บีเวอร์สยาม หลักฐานการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโลกในอดีต

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

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

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

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

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

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