มาทำความเข้าใจกันเกี่ยวกับการจัดหมวดหมู่สิ่งมีชีวิต ตามแนวการจัดระบบใหม่ (ตอนจบ)

เขียนโดย biology เมื่อ . หัวข้อ บทความ, บทความปี 2551

มาทำความเข้าใจกัน … เกี่ยวกับการจัดหมวดหมู่สิ่งมีชีวิต ตามแนวการจัดระบบใหม่ (ตอนจบ)

                                                                                                                                             โดย…ดร.วนิดา  ธนประโยชน์ศักดิ์

ความรู้ทางด้านระบบชีวโมเลกุล  
         ในขณะที่โลกของจุลินทรีย์ได้มีการค้นพบกันมากขึ้น เช่น   จุลินทรีย์พวกที่อาศัยลึกลงไปใต้ดิน เป็นต้น และการที่นักจุลชีววิทยาได้เรียนรู้ว่าจะมีการเพาะเลี้ยงจุลินทรีย์เหล่านี้ให้มีปริมาณมากขึ้นได้อย่างไร  จึงไม่ต้องสงสัยเลยว่ากลุ่มสิ่งมีชีวิตใหม่ ๆ ที่ถูกค้นพบเหล่านี้  จะถูกนำมาจัดหมวดหมู่ใหม่กันเกิดขึ้น  ความรู้ทางด้านระบบชีวโมเลกุลได้เริ่มมาจากการที่นักจุลชีววิทยาได้มีการเปรียบเทียบลำดับยีนของพวกโพรคาริโอตมากันตั้งแต่ปี ค.ศ.1970-1979  โดยใช้หน่วยย่อยเล็ก ๆ ของไรโบโซมอล อาร์เอ็นเอ [small subunit ribosomal RNA (SSU-rRNA)]  ในการตรวจสอบหาความสัมพันธ์ทางสายวิวัฒนาการ นักจุลชีววิทยาได้วิเคราะห์ข้อมูลทางพันธุกรรมและในบางกรณีก็ต้องวิเคราะห์ถึงระดับจีโนม  และพบ หลักฐานที่ปรากฏออกมาคือ   สิ่งมีชีวิตพวกโพรคาริโอตมีความหลากหลายทางพันธุกรรมมากมาย และพบว่าในทุก ๆ ปีข้อมูลทางพันธุกรรมของโพรคาริโอตก็ถูกนำมาเพิ่มอยู่เรื่อย ๆ ในแขนงย่อยของสายวิวัฒนาการ  นักจุลชีววิทยาบางท่านกล่าวว่าแขนงย่อย ๆ เหล่านี้จะปรากฏอยู่ในอาณาจักรใหม่ ๆ แน่นอน  ในขณะที่มีโพรคาริโอตจำนวน 4,500 สปีชีส์ที่ได้มีการระบุคุณลักษณะเอาไว้แล้ว  และที่พบในดินนั้นก็มีมากกว่า 10,000 สปีชีส์   
         ในปี ค.ศ. 1977  Woese และ Fox ได้ตรวจสอบหาความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตจากสิ่งมีชีวิตจำนวน 13 ชนิดที่ได้มาเป็นตัวแทน  และพบว่ามีสิ่งมีชีวิตอยู่ 4 ชนิดที่จัดเป็นพวกแบคทีเรีย  ซึ่งอันที่จริงถึงแม้ว่าพวกแบคทีเรีย (โพรคาริโอต) จะมีน้อยกว่าพวกยูคาริโอตก็ตาม  Woese และ Fox  ก็ได้เสนอให้มีการจัดจำแนกสิ่งมีชีวิตระบบใหม่ขึ้นมาเหนือระดับอาณาจักร  เรียกว่า   ยูอาร์คิงดอม (Urkingdom) (บางคนอ่านว่า  เออร์คิงดอม)  ซึ่งประกอบด้วย ยูแบคทีเรีย  อาร์เคียแบคทีเรีย  และยูคาริโอต   ต่อมายูอาร์คิงดอมก็ได้กลายมาเป็น 3 โดเมน  ซึ่งโดเมนอาร์เคียจะมีต้นกำเนิดมาจากกลุ่มของแบคทีเรียทั้ง 4 ชนิดเหล่านั้น  ปัจจุบันนี้เราทราบว่ามีอาร์เคียอยู่นับพันชนิดและพวกนี้ก็มีความสำคัญต่อไบโอสเฟียร์มากเช่นกัน 
         ดังที่ทราบมาแล้วข้างต้นว่าสิ่งมีชีวิตทุกชนิดเมื่อมีการจัดจำแนกออกเป็นหมวดหมู่แล้วจะต้องอยู่ในโดเมนใดโดเมนหนึ่ง  ซึ่งนักวิจัยได้จัดทำแผนภาพสรุปกำเนิดของสิ่งมีชีวิตเอาไว้ในรูปแบบของแผนภูมิของต้นไม้ที่เรียกว่าแผนภูมิต้นไม้ของชีวิต (tree of life) ซึ่งมีแขนงกิ่งก้านแตกออกไปดังภาพที่ 4  โดยมีส่วนสำคัญอยู่สองประการ  ดังนี้

51-6-1 
ภาพที่ 4  แผนภูมิต้นไม้ของชีวิต

 
            1.  แผนภูมิต้นไม้ของชีวิตนี้ประกอบด้วยโดเมนหลัก 3 โดเมน  ได้แก่  โดเมนแบคทีเรีย  อาร์เคีย  และยูคาเรีย  โดเมนแบคทีเรียประกอบด้วยโพรคาริโอตที่เรารูจักกันดีอยู่แล้ว รวมทั้งพวกแบคทีเรียที่มีความสัมพันธ์เกี่ยวข้องกับคลอโรพลาสต์และไมโทคอนเดรียด้วย   โดเมนอาร์เคีย  ประกอบด้วยกลุ่มของสิ่งมีชีวิตพวกโพรคาริโอตที่อาศัยอยู่ตามสิ่งแวดล้อมทั่ว ๆ ไป  อาร์เคียบางชนิดนี้สามารถใช้ไฮโดรเจนเป็นแหล่งของพลังงานได้และบางชนิดก็มีความสำคัญต่อการเป็นแหล่งแก๊สธรรมชาติที่พบผ่านผิวเปลือกโลก  ส่วนโดเมนยูคาเรีย  ประกอบด้วยสิ่งมีชีวิตที่มีเซลล์ที่มีนิวเคลียสที่แท้จริง  โดเมนนี้จะมีกลุ่มสิ่งมีชีวิตอยู่จำนวนมากทั้งสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวและสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์จำพวกพืช  ฟังไจ  และสัตว์ 
         2.  ประวัติแรกเริ่มของโดเมนเหล่านี้ยังไม่ชัดเจน  การเปรียบเทียบจีโนมที่สมบูรณ์จากทั้งสามโดเมนแสดงให้เห็นว่า  ในระยะเริ่มแรกของชีวิต  มีการแลกเปลี่ยนยีนระหว่างสิ่งมีชีวิตในต่างโดเมนเกิดขึ้นกลไกการแลกเปลี่ยนยีนเกิดขึ้นจากการที่ยีนถูกเคลื่อนย้ายจากจีโนมหนึ่งไปยังอีกจีโนมหนึ่งผ่านการแลกเปลี่ยนสสาร และบางทีก็อาจมีการรวมกันของสิ่งมีชีวิตที่ต่างชนิดกันด้วย  ดังนั้นยูคาริโอตกลุ่มแรกเกิดขึ้นจากการรวมกันระหว่างบรรพบุรุษของแบคทีเรียและบรรพบุรุษของอาร์เคีย  เพราะว่าสายวิวัฒนาการมีฐานข้อมูลมาจากข้อสันนิษฐานที่ว่ายีนถูกส่งผ่านตรงขึ้นไปจากรุ่นหนึ่งไปยังอีกรุ่นหนึ่ง  อย่างไรก็ตามการแบ่งสิ่งมีชีวิตออกเป็นสามโดเมนก็นับว่าค่อนข้างจะมีเสถียรภาพมาก  
   นอกจากนี้นักวิทยาศาสตร์ได้มีการเปรียบเทียบคุณลักษณะของสิ่งมีชีวิตทั้ง 3 โดเมนเอาไว้เพื่อให้เห็นความแตกต่างระหว่างสิ่งมีชีวิตพวกแบคทีเรีย  อาร์เคีย  และยูคาเรีย  ดังตารางที่ 2  
ตารางที่ 2  เปรียบเทียบคุณลักษณะของสิ่งมีชีวิตทั้ง 3 โดเมน

51-6-2

จากข้อมูลในเชิงเปรียบเทียบดังกล่าวมานี้  จึงได้มีการจัดสิ่งมีชีวิตตามสายวิวัฒนาการในระบบใหม่เกิดขึ้น  ดังภาพที่ 5

 51-6-3 
ภาพที่ 5 แผนผังสรุปสายวิวัฒนาการในการจัดหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิต ตามระบบใหม่

         จากข้อมูลที่กล่าวมาแล้วนี้  คงจะช่วยให้ครูผู้สอนเข้าใจมากยิ่งขึ้นในการจัดหมวดหมู่สิ่งมีชีวิตตามสายวิวัฒนาการในระดับโดเมน  อย่างไรก็ตามการจัดหมวดหมู่สิ่งมีชีวิตก็ยังคงเป็นสมมติฐานที่ได้ผ่านการตรวจสอบและอาศัยข้อมูลเชิงประจักษ์ต่าง ๆ มาประกอบจนทำให้เกิดการยอมรับกันอย่างกว้างขวาง  ในการจัดการเรียนการสอนเรื่องอาณาจักรสิ่งมีชีวิต  ครูผู้สอนจะเลือกใช้ระบบการจัดตามแบบของใครก็ย่อมได้  แต่ขอให้ระบุด้วยว่าระบบที่ใช้นั้นเป็นของใครเพื่อไม่ให้เกิดความสับสนเกิดขึ้นแก่นักเรียน 

เอกสารอ้างอิง  
Campbell, N.A. and J.B. Reece.  2005. Biology.  7th edition.  San Francisco: Pearson Education.  
Baumgartner, L.K. and N.R.Pace.  2007.  Current Taxonomy in Classroom instruction: How to teach the new understanding of higher-level taxonomy.  The Science Teacher  74 (7): 46-51.

5,886 total views, 0 views today