ทฤษฎีการเกิดสิ่งมีชีวิต (The theory of biogenesis)
ด้วยความก้าวหน้าของวิทยาศาสตร์ ในแขนงต่าง ๆ ทั้งทางธรณีวิทยา ฟิสิกส์ เคมี และ ชีววิทยา เมื่อประมวลความรู้เหล่านี้เข้าหากันแล้ว นักวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันสันนิษฐาน การกำเนิดของสิ่งมีชีวิตเริ่มแรกว่า เกิดจากการรวมตัวกันของสารอนินทรีย์ ในปริมาณและสถานภาพที่เหมาะสมยิ่งและสถานการณ์นั้นเกิดขึ้นในระยะเวลาอันสั้นเพียงครั้งเดียว เมื่อประมาณกว่าสามพันปีมาแล้ว เมื่อชีวิตแรกเริ่ม แล้วต่อมาก็มีวิวัฒนาการที่ละน้อย ๆ ในช่วงระยะเวลาที่ผ่านมานับล้านๆ ปี จนกลายเป็นสิ่งมีชีวิตชนิดต่าง ๆ ตามหลักของวิวัฒนาการ
การค้นพบสิ่งต่าง ๆ และเหตุการณ์ที่สำคัญ ๆ ในวิชาจุลชีววิทยา
Antony van Leeuwenhoek (
พ.ศ. 2175 –2266) เป็นคนแรกที่ประดิษฐ์กล้องจุลทรรศน์ แล้วใช้ตรวจดูหยดน้ำจากแม่น้ำลำคลอง พบสิ่งมีชีวิตเล็ก ๆ จากหยดน้ำที่ตรวจพบ จึงเขียนจดหมายไปยัง Royal Society ในกรุง London ซึ่งได้รับการตีพิมพ์ในปี 1677 ซึ่งมีทั้งคำบรรยายและภาพวาดของ สิ่งมีชีวิตเล็ก ๆ Leeuwenhoek จึงเป็นคนแรกที่เห็นพวกจุลินทรีย์
Louis Pasteur (
พ.ศ.2365-2438) เป็นนักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส เป็นผู้วางรากฐานของวิชาจุลชีววิทยา ได้ชื่อว่าเป็น Father of Modern Microbiology เขาศึกษาเกี่ยวกับแบคทีเรียอย่างกว้างขวาง ศึกษาถึงปัญหาที่เกิดขึ้น เนื่องจากเหล้าองุ่นมักมีรสเปรี้ยว เสียคุณภาพก่อนที่จะส่งไปขาย พบว่าการเปรี้ยวนี้เกิดจากปฏิกิริยาของจุลินทรีย์บางชนิดในเหล้าองุ่น แต่เหล้าองุ่นจะไม่เปรี้ยว ถ้าไปทำให้ร้อน อีกครั้งที่อุณหภูมิ 50-55 C นาน 30 นาที วิธีนี้ต่อมาเรียกว่า pasteurization และถูกนำมาใช้ดัดแปลงในอุตสาหกรรมทำนม
Robert Koch (
พ.ศ. 2386-2453) แพทย์ชาวเยอรมัน ได้ชื่อว่าเป็น Father of Modern Bacteriology ได้คิดวิธีแยกเชื้อ คิดค้นวิธีเลี้ยงเชื้อโดยใช้อาหารเลี้ยงเชื้อที่ทำขึ้น ได้ตั้งสมมติฐาน เกี่ยวกับการพิสูจน์โรคไว้ 4 ข้อ เรียกว่า Koch’s postulate
การจำแนกจุลินทรีย์
การแบ่งประเภทระหว่างพืชและสัตว์ อาศัยหลักที่ว่า

พืชมี
1.
มีผนังเซลล์ซึ่งคงรูปร่าง (rigid cell wall)
2.
เคลื่อนที่ช้า
3.
มีคลอโรฟิลล์ สามารถสังเคราะห์แสงได้
4.
สะสมอาหารในรูปแป้ง
สัตว์มี
1.
เป็นเซลล์ที่ยืดหยุ่นได้ เพราะมีเยื่อหุ้มเซลล์ (cell membrane) ไม่มีผนังเซลล์
2.
เคลื่อนที่ได้ไว
3.
ไม่มีคลอโรฟิลล์ สังเคราะห์แสงไม่ได้
4.
สะสมอาหารในรูปกลัยโคเจน และไขมัน

ถ้าใช้หลักดังกล่าวในการจัดแบ่งจุลินทรีย์ จะเห็นได้ว่าจุลินทรีย์บางชนิดมีคุณสมบัติคล้ายพืช บางชนิดมีคุณสมบัติคล้ายสัตว์ บางชนิดมีคุณสมบัติคล้ายพืชและสัตว์รวมกัน จึงทำให้เกิดความยุ่งยากในการจัดหมวดหมู่ จึงได้มีผู้เสนออาณาจักรซึ่งประกอบไปด้วยสิ่งมีชีวิตที่ไม่อาจจัดเป็นพืช หรือสัตว์นั้นรวมเข้าด้วยกันไว้ เป็นอาณาจักรโปรตีสตา (Kingdom Protista) โดยนักสัตววิทยาชาวเยอรมัน ชื่อ Ernest Heinrich Haeckel เรียกสิ่งมีชีวิตในอาณาจักรนี้ว่า โปรตีส (Protist) คือ สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวที่ประกอบไปด้วยแบคทีเรีย รา สาหร่าย และโปรโตซัว โดยไม่รวมถึงไวรัส เนื่องจากไวรัสไม่ใช่เซลล์ ซึ่งเป็นหน่วยพื้นฐานของชีวิต
Protista แบ่งออกเป็น 2 พวก คือ
1. Prokaryote เป็นพวกที่ cell ไม่มีเยื่อหุ้มนิวเคลียส DNA ซึ่งทำหน้าที่ถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม ลอยอยู่ในเซลล์ ตัวอย่างสิ่งมีชีวิตพวกนี้ เช่น แบคทีเรีย สาหร่ายสีน้ำเงินแกมเขียว
2. Eukaryote พวกนี้มีเยื่อหุ้มนิวเคลียส มองเห็นขอบเขตของนิวเคลียส มีการแบ่งนิวเคลียส ตัวอย่าง เช่น โปรโตซัว รา สาหร่ายอื่น ๆ (ยกเว้นสาหร่ายสีน้ำเงินแกมเขียว)

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

 

 

Comment

Comment:

Tweet