บีเวอร์สยาม หลักฐานการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโลกในอดีต

by

บีเวอร์ เป็นสัตว์ที่อาศัยอยู่ในเฉพาะเขตซีกโลกเหนือ ซึ่งยังไม่เคยพบเห็นในเขตเส้นศูนย์สูตรปัจจุบัน แต่รู้หรือไม่ ในอดีตประเทศไทยเคยมีบีเวอร์ ซากดึกดำบรรพ์ของบีเวอร์ถูกค้นพบในเหมืองแม่เมาะ จ.ลำปาง ซึ่งเป็นพันธุ์ใหม่ของโลก ชื่อเล่นว่า “บีเวอร์สยาม” การค้นพบทำให้เข้าใจถึงการเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศในอดีต รวมถึงสภาพแวดล้อมโบราณที่พวกมันอาศัยอยู่ด้วย

บีเวอร์คืออะไร?

บีเวอร์ (Beaver) สัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมกลุ่มสัตว์ฟันแทะ (Rodentia) ในวงศ์ Castoridae ที่หลายคนอาจจะเคยเห็นในภาพยนตร์การ์ตูนอนิเมชั่นหรือในสารคดีหลายเรื่อง เช่น Lady and the Tramp และ The Angry Beavers เป็นต้น

บีเวอร์ ในการ์ตูนเรื่อง Lady and the Tramp โดย Disney

สัตว์ชนิดนี้มีลักษณะและพฤติกรรมที่โดดเด่น ทำให้คนทั่วไปสามารถจดจำพวกมันได้อย่างแม่นยำตั้งแต่แรกเห็น ด้วยลักษณะที่ว่าพวกมันมีฟันหน้า หรือฟันแทะ (incisor) ที่มีขนาดใหญ่เพื่อใช้ไว้แทะเปลือกไม้ตามต้นไม้ขนาดใหญ่ เพื่อเอามาสร้างเป็นที่พักอาศัย หรือสร้างเป็นเขื่อน เพื่อกักเก็บน้ำไว้อุปโภคและบริโภค

การสร้างเขื่อนของบีเวอร์ มีผลต่อระบบนิเวศ เพราะแหล่งน้ำที่ได้จากเขื่อนจะดึงดูดสัตว์จำพวกปลา สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ และสัตว์เลื้อยคลานให้เข้ามาอาศัยและหากินใกล้บริเวณเขื่อน (ชมสารคดีท้ายบทความ)

นอกจากนี้ การสร้างเขื่อนยังมีประโยชน์ในการป้องกันพวกมันจากนักล่า เนื่องจากบีเวอร์นั้นจัดเป็นสัตว์ที่มีพฤติกรรมชอบอาศัยอยู่ในน้ำ (semi-aquatic animal) ดังนั้นบีเวอร์จึงต้องการแหล่งน้ำจากเขื่อน และหางของพวกมันก็มีลักษณะแบนเป็นเสมือนพายของเรือ ซึ่งช่วยให้พวกมันเคลื่อนไหวได้รวดเร็วขึ้นเมื่ออาศัยอยู่ในน้ำ

บีเวอร์ในปัจจุบัน มีการค้นพบเพียงสองชนิดเท่านั้น คือ บีเวอร์อเมริกาเหนือ (Castor canadensis) และบีเวอร์ยูเรเชีย (Castor fiber) ส่วนใหญ่มีถื่นที่อยู่อาศัยและแพร่กระจายเฉพาะในบริเวณเขตซีกโลกเหนือ ที่มีภูมิอากาศอบอุ่น

บีเวอร์อเมริกัน (credit: Steve via flickr.com)
บีเวอร์อเมริกาเหนือ (credit: Steve via flickr.com)

 

ซากบีเวอร์ในอดีตกาล

บีเวอร์ที่เก่าแก่ที่สุด คือ Agnotocastor ถูกค้นพบที่ทวีปอเมริกาเหนือและเอเชียในสมัยอีโอซีนตอนปลาย (Late Eocene) หรือประมาณ 38 ล้านปีก่อน ต่อมาในสมัยโอลิโกซีนถึงไมโอซีนซากบีเวอร์สกุล Steneofiber ถูกค้นพบจำนวนในทวีปยุโรปและประเทศจีน การศึกษาซากดึกดำบรรพ์ของบีเวอร์สามารถช่วยให้เข้าใจถึงวิวัฒนาการของพวกมัน โดยเฉพาะการปรับเปลี่ยนถิ่นที่อยู่อาศัยและการปรับตัวเข้ากับธรรมชาติในยุคนั้นๆ ที่มีสภาพภูมิอากาศแตกต่างจากในปัจจุบัน ซึ่งสามารถนำไปแปลความหมายถึงสภาพแวดล้อมในอดีตได้

 

ฟันของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม

ลักษณะเด่นของซากดึกดำบรรพ์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนม คือ ฟัน ซึ่งมักค้นพบได้บ่อยกว่ากระดูกหรืออวัยวะส่วนอื่นๆ เพราะฟันมีความแข็งและทนทานมากกว่า

ซากฟันของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนม ประกอบด้วยส่วนที่เป็น เคลือบฟัน หรือเรียกว่า อีนาเมล (enamel) ซึ่งเคลือบฟันนี้ประกอบไปด้วยสารอนินทรีย์ คือ Hydroxyapatite (Ca5(PO4)3(OH))  ซึ่งคงทนต่อการผุพังมากกว่า จึงทำให้ส่วนของฟันมีโอกาสจะเกิดเป็นซากดึกดำบรรพ์ได้มากกว่า

ในการศึกษาซากดึกดำบรรพ์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมนั้น เราสามารถจำแนกและระบุชนิดของสัตว์ได้จากลักษณะของฟัน เนื่องจากฟันของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมนั้นมีความหลากหลายและแตกต่างกันมากในสัตว์แต่ละสายพันธุ์

โดยทั่วไปสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมจะมีฟันสี่แบบด้วยกันคือ ฟันแทะ (incisor) เขี้ยว (canine) ฟันกรามน้อย (premolar) และฟันกราม (molar) ซึ่งจำนวนในฟันแต่ละแบบที่ปรากฏในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมจะแตกต่างกันในสัตว์แต่ละกลุ่ม บางครั้งสามารถใช้จำแนกชนิดของสัตว์ในทางอนุกรมวิธานได้ถึงระดับวงศ์ (Family) อีกด้วย ด้วยเหตุนี้หากเราค้นพบเพียงแค่ฟันของพวกมันจึงทำให้เราสามารถรู้ได้ถึงลักษณะของพวกมันโดยการเปรียบเทียบกับสัตว์ปัจจุบัน

ลักษณะที่เราใช้ในการระบุชนิดของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมผ่านการศึกษาชิ้นส่วนของฟัน ได้แก่ ขนาดของฟันไม่ว่าจะเป็นความสูง ความกว้าง ความยาว ลักษณะของปุ่ม (cusp/cuspid) และร่อง (loph/lophid) บนผิวฟัน (occlusal surface) รูปร่างของฟัน (shape) ความหนาของเคลือบฟัน (enamel thickness) และการเกาะของหินปูนหรือซีเมนต์ (cement) บนบริเวณต่างๆ ของฟัน

ในขณะที่กระดูกของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมักจะขึ้นอยู่กับขนาดของร่างกาย หรือมีความแปรผันทางขนาด (sized-variation) และมีการเปลี่ยนแปลงทางสัณฐานวิทยา (morphological variation) สูงกว่าฟัน ขนาดของกระดูกสัตว์จะเปลี่ยนแปลงตามอายุของพวกมัน และรูปร่างของกระดูกสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมในสัตว์ที่อยู่ในวงศ์เดียวกันมักมีลักษณะที่คล้ายคลึงกัน ซึ่งทำให้ยากแก่การจำแนก ด้วยเหตุนี้ลักษณะของฟันจึงถูกนำมาใช้ทางการศึกษาทางอนุกรมวิธานซากดึกดำบรรพ์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมนั่นเอง

 

ซากบีเวอร์ในประเทศไทย

ในประเทศไทยเรามีแหล่งที่ค้นพบซากดึกดำบรรพ์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมมากมายในสมัยไมโอซีนตอนกลาง (Middle Miocene) หรือประมาณ 14-12 ล้านปีก่อน หนึ่งในนั้นก็คือเหมืองถ่านหินลิกไนต์ อำเภอแม่เมาะ จังหวัดลำปาง

ซากดึกดำบรรพ์ของ Steneofiber siamensis ที่ค้นพบในเหมืองแม่เมาะ จังหวัดลำปาง และเหมืองเชียงม่วน จังหวัดพะเยา (modified from Suraprasit et al., 2011)
ซากดึกดำบรรพ์ของ Steneofiber siamensis ที่ค้นพบในเหมืองแม่เมาะ จังหวัดลำปาง และเหมืองเชียงม่วน จังหวัดพะเยา (modified from Suraprasit et al., 2011)

 

ซากดึกดำบรรพ์ฟันและหัวกะโหลกของบีเวอร์ ถูกค้นพบในชั้นถ่านไอ (I-coal seam) มีอายุประมาณ  12 – 11.6 ล้านปี จากการศึกษาแม่เหล็กบรรพกาลของชั้นถ่านทั้งหมด (Coster et al., 2010)  ซึ่งในชั้นถ่านนี้ส่วนใหญ่ประกอบไปด้วยแร่ไพไรต์และไม้กลายเป็นหินจำนวนมาก แต่ยังไม่มีการค้นพบซากดึกดำบรรพ์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมอื่นๆ ในชั้นนี้เหมือนในชั้นถ่านเคและคิว (Q and K coal seams) ซึ่งวางตัวอยู่ชั้นล่างและมีอายุประมาณ 13.4-13.2 ล้านปี ซากดึกดำบรรพ์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมจำนวนมากที่ค้นพบในชั้นคิวและเค ได้แก่ ไพรเมตจมูกเปียก ทาร์เซีย ช้าง หมู หมาหมี กวาง สัตว์เคี้ยวเอื้องโบราณ กระจง สัตว์กินเนื้อคล้ายนาก เป็นต้น

ลำดับชั้นหินของกลุ่มหินแม่เมาะ (Coster et al., 2009)
ลำดับชั้นหินของกลุ่มหินแม่เมาะ (Coster et al., 2009)

 

สืบประวัติจากฟันบีเวอร์

ในการศึกษาอนุกรมวิธานของบีเวอร์นั้นเราใช้ลักษณะของปุ่มและร่องที่ปรากฏบนผิวฟันในการจำแนกและระบุชนิด อย่างไรก็ตามปัญหาในการระบุลงไปถึงระดับชนิดของบีเวอร์นั้นค่อนข้างยากเพราะฟันของบีเวอร์มีการเปลี่ยนแปลงของลักษณะผิวฟันตามการสึกของฟัน (Wear stages of teeth) อาทิ หากบีเวอร์ที่มีอายุมากฟันของมันจะสึกมากและจะมีลักษณะผิวฟันที่แตกต่างกับบีเวอร์ที่อายุน้อยกว่าเนื่องจากฟันของบีเวอร์อายุน้อยจะสึกน้อยกว่า แต่ทั้งนี้ไม่ได้หมายความว่าบีเวอร์ทั้งสองวัยจะเป็นคนละชนิดกัน

ซากดึกดำบรรพ์บีเวอร์จำนวนมากถูกค้นพบในยุโรปและประเทศจีน แต่ในเหมืองแม่เมาะนั้นซากดึกดำบรรพ์ของพวกมันที่สมบูรณ์พบมีเพียงไม่กี่ชิ้น คือ หัวกะโหลกและกรามล่าง แต่หากฟันที่สมบูรณ์ทุกซี่ของมันได้ถูกค้นพบในเหมืองเชียงม่วนจังหวัดพะเยา ในชั้นถ่านหินส่วนบน (Upper lignite member)  ซึ่งเป็นชั้นเดียวกับมีการค้นพบโฮมินอยด์ (hominoid) ที่มีอายุประมาณ 12.4-12.2 ล้านปี ทำให้เกิดแนวคิดที่ว่าจะต้องทำอย่างไรด้วยจำนวนตัวอย่างที่เราค้นพบจะสามารถเห็นลักษณะของผิวฟันที่เปลี่ยนแปลงไปตามการสึกของฟันได้

หนึ่งในเทคนิคการศึกษาทางบรรพชีวินวิทยาได้ถูกนำมาใช้ คือ Micro-CT Scan เทคนิคนี้จะช่วยให้เราเห็นโครงสร้างภายในของผิวฟันมันได้ในทุกๆ ระดับของความสูงฟันที่เปลี่ยนไป และนำมาประยุกต์ใช้เพื่อเปรียบเทียบผิวฟันในทุกๆ ระดับการสึกของฟันบีเวอร์ไทยกับซากดึกดำบรรพ์บีเวอร์ที่ค้นพบมากมายทั่วโลกโดยไม่จำเป็นต้องใช้จำนวนตัวอย่างมากมายในการศึกษา (รูปที่ 5) หากเพียงแต่ค้นพบฟันที่สมบูรณ์และไม่สึกเพียงซี่เดียว จะสามารถทราบได้ว่าลักษณะของผิวฟันที่จะปรากฏต่อไปเมื่อฟันได้สึกขึ้นลงเรื่อยๆ จะเป็นเช่นไร

ลักษณะผิวฟันตามระดับการสึกของฟันแต่ละซี่ ผ่านการใช้เทคนิค Micro-CT scan (Suraprasit et al., 2011)
ลักษณะผิวฟันตามระดับการสึกของฟันแต่ละซี่ ผ่านการใช้เทคนิค Micro-CT scan (Suraprasit et al., 2011)

 

บีเวอร์สยาม การค้นพบใหม่

จากการศึกษาทางอนุกรมวิธาน (เปรียบเทียบลักษณะของผิวฟันและขนาด) ของซากดึกดำบรรพ์บีเวอร์ที่ค้นพบในประเทศไทยนี้พบว่ามีลักษณะที่ไม่ซ้ำกับบีเวอร์ที่เคยมีการค้นพบในทวีปยุโรปและประเทศจีนทำให้สามารถตั้งเป็นชนิดใหม่ของโลกได้ โดยให้ชื่อว่า “Steneofiber siamensis” หรือเรียกสั้นๆว่า “บีเวอร์สยาม” และการศึกษานี้ (Suraprasit et al., 2011 ) ถือว่าเป็นการค้นพบบีเวอร์ที่มีถิ่นอาศัยในทางตอนใต้ที่สุดของโลก เนื่องจากประเทศไทยตั่งอยู่ในเขตเส้นศูนย์สูตรและมีสภาพอากาศแบบร้อนชื้น ส่วนซากดึกดำบรรพ์ของบีเวอร์ที่เคยมีการค้นพบทางตอนใต้สุดถูกพบในสมัยไพลสโตซีน (Pleistocene) ในรัฐฟลอริด้า ประเทศสหรัฐอเมริกา

แต่การค้นพบนี้ทำให้เกิดคำถามขึ้นว่าทำไมพวกมันจึงมีการกระจายตัวลงมาทางตอนใต้ในยุคไมโอซีนตอนกลาง คำตอบที่น่าจะเป็นไปได้มาจากหลักฐานการศึกษาสภาพภูมิอากาศในช่วงเวลาที่เราค้นพบบีเวอร์นั้น ค่าไอโซโทปของ O18/O16 ของฟอแรมมินิเฟอร่า (foraminifera) และน้ำทะเลในมหาสมุทรทางใต้ (Billups and Schrag, 2003) พบว่า ช่วงเวลาหลังจากปรากฏการณ์ที่โลกมีอุณหภูมิสูงขึ้น (Middle Miocene Optimum) นั้นได้มีการลดลงของอุณหภูมิอย่างฉับพลันทั่วโลกในเวลาต่อมา  (ดูรูปกราฟ) นี่อาจเป็นเหตุผลว่าบีเวอร์ต้องการปรับตัวเพื่ออยู่ในอุณหภูมิที่เหมาะสมซึ่งเดิมคือบริเวณทางซีกโลกเหนือ แต่เมื่ออากาศหนาวเย็นขึ้นพวกมันจะมีการกระจายตัวลงมาทางตอนใต้หรือที่ซึ่งมีอากาศร้อนกว่าเพราะอุณหภูมิทั่วโลกได้ลดลง ทำให้เราค้นพบซากดึกดำบรรพ์ในทางตอนเหนือของประเทศไทยได้นั่นเอง

กราฟแสดงค่าไอโซโทปของ d18O ของฟอแรมมินิเฟอร่า (ภาพบน) และของน้ำทะเล (ภาพล่าง) (modified from Billups and Schrag, 2003)

อย่างไรก็ตามบีเวอร์สกุลนี้ได้สูญพันธุ์ไปหลังจากยุคไมโอซีน การค้นพบบีเวอร์สยามนี้ช่วยบอกเล่าถึงสภาพแวดล้อมในบริเวณที่ค้นพบ ซึ่งมีความสอดคล้องกับการศึกษาทางตะกอนวิทยาของ Chaodumrong (1985) ระบุว่าสภาพแวดล้อมของแอ่งเหมืองแม่เมาะเป็นหนองบึงโบราณที่เต็มไปด้วยป่าไม้มีมีสภาพภูมิอากาศแบบค่อนข้างร้อนชื้นไปจนถึงร้อนชื้น (subtropical to tropical climate) และที่สำคัญการศึกษานี้ยังเป็นการประยุกต์ใช้เทคนิค Micro-CT scan ในการดูการสึกของผิวฟันของกลุ่มสัตว์ฟันแทะเพื่อการศึกษาทางอนุกรมวิธานเป็นครั้งแรกของโลกอีกด้วย

 

ข้อมูลอ้างอิง

  • Billups. K and D. P. Schrag. 2003. Application of benthic foraminiferal Mg/Ca ratios to questions of Cenozoic climate change. Earth and Planetary Science Letters 209:181–195.
  • Chaodumrong, P. 1985. Sedimentological studies of some Tertiary deposits of Mae Moh Basin, Changwat Lampang, Thailand. M.S. Thesis, Department of Geology, Chulalongkorn  University, Bangkok.
  • Coster, P., M. Benammi, Y. Chaimanee, C. Yamee, O. Chavasseau, E. G. Emonet, and J. -J. Jaeger. 2009. A complete magnetic–polarity stratigraphy of the Miocene continental deposits of Mae   Moh Basin, northern Thailand, and a reassessment of the age of hominoid-bearing localities     in northern Thailand. Geological Society of America Bulletin 122:1180–1191.
  • Suraprasit, K., Y. Chaimanee, T. Martin, and J. -J. Jaeger. 2011. First Castorid (Mammalia, Rodentia) from the Middle Miocene of Southeast Asia. Naturwissenschaften 98:315–328.

http://youtu.be/alNhmU5N2xI

2 Comments

  1. พี่ด้อม หนูจะติดตามผลงานของพี่ตลอดไปนะคะ พี่เก่งมากเลย พี่ทำให้หนูอยากเรียนเกี่ยวกับบรรพชีวินมากเลยค่ะ สู้ๆๆๆนะคะ หนูดูพี่ทุกตอนเลย ขอบคุณนะคะ ที่ทำให้ทุกคนและตัวหนูรู้ว่า การศึกษาเกี่ยวกับสัตว์ดึกดำบรรพ์สนุกมากแค่ไหน ขอบคุณค่ะ^^

  2. ดีครับข้อมูลสุดยอด

    ว้น

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Connect with Facebook