วิวัฒนาการความเป็นมาของเฟิน นักวิทยาศาสตร์ค้นพบซากฟอสซิลของบรรพบุรุษของเฟินและญาติของเฟิน (Fern and Fern Allies) ทำให้ทราบว่า บรรพบุรุษของเฟินมีมาตั้งแต่เมื่อ 400 ล้านปีก่อน เรียกสมัยนั้นว่า ดีโวเนียน (Devonian Age) และเฟินแท้ได้ถือกำเนิดขึ้นในยุคคาร์บอนนิเฟิรัส คือ 350 ล้านปีผ่านมาแล้ว ก่อนที่จะเกิดไม้ดอก หรือสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ในยุคนั้น บรรยากาศท้องฟ้าสลัว เต็มไปด้วยหมอก สภาพแวดล้อมเป็นห้วยและหนองน้ำ และมีสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำครองโลก ส่วนพืชที่ครองโลกในตอนนั้น คือ clubmoss โบราณ Lepidodendron Sigilaria และ Sphenopsida ซึ่งมีขนาดสูงเป็นสิบ เมตร พื้นดินด้านล่างถูกปกคลุมด้วยเฟินขนาดเล็กลงมา ซึ่งมีใบของเฟินในสมัยนั้น มีขนาดใหญ่กว่าเฟินในสมัยปัจจุบัน และต่ำลงไปปกคลุมด้วยมอส และไลเคนตามหินและผา ต่อมาสมัยมิสซิสซิปเปียน คือ 345-320 ล้านปี ทั่วโลกเต็มไปด้วยสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำและเฟินเมล็ด (seedferns) จนถึงยุคเพนซิลเวนียน 310-280 ล้านปี ในป่าเต็มไปด้วยบึงน้ำขัง เป็นหลุมเป็นพรุ พืชที่พบมาก คือ พวกคลับมอส หรือ lycopods และเฟินเมล็ดในสกุล pteridosperms พวกหญ้าหางม้า horsetail และ cordaiter ซึ่งเชื่อกันว่า เป็นต้นตระกูลของสนในปัจจุบัน

พืชคล้ายเฟินต้น หรือกูดต้น Treeferns นั้นอยู่ใน Class Phyllicopsida บรรพบุรุษของกูดต้น จำพวกหัสดำ หัสแดงของไทย พืชอีกกลุ่มที่คล้ายเฟินแต่ให้เมล็ดที่ปราศจากสิ่งห่อหุ้ม เรียกว่า เฟินเมล็ด คือพืชใน Order Pteridospermales ระบาดมาตั้งแต่สมัยคาร์บอนนิเฟอรัส แต่มาสูญพันธุ์ไปเมื่อสิ้นยุคพาลิโอโซนิค

กาลเวลาผ่านพ้นไปจนสิ้นสมัยคาร์บอนนิเฟอรัส อุณหภูมิของโลกผันแปรไป อากาศเริ่มแห้งแล้งมากขึ้นในยุคเมโสโซอิค หรือ 225 ล้านปีที่ผ่านมา สภาพแวดล้อมไม่เหมาะสมแก่การดำรงชีวิตอยู่ของเฟินโบราณที่มีขนาดใหญ่โต การสืบพันธู์โดยสปอร์กระทำได้เฉพาะบางพื้นที่ ความชุ่มชื้นในบรรยากาศลดลง ทำให้เฟินโบราณและพืชต่างๆ ต้องปรับตัวเพื่อดำรงชีพ พวกที่ไม่อาจปรับตัวได้ก็ล้มตายสูญสิ้นพันธุ์ไป ด้วยเหตุนี้เฟินในยุคต่อมาจึงลดขนาดลง เนื่องจากพวก horsetail และ clubmoss ต่างๆ ที่เคยมีขนาดสูงใหญ่บดบังกลั่นกรองแสงแดดไว้ให้ ก็มีขนาดเล็กลง และหลายชนิดสูญพันธู์ไปแล้ว เฟินต่างๆ ได้รับแสงแดดมากขึ้น เฟินหลายกลุ่มได้พัฒนาตัวไปเป็นวงศ์ใหม่ โดยมีลักษณะเด่นที่ใบอ่อนขดม้วนงดเป็นวง (circinated frond) ซึ่งนักธรณีวิทยาได้ขุดค้นพบฟอสซิลของเฟินในวงศ์บัวแฉก วงศ์ออสมันดา วงศ์โชน (Gleicheniaceae) วงศ์สิเภา (Schizaeaceae) และวงศ์กีบแรด (Marattiaceae) นำมาศึกษาดู พบว่าล้วนแต่พัฒนาการมาจากบรรพบุรุษร่วมกันในยุคพาลีโอโซนิคตอนปลาย ทั้งนี้เป็นหลักฐานแสดงให้เห็นว่า บางกลุ่มของเฟินในปัจจุบันนี้มีความพิเสษที่มันสืบทอดวงศ์ตระกูลของมันมาได้ ตั้งแต่ยุคต้นจนสู่ปัจจุบัน เพียงแต่มันปรับปรุงตัวขึ้นมาจนแข่งขันได้กับพืชสมัยใหม่อื่นๆ แม้กระทั่งพืชมีดอกก็ตาม การศึกษาเฟินโบราณซึ่งปรากฏในรูปของซากดึกดำบรรพ์ในไทยมีน้อยมาก เท่าที่ทราบมีนักวิทยาศาสตร์ชาวญี่ปุ่นและชาวไทย คือ Kazuo Asama, Nokorn Nakornsri, chaiyan Hintong และ Sin Sinsakul ในปี พ.ศ. 2523 ได้ร่วมกันขุดค้นพบซากดึกดำบรรพ์ของเฟินสองชนิดในสกุล Gleichnoides คือ Gleichenoides gagauensis Kon'no และ G. pantiensis Kon'no ฝังตัวอยู่ในหินตะกอน สีเทาอมเขียว-เทาอมน้ำเงิน และหินทรายละเอียดสีน้ำตาลอ่อน บริเวณอำเภอสิเกา จ. ตรัง ประเมินอายุอยู่ในยุค Lower Cretaceous หรือประมาณ 100-140 ล้านปีล่วงมาแล้ว และก่อนหน้านี้ พ.ศ. 2510 และ 2511 Mr. Kon'no ก็ได้ขุดค้นพบซากดึกดำบรรพ์ของเฟินในสกุลเดียวกันแต่เป็นคนละชนิดกัน ได้แก่ G. serratus Kon'no และ G. stenopinnula Kon'no นอกจากนี้ยังพบบรรพบุรุษของหญ้าถอดปล้องหรือหญ้าหางม้า คือ Equisetites burchardti Dunker อีกด้วย

การจำแนกเฟินยุคดึกดำบรรพ์

การจำแนกเฟินยุคดึกดำบรรพ์ หรือเฟินโบราณนี้ เป็นผลมาจากการศึกษาเฟินบางชนิด ที่พบซากฟอสสซิลของมัน ในยุคดีโวเนียนและคาร์บอนนิเฟอรัส โดยนักวิทยาศาสตร์ได้จัดแบ่งเฟินที่สูญพันธุ์ไปแล้วทั้งหมดให้อยู่ในอันดับ (order) ต่างๆ ดังนี้

DIVISION PTEROPHYTA

ORDER Protopteridales

ORDER Coenopteridales

ORDER Cladoxylales

ORDER Marattiales

ทั้งสี่ ORDERS จัดเป็น Preferns หรือพืชก่อนเฟิน หมายถึง การกำเนิดของพืชขนาดยักษ์หลายชนิด ที่เกิดขึ้นในตอนกลางของยุคดีโวเนียน พืชในกลุ่มนี้มีขนาดใหญ่โตและมีความสลับซับซ้อน ที่เรียกได้ว่า อยู่ในช่วงการเปลี่ยนแปลงระหว่าง psilophytes หรือไซโลตัมโบราณบางชนิด กับเฟิน และ seedferns ในยุคคาร์บอนนิเผอรัส

วงศ์ Marattiaceae เป็นกลุ่มเฟินโบราณที่ยังพบบางสกุลอยู่ในปัจจุบัน เช่น เฟินกีบแรด Angiopteris สกุล Marattia เป็นต้น

ORDER Filicales เฟินที่แท้จริง (true ferns) ดูตารางการจำแนกเฟินชนิดต่างๆ ได้ที่ [ Taxonomy ]

นักวิทยาศาสตร์ตั้งแต่เมื่อ พ.ศ. 2343 เมื่อกว่า 200 ปีก่อน ยังเข้าใจว่า เฟินมีดอกและเมล็ด แต่ในสมัยต่อมาก็มีผู้พิสูจน์ได้ว่า สปอร์ไม่ใช่เมล็ด มันต่างจากเมล็ดที่ มันประกอบขึ้นจากเซลล์เพียงเซลล์เดียวโดดๆ แต่เมล็ด พืชจะมีหลายเซลล์ และมีต้นพืชอ่อนบรรจุอยู่ภายใน ส่วนสปอร์ของเฟินมีขนาดเล็กมาก เมื่อรวมกันแล้วมี ลักษณะคล้านผงฝุ่น ต้องอาศัยกล้องจุลทรรศน์ส่อง ขยายดู จึงจะเห็นรายละเอียดของมันได้ ภายใต้กล้อง จุลทรรศน์ส่องดู จะเห็นสปอร์มีผิวเป็นลวดลายคล้ายรอยแกะสลักงดงาม แต่มันก็เป็นเซลล์ๆ เดียวเท่านั้น สปอร์ของเฟินแต่ละชนิดมีรูปร่างแตกต่างกันไป จนอาจใช้รายละเอียดนี้ในการจำแนกชนิดของมันได้

ย้อนกลับ ธรรมชาติของเฟิน หรือ ไปต่อหน้า โครงสร้างของเฟิน