พันธุกรรมเชิงโมเลกุล ความหลากหลายทางชีวภาพ นิเวศวิทยาและการใช้ประโยชน์ด้านไลเคนอย่างยั่งยืนในประเทศไทย

บทคัดย่อ

โครงการวิจัยที่ 1 นิเวศวิทยา การชี้วัดทางชีวภาพ และสารธรรมชาติของไลเคน ความแตกต่างของภูมิอากาศจุลภาค (microclimate) ทำให้ความหลากหลายของไลเคนแตกต่างกันในแหล่งที่อยู่อาศัยต่าง ๆ งานวิจัยนี้มีเป้าหมายเพื่อตรวจวัดภูมิอากาศจุลภาค ชุมชีพไลเคน และติดตามการเติบโต การเหลือรอด และอายุขัยของไลเคน ในระบบนิเวศป่า 5 ชนิด ได้แก่ ป่าดิบเขาต่ำ, ป่าดิบแล้ง, ป่าดิบชื้น, ป่ารุ่นสอง และป่าเต็งรัง ในอุทยานแห่งชาติเขาใหญ่ โดยทำการบันทึกความเข้มแสง อุณหภูมิ และความชื้นสัมพัทธ์ในอากาศ ตั้งแต่ เดือนกันยายน 2553 ถึง กันยายน 2558 และสำรวจชุมชีพไลเคนที่บริเวณโคนต้น กลางต้น และเรือนยอดของต้นไม้ ป่าละ 1 ต้น พบว่า ป่าเต็งรังมีความเข้มแสงและอุณหภูมิเฉลี่ยสูงสุด (181-256 ?mol m-2s-1 และ 27.2-27.3 oC) แต่มีความชื้นสัมพัทธ์เฉลี่ยต่ำสุด (64-65%) ป่าดิบชื้นมีความเข้มแสงเฉลี่ยต่ำสุด (3-62 ?mol m-2s-1) แต่มีความชื้นสัมพัทธ์เฉลี่ยสูงสุด (87-82%) ไลเคนจากป่าทั้ง 5 มีจำนวน 115 ชนิด โดยป่าที่มีไลเคนหลากหลายที่สุดคือ ป่าดิบชื้น พบ 43 ชนิด รองมาคือ ป่าดิบแล้ง ป่ารุ่นสอง ป่าเต็งรัง และป่าดิบเขาต่ำ พบ 26, 22, 15 และ 14 ชนิด ตามลำดับ โดยป่าดิบแล้งและป่าเต็งรัง ไลเคนมีความคล้ายคลึงกันมากที่สุด มีค่าดัชนีความคล้ายคลึง 8.3 ส่วนไลเคนที่พบในป่าดิบเขาต่ำทุกชนิดไม่พบที่ป่าอื่น ๆ ในบริเวณที่ทำการศึกษา นอกจากนี้ยังพบว่า ความเข้มแสงและอุณหภูมิเพิ่มขึ้นตามระดับความสูงของต้นไม้ ตรงกันข้ามกับความชื้นสัมพัทธ์ที่มีค่าลดลง ที่ระดับเรือนยอดพบความหลากหลายของไลเคนมากที่สุดในทุกป่า ยกเว้นป่ารุ่นสองที่พบจำนวนชนิดไลเคนมากสุดที่กลางต้น โดยรวมจำนวนชนิดไลเคนเพิ่มขึ้นตามระดับความสูงของต้นไม้ การติดตามการเติบโตระยะยาวของไลเคน ตั้งแต่ พ.ศ. 2542 – 2558 (16 ปี) จากตัวอย่างทั้งหมด 948 แทลลัส แบ่งเป็นครัสโตส 416 แทลลัส (46 ชนิด) และโฟลิโอส 532 แทลลัส (34 ชนิด) พบว่าอัตราการเติบโตเฉลี่ยของโฟลิโอสมีค่า 9.09 มม./ปี ซึ่งสูงกว่าครัสโตสที่วัดได้ 3.74 มม./ปี อย่างไรก็ตาม ครัสโตส มีสัดส่วนการเหลือรอด 36% ซึ่งสูงกว่าโฟลิโอสที่มีค่า 27% บ่งชี้ว่าครัสโตสสามารถทนต่อความผันแปรของสภาพแวดล้อมได้ดีกว่า ไลเคนส่วนใหญ่มีสาเหตุการตายมาจากการเสื่อมสลายตามธรรมชาติของต้นไม้ที่ให้อาศัย และการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อม ข้อมูลและองค์ความรู้จากการศึกษาในครั้งนี้สามารถนำไปใช้ในการอนุรักษ์และใช้ประโยชน์ทรัพยากรไลเคนอย่างยั่งยืนภายใต้การเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมที่รุนแรงในปัจจุบัน ซึ่งคุกคามการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตและระบบนิเวศซึ่งมนุษย์ต้องพึ่งพา โครงการวิจัยที่ 2 ความหลากหลายทางชีวภาพของไลเคนในป่าชายเลนพื้นที่อ่าวไทยฝั่งตะวันออก และการจัดการฐานข้อมูล และพัฒนาพิพิธภัณฑ์ไลเคน มหาวิทยาลัยรามคำแหง การจัดหมวดหมู่ตามหลักอนุกรมวิธานของไลเคน จำนวน 8,104 ตัวอย่าง ที่รวบรวมได้จากป่าชายเลนภาคตะวันออก 5 จังหวัด คือ ฉะเชิงเทรา ชลบุรี ระยอง จันทบุรี และตราด สามารถจำแนกได้ 29 วงศ์ 90 สกุล 324 ชนิด คิดเป็นร้อยละ 25 ของไลเคนทั้งหมดที่มีรายงานในประเทศไทย 1,292 ชนิด 120 ชนิด เป็นไลเคนที่ได้รายงานไว้แล้ว 161 ชนิด เป็นไลเคนที่พบครั้งแรกในประเทศไทย และอีก 43 ชนิด คาดว่าจะเป็นไลเคนชนิดใหม่ที่พบทางวิทยาศาสตร์ คิดเป็นร้อยละ 9.29 12.46 และ 3.33 ตามลำดับ ไลเคน Bacidia submedialis Dirinaria applanata D. picta Lecanora helva และ Pyxine cocoes เป็นไลเคนที่พบได้ทั้ง 5 จังหวัด และจังหวัดตราดเป็นจังหวัดที่มีความหลากหลายของไลเคนมากที่สุดร้อยละ 45 รองลงมาเป็นจังหวัดจันทบุรี ระยอง ฉะเชิงเทรา และชลบุรี ร้อยละ 32 16 6 และ 2 ตามลำดับ โกงกางใบเล็ก (Rhizophora apiculata Blume) ฝาดดอกขาว (Lumnitzera racemosa Willd.) และ โปรงแดง (Ceriops tagal (Perr.) C.B. Rob.) เป็นพืช 3 ลำดับแรกที่มีไลเคนอิงอาศัยมากที่สุด โครงการวิจัยที่ 3 การศึกษาราในไลเคนและผลิตภัณฑ์ ราก่อให้เกิดไลเคนเป็นกลุ่มราที่ในอดีตมีการศึกษาน้อยเนื่องจากมีการเจริญที่ช้า และบางชนิดไม่สามารถแยกออกมาเลี้ยงได้ง่าย โครงการวิจัยนี้ได้ทำการสำรวจและเก็บรวบรวมตัวอย่างไลเคนโดยเน้นไปที่ไลเคนในวงศ์ Trypetheliaceae จากสถานที่ต่างๆในประเทศไทย นำราก่อให้เกิดไลเคนมาเลี้ยงในสภาะวะสายพันธุ์บริสุทธิ์ในห้องปฏิบัติการ แล้วนำมาศึกษาวงศ์วานวิวัฒนาการพบว่า ไลเคนที่สำคัญในวงศ์นี้ ได้แก่ ไลเคนสกุล Trypethelium พบจำนวน 27 ชนิดโดยเฉพาะ T. eluteriae เป็นไลเคนที่มีการกระจายพันธุ์และพบได้ในทุกระบบนิเวศ และมีไลเคนในสกุล Trypethelium ที่รอตรวจสอบชนิดใหม่อีกจำนวน 11 ชนิด รองลงมาเป็นไลเคนสกุล Laurera พบจำนวน 14 ชนิด และพบชนิดที่ยังไม่มีรายงานในประเทศไทยอีกจำนวน 7 ชนิด ส่วนสกุล Astrothelium พบชนิดใหม่จำนวน 5 ชนิด และเป็นชนิดที่มีรายงานครั้งแรกในประเทศไทยจำนวน 1 ชนิด ผลการศึกษาวงศ์วานวิวัฒนาการรวมของไลเคนในวงศ์นี้ พบว่าไลเคน 5 สกุล มีลักษณะเป็น polyphyletic genus ได้แก่ Astrothelium, Bathelium, Laurera, Polymeridium และ Trypethelium ซึ่งแสดงให้เห็นว่าการจัดจำแนกไลเคนวงศ์ Trypetheliaceae จำเป็นต้องมีการปรับปรุงและจัดระเบียบวิธีการจัดจำแนกใหม่ให้มีความถูกต้องมากขึ้นในอนาคต เพื่อให้สอดคล้องกับวงศ์วานวิวัฒนาการ สำหรับการแยกสาหร่ายในไลเคนมาเลี้ยงในห้องปฎิบัติการนั้นได้เริ่มทำการแยกสาหร่ายและเลี้ยงภายใต้สภาวะที่กำหนด สามารถแยกสายพันธุ์สาหร่ายได้จำนวนหนึ่งซึ่งยังต้องทำการศึกษาต่อเพื่อให้ได้ข้อมูลทางวงศ์วานวิวัฒนาการและสรีรวิทยาเพิ่ม การศึกษาสารทุติยภูมิที่ราก่อให้เกิดไลเคนสร้างขึ้นนั้น เมื่อเลี้ยงราก่อให้เกิดไลเคน Marcelaria cumingii บนอาหาร Malt Yeast Extract Agar เป็นเวลา 9 สัปดาห์ พบว่ามีการสร้างสารในกลุ่ม Naphthoquinones จำนวน 5 ชนิดซึ่งไม่พบจากไลเคนในธรรมชาติ และเมื่อนำสารสกัดจากราก่อให้เกิดไลเคนมาทดสอบฤทธิ์ทางชีวภาพเบื้องต้น ได้แก่ ฤทธิ์ในการยับยั้งแบคทีเรียทดสอบ ฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระ ฤทธิ์ในการยับยั้งการทำงานของเอนไซม์บางชนิด พบว่าราก่อให้เกิดไลเคนหลายชนิดสามารถให้ผลที่น่าสนใจ มีศักยภาพที่สามรถนำไปศึกษาวิจัยต่อเพื่อเป็นประโยชน์ได้ โครงการวิจัยที่ 4 การจัดจำแนกและวิวัฒนาการในระดับโมเลกุลของไลเคน การสำรวจความหลากหลายทางชีวภาพของไลเคนในระบบนิเวศป่าชายเลนโดยใช้การศึกษาทางวิวัฒนาการระดับโมเลกุลจากข้อมูลลำดับนิวคลีโอไทด์บริเวณ nuclear internal transcribed spacer (ITS) ร่วมกับข้อมูลยีน mitochondrial small subunit (mtSSU) สามารถจำแนกไลเคนได้ 13 วงศ์ โดยไลเคนที่พบความหลากหลายทางชีวภาพมากที่สุด ได้แก่ วงศ์ Physciaceae, Coccocarpiaceae, Collemataceae, Graphidaceae, Parmeliaceae และ Pertusariaceae ตามลำดับ ผลการวิเคราะห์ข้อมูลโดยใช้เทคนิคทาง phylogenetics ยืนยันการค้นพบไลเคนกลุ่ม species complex ที่มีความยืดหยุ่นของลักษณะทางสัณฐานวิทยาในสกุล Coccocarpia และ Lepidocollema กลุ่ม cryptic species ในสกุล Dirinaria ซึ่งมีความเป็นไปได้ว่าสมาชิกของไลเคนในสกุลดังกล่าวอาจเป็นชนิดใหม่ที่มีลักษณะการแพร่กระจายเฉพาะในระบบนิเวศป่าชายเลนในเขตเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ และยังพบไลเคนที่ไม่เคยมีรายงานการพบในประเทศไทยมาก่อน (new record) ได้แก่ Lepidocollema wainioi ซึ่งเป็นไลเคนที่พบการแพร่กระจายเฉพาะในระบบนิเวศป่าชายเลนและสามารถใช้เป็นดัชนีบ่งชี้ความสมบูรณ์ของระบบนิเวศดังกล่าวได้ นอกจากนี้ข้อมูลเชิงนิเวศวิทยาพบว่าไลเคนบางกลุ่มจำกัดการแพร่กระจายตามการแบ่งเขตป่าชายเลน (mangrove zonation) โดยกลุ่ม cyanobacterial lichens ชนิด Coccocarpia palmicola และ Physma byrsaeum มักพบในบริเวณ mid-intertidal Rhizophora zone ส่วนไลเคนในวงศ์ Physciaceae ชนิด Physcia astrostriata และ Pyxine retirugella มักพบในบริเวณ Avicennia-Sonneratia zone ซึ่งเป็นที่น้ำท่วมถึงเกือบตลอดเวลา จึงบ่งชี้ว่าไลเคนทั้งสองชนิด มีความสามารถในการทนต่อความเค็ม (halotolerant species)

คำสำคัญ