พืชศาสตร์

พฤกษศาสตร์ (อังกฤษ: Botany) หรือ ชีววิทยาของพืช (อังกฤษ: Plant Biology) หรือ วิทยาการพืช, พืชศาสตร์ (อังกฤษ: Plant Science) เป็นสาขาวิชาหนึ่งของชีววิทยา ที่ศึกษาเกี่ยวกับพืชและการเจริญเติบโต พฤกษศาสตร์มีขอบเขตการศึกษาที่กว้างขวางครอบคลุมตั้งแต่พืช สาหร่าย และเห็ดรา ศึกษาทั้งในด้านโครงสร้าง การสืบพันธุ์ เมแทบอลิซึม โรค และคุณสมบัติทางเคมีและความสัมพันธ์ทางวิวัฒนาการระหว่างกลุ่มต่าง ๆ การศึกษาทางด้านพฤกษศาสตร์เริ่มต้นจากความรู้ที่สืบต่อกันมา จากการจำแนกพืชที่กินได้ พืชสมุนไพรและพืชมีพิษ เป็นศาสตร์ที่เก่าแก่สาขาหนึ่งของวิทยาศาสตร์ จากความสนใจในเรื่องพืชของบรรพบุรษทำให้ปัจจุบันจำแนกสิ่งมีชีวิตในด้านพฤกษศาสตร์มากกว่า 550,000 ชนิดหรือสปีชีส์

ผลจันทน์เทศ (Myristica fragrans)

ขอบเขตและความสำคัญของพฤกษศาสตร์

ดังเช่นสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ พืชก็สามารถศึกษาได้จากหลายแง่มุม ทั้งในด้านโมเลกุล พันธุศาสตร์ หรือชีวเคมี และศึกษาได้ตั้งแต่ระดับออร์แกเนลล์ เซลล์ เนื้อเยื่อ อวัยวะ ต้นพืช ประชากร ไปจนถึงระดับชุมชนหรือสังคมของพืช ในแต่ละระดับเหล่านี้ นักพฤกษศาสตร์อาจสนใจศึกษาได้ทั้งในด้านการจัดหมวดหมู่ (อนุกรมวิธาน) ด้านโครงสร้าง (กายวิภาคศาสตร์) หรือด้านหน้าที่ (สรีรวิทยา) ของส่วนต่าง ๆ ของพืช

ในอดีตนั้น สิ่งมีชีวิตทั้งหมดจะถูกจำแนกให้อยู่ในกลุ่มพืชหรือกลุ่มสัตว์ พฤกษศาสตร์จึงครอบคลุมสิ่งมีชีวิตทั้งหมดที่ไม่ได้ถูกพิจารณาให้อยู่ในกลุ่มสัตว์ สิ่งมีชีวิตบางจำพวกซึ่งครั้งหนึ่งเคยอยู่ในสาขาพฤกษศาสตร์ไม่ได้ถูกจัดอยู่ในอาณาจักรพืชมานานแล้วได้แก่ เห็ดรา () แบคทีเรีย (วิทยาแบคทีเรีย) ไวรัส (วิทยาไวรัส) และสาหร่ายเซลล์เดียว ซึ่งกลุ่มสาหร่ายเซลล์เดียวถูกจัดส่วนหนึ่งของโพรทิสตาในปัจจุบัน อย่างไรก็ตาม นักพฤกษศาสตร์ยังคงให้ความสำคัญกับสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ เห็ดรา ไลเคน แบคทีเรีย และโพรทิสที่มีกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงยังถูกจัดให้อยู่ในวิชาพฤกษศาสตร์เบื้องต้น

การศึกษาพืชมีความสำคัญมากเพราะพืชเป็นสิ่งมีชีวิตชนิดแรก ๆ บนโลก พืชสร้างแก็สออกซิเจน อาหาร เชื้อเพลิง และยา ซึ่งทำให้สิ่งมีชีวิตชั้นสูงกว่ารวมทั้งมนุษย์สามารถดำรงชีวิตอยู่ได้ พืชยังดูดกลืนแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ซึ่งเป็นแก๊สที่เป็นสาเหตุของปรากฏการณ์เรือนกระจก ความรู้และความเข้าใจเกี่ยวกับพืชมีความสำคัญต่ออนาคตของสังคมมนุษย์ดังต่อไปนี้

• การผลิตอาหารให้แก่ประชากรมนุษย์ที่กำลังเพิ่มจำนวนมากขึ้น
• ความเข้าใจในกระบวนการพื้นฐานของชีวิต
• การผลิตยาและวัสดุต่าง ๆ เพื่อรักษาโรคภัยไข้เจ็บและโรคด้านอื่น ๆ
• ความเข้าใจในการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อม

การผลิตอาหารให้แก่โลก

อาหารแทบทุกชนิดที่เรารับประทานมาจากพืชอย่างเช่นข้าว ซึ่งเป็นเหตุผลหนึ่งที่ทำให้สาขาวิชาพฤกษศาสตร์เป็นหัวข้อการศึกษาวิจัยที่สำคัญ

ความจริงแล้วอาหารทุกอย่างที่เรารับประทานล้วนมาจากพืช ทั้งโดยตรงจากอาหารหลักจำพวกแป้ง ข้าว รวมทั้งผักและผลไม้ หรือโดยอ้อมผ่านทางปศุสัตว์ซึ่งกินพืชเป็นอาหาร ความหมายอีกนัยหนึ่งคือ พืชเป็นรากฐานของห่วงโซ่อาหารเกือบทุกห่วงโซ่ หรือที่นักนิเวศวิทยาเรียกว่า ลำดับขั้นแรกของอาหาร ความเข้าใจในการผลิตอาหารของพืชมีความสำคัญต่อการผลิตอาหารให้แก่คนทั่วโลก และเก็บรักษาอาหารไว้สำหรับอนาคต แต่พืชไม่ได้มีประโยชน์ต่อมนุษย์ทุกชนิด วัชพืชบางชนิดสร้างปัญหาในการเกษตรกรรม และนักพฤกษศาสตร์ก็พยายามศึกษาเพื่อหาวิธีลดผลกระทบให้น้อยที่สุด

เกรกอร์ โยฮัน เม็นเดิล บิดาแห่งวิชาพันธุศาสตร์ จากการศึกษาต้นถั่วลันเตา

ความเข้าใจในกระบวนการพื้นฐานของชีวิต

พืชเป็นสิ่งมีชีวิตที่เหมาะสมและสะดวกต่อการศึกษากระบวนการพื้นฐานต่าง ๆ ของสิ่งมีชีวิต (ตัวอย่างเช่นการแบ่งเซลล์และการสังเคราะห์โปรตีน) โดยไม่มีปัญหาทางจริยธรรมจากการศึกษาในสัตว์หรือมนุษย์ กฎการถ่ายทอดทางพันธุกรรมของเกรกอร์ โยฮัน เม็นเดิล ก็ได้รับการค้นพบโดยการศึกษาด้วยวิธีนี้ โดยศึกษาจากการถ่ายทอดลักษณะของถั่วลันเตา

การผลิตยาและวัสดุต่าง ๆ

ยารักษาโรคและสารที่มีผลต่อประสาทอย่างเช่น กัญชา กาเฟอีน และนิโคติน ส่วนใหญ่แล้วได้มาจากพืชโดยตรง ตัวอย่างเช่น ยาแอสไพริน ซึ่งสกัดจากสารจากเปลือกของต้นหลิว อาจมีวิธีรักษาโรคภัยไข้เจ็บโดยใช้พืชอีกหลายวิธีที่ยังรอการค้นพบอยู่ เครื่องดื่มที่นิยมอย่างกาแฟ ช็อคโกแลต และชา ก็มาจากพืชเช่นกัน เครื่องดื่มแอลกอฮอล์ส่วนใหญ่ก็ได้จากการหมักพืชอย่างเช่นข้าวบาร์เลย์ มอลต์ และองุ่น

นอกจากนี้ พืชยังเป็นแหล่งของวัสดุธรรมชาติมากมาย เช่น ฝ้าย ไม้ กระดาษ น้ำมันพืช และยาง ผลิตภัณฑ์ผ้าไหมจะไม่เกิดขึ้นหากไม่มีการเพาะปลูกต้นหม่อน และไม่นานมานี้ อ้อยและพืชอื่น ๆ ก็ถูกใช้เป็นแหล่งของเชื้อเพลิงชีวภาพ ซึ่งเป็นทางเลือกใหม่นอกเหนือไปจากเชื้อเพลิงฟอสซิล

ความเข้าใจในการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อม

พืชสามารถทำให้เราเข้าใจการเปลี่ยนแปลงในสิ่งแวดล้อมได้จากหลายทาง ได้แก่

• ความเข้าใจในการทำลายถิ่นที่อยู่อาศัย และการสูญพันธุ์ของสิ่งมีชีวิต มีความสำคัญต่อการจัดหมวดหมู่และการศึกษาอนุกรมวิธานของพืชได้อย่างถูกต้องและสมบูรณ์
• พืชมีการตอบสนองต่อรังสีอุลตราไวโอเลต จึงใช้ศึกษาและตรวจสอบการลดลงของโอโซนได้
• การศึกษาวิเคราะห์ละอองเกสรจากซากดึกดำบรรพ์ของพืช ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์จำลองสภาพภูมิอากาศในอดีต และทำนายสภาพอากาศในอนาคตได้
• การบันทึกและวิเคราะห์ช่วงเวลาของวัฎจักรชีวิตของพืช มีความสำคัญต่อการศึกษาปรากฏการณ์และการเปลี่ยนแปลงของภูมิอากาศ
• ไลเคน ซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตที่ไวต่อสภาพอากาศ สามารถใช้ตรวจวัดมลภาวะได้

ศัพทมูลวิทยา

พฤกษศาสตร์ตามความหมายของพจนานุกรม ฉบับราชบัณฑิตยสถาน พ.ศ. 2542 มีความหมายว่า วิชาว่าด้วยต้นไม้ พฤกษศาสตร์มาจากคำว่า พฤกษ (พฺรึกสะ) หมายถึงต้นไม้ มีรากศัพท์มาจากภาษากึ่งบาลีกึ่งสันสกฤตจาก วฺฤกฺษ ในภาษาสันสกฤตและ รุกฺข ในภาษาบาลี กับคำว่า ศาสตร์ (สาด) หมายถึงระบบวิชาความรู้ มีรากศัพท์มาจากภาษาสันสกฤต

ประวัติศาสตร์ของพฤกษศาสตร์

พฤกษศาสตร์ยุคแรก

อินเดียโบราณ มีการค้นพบการจำแนกพืชขึ้นเป็นครั้งแรกในคัมภีร์ฤคเวทซึ่งแบ่งพืชออกเป็น ไม้ต้น ไม้ล้มลุกที่มีประโยชน์ต่อมนุษย์ และไม้เลื้อย ซึ่งในภายหลังได้ถูกแบ่งย่อยออกไปอีกเป็น 8 กลุ่มในคัมภีร์เวทอาธารวา คือ ไม้ที่กิ่งแผ่กว้าง ไม้ที่ใบเป็นกระจุกและยาว ไม้พุ่ม ไม้ที่แผ่ราบ ไม้ใบเลี้ยงเดี่ยว ไม้เลื้อย ไม้ที่มีกิ่งก้านมาก ไม้ที่มีปุ่มปมซับซ้อน ผลงานทางด้านสรีรวิทยาของพืชที่สำคัญในสมัยอินเดียตอนกลางประกอบด้วย the Prthviniraparyam of Udayana, Nyayavindutika of Dharmottara, Saddarsana-samuccaya of Gunaratna และ Upaskara of Sankaramisra

จีนโบราณ บันทึกรายชื่อพืชและพืชที่นำมาปรุงยามีมาหลังสงครามระหว่างแคว้น (481-221 ก่อนคริสต์ศักราช) แพทย์จีนจำนวนมากตลอดศตวรรษได้เขียนบันทึกเกี่ยวกับความรู้ทางด้านการปรุงยาสมุนไพร ในสมัยราชวงศ์ฮั่น มีงานเขียนของคัมภีร์หวงตี้เน่ยจิง และแพทย์จีน จาง จงจิ่งที่มีชื่อเสียงมากในคริสต์ศตวรรษที่ 2 ในคริสต์ศตวรรษที่ 11 นักวิทยาศาสตร์และรัฐบุรุษ ซูซ่ง และ เฉิน โค่ว ได้รวบรวมวิธีการรักษาโรคด้วยพืชสมุนไพรรวมกับการใช้แร่ธาตุอีกด้วย

กรีกโรมัน ผลงานทางด้านพฤกษศาสตร์ในแถบยุโรปมีมาราว 300 ปีก่อนคริสต์ศักราช ทีโอฟราตัสมีงานเขียนสองเล่มที่สำคัญคือ On the History of Plants และ On the Causes of Plants หนังสือสองเล่มนี้ส่งผลให้เกิดการศึกษาทางด้านพฤกษศาสตร์มากขึ้น นายแพทย์ชาวโรมันเขียนหนังสือรวบรวมการรักษาด้วยสมุนไพรซึ่งเป็นหลักฐานสำคัญที่แสดงถึงความรู้ทางพฤกษศาสตร์ของกรีกโรมัน

พฤกษศาสตร์สมัยกลาง

อัล ดินาวาริ นักพฤกษศาสตร์ชาวเคิร์ด เป็นผู้ก่อตั้งอาหรับพฤกษศาสตร์ ผลงานของเขาคือ หนังสือพืช เขาได้อธิบายถึงลักษณะพืชอย่างน้อย 637 ชนิดและได้อภิปรายเกี่ยวกับพัฒนาการของพืชตั้งแต่การงอกจนกระทั่งตาย อธิบายช่วงระยะเวลาการเจริญเติบโตของพืช การออกดอกและผลของต้นไม้แต่ละชนิด หนังสือ ฮีสทอเรีย แพลนทารัม ของทีโอฟราตัส เป็นข้อมูลที่ใช้อ้างอิงทางพฤกษศาสตร์ในหลายศตวรรษต่อมา และได้ถูกปรับปรุงขึ้นประมาณปี 1200 โดย Giovanni Bodeo da Stapelio ซึ่งได้เพิ่มข้อคิดเห็นและวาดรูปประกอบ

พฤกษศาสตร์สมัยใหม่

มหาวิทยาลัยที่มีการเปิดสอนในประเทศไทย

ปัจจุบันในประเทศไทยมีหลักสูตรการศึกษาด้านพฤกษศาสตร์ตั้งแต่ปริญญาตรีไปจนถึงปริญญาเอก และหนึ่งหลักสูตรปริญญาโทนานาชาติ ในปีการศึกษา 2553 มีคณาจารย์ในสาขารวมทั้งสิ้น 66 ท่าน และนักศึกษาระดับปริญญาตรีจำนวน 141 คน จาก 3 มหาวิทยาลัย

การเรียนการสอนของภาควิชาพฤกษศาสตร์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

• ภาควิชาพฤกษศาสตร์ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย คณาจารย์ 30 คน

1. วิทยาศาสตรบัณฑิต วท.บ (พฤกษศาสตร์), B.Sc (Botany)
2. วิทยาศาสตร์มหาบัณฑิต วท.ม (พฤกษศาสตร์), M.Sc (Botany)
3. วิทยาศาสตรดุษฎีบัณฑิต วท.ด (พฤกษศาสตร์), D.Sc (Botany)

• ภาควิชาพฤกษศาสตร์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ คณาจารย์ 19 คน

1. วิทยาศาสตรบัณฑิต วท.บ (พฤกษศาสตร์), B.Sc (Botany)
2. วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต วท.ม (พฤกษศาสตร์), M.Sc (Botany)
3. ปรัชญาดุษฎีบัณฑิต ปร.ด (พฤกษศาสตร์), Ph.D (Botany)

• ภาควิชาพฤกษศาสตร์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล คณาจารย์ 12 คน

1. วิทยาศาสตรบัณฑิต วท.บ (พฤกษศาสตร์), B.Sc (Plant Science)
2. วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต วท.ม (วิทยาการพืช) หลักสูตรนานาชาติ, M.Sc (Plant Science) international program

ดูเพิ่ม

เกษตรกรรม เครื่องเทศ ชีววิทยา พืช ไม้ดอก

ผลไม้ วนศาสตร์ สมุนไพร สวนพฤกษศาสตร์

อ้างอิง

1. ภาควิชาพฤกษศาสตร์ 2006-06-19 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน. คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. . คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2006-06-19. สืบค้นเมื่อ 2021-10-14.
2. ภาควิชาพฤกษศาสตร์. คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์.