บทที่4 พันธุกรรมและความหลากหลายทางชีวภาพ
เรื่องที่ 1 การถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม
ลักษณะทางพันธุกรรม
สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดมีลักษณะเฉพาะตัว ทำให้สิ่งมีชีวิตแตกต่างกัน
เช่น ลักษณะสีผิว ลักษณะเส้นผม ลักษณะสีตา สีและกลิ่นของดอกไม้
รสชาติของผลไม้ เสียงของนกชนิดต่าง ๆ ลักษณะเหล่านี้จะถูกส่งผ่าน
จากพ่อแม่ ไปยังลูกได้ หรือส่งผ่านจากคนรุ่นหนึ่งไปยังรุ่นต่อไป
ลักษณะที่ถูกถ่ายทอดนี้เรียกว่า ลักษณะทางพันธุกรรม
(genetic character)
ลักษณะต่างๆ ในสิ่งมีชีวิตที่เป็นลักษณะทางพันธุกรรม สามารถ
ถ่ายทอดจากรุ่นหนึ่งไปยังรุ่นต่อ ๆ ไปโดยผ่านทางเซลล์สืบพันธุ์
เป็นหน่วยกลางในการถ่ายทอดเมื่อเกิดการปฏิสนธิระหว่างเซลล์ไข่
ของแม่และเซลล์อสุจิของพ่อ
ความแปรผันของลักษณะทางพันธุกรรม
ความแปรผันของลักษณะทางพันธุกรรม(genetic variation)
หมายถึง ลักษณะที่แตกต่างกัน เนื่องจากพันธุกรรมที่ไม่เหมือนกัน
และสามารถถ่ายทอดไปสู่รุ่นลูกได้ โดย เช่น ลักษณะเส้นผม
สีของตา หมู่เลือด ซึ่งแบ่งออกเป็น 2 แบบ คือ
1. ลักษณะที่มีความแปรผันแบบต่อเนื่อง (continuous variation)
เป็นลักษณะทางพันธุกรรมที่ไม่สามารถแยกความแตกต่างได้ชัดเจน
ลักษณะพันธุกรรมเช่นนี้ มักเกี่ยวข้องกันทางด้านปริมาณ เช่น
ความสูง น้ำหนัก โครงร่าง สีผิว ลักษณะ ที่มีความแปรผันต่อเนื่อง
เป็นลักษณะที่ได้รับอิทธิพลจากพันธุกรรม และสิ่งแวดล้อมร่วมกัน
2. ลักษณะที่มีความแปรผันแบบไม่ต่อเนื่อง (discontinuous variation)
เป็นลักษณะทางพันธุกรรมที่สามารถแยกความแตกต่างได้อย่างชัดเจน
ไม่แปรผันตามอิทธิพลของสิ่งแวดล้อม ลักษณะทางพันธุกรรมเช่นนี้เป็น
ลักษณะที่เรียกว่า ลักษณะทางคุณภาพ ซึ่งเกิดจากอิทธิพลทางพันธุกรรม
เพียงอย่างเดียว เช่น ลักษณะหมู่เลือด ลักษณะเส้นผม ความถนัดของมือ
จำนวนชั้นตา เป็นต้น
หน่วยพันธุกรรม
โครโมโซมของสิ่งมีชีวิต
หน่วยพื้นฐานที่สำคัญของสิ่งมีชีวิต คือ เซลล์มีส่วนประกอบที่
สำคัญ 3 ส่วน ได้แก่ นิวเคลียส ไซโทพลาสซึมและเยื่อหุ้มเซลล์
ภายในนิวเคลียสมีโครงสร้างที่สามารถติดสีได้ เรียกว่า โครโมโซม
และพบว่าโครโมโซมมีความเกี่ยวข้องกับการถ่ายทอดลักษณะ
ทางพันธุกรรม
โครโมโซมในเซลล์ร่างกายของคน 46 แท่ง นำมาจัดคู่ได้ 23 คู่
ซึ่งแบ่งได้เป็น 2 ชนิด คือ
1. ออโตโซม (Autosome ) คือ โครโมโซม 22 คู่ ( คู่ที่ 1 – 22 )
ที่เหมือนกันทั้งเพศหญิงและเพศชาย
2. โครโมโซมเพศ (Sex Chromosome) คือ โครโมโซมอีก 1 คู่ (คู่ที่ 23)
ในเพศหญิงและเพศชายจะต่างกัน เพศหญิงมีโครโมโซมเพศแบบ XX
ส่วนเพศชายมีโครโมโซมเพศแบบ XY โดยโครโมโซม Y
จะมีขนาดเล็กกว่าโครโมโซม X
ยีน และ DNA
ยีน เป็นส่วนหนึ่งของโครโมโซม โครโมโซมหนึ่งๆ มียีนควบคุม
ลักษณะต่างๆ เป็นพันๆ ลักษณะ ยีน (gene) คือ หน่วยพันธุกรรม
ที่ควบคุมลักษณะต่าง ๆ จากพ่อแม่โดยผ่านทางเซลล์สืบพันธุ์ไปยัง
ลูกหลาน ยีนจะอยู่เป็นคู่บนโครโมโซม โดยยีนแต่ละคู่จะควบคุม
ลักษณะที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมเพียงลักษณะหนึ่งเท่านั้น เช่น
ยีนควบคุมลักษณะสีผิว ยีนควบคุมลักษณะลักยิ้ม ยีนควบคุม
ลักษณะจำนวนชั้นตา เป็นต้น
ภายในยีนพบว่ามีสารเคมีที่สำคัญชนิดหนึ่ง คือ DNA ซึ่งย่อมา
จาก Deoxyribonucleic acid ซึ่งเป็นสารพันธุกรรม พบใน
สิ่งมีชีวิตทุกชนิด ไม่ว่าจะเป็นพืช สัตว์ หรือแบคทีเรียซึ่ง
เป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว เป็นต้น
DNA เกิดจากการต่อกันเป็นเส้นโมเลกุลย่อยเป็นสาย
คล้ายบันไดเวียน ปกติจะอยู่เป็นเกลียวคู่
ความผิดปกติของโครโมโซมและยีน
สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดมีลักษณะแตกต่างกัน อันเป็นผลจาก
การถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม แต่ในบางกรณีพบบุคคล
ที่มีลักษณะบางประการผิดไปจากปกติเนื่องจากความผิดปกติ
ของโครโมโซมและยีน
ความผิดปกติทางพันธุกรรมที่เกิดในระดับโครโมโซม เช่น
ผู้ป่วยกลุ่มอาการดาวน์ มีจำนวนโครโมโซมคู่ที่ 21 เกินกว่าปกติ
คือมี 3 แท่ง ส่งผลให้มีความผิดปกติทางร่างกาย เช่น ตาชี้ขึ้น
ลิ้นจุกปาก ดั้งจมูกแบน นิ้วมือสั้นป้อม และมีการพัฒนาทางสมองช้า
ความผิดปกติทางพันธุกรรมที่เกิดในระดับยีน เช่น โรคธาลัสซีเมีย
เกิดจากความผิดปกติของยีนที่ควบคุมการสร้างฮีโมโกลบิน
ผู้ป่วยมีอาการซีด ตาเหลือง ผิวหนังคล้ำแดง ร่างกายเจริญเติบโตช้า
และติดเชื้อง่าย, ตาบอดสี ผู้ที่ตาบอดสีจะมองเห็นสีบางชนิด
เช่น สีเขียว สีแดง หรือสีน้ำเงินผิดไปจากความเป็นจริง
คนที่ตาบอดสีส่วนใหญ่มักได้รับการถ่ายทอดทางพันธุกรรม
จากพ่อแม่หรือบรรพบุรุษ แต่คนปกติการเกิดตาบอดสีได้
ถ้าเซลล์เกี่ยวกับการรับสีภายในตาได้รับความกระทบกระเทือน
อย่างรุนแรงดังนั้นคนที่ตาบอดสีจึงไม่เหมาะแก่การประกอบ
อาชีพบางอาชีพ เช่น ทหาร แพทย์ พนักงานขับรถ เป็นต้น
การกลายพันธุ์ (mutation)
การกลายพันธุ์เป็นการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมในระดับยีน
หรือโครโมโซม ซึ่งเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นกับ
DNA ซึ่งมีผลต่อการสังเคราะห์โปรตีนในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต
โดยที่โปรตีนบางชนิดทำหน้าที่เป็นโครงสร้างของเซลล์และเนื้อเยื่อ
บางชนิดเป็นเอนไซม์ควบคุมเมแทบอลิซึม การเปลี่ยนแปลงของ
DNA อาจทำให้โปรตีนที่สังเคราะห์ได้ต่างไปจากเดิม ซึ่งส่งผลต่อ
เมแทบอลิซึมของร่างกาย หรือทำให้โครงสร้างและการทำงาน
ของอวัยวะต่างๆ เปลี่ยนแปลงไป จึงทำให้ลักษณะที่ปรากฎ
เปลี่ยนแปลงไปด้วย
ชนิดของการกลายพันธุ์ จำแนกเป็น 2 แบบ คือ
1. การกลายพันธุ์ของเซลล์ร่างกาย (Somatic Mutation)
เมื่อเกิดการกลายพันธุ์ขึ้นกับเซลล์ร่างกาย จะไม่สามารถถ่ายทอด
ไปยังลูกหลานได้
2. การกลายพันธุ์ของเซลล์สืบพันธุ์ (Gemetic Mutation)
เมื่อเกิดการกลายพันธุ์ขึ้นกับเซลล์สืบพันธุ์ ลักษณะที่กลาย
พันธุ์สามารถถ่ายทอดไปยังลูกหลานได้
สาเหตุที่ทำให้เกิดการกลายพันธุ์ อาจเกิดขึ้นได้จาก 2 สาเหตุใหญ่ๆ คือ
1. การกลายที่เกิดขึ้นได้เองตามธรรมชาติ
2. การกลายพันธุ์ที่เกิดจากการกระตุ้นจากรังสี แสงแดดและสารเคมี
เรื่องที่ 2 ความหลากหลายทางชีวภาพ
ความหลากหลายทางชีวภาพแบ่งออกเป็น 3 ประเภท ดังนี้
1. ความหลากหลายของชนิด (Species diversity) เป็นจุดเริ่มต้นของ
การศึกษาเกี่ยวกับความหลากหลายทางชีวภาพเนื่องจากนักนิเวศวิทยา
ได้ศึกษาเกี่ยวกับกลุ่มสิ่งมีชีวิต ในพื้นที่ต่างๆ รวมถึงการศึกษา
เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงกลุ่มของสิ่งมีชีวิตในเขตพื้นที่นั้น
เมื่อเวลาเปลี่ยนแปลงไป
2. ความหลากหลายทางพันธุกรรม (Genetic diversity)
เป็นส่วนที่มีความเกี่ยวเนื่องมาจากความหลากหลายของชนิด
และมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อกลไกวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต
การปรากฏลักษณะของสิ่งมีชีวิตทุกชนิดจะถูกควบคุมโดย
หน่วยพันธุกรรมหรือยีน และการปรากฏของยีนจะเกี่ยวข้องกับ
การปรับตัวของสิ่งมีชีวิตที่ทำให้สิ่งมีชีวิตนั้นดำรงชีวิตอยู่ได้
และมีโอกาสถ่ายทอดยีนนั้นต่อไปยังรุ่นหลัง เนื่องจากใน
สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดจะมียีนจำนวนมาก และลักษณะหนึ่ง
ลักษณะของสิ่งมีชีวิตนั้นจะมีหน่วยพันธุกรรมมากกว่าหนึ่งแบบ
จึงทำให้สิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันมีลักษณะบางอย่างต่างกัน
3. ความหลากหลายของระบบนิเวศ (Ecological diversity) หรือ
ความหลากหลายของภูมิประเทศ (Landscape diversity) ในบาง
ถิ่นกำเนิดตามธรรมชาติที่เป็นลักษณะสภาพทางภูมิประเทศ
แตกต่างกันหลายแบบ
การจัดหมวดหมู่สิ่งมีชีวิต
อนุกรมวิธาน ( Taxonomy ) เป็นสาขาหนึ่งของวิชาชีววิทยา
เกี่ยวกับการจัดหมวดหมู่สิ่งมีชีวิต
ประโยชน์ของอนุกรมวิธาน
1. เพื่อความสะดวกที่จะนำมาศึกษา
2. เพื่อสะดวกในการนำมาใช้ประโยชน์
3. เพื่อเป็นการฝึกทักษะในการจัดจำแนกสิ่งต่าง ๆ ออกเป็นหมวดหมู่
ลำดับในการจัดหมวดหมู่สิ่งมีชีวิต
นักวิทยาศาสตร์ได้ใช้เกณฑ์ต่าง ๆ มาใช้ในการจัดจำแนกสิ่งมีชีวิต
เป็นหมวดหมู่โดยเริ่มจากหมวดหมู่ใหญ่ไปหาหมวดหมู่ย่อยได้ดังนี้
(จากหน่วยใหญ่ไปหน่วยเล็ก)
อาณาจักร ( Kingdom)
ไฟลัม ( Phylum ) ในสัตว์ ดิวิชั่น ( Division ) ในพืช
คลาส ( Class )
ออร์เดอร์ ( Order )
แฟมิลี่ ( Family )
จีนัส ( Genus )
สปีชีส์ ( Species)
ชื่อของสิ่งมีชีวิต
1. ชื่อสามัญ ( Common name ) เป็นชื่อของสิ่งมีชีวิตตั้งขึ้นเพื่อ
ใช้เรียกสิ่งมีชีวิตแตกต่างกันในแต่ละท้องที่
2. ชื่อวิทยาศาสตร์ ( Scientific name ) เป็นชื่อเพื่อใช้เรียกสิ่งมีชีวิต
ที่กำเนิดขึ้นตามหลักสากล ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกรู้จัก
ความหลากหลายของสิ่งมีชีวิต
ตามแนวความคิดของ อาร์ เอช วิทเทเคอร์ (R.H. whittaker)
จำแนกสิ่งมีชีวิตออกเป็น 5 อาณาจักร คือ
1. อาณาจักรมอเนอรา ( Kingdom Monera )
สิ่งมีชีวิตในอาณาจักรมอเนอราเป็นสิ่งมีชีวิตชั้นต่ำ ได้แก่
สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน และแบคทีเรีย ซึ่งมีรูปร่างต่างกันออกไป
เช่น เป็นแท่ง เกลียว กลม หรือต่อกันเป็นสายยาว แบคทีเรีย
บางชนิดทำให้เกิดโรค เช่น โรคบิด บาดทะยัก เรื้อน อหิวาตกโรค
คอตีบ ไอกรน บางชนิดพบในปมรากถั่วที่เรียกว่า ไรโซเบียม
(Rhizobium sp.) สามารถนำไนโตรเจนจากอากาศไปสร้างไนเตรด
ซึ่งเป็นธาตุอาหารสำคัญของพืช ส่วนสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน
ที่รู้จักดีคือ สไปรูรินา ( Sprirurina sp. ) ซึ่งมีโปรตีนสูงใช้ทำอาหารเสริม
2. อาณาจักรโพรทิสตา ( Kingdom Protista )
สิ่งมีชีวิตในอาณาจักรโพรทิสตา ได้แก่ สาหร่าย, อมีบา พารามีเซียม ยูกลีนา
3. อาณาจักรฟังไจ (Kingdom Fungi)
สิ่งมีชีวิตในอาณาจักรฟังไจส่วน เช่น ยีสต์ที่ทำขนมปัง
หรือใช้ในการหมักสุรา ไวน์ เบียร์ เป็นต้น บางชนิดมีหลายเซลล์
เช่น เห็ด มีการรวมตัวเป็นกลุ่มของเส้นใยหรืออัดแน่นเป็นกระจุก
มีผนังเซลล์คล้ายพืช แต่ไม่มีคลอโรฟิลล์ สืบพันธุ์โดยการสร้างสปอร์
และดำรงชีวิตโดยการย่อยสลายสารอินทรีย์ โดยหลั่งน้ำย่อยออก
มาย่อยอาหาร แล้วจึงดูดเอาโมเลกุลที่ถูกย่อยเข้าสู่เซลล์
ทำหน้าที่เป็นผู้ย่อยสลายในระบบนิเวศ
4. อาณาจักรพืช (Kingdom Plantae)
สิ่งมีชีวิตในอาณาจักรพืช เป็นสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ที่ประกอบกันเป็น
เนื้อเยื่อและเซลล์มีการเปลี่ยนแปลงไปทำหน้าที่เฉพาะอย่าง เช่น
ราก ลำต้น ใบ มีคลอโรพลาสต์ซึ่งเป็นรงควัตถุที่ใช้ในการสังเคราะห์
ด้วยแสง โดยอาศัยพลังงานแสงจากดวงอาทิตย์ จึงมีหน้าที่เป็น
ผู้ผลิตในระบบนิเวศ พบทั้งบนบกและในน้ำ โดยพืชชั้นต่ำจะ
ไม่มีท่อลำเลียง ได้แก่ มอส พืชชั้นสูงจะมีท่อลำเลียง หวายทะนอย
หญ้าถอดปล้อง ตีนตุ๊กแก ช้องนางคลี่ เฟิร์น สน ปรง พืชใบเลี้ยงคู่
และพืชใบเลี้ยงเดี่ยว
5. อาณาจักรสัตว์ ( Kingdom Animalia )
สิ่งมีชีวิตในอาณาจักรสัตว์ เป็นสิ่งมีชีวิตที่มีเนื้อเยื่อซึ่งประกอบ
ด้วยเซลล์หลายเซลล์ ไม่มีผนังเซลล์ ภายในเซลล์ไม่มีคลอโรพลาสต์
ต้องอาศัยอาหารจากการกินสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น ๆ ดำรงชีวิตเป็น
ผู้บริโภคในระบบนิเวศ สิ่งมีชีวิตในอาณาจักรนี้มีความสามารถใน
การตอบสนองต่อสิ่งเร้า บางชนิดเคลื่อนที่ไม่ได้ เช่น ฟองน้ำ
ปะการัง กัลปังหา เป็นต้น
สิ่งมีชีวิตในอาณาจักรสัตว์แบ่งออกเป็น 2 กลุ่ม คือ
1) สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง ได้แก่ ฟองน้ำ กัลปังหา แมงกะพรุน
พยาธิต่าง ๆ ไส้เดือน หอย ปู แมลง หมึก ดาวทะเล
2) สัตว์มีกระดูกสันหลัง ได้แก่ ปลา สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ
สัตว์เลื้อยคลาน สัตว์ปีก สัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนม
คุณค่าของความหลากหลายทางชีวภาพ
1. เป็นแหล่งปัจจัยสี่
2. เป็นแหล่งความรู้
3. เป็นแหล่งพักผ่อนหย่อนใจ
การอนุรักษ์ความหลากหลายทางชีวภาพของท้องถิ่น
1. จัดระบบนิเวศให้ใกล้เคียงตามธรรมชาติ โดยฟื้นฟูหรือพัฒนา
พื้นที่เสื่อมโทรมให้ความหลากหลายทางชีวภาพไว้มากที่สุด
2. จัดให้มีศูนย์อนุรักษ์หรือพิทักษ์สิ่งมีชีวิตนอกถิ่นกำเนิด
เพื่อเป็นที่พักพิงชั่วคราวที่ปลอดภัย ก่อนนำกลับไปสู่ธรรมชาติ
เช่น สวนพฤกษศาสตร์ ศูนย์เพาะเลี้ยงสัตว์น้ำเค็ม
3. ส่งเสริมการเกษตรแบบไร่นาสวนผสม และใช้ต้นไม้ล้อม
รั้วบ้านหรือแปลงเกษตรเพื่อให้มีพืชและสัตว์หลากหลายชนิดมา
อาศัยอยู่ร่วมกัน ซึ่งเป็นการอนุรักษ์ความหลากหลายทางชีวภาพได้
** ** **
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น