กาแฟ (Coffea)เป็นสกุลของพืชดอกในวงศ์Rubiaceae พืชในสกุล กาแฟเป็นไม้พุ่มหรือไม้ยืนต้นขนาดเล็ก มีถิ่นกำเนิดในเขตร้อนและตอนใต้ของแอฟริกา และเขตร้อนของเอเชีย เมล็ดของบางชนิดเรียกว่าเมล็ดกาแฟ จะถูกนำมาคั่วและบดเพื่อชงเป็น เครื่องดื่ม กาแฟ ต่างๆ ผลของกาแฟเช่นเดียวกับเมล็ด มีคาเฟอีนในปริมาณมาก และมีรสหวานเป็นเอกลักษณ์

พืชชนิดนี้จัดเป็น พืชเศรษฐกิจที่มีมูลค่าสูงและมีการค้าขายกันอย่างกว้างขวางที่สุดชนิดหนึ่งของโลกและเป็นสินค้าส่งออกที่สำคัญของหลายประเทศ รวมถึงประเทศในอเมริกากลางและอเมริกาใต้ แคริบเบียน และแอฟริกา การค้ากาแฟพึ่งพาอย่างมากกับกาแฟสองสายพันธุ์จากทั้งหมดกว่า 120 สายพันธุ์ ได้แก่Coffea arabica (โดยทั่วไปเรียกง่ายๆ ว่า "อาราบิกา") ซึ่งคิดเป็นประมาณ 55% ของการผลิตกาแฟทั่วโลก และCoffea canephora (รู้จักกันในชื่อ " โรบัสตา ") ซึ่งคิดเป็นประมาณ 45% ^{[ 2 ] [ 3 ]}

กาแฟทั้งสองสายพันธุ์มีความเปราะบางต่อการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในเขตปลูกซึ่งอาจส่งผลให้ผลผลิตลดลงในบางพื้นที่ปลูกที่สำคัญที่สุด^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}

สกุลCoffeaและชนิดต้นแบบCoffea arabicaได้รับการอธิบายครั้งแรกโดยCarl Linnaeusในปี 1753 ^{[ 1 ]}ยังคงมีการระบุชนิดใหม่ของCoffea อย่างต่อเนื่องในช่วงปี 2000 ในปี 2008 และ 2009 นักวิจัยจาก สวนพฤกษศาสตร์หลวงคิวได้ตั้งชื่อเจ็ดชนิดจากภูเขาทางตอนเหนือของมาดากัสการ์ซึ่งรวมถึงC. ambongensis , C. boinensis , C. labatii , C. pterocarpa , C. bissetiaeและC. namorokensis ^{[ 8 ]}

ในปี พ.ศ. 2551 มีการค้นพบสายพันธุ์ใหม่ 2 สายพันธุ์ในแคเมรูนได้แก่Coffea charrierianaซึ่งไม่มีคาเฟอีน และCoffea anthonyi [ ^{9 ] โดย}การผสมข้ามสายพันธุ์ใหม่กับกาแฟสายพันธุ์อื่นที่รู้จักกัน อาจมีการนำคุณสมบัติใหม่ 2 ประการมาสู่ต้นกาแฟที่ปลูก ได้แก่ เมล็ดที่ไม่มีคาเฟอีนและการผสมเกสรด้วยตนเอง

ในปี 2554 Coffeaได้รวมเอาพืช 20 ชนิดจากสกุลPsilanthus เดิมเข้ามา เนื่องจากมีความคล้ายคลึงกันทั้งในด้านสัณฐานวิทยาและพันธุกรรมระหว่างสองสกุล^{[ 10 ]}ในอดีต ทั้งสองสกุลนี้ถูกพิจารณาว่าเป็นสกุลที่แตกต่างกันเนื่องจากความแตกต่างในความยาวของ ท่อ กลีบดอกและ การจัดเรียงของ อับเรณู : Coffeaมีท่อกลีบดอกสั้นและมีก้านเกสรตัวเมียและอับเรณูยื่นออกมา ใน ขณะที่ Psilanthusมีท่อกลีบดอกยาวและมีอับเรณูอยู่ภายใน อย่างไรก็ตาม ลักษณะเหล่านี้ไม่ได้ปรากฏในทุกสายพันธุ์ของแต่ละสกุล ทำให้ทั้งสองสกุลมีความคล้ายคลึงกันอย่างมากทั้งในด้านสัณฐานวิทยาและลำดับทางพันธุกรรม การถ่ายโอนนี้ทำให้Coffea ขยาย จาก 104 สายพันธุ์เป็น 124 สายพันธุ์ และขยายการกระจายพันธุ์ดั้งเดิมไปยังเอเชียเขตร้อนและออสเตรเลีย

จีโนมของกาแฟได้ รับการเผยแพร่ในปี 2014 โดยมีการระบุ ยีนมากกว่า 25,000 ยีน ซึ่งเผยให้เห็นว่าต้นกาแฟสร้างคาเฟอีนโดยใช้ชุดยีนที่แตกต่างจากที่พบในชาโกโก้และพืชชนิดอื่นๆ^{[ 11 ]}

แผนภูมิวิวัฒนาการที่แข็งแกร่งและเกือบสมบูรณ์ของสกุลทั้งหมดได้รับการตีพิมพ์ในปี 2017 ^{[ 12 ]}นอกเหนือจากการแก้ไขความสัมพันธ์ของ สายพันธุ์ Coffeaแล้ว ผลการศึกษานี้ยังชี้ให้เห็นว่าแอฟริกาหรือเอเชียเป็นแหล่งกำเนิดบรรพบุรุษที่เป็นไปได้ของCoffeaและชี้ให้เห็นถึงการแพร่กระจายอิสระหลายครั้งทั่วแอฟริกา เอเชีย และหมู่เกาะมหาสมุทรอินเดียตะวันตก

ในปี 2020 เทคนิคการตรวจสอบลายนิ้วมือ DNA หรือการตรวจสอบความถูกต้องทางพันธุกรรมของวัสดุพืช ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพสำหรับกาแฟ^{[ 13 ]}สำหรับการศึกษา นักวิทยาศาสตร์ใช้การสกัด DNA และ การวิเคราะห์เครื่องหมาย SSRเทคนิคนี้หรือเทคนิคที่คล้ายกันอาจช่วยให้เกิดการปรับปรุงหลายประการในการผลิตกาแฟ เช่น ข้อมูลที่ดีขึ้นสำหรับเกษตรกรเกี่ยวกับความอ่อนแอของต้นกาแฟต่อศัตรูพืชและโรค ระบบเมล็ดกาแฟที่เป็นมืออาชีพ และความโปร่งใสและการตรวจสอบย้อนกลับสำหรับผู้ซื้อกาแฟดิบที่ยังไม่คั่ว

คาเฟอีนในเมล็ดกาแฟทำหน้าที่เป็น สาร พิษที่ช่วยป้องกันแมลงและศัตรูพืชอื่นๆ ซึ่งเป็นรูปแบบการป้องกันตามธรรมชาติของพืชจากการถูกสัตว์กินพืชกัดกินคาเฟอีนยังดึงดูดแมลงผสมเกสรโดยเฉพาะผึ้ง โดยการสร้างความทรงจำทางกลิ่นที่ส่งสัญญาณให้ผึ้งกลับมาที่ดอกของพืช^{[ 12 ]}ไม่ใช่ทุก สายพันธุ์ของ Coffeaที่มีคาเฟอีน และสายพันธุ์แรกๆ มีปริมาณคาเฟอีนน้อยหรือไม่มีเลย คาเฟอีนได้วิวัฒนาการขึ้นอย่างอิสระในหลายสายพันธุ์ของCoffeaในแอฟริกา อาจเป็นการตอบสนองต่อการล่าสัตว์ป่าจำนวนมากในสภาพแวดล้อมที่ชื้นของแอฟริกาตะวันตกตอนกลาง^{[ 12 ]}

คาเฟอีนยังวิวัฒนาการขึ้นอย่างอิสระในสกุลที่เกี่ยวข้องห่างไกลกันมากขึ้น เช่นTheobroma ( โกโก้ ) และCamellia ( ชา ) ^{[ 14 ]}ซึ่งแสดงให้เห็นว่าการผลิตคาเฟอีนเป็นลักษณะที่ปรับตัวได้ในวิวัฒนาการของกาแฟและพืช ผลและใบยังมีคาเฟอีนอยู่ด้วย และสามารถใช้ทำชาเชอร์รี่กาแฟและชาใบกาแฟ ได้ นอกจากนี้ ผลยังถูกนำไปใช้ในเครื่องดื่มอัดลมหลายยี่ห้อ รวมถึงชาบรรจุห่อสำเร็จรูปด้วย^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]}

แมลงศัตรูพืชหลายชนิดส่งผลกระทบต่อการผลิตกาแฟ รวมถึงด้วงเจาะลำต้นกาแฟ ( Hypothenemus hampei ) และหนอนชอนใบกาแฟ ( Leucoptera caffeina )

กาแฟเป็นพืชอาหารของตัวอ่อนของผีเสื้อและผีเสื้อ กลางคืนบาง ชนิด เช่นผีเสื้อกลางวัน Dalcera abrasa ,ผีเสื้อกลางวันหัวผักกาดและผีเสื้อบางชนิดในสกุลEndoclitaรวมถึงE. damorและE. malabaricus

มีกาแฟ มากกว่า 130 สายพันธุ์ ซึ่งปลูกจากเมล็ด สองสายพันธุ์ที่ได้รับความนิยมมากที่สุดคือCoffea arabica (โดยทั่วไปเรียกง่ายๆ ว่า "อาราบิกา") ซึ่งคิดเป็นประมาณ 55% ของการผลิตกาแฟทั่วโลก และCoffea canephora (รู้จักกันในชื่อ " โรบัสตา ") ซึ่งคิดเป็นประมาณ 45% ^{[ 2 ] [ 3 ]} C. arabicaเป็นที่นิยมมากกว่าเนื่องจากมีรสชาติหวานกว่า ในขณะที่C. canephoraมีปริมาณคาเฟอีนสูงกว่าC. arabicaมีถิ่นกำเนิดในที่ราบสูงของเอธิโอเปียและที่ราบสูงโบมาของซูดาน และเกิดขึ้นจากการผสมข้ามพันธุ์ระหว่างC. canephoraและC. eugenioides ^{[ 19 ]}

ต้นไม้เหล่านี้ผลิตผลไม้สีแดงหรือสีม่วงที่กินได้ ซึ่งอาจเป็นผลเบอร์รี่แบบ epigynousหรือ ผล แบบdrupe ที่ไม่แตกออก^{[ 20 ]}ผลไม้ชนิดนี้มักเรียกว่า " ผลกาแฟ " และมีเมล็ดสองเมล็ดที่เรียกว่า " เมล็ดกาแฟ " ^{[ 21 ]}แม้จะมีคำเรียกเช่นนี้ แต่กาแฟก็ไม่ใช่ทั้งผลเชอร์รี่ แท้ (ผลไม้ของพืชบางชนิดในสกุลPrunus ) หรือเมล็ด ถั่วแท้ (เมล็ดจากพืชในวงศ์Fabaceae )

ในการปลูกกาแฟแต่ละครั้ง ประมาณ 5-10% ของผลกาแฟจะมีเมล็ดกาแฟเพียงเมล็ดเดียว เรียกว่า " พีเบอร์รี่"ซึ่งมีขนาดเล็กกว่าและกลมกว่าเมล็ดกาแฟปกติ

เมื่อปลูกในเขตร้อน กาแฟจะเป็นไม้พุ่มหรือต้นไม้ขนาดเล็กที่แข็งแรง ซึ่งโดยทั่วไป จะสูงได้ถึง3–3.5 เมตร (10–11 + 1/2 ฟุต)พันธุ์กาแฟที่ปลูกกันทั่วไปส่วนใหญ่จะเจริญเติบโตได้ดีที่สุดในพื้นที่สูง แต่ไม่ทนต่ออุณหภูมิเยือกแข็ง^{[ 22 ]}  

ต้นกาแฟอาราบิก้าจะออกผลหลังจากปลูกได้ 3 ถึง 5 ปี และให้ผลผลิตได้เฉลี่ย 50 ถึง 60 ปี แม้ว่าจะเป็นไปได้นานถึง 100 ปี^{[ 23 ]}ดอกสีขาวมีกลิ่นหอมมาก ผลจะสุกภายในเวลาประมาณ 9 เดือน

• รายชื่อพืชวงศ์ Rubiaceae ทั่วโลก
• กาแฟและการอนุรักษ์