ต้นสนขนแข็ง | |
---|---|
ป่าสนบริสเทิลโคนในแอ่งเกรทเบซิน | |
ขนแปรงที่มีชื่อเดียวกัน | |
การจำแนกประเภททางวิทยาศาสตร์ | |
อาณาจักร: | แพลนเท |
แคลด : | ทราคีโอไฟต์ |
แคลด : | ยิมโนสเปิร์ม |
แผนก: | ปิโนไฟตา |
ระดับ: | พิโนปซิดา |
คำสั่ง: | พินาเลส |
ตระกูล: | วงศ์สน |
ประเภท: | ปินัส |
สกุลย่อย: | P. subg. สโตรบัส |
ส่วน: | นิกายปรัยา |
หัวข้อย่อย: | P. subsect. Balfourianae |
สายพันธุ์ | |
คำว่าต้นสนขนแปรงครอบคลุมถึงต้นสนสามสายพันธุ์(วงศ์PinaceaeสกุลPinusส่วนย่อยBalfourianae ) ทั้งสามสายพันธุ์มีอายุยืนยาวและทนทานต่อสภาพอากาศที่เลวร้ายและดินที่ไม่ดี หนึ่งในสามสายพันธุ์คือPinus longaevaเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีอายุยืนยาวที่สุดชนิดหนึ่งบนโลก สายพันธุ์ที่เก่าแก่มากที่สุดมีอายุมากกว่า 4,800 ปี[1]ทำให้เป็นสายพันธุ์ที่มีอายุยืนยาวที่สุดในบรรดาสายพันธุ์ทั้งหมด นักวิทยาศาสตร์หลายคนสงสัยว่าทำไมต้นไม้ชนิดนี้จึงมีอายุยืนยาวได้ ในการศึกษาวิจัยครั้งหนึ่ง พวกเขาค้นพบว่าPinus longaevaมีกิจกรรมเทโลเมอเรสในระดับที่สูงกว่า ซึ่งทำให้เทโลเมียร์สึกกร่อนช้าลงหรือป้องกันได้[2]ซึ่งอาจส่งผลให้ต้นสนขนแปรงมีอายุยืนยาวขึ้น
แม้จะมีอายุมากและมีอัตราการสืบพันธุ์ต่ำ แต่ต้นสนชนิดหนึ่ง โดยเฉพาะPinus longaevaมักจะเป็น สายพันธุ์ ที่สืบทอดต่อกันมา โดยมักจะครอบครองพื้นที่โล่งใหม่[3]โดยทั่วไปแล้ว ต้นสนชนิดนี้จะแข่งขันกันไม่ดีในสภาพแวดล้อมที่ไม่รุนแรงนัก ทำให้ปลูกได้ยาก[3]ในสวน ต้นสนชนิดนี้จะเน่าเปื่อยได้ง่าย[4]อย่างไรก็ตาม ต้นสนชนิดนี้เจริญเติบโตได้ดีในบริเวณที่พืชชนิดอื่นๆ ไม่สามารถเจริญเติบโตได้ เช่น ใน ดิน โดโลไมต์ ที่มีหินเป็นส่วนประกอบ ในพื้นที่ที่แทบไม่มีฝนตก[3]
ต้นสน Bristlecone เติบโตในป่าดงดิบใต้เทือกเขาสูงที่กระจายตัวกันในพื้นที่แห้งแล้งทางตะวันตกของสหรัฐอเมริกาต้นสน Bristlecone รวมถึงสายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องทั้งหมดในชั้น Pinopsida เป็นไม้ที่มีเมล็ดเป็นรูปกรวย ซึ่งเรียกกันทั่วไปว่าต้นสนชื่อนี้มาจากหนามที่กรวยของต้นสนตัวเมีย[5]
ต้นสนขนแปรงมีอยู่ 3 สายพันธุ์ที่มีความใกล้ชิดกัน:
อย่างน้อย 3 สายพันธุ์สามารถผสมข้ามพันธุ์ได้ในการเพาะปลูก แต่ขอบเขตของประชากรป่าไม่ทับซ้อนกันแม่น้ำโคโลราโดและแม่น้ำกรีนสร้างช่องว่างระหว่างเทือกเขาP. longaevaและP. aristata เป็นระยะทาง 160 ไมล์ (260 กม.) และ หุบเขาโอเวนส์ทางตอนเหนือสร้างช่องว่างระหว่างเทือกเขาP. longaevaและP. balfouriana เป็นระยะทาง 20 ไมล์ (30 กม . ) [8]
ต้นสนขนแข็งเติบโตในดงไม้ที่อยู่โดดเดี่ยวใต้แนวต้นไม้ระหว่างระดับความสูง 5,600 ถึง 11,200 ฟุต (1,700 ถึง 3,400 เมตร) บนดินโดโลไมต์[5]ต้นไม้เติบโตในดินที่เป็นลิโธซอลตื้น ซึ่งมักได้มาจากโดโลไมต์และบางครั้งเป็นหินปูน และบางครั้งเป็นดินหินทรายหรือควอตไซต์ ดินโดโลไมต์เป็นด่าง มีแคลเซียมและแมกนีเซียม สูง และมีฟอสฟอรัส ต่ำ ปัจจัยเหล่านี้มักจะกีดกันพืชชนิดอื่น ทำให้โคนขนแข็งเติบโตได้[9]เนื่องจากอุณหภูมิที่เย็น ดินแห้ง ลมแรง และฤดูการเจริญเติบโตที่สั้น ต้นไม้จึงเติบโตช้ามาก แม้แต่เข็มของต้นไม้ซึ่งเติบโตเป็นกลุ่มละ 5 เข็ม ก็สามารถอยู่บนต้นไม้ได้นานถึง 40 ปี ซึ่งทำให้กิ่งปลายของต้นไม้มีลักษณะเฉพาะตัวเหมือนแปรงขวดยาว
ระบบรากของต้นสนขนแข็งประกอบด้วยรากที่แตกกิ่งก้านจำนวนมากและตื้นเป็นส่วนใหญ่ ในขณะที่รากที่แตกกิ่งก้านขนาดใหญ่จำนวนหนึ่งทำหน้าที่รองรับโครงสร้าง ต้นสนขนแข็งทนต่อความแห้งแล้งได้ดีมากเนื่องจากระบบรากที่แตกกิ่งก้านและตื้น มีเข็มที่มีลักษณะเป็นขี้ผึ้ง และมีหนังกำพร้าหนาซึ่งช่วยกักเก็บน้ำ[8]
ไม้มีความหนาแน่นและเหนียวมาก จึงทนทานต่อการบุกรุกของแมลง เชื้อรา และศัตรูพืชอื่นๆ ต้นไม้มีอายุยืนยาวขึ้นเนื่องมาจากความทนทานเป็นพิเศษของไม้ ในขณะที่ต้นไม้ชนิดอื่นๆ ที่เติบโตในบริเวณใกล้เคียงจะเน่าเปื่อย ต้นสนชนิดหนึ่งที่เปลือยตัวสามารถคงอยู่ได้แม้จะตายไปแล้ว โดยมักจะยังคงยืนต้นอยู่บนรากได้นานหลายศตวรรษ ไม้ที่ถูกเปิดออกบนต้นไม้ที่ยังมีชีวิตและตายไปแล้วจะไม่เน่าเปื่อย แต่จะสึกกร่อนเหมือนหินเนื่องมาจากลม ฝน และน้ำแข็ง ซึ่งทำให้เกิดรูปร่างและลักษณะที่แปลกประหลาด
ต้นสนขนแปรงมีอัตราการขยายพันธุ์และการงอกใหม่ต่ำโดยธรรมชาติ และเชื่อกันว่าภายใต้สภาพภูมิอากาศและสิ่งแวดล้อมปัจจุบัน อัตราการงอกใหม่อาจไม่เพียงพอที่จะรักษาจำนวนประชากรไว้ได้[10]สายพันธุ์นี้ถูกจัดอยู่ในบัญชีแดงของสหภาพนานาชาติเพื่อการอนุรักษ์ธรรมชาติ (IUCN) [10]สายพันธุ์นี้ถูกจัดอยู่ในกลุ่มที่มีความเสี่ยงต่ำ (LC) โดยให้เหตุผลว่าไม่มีประชากรย่อยของต้นสนขนแปรง Great Basin ที่กำลังลดลง ประชากรย่อยดูเหมือนจะเพิ่มขึ้นหรือคงที่[10]แหล่งที่อยู่อาศัยของต้นสนขนแปรงหลายแห่งได้รับการคุ้มครอง รวมถึง ป่าสนขนแปรงโบราณของ Inyo National Forestใน White Mountains ของแคลิฟอร์เนีย และอุทยานแห่งชาติ Great Basinในเนวาดา[11] [12]ซึ่งห้ามตัดหรือรวบรวมไม้[11]
ใบสนสีเขียวทำให้กิ่งที่บิดเบี้ยวดูเหมือนแปรงขวด ใบสนจะล้อมรอบกิ่งประมาณหนึ่งฟุตใกล้ปลายกิ่ง[13]ชื่อสนขนแข็งหมายถึงกรวยเพศเมียสีม่วงเข้มที่มีหนามแหลมโค้งงออยู่บนพื้นผิว[5] [12]สีเข้มของกรวยเหล่านี้ช่วยดูดซับความร้อน เมื่อโตเต็มที่ ซึ่งใช้เวลาประมาณสองปี กรวยจะเปลี่ยนเป็นสีน้ำตาล[13]ต้นไม้โบราณเหล่านี้มีลักษณะบิดเบี้ยวและแคระแกร็น โดยเฉพาะต้นไม้ที่พบในที่สูง[8]และมีเปลือกสีน้ำตาลแดงที่มีรอยแตกลึก[14] เมื่อต้นไม้มีอายุมากขึ้น ชั้น แคมเบียมท่อลำเลียงของต้นไม้อาจตายไปมากในต้นไม้ที่มีอายุมาก มักจะมีเนื้อเยื่อที่มีชีวิตเพียงแถบแคบๆ ที่เชื่อมรากกับกิ่งที่มีชีวิตจำนวนหนึ่ง แม้ว่าเข็มของต้นไม้จะแก่ลง แต่ก็ยังคงทำหน้าที่ควบคุมน้ำและความสามารถในการสังเคราะห์แสง[8]
ต้นสน Bristlecone เป็นที่รู้จักกันว่ามีอายุยืนยาว ต้นสน Bristlecone ที่เก่าแก่ที่สุดในเทือกเขา White Mountains คือMethuselahซึ่งมีอายุที่ได้รับการยืนยัน4,856 ปี ตั้งอยู่ในป่าสงวนแห่งชาติ Inyoทางตะวันออกของแคลิฟอร์เนีย[ ต้องการอ้างอิง ]อย่างไรก็ตาม ตำแหน่งที่ตั้งเฉพาะของ Methuselah เป็นความลับที่ปกปิดไว้อย่างดี[15]
พันธุ์ไม้อีกสองชนิดคือPinus balfourianaและPinus aristataก็มีอายุยืนยาวเช่นกัน แม้ว่าจะไม่ยาวนานเท่ากับP. longaevaก็ตาม พันธุ์ไม้ทั้งสองชนิดได้รับการวัดหรือประเมินว่ามีอายุมากถึง 3,000 ปี[16]เชื่อกันว่าอายุยืนของต้นไม้เกี่ยวข้องกับสัดส่วนของไม้ตายต่อไม้ที่ยังมีชีวิต อัตราส่วนที่สูงนี้จะช่วยลดการหายใจและการสูญเสียน้ำ จึงทำให้ต้นไม้มีอายุยืนยาวขึ้น[10]
ต้นไม้ที่ขยายพันธุ์โดยการโคลนนิ่งถือได้ว่ามีอายุเก่าแก่กว่าต้นสนชนิดหนึ่งมาก อาณานิคมของ ต้น แอสเพนสั่นไหว 47,000 ต้น (มีชื่อเล่นว่า " แพนโด ") ซึ่งครอบคลุมพื้นที่ 106 เอเคอร์ (43 เฮกตาร์) ในป่าสงวนแห่งชาติฟิชเลกในรัฐยูทาห์ สหรัฐอเมริกา คาดว่ามีอายุประมาณ 80,000 ปี แม้ว่า ตัวอย่าง วงปีของต้นไม้จะระบุอายุของต้นไม้แต่ละต้นที่อยู่เหนือพื้นดินได้โดยเฉลี่ยประมาณ 130 ปี[17] [18]
ต้นสนขนแข็งมีคุณค่าอย่างยิ่งต่อนักภูมิอากาศวิทยาของต้นไม้เพราะต้นสนเหล่านี้ให้ลำดับเวลาของวงปีต้นไม้ที่มีความอ่อนไหวต่อสภาพอากาศยาวนานที่สุดบนโลก จากการตรวจสอบอายุของเศษซากต้นสนขนแข็งที่มีอายุหลายพันปี พบว่าลำดับเวลาบางช่วงมีอายุมากกว่า 9,000 ปีก่อนหน้าปัจจุบัน[8]นอกจากนี้อัตราส่วนของไอโซโทปคาร์บอนที่เสถียรจากวงปีต้นสนขนแข็งยังอ่อนไหวต่อการเปลี่ยนแปลงของความชื้นในอดีต ข้อมูลนี้สามารถใช้สร้างแบบจำลองการเปลี่ยนแปลงปริมาณน้ำฝนในอดีตได้[19]
ประชากรของเทือกเขาร็อกกีถูกคุกคามอย่างรุนแรงจากโรคเชื้อราที่นำเข้ามาซึ่งรู้จักกันในชื่อโรคสนิมสนขาวและจากแมลงกินสนภูเขา [ 20]การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอาจส่งผลกระทบต่อสายพันธุ์นี้เช่นกัน เนื่องจากอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 0.5–1 °C (0.90–1.80 °F) ในช่วงเวลา 30 ปีทั่วทั้งเทือกเขาร็อกกีทางตอนใต้ การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเหล่านี้ส่วนใหญ่จะส่งผลกระทบต่อต้นไม้ในพื้นที่สูง ด้วยปัญหาเหล่านี้ ความหลากหลายทางพันธุกรรมภายในสายพันธุ์จึงกลายเป็นปัญหาที่น่ากังวล[21]อย่างไรก็ตาม ต้นสนขนแข็งเก่าสามารถอยู่รอดจากช่วงที่มีอากาศอบอุ่นก่อนหน้านี้ได้