มาทำความเข้าใจกันเกี่ยวกับการจัดหมวดหมู่สิ่งมีชีวิต ตามแนวการจัดระบบใหม่ (ตอนที่ 1)
โดย…ดร.วนิดา ธนประโยชน์ศักดิ์
หนังสือเรียนสาระการเรียนรู้พื้นฐานและเพิ่มเติม วิชาชีววิทยา เล่ม 5 บทที่ 20 เรื่องความหลากหลายทางชีวภาพ หัวข้อที่ 20.4 อาณาจักรสิ่งมีชีวิต ที่ครูผู้สอนหลายท่านเกิดความสับสนในเรื่องของการจัดหมวดหมู่สิ่งมีชีวิต ออกเป็น 3 โดเมน ตามการจัดหมวดหมู่สิ่งมีชีวิตในระบบใหม่ และไม่ทราบว่าจะอธิบายให้นักเรียนเข้าใจได้อย่างไรนั้น อันที่จริงแล้วปัญหานี้ไม่ได้เกิดขึ้นเฉพาะกับการเรียนการสอนของครูในประเทศไทยเท่านั้น แต่พบว่าในประเทศสหรัฐอเมริกาก็เช่นเดียวกัน ที่ครูผู้สอนส่วนใหญ่ยังยึดติดกับความรู้เดิม ๆ ยังใช้หนังสือเล่มเดิมสอน และไม่ค่อยอยากที่จะยอมรับการเปลี่ยนแปลงหรือนำความรู้ใหม่ ๆ เข้ามามากนัก อันที่จริงแล้วเราควรต้องยอมรับความจริงข้อหนึ่งให้ได้ว่าในโลกปัจจุบันความรู้ใหม่ ๆ ได้มีการค้นพบหรือค้นคว้าเกิดขึ้นอยู่ตลอดเวลา เพื่อให้ทันกับยุคสมัย เช่นเดียวกันกับความรู้ในเรื่องของการจัดหมวดหมู่สิ่งมีชีวิตที่ในปัจจุบันนี้ได้มีการใช้ระบบใหม่ในการจัดจำแนกเข้ามาแล้ว ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ได้มีการค้นคว้าและพิสูจน์แล้วว่ามีความถูกต้อง สอดคล้อง เหมาะสมและใกล้เคียงกับคุณลักษณะของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดมากที่สุด มาแทนความรู้เดิมของการจัดหมวดหมู่ในระบบเก่าที่ค่อนข้างจะล้าสมัยไปแล้ว บทความนี้เรียบเรียงขึ้นมาเพื่อช่วยทำความเข้าใจให้กับครูผู้สอนชีววิทยา ถึงที่มาที่ไปของการใช้ระบบใหม่ในการจัดหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิต ซึ่งเนื้อหาอาจจะยากเกินไปที่จะนำไปใช้สอนนักเรียน จึงขอให้อยู่ในดุลยพินิจของครูผู้สอนด้วย
การจัดหมวดหมู่สิ่งมีชีวิตตามระบบเก่า
ในยุคของปู่ย่า ตายาย การจัดหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิตมีเพียง 2 ระบบเท่านั้นคือ จำแนกออกเป็นพืช และสัตว์ เนื่องจากนักอนุกรมวิธานสมัยนั้น คือ ลินเนียส (Linnaeus) มองเห็นสิ่งมีชีวิตในลักษณะภาพใหญ่ ๆ และจัดหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิตทั้งหลายออกเป็นอาณาจักรพืชและอาณาจักรสัตว์ ถึงแม้ว่าในสมัยนั้นความรู้เกี่ยวกับโลกของจุลินทรีย์ได้มีการค้นพบและเกิดขึ้นแล้วก็ตาม ระบบการจัดแบบ 2 อาณาจักรก็ยังคงใช้กันอยู่ นักอนุกรมวิธานในสมัยนั้นได้จัดพวกแบคทีเรียไว้ในอาณาจักรพืช โดยใช้คุณลักษณะของการมีผนังเซลล์ของแบคทีเรียเป็นเกณฑ์ สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์พวกยูคาริโอตที่มีคลอโรพลาสต์ก็ถูกจัดไว้ในอาณาจักรพืชด้วยเช่นกัน เช่นเดียวกันกับฟังไจ สาเหตุที่จัดฟังไจไว้ในอาณาจักรพืชเนื่องจากฟังไจส่วนมากมีส่วนที่เหมือนกับพืชตรงที่ว่าไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ ส่วนสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวพวกโพรโทซัวที่มีคุณลักษณะบางประการที่คล้ายกับสัตว์ เช่น สามารถเคลื่อนที่ได้และย่อยอาหารได้ ก็ถูกเรียกว่าเป็นสัตว์ ส่วนสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กจำพวกยูกลีนาที่สามารถสังเคราะห์ด้วยแสงได้ นักพฤกษศาสตร์ได้จัดให้อยู่ในอาณาจักรพืช และนอกจากนี้นักสัตววิทยาได้จัดกลุ่มพวกยูกลีนาไว้ในอาณาจักรสัตว์ด้วยเช่นกัน เนื่องจากว่ามีคุณลักษณะที่สามารถเคลื่อนที่ได้ ดังนั้นจะเห็นได้ว่าในการจัดหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิตในระบบแรกเริ่มนั้น สิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันถูกจัดให้อยู่ทั้ง 2 อาณาจักร โดยที่ยังไม่มีการจำแนกไว้อย่างชัดเจน จึงทำให้เกิดความซ้ำซ้อนขึ้น เป็นต้น
ระบบการจัดหมวดหมู่สิ่งมีชีวิตทั้ง 2 อาณาจักรใช้กันมานานหลายศตวรรษ หลังจากนั้นก็มีนักวิทยาศาสตร์หลายท่านที่ได้พยายามคิดค้นแนวทางการจัดหมวดหมู่สิ่งมีชีวิตเพื่อให้มีความเหมาะสมและครอบคลุมสิ่งมีชีวิตต่าง ๆให้มากที่สุดมาโดยตลอด ซึ่งสามารถสรุปได้ดังตารางที่ 1
ตารางที่ 1 แสดงประวัติการจัดจำแนกสิ่งมีชีวิตออกเป็นหมวดหมู่ |
||||||
ชื่อผู้จัด |
Linnaeus |
Haeckel |
Chatton |
Whittaker |
Woese, Fox |
Woese et al. |
ปี ค.ศ. |
1735 |
1866 |
1938 |
1969 |
1977 |
1990 |
ระบบในการจัด |
2 อาณาจักร (Kingdom) |
3 อาณาจักร (Kingdom) |
2 จักรวรรดิ (Empires) |
5 อาณาจักร (Kingdom) |
3 ยูอาร์คิงดอม (Urkingdom) |
3 โอเมน (Domain) |
หน่วยหลักในการจัดจำแนกของแบคทีเรีย |
ไม่รวม |
ได้จำแนกอยู่ภายในอาณาจักรโพรทิสตา |
โพรคาริโอต |
มอเนอรา |
ยูแบคทีเรีย |
แบคทีเรีย |
หน่วยหลักในหารจัดจำแนกของอาร์เคีย |
อาร์เคียแบคทีเรีย |
อาร์เคีย |
||||
หน่วยหลักในหารจัดจำแนกของอาร์เคีย |
พืช |
พืช |
ยูคาริโอต |
พืช |
ยูคาริโอต |
ยูคาเรีย |
หน่วยหลักในการจัดจำแนกของยูคาริโอต |
สัตว์
|
โพรทิสตา |
โพรทิสตา |
|||
สัตว์ |
ฟังไจ |
|||||
สัตว์ |
เมื่อดูตามประวัติการจัดจำแนกหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิตนี้ จะเห็นได้ว่านักวิทยาศาสตร์พยายามใช้หลักฐานต่าง ๆ ประกอบการจัดจำแนกมาโดยตลอด บางระบบเราอาจจะไม่คุ้นเคยหรือทราบมาก่อนก็เป็นได้ ระบบที่คนส่วนมากคุ้นเคยกันและใช้กันอย่างแพร่หลายจนถึงปัจจุบันนี้ก็คือ การจัดจำแนกสิ่งมีชีวิตตามระบบของ Whittaker (ค.ศ. 1969) ซึ่งได้จำแนกสิ่งมีชีวิตออกเป็น 5 อาณาจักรได้แก่ อาณาจักรสัตว์ อาณาจักรพืช อาณาจักรฟังไจ อาณาจักรโพรทิสตา และอาณาจักรมอเนอรา โดยสิ่งมีชีวิตทั้ง 5 อาณาจักรนี้จัดจำแนกมาจากแนวความคิดที่ว่าสิ่งมีชีวิตพวกยูคาริโอต (เซลล์มีนิวเคลียส) มีวิวัฒนาการมาจากสิ่งมีชีวิตพวกโพรคาริโอต (เซลล์ไม่มีนิวเคลียส) ดังภาพที่ 1 นอกจากนั้นยังแยกพวกโพรคาริโอตออกจากยูคาริโอต มาจัดไว้เป็นอาณาจักรใหม่คือ อาณาจักรมอเนอรา ดังภาพที่ 2 แบบแผนเก่า : ยูคาริโอตวิวัฒนาการมาจากโพรคาริโอต
ภาพที่ 1 แผนภาพแสดงแนวความคิดในการจัดจำแนกตามวิวัฒนาการ
ภาพที่ 2 ระบบการจัดหมวดหมู่สิ่งมีชีวิตของ Whittaker
อย่างไรก็ตามนักวิทยาศาสตร์ในยุคปัจจุบันพบว่า อาณาจักรโพรทิสตาในระบบการจัดของ Whitaker ก็ยังไม่ชัดเจน เนื่องจากโพรทิสต์ประกอบด้วยยูคาริโอตทั้งหมด ซึ่งไม่ครอบคลุมคำจำกัดความของพืช ฟังไจ และสัตว์ เพราะว่าโพรทิสต์ส่วนมากเป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว แต่ก็ยังมีบางส่วนที่ขยายไปจนครอบคลุมพวกสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ด้วย เช่น สาหร่ายทะเล เป็นต้น ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงได้นำรูปแบบการจัดระบบใหม่เป็น 3 โดเมนเข้ามาใช้ ได้แก่ โดเมนแบคทีเรีย อาร์เคีย และยูคาเรีย ซึ่งทั้ง 3 โดเมนนี้ต่างก็มีจุดกำเนิดร่วมกัน ดังภาพที่ 3 |
แบบแผนใหม่ : โดเมนทั้งสามกับจุดกำเนิดเดียวกัน |
ภาพที่ 3 แนวความคิดในการจัดหมวดหมู่สิ่งมีชีวิตออกเป็นโดเมน
โดเมนนี้จัดอยู่ในระดับ superkingdom ซึ่งเป็นระดับที่สูงกว่าระดับอาณาจักร การจัดหมวดหมู่สิ่งมีชีวิตตามระบบนี้จะใช้ข้อมูลทางด้านชีวโมเลกุลมาเป็นองค์ประกอบด้วย ซึ่งจะเห็นได้ว่ามีการจำแนกสิ่งมีชีวิตกลุ่มแบคทีเรียและอาร์เคียออกจากกัน เนื่องจากแบคทีเรียแตกต่างจากอาร์เคียในโครงสร้างหลักหลายอย่างทั้งด้านชีวโมเลกุลและสรีรวิทยา ซึ่งจะได้กล่าวต่อไป และมีข้อสังเกตว่าการจัดแบบโดเมนนี้ทำให้อาณาจักรมอเนอราสูญหายไปเนื่องจากว่าได้กลายเป็นสมาชิกในโดเมนอื่น ๆ แล้ว เป็นต้น
อันที่จริงแล้วระบบการจัดหมวดหมู่สิ่งมีชีวิตมนุษย์เป็นผู้สร้างขึ้นมา เพื่อที่จะพยายามจัดความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตให้เป็นหมวดหมู่ตามความสัมพันธ์ของสายวิวัฒนาการ (phylogenetic) การจัดหมวดหมู่สิ่งมีชีวิตนี้ขอให้เข้าใจด้วยว่าเป็นเพียงสมมติฐานของนักวิทยาศาสตร์ ที่กำหนดรูปแบบออกมาเพื่อให้สอดคล้องและเหมาะสมที่สุดกับข้อมูลของสิ่งมีชีวิตที่มีอยู่ ซึ่งยังคงมีการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นได้เรื่อย ๆ เมื่อสมมติฐานใดสมมติฐานหนึ่งมีการทดสอบและผ่านการยอมรับจากนักวิทยาศาสตร์แล้ว ซึ่งนับว่าเป็นสิ่งที่ดีที่ทำให้เกิดวิวัฒนาการทางชีววิทยาในแง่ของศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับธรรมชาติ
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 understranding og higher-level taxonomy. The Science Teacher 74(7: 46-51.
15,003 total views, 3 views today