือการจัดนิทรรศการ

            จากการสืบค้นข้อมูลและการทำกิจกรรมให้นักเรียนได้เขียนผังมโนทัศน์ของการจำแนกพืชเพื่อให้เกิดแนวคิดที่ชัดเจนและต่อเนื่อง ซึ่งควรเขียนได้ดังนี้