สรุปเนื้อหาเรื่อง ความหลากหลายของสิ่งมีชีวิต
นักวิชาการได้ แบ่งความหลากหลายบนโลกใบนี้ไว้ใน 3 ระดับคือ
- ความหลากหลายในระดับนิเวศ (Ecological diversity) กล่าวคือ สิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกัน มีพันธุกรรมแบบเดียวกัน แต่เมื่ออาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน ก็ทำให้มีความแตกต่างกันได้ เช่น แบคทีเรีย E. coli ที่มียีน LacZ เมื่อ เลี้ยงในอาหารที่มีกลูโคสสูงผสมสารโครงสร้างคล้าย (analog) กาแลคโตส (x-gal) และสารกระตุ้นสีฟ้า (IPCT) กับกลุ่มที่เลี้ยงในอาหารที่มีกาแลคโตสผสมสารโครงสร้างคล้ายกาแลคโตสตัวกระตุ้นให้เกิดสีฟ้า จะมีสีของ โคโลนีแตกต่างกัน E. coli ที่มียีน LacZ สามารถสร้างเอนไซม์ -galactosidase ซึ่งสามารถเร่งปฏิกิริยาการย่อยน้ำตาลกาแลคโตสได้ แต่ในสภาวะที่มีน้ำตาลกลูโคสสูง เอนไซม์ตัวนี้จะไม่ถูกสร้างออกมา เมื่อไม่มีเอนไซม์ ไปเร่งการสลายพันธะของสารที่มีโครงสร้างคล้ายกาแลคโตส โคโลนีของแบคทีเรียกลุ่มนี้จึงเป็นสีขาว แต่ แบคทีเรียที่ถูกเลี้ยงในอาหารที่ไม่มีกลูโคส หากแต่มีน้ำตาลกาแลคโตสแบคทีเรียจะสร้างเอนไซม์มาเร่งปฏิกิริยา ย่อยน้ำตาลกาแลคโตสเป็นน้ำตาลกลูโคสและแลคโตส และเอนไซม์ตัวนี้ยังสามารถย่อย x-gal ท้าให้โคโลนีของ แบคทีเรียที่เลี้ยงในอาหารที่มีกาแลคโตสเกิดสีฟ้า
- ความหลากหลายในระดับชนิดพันธุ์ (Speciation diversity) เป็นความหลากหลายแตกต่างของสิ่งมีชีวิตต่างเผ่าพันธุ์ ซึ่งบางชนิดอาจมีความคล้ายคลึงกันมากกับอีกบางชนิดเช่น ช้างเอเชียกับช้างแอฟริกา บางชนิดอาจมี ความแตกต่างกันมากเช่นต้นสักกับต้นกระเพรา
- ความหลากหลายในระดับพันธุกรรม เป็นความหลากหลายที่เกิดขึ้นภายในชนิดพันธุ์เดียวกัน ท้าให้สิ่งมีชีวิต ชนิดหนึ่ง ๆ มีความแตกต่างเกิดเป็น Polymorphisms เช่น สีผิวที่แตกต่างของมนุษย์
นอกจากสิ่งมีชีวิตที่ถูกค้นพบแล้วราวสองล้านชนิด ทุกวันนี้ยังมีการค้นพบสิ่งมีชีวิตชนิดใหม่ๆ อยู่เสมอ ฉะนั้น ในการศึกษาสิ่งมีชีวิตจึงต้องมีการจำแนกสิ่งมีชีวิตออกเป็นหมวดหมู่เพื่อความสะดวกในการศึกษา ซึ่งการศึกษา ลักษณะนี้เรียกว่า วิชาอนุกรมวิธาน (Taxonomy) โดยจะหมายถึง กฎเกณฑ์เกี่ยวกับการจัดหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิต ซึ่งจะแบ่งออกเป็น 3 ส่วนคือ
- Classification หมายถึง กฎเกณฑ์การจัดสิ่งมีชีวิตออกเป็นหมวดหมู่ โดยอาศัยพื้นฐานความรู้ที่เป็น หลักฐานความเกี่ยวทางวิวัฒนาการ
- Identification หมายถึง การค้นหาตรวจสอบเพื่อให้ได้ชื่อวิทยาศาสตร์ประจ้ากลุ่มโดยอาศัยหลักฐานที่ มีท้ามาก่อน อาจเป็นการท้าโดยอาศัยความรู้ความช้านาญที่มีมาก่อน
- Nomenclature หมายถึง กฎเกณฑ์การตั้งชื่อสิ่งมีชีวิตชนิดต่าง ๆ ตามที่ได้จ้าแนกเอาไว้แล้ว ซึ่งต้องมี หลักและวิธีการซึ่งเป็นสากล
นอกจากนี้ยังมีการจัดจำแนกที่นำเสนอโดย Whittaker ในปี 1969 ซึ่งแบ่งสิ่งมีชีวิตซึ่งมีเซลล์เป็นองค์ประกอบออกเป็น 5 อาณาจักรได้แก่
- อาณาจักรโมเนอรา (Kingdom Monera)
- อาณาจักรโปรติสตา (Kingdom Protista)
- อาณาจักรเห็ดรา (Kingdom Fungi)
- อาณาจักรพืช (Kingdom Plantae)
- อาณาจักรสัตว์ (Kingdom Animalia)
อย่างไรก็ตาม ในปัจจุบันยังมีสิ่งมีชีวิตที่ขาดคุณสมบัติของเซลล์ที่น่าสนใจอีกกลุ่มหนึ่งคือ สิ่งมีชีวิตในอาณาจักร ไวรา (Kingdom Vira) และสิ่งมีชีวิตที่เป็นอนุภาคของเซลล์ (particle living) อื่น ๆ อย่าง ไวรอยด์ (viroid) และพริออน (prion) อยู่ด้วย
การจัดหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิต
คาโรลัส ลินเนียส (Corolus Linnaeus) ปี ค.ศ. 1707-1778 นักชีววิทยาชาวสวีเดน ผู้วางรากฐานการจัดหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิตและได้รับยกย่องว่าเป็น บิดาแห่งการจำแนกยุคใหม่ หรือ บิดาแห่งวิชาอนุกรมวิธาน (Father of Modern Classification) โดยลินเนียสเป็นคนแรกที่ใช้ชื่อ ภาษาลาติน 2 ชื่อ มาใช้เรียกสิ่งมีชีวิต ซึ่งเรียกว่า binomial nomenclature โดยชื่อแรกเป็นชื่อสกุล หรือ จีนัส (generic name) และชื่อหลังเป็นชื่อตัวหรือชื่อสปีชีส์ (specific name) และวิธีนี้ยังใช้กันอยู่ถึงปัจจุบัน นอกจากนี้ลินเนียสยังได้ศึกษาพืชและเกสรตัวผู้ และใช้เกสรตัวผู้ในการแบ่งชนิดของ พืชดอก ปัจจุบันหลักเกณฑ์ต่าง ๆของลินเนียสยังคงใช้กันอยู่
อย่างไรก็ตาม ถึงแม้ว่าจะมีวิธีการจัดหมวดหมู่ของ Linnaeus แต่ก็ยังไม่ถือว่าดีที่สุด ปัจจุบันการจัดหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิตแบ่งออกเป็นหลายแนวทางที่สำคัญ คือ
- Phenetics เป็นลักษณะการจัดหมวดหมู่สิ่งมีชีวิตโดยอาศัยความคล้ายคลึงและความ แตกต่างเปรียบเทียบได้ในเชิงปริมาณของลักษณะต่าง ๆ (characters) เป็นหลัก โดยไม่ให้ ความสำคัญต่อความสัมพันธ์ทางสายวิวัฒนาการ (phylogeny)
- Cladistics (phylogenetic systematics) เป็นการจัดหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิตโดยพิจารณาจากแบบแผนของการแยกกันทางสายวิวัฒนาการ (branching pattern of phylogeny) เป็นหลัก โดยจะสร้างแผนภาพวิวัฒนาการแยกจากกันของสิ่งมีชีวิตเรียกว่า cladograms จากนั้นจะพิจารณาว่าสิ่งมีชีวิตกลุ่มใดกลุ่มหนึ่งเป็น monophyletic group หรือ polyphyletic group
- Evolutionary classification เป็นวิธีที่ใช้กันมานานก่อนวิธีแรก บางครั้งเรียกว่า traditional classification หรือ classical classification วิธีนี้ใช้พิจารณาจากความคล้ายคลึงและ ความแตกต่างทั้งหลายระหว่างกลุ่มสิ่งมีชีวิตประกอบกับความสัมพันธ์ทางวิวัฒนาการ และยังใช้ ความรู้ด้านอื่น ๆ เกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตนั้นช่วยในการจัดหมวดหมู่สิ่งมีชีวิตด้วย
ลักษณะที่ใช้ในการจำแนกสิ่งมีชีวิต
- ลักษณะภายนอก และโครงสร้างภายในของร่างกาย
- แบบแผนการเจริญเติบโต และโครงสร้างที่เกิดขึ้นในระยะที่เป็นตัวอ่อน
- ซากดึกดำบรรพ์ ซึ่งอาศัยหลักที่ว่าสิ่งมีชีวิตมีวิวัฒนาการ ดังนั้นสิ่งมีชีวิตใดมีความสัมพันธ์ ใกล้ชิดกันย่อมมีซากดึกดำบรรพ์ที่พบในชั้นหินต่าง ๆ คล้ายคลึงกัน
- โครงสร้างของเซลล์และออร์แกเนล
- สรีรวิทยาและการสังเคราะห์สารเคมี
- ลักษณะทางพันธุกรรม
ลำดับขั้นในการจัดหมวดหมู่
อาณาจักร (Kingdom)
ไฟลัม (Phylum) ในพืชมักใช้ดิวิชัน (Division)
คลาส (Class)
ออร์เดอร์ (Order)
แฟมีลี่ (Family)
จีนัส (Genus)
สปีชีส์ (Species)
หมายเหตุ : ในแต่ละระดับขั้นของการแบ่งดังกล่าวอาจจะมีระดับการแบ่งที่แทรกอยุ่ในแต่ละระดับชั้น โดยใช้คำ ว่า ซับ (sub) แทรกอยู่ทางด้านล่าง เช่น ซับคลาส (Subclass) ซึ่งเล็กกว่าคลาสแต่ใหญ่กว่าออร์เดอร์ หรือคำว่า ซูเพอร์ (super) แทรกอยู่ด้านบน เช่น ซูเพอร์ออร์เดอร์ (superorder) จะใหญ่กว่าออร์เดอร์แต่เล็กกว่าคลาสและซับคลาส
ชื่อของสิ่งมีชีวิต
แบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ
1. ชื่อสามัญ (common name) คือ ชื่อที่ใช้เรียกสิ่งมีชีวิตตามภาษาท้องถิ่นหรือภาษาประจ้า ชาติ ท้าให้สิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันมีหลายชื่อ อาจเรียกชื่อตามลักษณะรูปร่าง เช่น ต้นแปรงล้างขวด ปากกาทะเล ว่านหางจระเข้ หรืออาจเรียกตามถิ่นกำเนิดเช่น ผักตบชวา ยางอินเดีย
2. ชื่อวิทยาศาสตร์ (scientific name) เป็นชื่อเรียกสิ่งมีชีวิตซึ่งเป็นที่ยอมรับของนักวิทยาศาสตร์ และเป็นชื่อที่กำหนดขึ้นเป็นหลักสากล ซึ่งจะใช้เป็นภาษาลาติน โดยผู้ที่วางหลักเกณฑ์การตั้งชื่อวิทยาศาสตร์นี้ คือ คาโรลัส ลินเนียส (Carolus Linnaeus) ชาวสวีเดน เมื่อปี ค.ศ. 1758 ซึ่งได้กำหนดให้ ชื่อของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดประกอบด้วยคำ 2 คำ (binomial nomenclature) คำแรกเป็นชื่อจีนัส (generic name) ขึ้นต้นด้วยอักษรตัวใหญ่ และคำหลังคือคำคุณศัพท์แสดงลักษณะที่เรียกว่า สเปซิฟิค เอพิเธต (specific epithet) ขึ้นต้นด้วยอักษรตัวเล็ก ทั้ง 2 คำรวมเรียกว่า ชื่อสปีชีส์ ซึ่งต้องเขียนตัวเอนหรือขีดเส้นใต้ โดยเส้นใต้ระหว่าง 2 คำไม่ต่อกัน เช่น Homo sapiens or Homo sapines หมายถึง คน
หลักเกณฑ์ในการตั้งชื่อวิทยาศาสตร์
- ชื่อวิทยาศาสตร์ต้องเป็นภาษาลาตินหรือรากศัพท์มาจากภาษาลาตินเสมอ
- ชื่อต้องประกอบด้วยคำ 2 คำ (binomial nomenclature) คำแรกเป็นชื่อจีนัส (generic name) ขึ้นต้นด้วยอักษรตัวใหญ่ และคำหลังคือคำคุณศัพท์แสดงลักษณะที่เรียกว่า สเปซิฟิค เอพิเธต (specific epithet) ขึ้นต้นด้วยอักษรตัวเล็ก ทั้ง 2 คำรวมเรียกว่า ชื่อสปีชีส์ ซึ่งต้องเขียนตัวเอนหรือขีดเส้นใต้ โดยเส้นใต้ระหว่าง 2 คำไม่ต่อกัน
- ถ้าทราบชื่อผู้ตั้งชื่อ จะลงชื่อย่อของผู้ตั้งชื่อตามหลังชื่อวิทยาศาสตร์ เช่นต้นหางนกยูงไทย มีชื่อวิทยาศาสตร์ว่า Caesalpinia pulcherrima (Linn.) ค้าว่า Linn. เป็นชื่อย่อของ Linnaeus
- แต่ละหมวดหมู่ต้องมีชื่อวิทยาศาสตร์ที่ถูกต้องเพียงชื่อเดียว โดยใช้ชื่อที่ตั้งก่อน
- การกำหนดชื่อหมวดหมู่ตั้งแต่ family ลงมาต้องมีตัวอย่างสิ่งมีชีวิตเป็นแบบในการพิจารณา
ตัวอย่างข้อสอบเรื่อง ความหลากหลายของสิ่งมีชีวิต
1. หลักเกณฑ์การตั้งชื่อวิทยาศาสตร์ของสิ่งมีชีวิตข้อใดไม่ถูกต้อง
ก. ชื่อวิทยาศาสตร์ของสิ่งมีชีวิตต้องเป็นภาษาลาตินเสมอ หรือภาษาอื่นที่เปลี่ยนมาเป็นภาษาลาติน
ข. ชื่อวิทยาศาสตร์ของพืช และสัตว์จะเป็นอิสระไม่ขึ้นต่อกัน
ค. ชื่อหมวดหมู่ทุกลำดับขั้นตั้งแต่ออเดอร์ลงไปจะต้องมีตัวอย่างต้นแบบของสิ่งมีชีวิตนั้นประการพิจารณา
ง. ชื่อวิทยาศาสตร์ของพืชและสัตว์แต่ละหมวดหมู่จะมี ชื่อที่ถูกต้องที่สุดเพียงชื่อเดียวเรียกว่า correct name
2. สัตว์ในข้อใดที่ยังไม่มีเนื้อเยื่อที่แท้จริง
ก. ไส้เดือนดิน
ข. ไฮดรา
ค. ฉลาม
ง. ฟองน้ำ
3. มนุษย์มีชื่อทางวิทยาศาสตร์ว่า Homo sapiens คำว่า Homo เป็นชื่อของอะไร
ก. จีนัส
ข. ไฟลัม
ค. คลาส
ง. คิงดอม
4. สุนัข วัว แมว จัดอยู่ในสิ่งมีชีวิตคลาสใดต่อไปนี้
ก. class vermes
ข. class pisecst
ค. class aves
ง. class mamalia
5. สัตว์ 2 ชนิด มีลักษณะไม่เหมือนกัน แต่จัดอยู่ในสปีชส์เดียวกัน เพราะเหตุใด
ก. สามารถผสมพันธุ์กันได้โดยมีลูกเหมือนพ่อหรือแม่
ข. สามารถผสมพันธุ์กันได้โดยได้ลูกที่ดีเด่นกกว่าพ่อแม่
ค. สามารถผสมพันธุ์และอยู่ร่วมกันได้
ง. สามารถผสมพันธุ์และได้ลูกหลานที่สืบพันธุ์ต่อไปได้
