เรื่องของไฮดรา : พื้นฐานและการกินอาหาร

เขียนโดย biology เมื่อ . หัวข้อ บทความ, บทความปี 2546

สุทธิพงษ์ พงษ์วร

                    เรื่องของไฮดรา เป็นเรื่องที่นักเรียนในชั้นเรียนวิทยาศาสตร์จะต้องเรียนรู้และทำความเข้าใจกับเจ้าสิ่งมีชีวิตตัวเล็กๆ ชนิดนี้ แต่คงไม่สามารถกล่าวได้ว่านักเรียนทุกคนเคยเห็นไฮดรามาก่อน ส่วนใหญ่คงเคยเรียนและสัมผัสกับไฮดรามาบ้างแล้ว ไฮดราก็เหมือนสิ่งมีชีวิตชนิดอื่นๆ ที่ต้องมีการปรับตัวเพื่อจะดำรงชีวิตให้อยู่รอดในโลกใบนี้ให้ได้ ไฮดรามีความสำคัญอย่างไร (อ่านได้ในเรื่อง "ยาปลูกอวัยวะ" บทความปี '45) 

46-4-1นักวิทยาศาสตร์เริ่มสนใจศึกษาไฮดรา โดยเริ่มจากทักษะทางวิทยาศาสตร์แบบง่ายๆ คือการสังเกต และเมื่อเหล่านักวิทยาศาสตร์จากชาติต่างๆ เพียรเฝ้าสังเกตพฤติกรรมของไฮดราแล้ว ก็คงจะนึกประหลาดใจในวิธีการกินอาหารของไฮดราอยู่ไม่น้อยทีเดียว และคงมีคำถามเกิดขึ้นมากมายเช่นเดียวกัน ในขณะที่กำลังสังเกตพฤติกรรมเหล่านั้น เช่น ไฮดรากินอะไรเป็นอาหารได้บ้าง ไฮดรากินอาหารได้อย่างไรในเมื่อไฮดราไม่มีตาที่จะมองเห็นเหยื่อที่อยู่ตรงหน้า ไฮดรามีการย่อยอาหารที่ไหน ไฮดรามีกระเพาะอาหารหรือไม่ มีการขับถ่ายอย่างไร และเมื่อกินอาหารไปแล้วมีการเจริญเติบโตอย่างไร มีการสืบพันธุ์อย่างไร ไฮดราตัวไหนเป็นเพศผู้ ตัวไหนเป็นเพศเมีย และอีกนาๆ คำถามที่จะตามมาขณะที่ทำการสังเกต หรือขณะที่กำลังทำการทดลอง
   
                    คุณๆ ผู้อ่านล่ะครับ มีคำถามต่างๆ เกิดขึ้นมากมายหรือไม่ ในขณะที่ทำการทดลองหรือศึกษาอะไรบางอย่างที่อยู่ในความสนใจ ถ้ายัง ก็อาจจะลองฝึกตั้งคำถามและลองพยายามหาวิธีที่จะหาคำตอบของคำถามเหล่านั้นดูนะครับ เมื่อถึงเวลานั้นเราจะรู้สึกสนุกกับการเรียนรู้อย่างมากเลยทีเดียวครับ  
                     
 

 

Picture Ref.: "ไฮดรา"
S. Pongworn, Biology, IPST 

                   ถ้าหากนักเรียนได้ทำการสังเกตการกินอาหารของไฮดราในชั้นเรียน เช่นเดียวกับที่นักวิทยาศาสตร์ได้เคยทำมา เมื่อทำการสังเกตต่อมาอีกสักระยะหนึ่ง หลังจากที่ไฮดรากินไรแดงอิ่มแล้ว เราก็อาจจะเริ่มสังเกตเห็นว่ามีไฮดราตัวเล็กๆ ค่อยๆ เติบโตติดกับไฮดราตัวเดิม และเมื่อเจริญเติบโตได้ที่แล้วก็จะแยกตัวออกจากไฮดราตัวเดิม กลายเป็นไฮดราตัวใหม่ ….เราจะเห็นว่า…..ไฮดรามีการแตกหน่อ (budding) เกิดขึ้น สภาวะดังกล่าวไม่ได้เกิดขึ้นกับไฮดราทุกตัวนะครับ 

                    ต่อมาเมื่อนักวิทยาศาสตร์พบว่า ไฮดรามีเนื้อเยื่อเพียง 2 ชั้น หลายคนอาจจะสงสัยเกี่ยวกับเรื่องชั้นของเนื้อเยื่อว่านักวิทยาศาสตร์เขาทำการแบ่งประเภทกันอย่างไร 2 ชั้น 3 ชั้น นี่เป็นอย่างไร เหมือนหมู 3 ชั้น ที่เคยเห็นในตลาดไหม ขออธิบายพื้นฐานตรงนี้สักหน่อย แบบย่อๆ และง่ายๆ คือ โดยทั่วไปแล้วเราแบ่งสิ่งมีชีวิตออกเป็น 2 กลุ่ม โดยใช้จำนวนชั้นของเซลล์ที่เรียกว่า "germ layers" ซึ่งมีการเจริญและพัฒนามาจากไซโกต (Zygote) ในขณะที่กำลังเจริญและพัฒนาเป็นเอ็มบริโอ (Embryogenesis) เป็นเกณฑ์ แล้ว Germ layers คืออะไร Germ layers คือกลุ่มของเซลล์ของเอ็มบริโอในระยะแรกๆ ที่จะมีการเจริญและเปลี่ยนแปลงไปเป็นเซลล์ของเนื้อเยื่อหรืออวัยวะในระบบต่างๆ ในเวลาต่อมา 

                    สิ่งมีชีวิต 2 กลุ่ม ที่กล่าวไว้ในตอนแรกก็ คือ Diploblastic animals (diplo = G. double) และ Triploblastic animals (triplo = G. triple) โดยกลุ่มแรกจะมีเนื้อเยื่อเกิดขึ้นเพียงแค่ 2 ชั้นในช่วงการเจริญและพัฒนาของเอ็มบริโอ คือ Ectoderm (ecto = G. outer; derm = G. skin) และ Endoderm (endo = G. inner) ไฮดราเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีเนื้อเยื่อเพียง 2 ชั้น ก็เลยจัดอยู่ในกลุ่มนี้ ส่วนอีกกลุ่มคือกลุ่ม Triploblastic animals เป็นกลุ่มที่มีเนื้อเยื่อ 3 ชั้น คือ Ectoderm, Mesoderm (meso = G. Middle), และ Endoderm 

46-4-2

Picture Ref.: "ภาพวาดแสดงโครงสร้างการจัดเรียงตัวของเนื้อเยื่อไฮดรา"
S. Pongworn, Biology Dept., IPST

                   

ที่อธิบายเกี่ยวกับเรื่องเนื้อเยื่อ 2 ชั้น และ 3 ชั้น ก็เพื่อจะทำให้เข้าใจภาพประกอบด้านบนได้ง่ายขึ้น จากรูป (ภาพที่ 5-4 ในหนังสือเรียนชีววิทยา เล่ม 2 หน้า 7 พิมพ์ปี 2546 และรูปด้านบน) แสดงให้เห็นส่วนประกอบต่างๆ ของไฮดรา และเซลล์ที่ทำหน้าที่ต่างๆ ในตัวไฮดรา ไฮดรามีระบบประสาทเป็นแบบร่างแห (nerve net) เพราะฉะนั้นเมื่อส่วนใดส่วนหนึ่งของไฮดราถูกกระตุ้น ก็จะทำให้ส่วนอื่นๆ มีการตอบสนองไปด้วย (หรือถ้าแรงที่มากระตุ้นไม่มากพอก็อาจจะไม่มีการตอบสนองก็ได้) ดังนั้นจึงไม่น่าแปลกใจเลยที่เมื่อเรานำดินสอหรือยื่นมือไปแตะที่ตัวไฮดราแล้วจะเห็นว่ามันหดตัวมันทั้งตัวเหลือตัวเล็กนิดเดียว ไฮดราจะใช้ระบบประสาทแบบร่างแหตรวจจับแรงสั่นสะเทือนที่เกิดจากคลื่นน้ำที่มากระทบผิวลำตัวทำให้มันรู้ว่าเหยื่ออยู่ใกล้แค่ไหน มันจะเรียนรู้ว่าเหยื่อมีขนาดใดจากระดับความแรงของเคลื่อนน้ำที่มากระทบกับผิวตัวของไฮดรานั่นเอง เป็นเรื่องที่น่าแปลกที่ไฮดราไม่มีสมองแต่ไฮดราสามารถใช้ระบบประสาทแบบร่างแหชนิดนี้ควบคุมปฏิกิริยาต่างๆ เพื่อให้ร่างกายสามารถดำรงชีวิตอยู่ได้อย่างน่าอัศจรรย์ทีเดียว 
                    เมื่อเหยื่อเข้ามาใกล้กับส่วนปากของไฮดรา ไฮดราก็จะใช้เทนทาเคิลจับเหยื่อเอาไว้ เทนทาเคิลจะมีเข็มพิษเล็กๆ (nematocyst – เป็นออร์แกเนลล์ที่พบในสัตว์ Phylum Cnidaria ทั้งหมด) ซึ่งอยู่ในเซลล์ที่เรียกว่า Cnidocyte เข็มพิษนี้จะทำให้เหยื่อไม่สามารถเคลื่อนไหวได้ จากนั้นเหยื่อซึ่งเป็นอาหารอันโอชะก็จะค่อยๆ ถูกดึงเข้าสู่ช่องภายในลำตัวที่เรียกว่า gastrovascular cavity ภายในช่องนี้จะมีเซลล์สร้างน้ำย่อย (mucous gland cell) ซึ่งจะปล่อยน้ำย่อยออกมาย่อยอาหาร การย่อยที่เกิดขึ้นภายใน gastrovascular cavity เรียกว่าการย่อยภายนอกเซลล์ (Extracellular digestion) หลังจากนี้เซลล์อีกชนิดหนึ่งที่ทำหน้าที่ย่อยอาหาร (Nutritive muscle cell) ซึ่งแทรกอยู่ที่เนื้อเยื่อชั้นใน จะนำอาหารที่มีขนาดเล็กลงเข้าสู่เซลล์โดยวิธีฟาโกไซโทซิส เพื่อนำไปย่อยภายในเซลล์อีกครั้งหนึ่ง (Intracellular digestion) ส่วนของอาหารที่ย่อยไม่ได้ก็จะถูกเซลล์ที่เคลื่อนที่ไปมาคล้ายอะมีบา (Amoeboid cell) นำออกสู่ช่อง gastrovascular และขับออกทางช่องปากในเวลาต่อมา 

 

 

 

เอกสารอ้างอิง 

1. Cleveland P. Hickman, Jr., Larry S. Roberts, Frances M. Hickman. Biology of Animals. 
    1990. 5th Edit. Times Mirror/Mosby College Publishing. 
2. R.S.K. Barnes and et al. The Invertebrates: A Synthesis. 2001. 3rd Edit. Blackwell Science 
    Ltd. 

เว็บไซต์สำหรับศึกษาเพิ่มเติม 

1. http://cobalt.vh.net/~subarctic/hydra/ 
    The Hydra 
2. http://www.microscopy-uk.org.uk/mag/artjan99/janhydra.html 
    Hydras by Jan Parmentier, Netherlands 
3. http://perso.curie.fr/Claus.Fuetterer/HYDRA/hydra.html 
    Symmetry-Breaking in Multicellular Organisms 
4. http://www.bethtfiloh.com/biology9hydra.htm 
    Accelerated Biology- How Hydra Respond to Stimuli (LAB. protocol for Teacher)
 

19,635 total views, 0 views today