อาณาจักรของสิ่งมีชีวิต

          ในปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์ได้ใช้ความคล้ายคลึงกันของสิ่งมีชีวิตในการจัดหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิต โดยแยกสิ่งมีชีวิตออกเป็นอาณาจักรต่าง ๆ ดังนี้
           อาณาจักรสิ่งมีชีวิต
          20.4.1 อาณาจักรมอเนอรา
                      ความหลากหลายของแบคทีเรีย
                      1) อาณาจักรย่อยอาร์เคียแบคทีเรีย
                          1.1) กลุ่มยูริอาร์เคียโอตา
                          1.2) กลุ่มครีนาร์เคียโอตา
                      2.) อาณาจักรย่อยยูแบคทีเรีย
                           2.1) กลุ่มโพรทีโอแบคทีเรีย
                           2.2) กลุ่้มคลาไมเดีย
                           2.3) กลุ่มสไปโรคีท
                           2.4) แบคทีเรียแกรมบวก
                           2.5) ไซนาโนแบคทีเรีย
          20.4.2 อาณาจักรโพรติสตา
                      ความหลากหลายของโพรติสตา
                      1) ดิโพลโมนาดิดา และพาราบาซาลา
                      2) ยูกลีโนซัว
                      3) แอลวีโอลาตา
                          3.1) ไดโนแฟลกเจลเลต
                          3.2) เอพิคอมเพลซา
                          3.1) ซิลิเอต
                      4) สตรามีโนพิลา
                          4.1) สาหร่ายสีน้ำตาล
                          4.2) ไดอะตอม
                      5) โรโดไฟตา
                      6) คลอโรไฟตา
                      7) ไมซีโทซัว
          20.4.3 อาณาจักรพืช
                      ความหลากหลายของพืช
                      1) กลุ่มพืชพืชไม่มีเนื้อเยื่อลำเลียง
                          - ไฟลัมเฮปาโทไฟตา
                          - แอนโทซีโรไฟตา
                          - ไฟลัมไบรโอไฟตา
                      2) กลุ่มพืชพืช่มีเนื้อเยื่อลำเลียง
                          2.1) พืชมีเนื้อเยื่อลำเลียงไม่มีเมล็ด
                          - ไฟลัมไลโคไฟตา
                          - ไฟลัมเทอโรไฟตา
                          2.2) พืชมีเนื้อเยื่อลำเลียงที่มีเมล็ด
                                  2.2.1) พืชเมล็ดเปลือย
                                             - ไฟลัมไซแคโดไฟตา
                                             - ไฟลัมกิงโกไฟตา
                                             - ไฟลัมโคนิอเฟอโรไฟตา
                                  2.1.2) พืชดอก
                                             - ไฟลัมแอนโทไฟตา
          20.4.4 อาณาจักรฟังไจ
                      ความหลากหลายของฟังไจ
                      1) ไฟลัมไคทริดิโอไมโคตา
                      2) ไฟลัมไซดกไมโคตา
                      3) ไฟลัมแอสโคไมไมโคตา
                      4) ไฟลัมเบสิดิโอไมโคตา
          20.4.5 อาณาจักรสัตว์
                      ความหลากหลายของสัตว์
                      1) สัตว์ไม่มีเนื้อเยื่อที่แท้จริง
                           - ไฟลัมพอริเฟอรา
                      2) สัตว์มีเนื้อเยื่อที่แท้จริง
                          2.1) สัตวที่ีมีสมมาตรแบบรัศมี
                                  - ไฟลัมไนดาเรีย
                          2.2) สัตวที่ีมีสมมาตรแบบด้านข้า่ง
                                  2.2.1) สัตว์ที่มีช่องปากแบบโพรโทเมีย
                                             2.2.1.1) ตัวอ่อนแบบโทรโคฟอร์
                                                           - ไฟลัมแพลทีเฮลมินทีส
                                                           - ไฟลัมมอลลัสกา
                                                           - ไฟลัมแอนนิลิดา
                                             2.2.1.2) ตัวอ่อนมีการลอกคราบ
                                                           - ไฟลัมนีมาโทดา
                                                           - ไฟลัมอร์โทรโพดา
                                  2.2.2) สัตว์ที่มีช่องปากแบบดิวเทอโรสโทเมีย
                                             - ไฟลัมเอคไคโนเดอมาตา
                                             - ไฟลัมคอร์ดาตา

กำเนิดของเซลล์ยูคาริโอต

นักเรียนทราบมาแล้วว่าเซลล์โพรคาริโอตและยูคาริโอตมีความแตกต่างกันที่ เซลล์โพรคาริโอตไม่มีเยื่อหุ้มนิวเคลียส ไม่มีออร์แกเนลที่มีเยื่อหุ้ม เช่น ER ไมโทคอนเดรียและคลอโรพลาสต์ และให้นักเรียนพาจารณาภาพที่ 20-12

ภาพที่ 20-12 กำเนิดของเซลล์ยูคาริโอต (ที่มา : สสวท., 2548. หน้า 171)

จากภาพที่ 20-12 ให้นักเรียนร่วมกันวิเคราะห์ อภิปราย ตอบคำถามต่อไปนี้ และร่วมกันสรุปในลำดับต่อไป เซลล์ยูคาริโอตเกิดขึ้นมาได้อย่างไร และโครงสร้างที่ซับซ้อนของเซลล์ยูคาริโอตเกิดมาจากโครงสร้างอย่างง่ายของเซลล์โพรคาริโอตได้อย่างไร

จากภาพที่ 20-12 แสดงกำเนิดของเซลล์ยูคาริโอต พบว่าการเจริญของเยื่อหุ้มเซลล์เข้าไปในเซลล์ล้อมรอบบริเวณที่มีสารพันธุกรรมอยู่แล้วจึงพัฒนาเป็นนิวเคลียสทำให้ได้เซลล์ยูคาริโอตและมีเอนโดพลาสมิกเรติคูลัม ขณะที่ไมโทคอนเดรียและคลอโรพลาสต์เกิดจากเซลล์โพรคาริโอตขนาดเล็กเข้าไปอาศัยอยู่ภายในเซลล์โพรคาริโอตขนาดใหญ่นั่นเอง จากประจักษ์พยานพบว่า ไมโทคอนเดรียและคลอโรพลาสต์มี DNA และไรโบโซมคล้ายกับเซลล์โพรคาริโอตและมีเอนไซม์ในกระบวนการถ่ายทอดอิเล็กตรอนเหมือนกัน เพราะฉะนั้นเป็นไปได้ว่าเซลล์ยูคาริโอตมีวิวัฒนาการมาจากเซลล์โพรคาริโอต

จากกำเนิดของเซลล์โพรคาริโอตและเซลล์ยูคาริโอตจนกระทั่งมีวิวัฒนาการเป็นสิ่งมีชีวิตที่หลากหลายในปัจจุบันนี้ นักวิทยาศาสตร์จะต้องมีวิธีการที่จะศึกษาสิ่งมีชีวิตอย่างเป็นระบบ โดยการจัดสิ่งมีชีวิตเป็นหมวดหมู่ นักเรียนคิดว่า นักวิทยาศาสตร์จัดหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิตออกเป็นกี่กลุ่ม ใช้เกณฑ์ใดในการจัดหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิต

Eukaryotic Cell

Defference Between Prokaryotic cell and Eukaryoticcell

Prokaryotic cell and Eukaryotic cell

Learn Biology Cell

ศึกษาเพิ่มเติม

กำเนิดของเซลล์โพรคาริโอต

จาก ตารางธรณีกาล และจากหลักฐานของซากดึกดำบรรพ์ แล้วช่วยกันสรุปจากคำถามต่อไปนี้

1. พบร่องรอยของเซลล์เริ่มแรก เมื่อประมาณกี่ปีมาแล้ว
2. เซลล์ระยะเริ่มต้นของสิ่งมีชีวิตน่าจะคล้ายเซลล์อะไร และถือกำเนิดมาได้อย่างไร ?
3. เซลล์โพรคาริโอตพวกแรกที่เกิดขึ้นน่าจะดำรงชีวิตแบบใด ?

ตารางธรณีกาล (ที่มา : สสวท. 2548, หน้า 160)

แนววิเคราะห์และสรุป

เริ่มพบร่องรอยของเซลล์เริ่มแรกซึ่งเป็นเซลล์โพรคาริโอต เมื่อประมาณ 3,500 ล้านปีที่ผ่านมา เซลล์โพรคาริโอตระยะแรกควรดำรงชีวิตแบบไม่ใช้ออกซิเจน โดยไม่สามารถสังเคราะห์ด้วยแสงได้ เนื่องจากสภาพแวดล้อมของโลกขณะนั้นมีออกซิเจนไม่เพียงพอ ต่อมาจึงมีวิวัฒนาการเป็นเซลล์โพรคาริโอตที่สามารถสังเคราะห์ด้วยแสงจากน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ ทำให้บรรยากาศของโลกในยุคนั้นมีออกซิเจนเพิ่มมากขึ้น ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญที่เอื้อต่อการเกิดวิวัฒนาการมาเป็นเซลล์ยูคาริโอตที่ส่วนใหญ่ดำรงชีวิตโดยใช้ออกซิเจน

กำเนิดโลกแปและสิ่งมีชีวิต

กำเนิดพชีวิต

ปริศนากำเนิดชีวิต

เซลล์ยูคาริโอตถือกำเนิดมาได้อย่างไร ?

กำเนิดของชีวิต

ผลการเรียนรู้ ให้นักเรียนสามารถ
1. สืบค้นข้อมูล อภิปรายและอธิบายกำเนิดของสิ่งมีชีวิต
2. สืบค้นข้อมูล อภิปรายและอธิบายกำเนิดของเซลล์โพรคาริโอต เซลล์ยูคาริโอตและความสัมพันธ์ระหว่างเซลล์โพรคาริโอตและเซลล์ยูคาริโอต

ให้นักเรียนพิจารณาตารางธรณีกาล

มาตราธรณีกาล

และจากภาพ 20-9 ตามแนวคิดของโอพาริน ให้นักเรียนแล้วร่วมกัน
1. สืบค้น วิเคราะห์ อภิปราย ลำดับเหตุการณ์กำเนิดของสิ่งมีชีวิต
2. สิ่งมีชีวิตกำเนิดขึ้นมาได้อย่างไร ?
3. สิ่งมีชีวิตชนิดแรกที่เกิดขึ้นน่าจะมีโครงสร้างเซลล์แบบใด ?
4. สิ่งมีชีวิตมีลำดับวิวัฒนาการมาอย่างไร ?
5. ลำดับขั้นตอนการเกิดสิ่งมีชีวิตตามแนวคิดของโอพารินเป็นอย่างไร ?
6. วิวัฒนาการทางเคมีเกิดขึ้นมาได้อย่างไร ?
เพราะเหตุใดจึงพบ DNA เป็นสารพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตมากกว่า RNA ?

ภาพที่ 20-9 แนวคิดกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลกของโอพาริน
ก. บรรยากาศของโลกในยุคแรก ๆ มีึการสร้าง NH₃ , H₂O , H₂ , CH₄
ข. เกิดโมเลกุลของกรดอะมิโน น้ำตาล กรดไขมัน กลีเซอรอล
ค. เกิดโมเลกุลของพอลิแซ็กคาไรด์ ลิพิด โปรตีนและกรดนิวคลีอิค
ง. เริ่มปรากฎเซลล์เริ่มแรกของสิ่งมีชีวิต
(ที่มา : สสวท., 2548 , หน้า 168)            

กำเนิดโลกและสิ่งมีชีวิต

           สิ่งมีชีวิตมีกำเนิดมาบนโลกนี้เมื่อไร และเกิดขึ้นได้อย่างไร เป็นความอยากรู้ของมนุษย์มานานแล้ว ในสมัยโบราณ มีความเชื่อว่าสิ่งมีชีวิตมีกำเนิดมาจากพระเจ้าสร้างขึ้น บ้างก็เชื่อว่า ชีวิตเกิดขึ้นเองโดยธรรมชาติ แล้วเปลี่ยนแปลงมาเป็นสิ่งมีชีวิตตามทฤษฎีการเกิดเองโดยธรรมชาติ (Spontaneous theory) ซึ่งมีนักปราชญ์สมัยก่อนๆ สนับสนุนแนวคิดนี้ เช่น ทาเลส (Thales) อนาซิแมนเดอร์ (Anaximader) หรือ Aristotle เป็นต้น
           ในยุคสมัยต่อมา ความรู้และวิทยากรต่าง ๆ เจริญมากขึ้น ความคิดเห็นเกี่ยวกับกำเนิดของสิ่งมีชีวิตเริ่มเปลี่ยนแปลงไปและขัดแย้งกับความคิดเดิมอยู่บ้างเช่น ฟรานเซลโก เรดิ (Francisco Redi) หลุย ปลาสเตอร์ (Louise Pasteur) ได้ทดลองโดยออกแบบและสร้างเครื่องมือขึ้นมาและได้ข้อสรุปว่าสิ่งมีชีวิตเกิดมาจากสิ่งมีชีวิตเสมอ แต่ก็ยังไม่ได้คำตอบแน่ชัดว่า สิ่งมีชีวิตเริ่มแรกเกิดขึ้นมาได้อย่างไร
           ความคิดในยุคสมัยปัจจุบัน วิทยาศาสตร์ได้เจริญก้าวหน้ามากขึ้น โดยเฉพาะความรู้ทางด้านชีวเคมีและอินทรีย์เคมี แนวคิดเกี่ยวกับการเกิดของสิ่งมีชีวิตจึงเปลี่ยนไปจากเดิม และพยายามพิสูจน์ให้เป็นได้ชัดเจนว่าสิ่งมีชีวิตมีกำเนิดขึ้นมาได้อย่างไร เช่น
           ฮัลเดน (J.B.S. Haldane) พ.ศ. 2467, มูทเนอร์ (R. Bentner) และ โอปาริน (A.I. oparin) บุคคลทั้งสามได้กล่าวทำนองเดียวกันว่า สิ่งมีชีวิตไม่สามารถเกิดขึ้นได้เองในช่วงเวลาสั้น ๆ เพียงขั้นตอนเดียว แต่ต้องใช้เวลานานมากโดยกระบวนการวิวัฒนาการทางเคมีอย่างช้า ๆ เป็นการสังเคราะห์สารอินทรีย์จากโมเลกุลง่าย ๆ ประกอบขึ้นด้วยสารอินทรีย์ซึ่งต้องมีธาตุคาร์บอน ไนโทรเจน ไฮโดรเจน และออกซิเจนประกอบอยู่ ทำให้เชื่อว่า โลกในสมัยแรกระยะหนึ่งนั้นมีภาวะเหมาะสมที่ทำให้ธาตุทั้ง 4 ชนิดมาประกอบกันได้แล้วกลายเป็นสารประกอบส่วนหนึ่งของสิ่งมีชีวิต ดังภาพที่ 20-9
           จากแนวคิดของโอพาริน นักวิทยาศาสตร์สันนิษฐานว่ากรดนิวคลีอิคชนิดแรกที่เกิดขึ้น คือ RNA ทำหน้าที่ได้ทั้งเป็นสารพันธุกรรมและเอนไซม์ในปฏิกิริยาต่าง ๆ ของกระบวนการเมแทบอลิซึม เมื่อ RNA มีวิวัฒนาการขึ้นมาแล้ว การสังเคราะห์ DNA จึงเกิดขึ้นภายหลัง (รายละเอียดในเรื่อง ยีนและโครโมโซม) จากโครงสร้างของ DNA ที่เป็นสองสายพันกันเป็นเกลียวทำให้ DNA มีโครงสร้างโมเลกุลที่แข็งแรงกว่า RNA จากแบบแผนการจำลองตัวเองของ DNA (DNA replication) ทำให้มีมิวเทชันน้อยกว่า RNA จึงมีโอกาสอยู่รอดได้มากกว่า ดังนั้นการคัดเลือกโดยธรรมชาตินอกจากจะเกิดขึ้นในระดับของสิ่งมีีชีวิตแล้วยังเกิดในระดับโมเลกุล

           สรุป

           บรรยากาศของโลกในยุคแรก ๆ ทำให้เกิดการสังเคราะห์สารเคมีอย่างง่าย ๆ เช่น NH₃ H₂O H₂ และ CH₄ ต่อมาสารเคมีเหล่านี้ มีวิวัฒนาการเกิดเป็นโมเลกุลที่มีโครงสร้างซับซ้อนคือ กรดอะมิโน กรดไขมัน น้ำตาลและกลีเซอรอลเป็นต้น จนกระทั่งเกิดกรดนิวคลีอิก ครูชี้แจงเพิ่มเติมว่าแนวคิดที่ว่าสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นจากสิ่งไม่มีชีวิตนั้นสามารถเกิดขึ้นได้ครั้งเดียวในโลก ซึ่งในปัจจุบันไม่สามารถเกิดขึ้นได้อีก เนื่องจากสภาพแวดล้อมไม่เหมาะสมต่อการเกิดสิ่งมีชีวิตจากสิ่งไม่มีชีวิต โดยในขั้นตอนแรกของการเกิดสิ่งมีชีวิตจะเป็นวิวัฒนาการทางเคมีเกิดเป็นเซลล์แรกเริ่ม เซลล์แรกเริ่มนี้สามารถแบ่งตัวได้และมีสารพันธุกรรมเกิดขึ้นโดยสารพันธุกรรมชนิดแรกที่เกิดขึ้นคือ RNA ก่อนที่จะมีวิวัฒนาการเป็น DNA ซึ่งเป็นวิวัฒนาการระดับโมเลกุล แต่การที่สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ในปัจจุบันมีสารพันธุกรรมเป็น DNA ยกเว้นไวรัสบางชนิดเนื่องจาก DNA มีโครงสร้างโมเลกุลที่แข็งแรงกว่า RNA นั่นคือเป็นผลมาจากกระบวนการคัดเลือกโดยธรรมชาติ ที่เกิดขึ้นในระดับโมเลกุลนั่นเอง
           คำถามเพิ่มเติม
           ให้นักเรียนร่วมกันศึกษาภาพที่ 20-10 และภาพที่ 20-11 เพื่อหาคำตอบว่า นักวิทยาศาสตร์ท่านใดที่พิสูจน์แนวคิดของโอพารินว่าเป็นไปได้ และเซลล์เริ่มแรกเกิดได้อย่างไร

การทดลองของ Stanley Miller

           ในปี พ.ศ. 2496 สแตนเลย์ มิลเลอร์ (Stanley Miller) ได้ทำการทดลองเพื่อพิสูจน์แนวคิดของโอพาริน โดยแสดงให้เห็นว่าสารประกอบอย่างง่ายของสิ่งมีชีวิต เช่น กรดอะมิโน กรดอินทรีย์ชนิดอื่นรวมทั้งสารอินทรีย์ เช่น ยูเรีย สามารถเกิดขึ้นได้ภายในชุดการทดลองที่คาดว่าเป็นสภาวะของโลกในระยะเวลานั้น คือ ไม่มีออซิเจน แต่มีแก๊สมีเทน แอมโมเนีย น้ำและแก๊สไนโตรเจน โดยมีแหล่งพลังงานจากไฟฟ้าดังภาพที่ 20-10

ภาพที่ 20-10 มิลเลอร์และอุปกรณ์การทดลอง เพื่อพิสูจน์แนวคิอดของโอพาริน
(ที่มา : สสวท., 2548 หน้า 169)

           นอกจากนี้ยังมีนักวิทยาศาสตร์อีกหลายท่านที่ทำการทดลองคล้ายกับมิลเลอร์ โดยใช้สารตั้งต้นและพลังงานอย่างอื่น เช่น สารกัมมันตรังสี รังสีอัลตราไวโอเลต พบว่าได้ผลเช่นเดียวกันและเกิดเบสพิวรีนและไพริมิดีนอีกด้วย
           เมื่อสารโมเลกุลใหญ่เกิดขึ้นได้ตามแนวคิดของโอพาริน สารอินทรีย์เหล่านี้จะประกอบเป็นเซลล์เริ่มแรกได้อน่างไร ?
           ซิดนีย์ ฟอกซ์ (Sidney Fox) นักชีวเคมีชาวอเมริกันและคณะได้แสดงให้เห็นว่า เซลล์เร่ิมแรกเกิดจากกรดอะมิโนได้รับความร้อนและมีการรวมกลุ่มกัน ซึ่งมีสมบัติหลายประการที่คล้ายกับเซลล์ของสิ่งมีชีวิต เช่น มีการเจริญเติบโต สามารถเพิ่มจำนวนโดยการแตกหน่อและมีกระบวนการเมแทบอลิซึมเกิดขึ้น ดังภาพที่ 20-11

ภาพที่ 20-11 การเกิดเซลล์เร่ิมแรกตามแนวคิดของซิดนีย์ ฟอกซ์
(ที่มา : สสวท., 2548, หน้า 169)

           สรุปแนวคิดเกี่ยวกับกำเนิดของสิ่งมีชีวิต
           1. สแตนเลย์ มิลเลอร์เป็นผู้พิสูจน์แนวคิดของโอพาริน
           2. ซิดนีย์ ฟอกซ์ เสนอว่าเซล์เริ่มแรกเกิดจากกรดอะมิโนได้รับความร้อนและมีการรวมกลุ่มกันมีสมบัติหลายประการเหมือนสิ่งมีชีวิต

Prokaryotic and Eukaryotic

การระบุชนิด

 ให้นักเรียนศึกษาภาพความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตต่อไปนี้

ภาพที่ 20-7 ความหลากหลายของสิ่งมีชีวิต (ที่มา : http://www.biotec.or.th/brt/ )

            จากภาพที่ 20-7 ให้นักเรียนอภิปรายจากคำถามดังนี
            1. นักวิทยาศาสตร์สามารถระบุชนิดของสิ่งมีชีวิตได้อย่างไร ?
            2. เครื่องมือที่ใช้ในการระบุชนิดคืออะไร ?
            ข้อสรุป
            การระบุชนิดของสิ่งมีีชีวิต นักวิทยาศาสตร์สามารถระบุชนิดของสิ่งมีชีวิต โดยการสร้างเครื่องมือสำหรับตรวจหาและระบุชนิดหรือกลุ่มของสิ่งมีชีวิต ว่าเคยจัดหมวดหมู่หรือตั้งชื่อไว้แล้วหรือยัง หากพบว่าเป็นสิ่งมีชีวิตที่ไม่เคยถูกจัดหมวดหมู่หรือตั้งชื่อมาก่อน ก็จะศึกษาเพื่อจัดจำแนกและตั้งชื่อต่อไป เครื่องมือที่ใช้ในการระบุชนิดหรือกลุ่มของสิ่งมีชีวิต คือ ไดโคโตมัสคีย์ (dichotomous key) ตัวอย่างเช่น ไดโคโตมัสคีย์ของสัตว์มีกระดูกสันหลัง ในกิจกรรมที่ 20.2
            กิจกรรมที่ 20. 2 การใช้ไดโคโตมัสคีย์
            จุดประสงค์ของกิจกรรม เพื่อให้นักเรียนสามารถ
            1. สังเกตลักษณะของสิ่งมีชีวิตที่นำมาศึกษา
            2. สำรวจตรวจสอบการใช้ไดโคโตมัสคีย์ในการระบุชนิดของสิ่งมีชีวิต
            วัสดุอุปกรณ์
            1. ภาพของสัตว์มีกระดูกสันหลัง
            2. ไดโคโตมัสคีย์ของสัตว์มีกระดูกสันหลัง
            วิธีการทดลอง
            1. ให้นักเรียนแต่ละกลุ่มนำภาพสัตว์มีกระดูกสันหลังชนิดต่าง ๆ ตัวอย่างดังภาพต่อไปนี้

ให้นักเรียนนำภาพของสัตว์มีกระดูกสันหลังที่แตกต่างกันนอกเหนือจากตัวอย่างของภาพในหนังสือเรียนมาใช้ในกิจกรรมนี้ โดยไม่ควรซ้ำกันในแต่ละกลุ่ม แล้วนำภาพนั้นมาระบุชนิดโดยใช้ไดโคโตมัสคีย์ บันทึกการจัดจำแนกกลุ่มภาพของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดนั้นและ นำเสนอในชั้นเรียนเพื่อตรวจสอบร่วมกัน จากนั้นควรให้แลกเปลี่ยนภาพสัตว์กับเพื่อนกลุ่มอื่น เพื่อนักเรียนจะได้มีทักษะในการใช้ไดโคโตมัสคีย์มากขึ้น
            ไดโคโตมัสคีย์ของสัตว์มีกระดูกสันหลัง
            1. ก  มีขน..................................................................................ดูข้อ 2
            1. ข  ไม่มีขน..............................................................................ดูข้อ 3
            2. ก  ขนเป็นเส้น (hair)................................................................สัตว์เลี้่ยงลูกด้วยน้ำนม
            2. ข  ขนเป็นแผงแบบขนนก (feather)...........................................สัตว์ปีก
            3. ก  มีครีบคู่และช่องเหงือก.........................................................ดูข้อ 4
            3. ข  ไม่มีทั้งครีบคู่และช่องเหงือก.................................................ดูข้อ 5
            4. ก  มีแผ่นกระดูกปิดช่องเหงือก มีช่องเหลือก 1 ช่อง.....................ปลากระดูกแข็ง
            4. ข  ไม่มีแผ่นกระดูกปิดช่องเหงือก มีช่องเหลือก 5-7 ช่อง..............ปลากระดูกอ่อน
            5. ก  ผิวหนังมีเกล็ด.....................................................................สัตว์เลื้อยคลาน
            5. ข  ผิวหนังไม่มีเกล็ด.................................................................สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบก
            คำถามท้ายกิจกรรมที่ 20.2
            จากไดโคโตมัสคีย์ข้างต้นนี้มีลักษณะใดบ้างที่ใช้เป็นเกณฑ์ร่วมกันและลักษณะใดบ้าง ที่ใช้ในการจำแนกสัตว์มีกระดูกสันหลังออกเป็นกลุ่ม ?
            แนวตอบ
            ลักษณะที่ใช้เป็นเกณฑ์ร่วมกัน คือ ลักษณะมีขนหรือไม่มีขน และลักษณะที่จำแนกสัตว์มีกระดูกสันหลังออกเป็นกลุ่ม ได้แก่ ลักษณะขนเป็นเส้นหรือเป็นแผงแบบขนนก
            ลักษณะครีบ แผ่นกระดูกปิดช่องเหงือก ลักษณะการมีเกล็ด หรือไม่มีเกล็ดที่ผิวหนังนักเรียนจะเริ่มจำแนกกลุ่มของสัตว์จากข้อ 2 หรือข้อ 3 ได้หรือไม่ เพราะเหตุใด ?
            แนวตอบ
            ไม่ได้ เพราะไดโคโตมัสคีย์จะต้องเริ่มต้นจากข้อ 1 จึงจะสามารถใช้ไดโคโตมัสคีย์ในข้อ 2 และข้อ 3 ต่อไปได้
            ข้อสรุปจากกิจกรรม ไดโคโตมัสคีย์เป็นเพียงเครื่องมือที่ใช้ในการระบุชนิดของสิ่งมีชีวิต เพื่อจัดหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิตเท่านั้นและไม่อาจใช้ระบุความสัมพันธ์ที่ใกล้ชิดกันทางวิวัฒนาการได้ จากการจัดหมวดหมู่ของเมล็ดในกิจกรรมที่ 20.1 นักเรียนสามารถนำมาจัดทำไดโคโตมัสคีย์ เพื่อให้สะดวกต่อการกำหนดหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิตได้
            กิจกรรมที่ 20. 3 การสร้างไดโคโตมัสคีย์
            จุดประสงค์ของกิจกรรม เพื่อให้นักเรียนสามารถ
            1. สำรวจตรวจสอบการสร้างไดโคโตมัสคีย์ในการระบุชนิดของสิ่งมีชีวิต
            2. นำเกณฑ์ที่สร้างขึ้นในการจำแนกสิ่งมีชีวิตเป็นหมวดหมู่มาสร้างไดโคโตมัสคีย์
            แนวการจัดกิจกรรม
            นักเรียนสามารถนำเกณฑ์ที่สร้างขึ้นในการจำแนกเมล็ดพืชออกเป็นหมวดหมู่ในกิจกรรมที่ 20.1 มาร่วมกันพิจารณาปรับปรุงเกณฑ์ที่ใช้เพื่อนำมาสร้างไดโคโตมัสคีย์ตามตัวอย่างไดโคโตมัสคีย์ในกิจกรรมที่ 20.2 แล้วให้นักเรียนนำไดโคโตมัสคีย์ที่สร้างขึ้นพร้อมทั้งเมล็ดพืชหรือวัสดุอื่นที่ใช้ในกิจกรรมมาให้เพื่อนกลุ่มอื่นได้ใช้และอภิปรายให้ข้อคิดเห็นเพื่อนำมาปรับปรุงไดโคโตมัสคีย์ให้ดียิ่งขึ้น
            ตัวอย่างขั้นตอนการทำไดโคโตมัสคีย์ อาจเป็นดังนี้
            1. นำแผนผังการจัดกลุ่มเมล็ดพืชมากำหนดตัวอักษรที่เป็นคีย์ดังนี้

2. นำแผนผังในข้อ 1 มาจัดทำไดโคโตมัสคีย์ ซึ่งจะได้ดังนี้             1    ก. เมล็ดกลม ------------------------------------------ ดูข้อ 2
                  ข. เมล็ดแบน ------------------------------------------ ดูข้อ 8
            2    ก. ขนาดใหญ่ ----------------------------------------- ดูข้อ 4
                  ข. ขนาดเล็ก ------------------------------------------- ดูข้อ 3
            3    ก. เมล็ดสีดำ ------------------------------------------- มะละกอ
                  ข. เมล็ดสีเหลืองอ่อน--------------------------------- ส้ม
            4    ก. เปลือกมีสีเข้ม -------------------------------------- ดูข้อ 6
                  ข. เปลือกมีสีอ่อน ------------------------------------- ดูข้อ 5
            5    ก. เปลือกสีเหลืองอ่อน------------------------------- ขนุน
                  ข. เปลือกสีขาว ---------------------------------------- เงาะ
            6    ก. เปลือกสีดำ ------------------------------------------ ดูข้อ 7
                  ข. เปลือกสีเขียว --------------------------------------- เมล็ดบัว
            7    ก. เมล็ดกลม ------------------------------------------- ลำไย
                  ข. เมล็ดกลมรี ------------------------------------------ น้อยหน่า
            8    ก. เมล็ดขนาดใหญ่ ------------------------------------ ดูข้อ 9
                  ข. เมล็ดขนาดเล็ก -------------------------------------- มะเขือ
            9    ก. เมล็ดสีดำ --------------------------------------------- แตงโม
                  ข. เมล็ดสีน้ำตาล --------------------------------------- ฟักทอง
            สำหรับคำถามท้ายกิจกรรมที่ 20.3 มีแนวการตอบดังนี้
            ไดโคโตมัสคีย์ที่นักเรียนสร้างขึ้นใช้เกณฑ์แตกต่างจากนักเรียนกลุ่มอื่นหรือไม่ อย่างไร
            ให้นักเรียนตอบตามข้อเท็จจริงว่าเกณฑ์ที่นักเรียนใช้เหมือนหรือแตกต่างจากเพื่อนกลุ่มอื่นอย่างไร
            ไดโคโตมัสคีย์ที่นักเรียนสร้างขึ้นสามารถนำไปใช้กับเมล็ดพืชต่างชนิดกันได้หรือไม่ อย่างไร
            จากการทำกิจกรรมของนักเรียน พบว่าเกณฑ์ของนักเรียนบางกลุ่มสามารถนำไปใช้ได้กับเมล็ดพืชต่างชนิดกันได้ แต่เกณฑ์ของนักเรียนบางกลุ่มไม่สามารถนำไปใช้ได้
            จากการทำกิจกรรมและการอภิปรายร่วมกัน นักเรียนควรสรุปได้ว่าการจัดหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิต
            การกำหนดชื่อของสิ่งมีชีวิตและการระบุชนิดของสิ่งมีชีวิต เป็นกิจกรรมที่ใช้ในการศึกษาด้านอนุกรมวิธาน ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งที่นำมาประกอบกับการศึกษาทางสายวิวัฒนาการ เพื่อใช้ในการศึกษาความหลากหลายทางชีวภาพนั่นเอง
            ให้นักเรียนร่วมกันค้นหาคำตอบจากคำถามต่อไปนี้
           
            สิ่งมีชีวิตเหล่านี้เกิดขึ้นมาได้อย่างไร และสิ่งมีชีวิตแรกสุดที่กำเนิดมาคือสิ่งมีชีวิตกลุ่มใด ?

ชื่อของสิ่งมีชีวิต

โดยปกติแล้วการเรียกชื่อของสิ่งมีชีวิต มีดังนี้ คือ
            1. ชื่อพื้นเมือง  เรียกตามท้องถิ่น
            2. ชื่อสามัญ (common name) คือ ชื่อที่เรียกกันทั่ว ๆ ไป อาจเรียกตามลักษณะรูปร่าง ถิ่นกำเนิดหรือสถานที่อยู่ก็ได้เช่น ปากกาทะเล หอยมุก เป็นต้น ซึ่งชื่อดังกล่าวอาจเรียกต่างกัน ในแต่ละที่ทำให้เกิดความเข้าใจผิดได้

ภาพที่ 20-6 คาโรลัส ลินเนียส
(ที่มา : http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Carolus-Linnaeus.png)

Carolus Linnaeus

            3. ชื่อวิทยาศาสตร์ (scientific name) คาโรลัส ลินเนียส (Carolus Linnaeus) ผู้ที่ได้รับการยกย่องว่าเป็นบิดาแห่งอนุกรมวิธาน เป็นคนกำหนดชื่อวิทยาศาสตร์ของสิ่งมีชีวิตแบบทวินาม(Binomail nomenclature) คือ ส่วนแรกเป็นส่วนของชื่อสกุล (generic name) ส่วนที่สองเป็นชื่อที่ระบุสปีชีส์ (Specific epithet) ทั้งสองส่วนต้องทำให้เป็นคำในภาษาลาตินเสมอและเป็นผู้เริ่มใช้เป็นคนแรก ชื่อจีนัสตัวแรกเขียนด้วยอักษรตัวใหญ่เสมอ ตัวแรกของสปีชีส์เป็นชื่อตัวเล็กธรรมดา ต้องเขียนให้ต่างจากอักษรอื่นเช่น คือ พิมพ์หรือเขียนจะต้องขีดเส้นใต้ หรือพิมพ์หรือเขียนเป็นตัวเอนไม่ต้องขีดเส้นใต้ ทั้ง 2 ชื่อไม่ติดกันเรียกระบบนี้ว่า การตั้งชื่อแบบทวินาม (binomial nomenclature)

 

 

scientific name

 



            หลักในการตั้งชื่อสากลสิ่งมีชีวิตใช้การตั้งตามหลักทวินาม (Binomial System) ของคาโรลัส ลินเนียส
            - หลักในการตั้งชื่อสัตว์ (Zoological Nomenclature  หรือ ICZN)
            - หลักในการตั้งชื่อพืช (Botanical Nomenclature หรือ ICBN)
            หลักเกณฑ์ในการตั้งชื่อวิทยาศาสตร์
            1. ชื่อวิทยาศาสตร์ของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดต้องแยกออกจากกันอย่างชัดเจน
            2. ชื่อวิทยาศาสตร์ในแต่ละกลุ่มจะมีชื่อที่ถูกต้องเพียงชื่อเดียว ส่วนชื่ออื่น ๆ เป็นชื่อพ้อง
            3. ชื่อวิทยาศาสตร์ต้องเป็นภาษาลาติน ไม่ว่าจะเป็นภาษาใดก็ต้องแปลงมาเป็นภาษาลาติส (เนื่องจากว่าภาษาลาตินเป็นภาษาที่ตายแล้วนั้นหมายถึงไม่มีการเปลี่ยนแปลงของคำทำให้มีความมั่นคงไม่ต้องเปลี่ยนไปเปลี่ยนมา)
            4. จะใช้ชื่อ Genus หรือ Species ซ้ำกันไม่ได้
            5. ประกอบด้วยคำ 2 คำเสมอ
                -ในส่วนแรกจะเป็นชื่อสกุล ( generic name )  ตัวอักษรแรกเป็นตัวพิมพ์หรือเขียนใหญ่เป็นภาษาลาติน
                -ในส่วนคำหลังจะเป็นชื่อสปีชีส์ ( Specific epithet ) เป็นตัวพิมพ์หรือเขียนเล็กหมดเป็นภาษาลาตินเป็นคำเดียวหรือคำผสม
            6. การเขียนหรือพิมพ์ชื่อวิทยาศาสตร์ ต้องต่างจากตัวอื่น คือ ถ้าพิมพ์หรือเขียนเป็นตัวเอนไม่ต้องขีดเส้นใต้ แต่ถ้าพิมพ์หรือเขียนตัวตรงจะต้องขีดเส้นใต้ชื่อทั้งสองและขีดเส้นใต้ชื่อทั้งสองต้องไม่ติดต่อกัน  เช่น
            ต้นหางยกยูงไทย Poincina  pucherima หรือ Poincina  pucherima
            กล้วย Musa  rubra หรือ  Musa  rubra
            ชมพู่ป่า Syzygium  aksornae หรือ Syzygium  aksornae
            ในส่วนของชื่อสปีชีส์ถ้าหากลงท้ายด้วย spp. หมายถึง มีอยู่หลายสปีชีส์แต่ถ้าหากลงท้ายด้วย sp. หมายถึงมีอยู่สปีชีส์เดียว
            7. ผู้ตั้งชื่อวิทยาศาสตร์ต้องเป็นผู้พบคนแรก และตีพิมพ์รายงานไว้ในหนังสือวิชาการที่เชื่อถือได้ให้เขียนชื่อไว้หลังชื่อวิทยาศาสตร์ โดยนำด้วยอักษรตัวใหญ่ ไม่ต้องเขียนตัวเอนหรือขีดเส้นใต้ เช่น
             Poincina  pulcherima Linn. (Linn. เป็ยชื่อย่อของ Linnaeus)
            ตัวอย่างชื่อวิทยาศาสตร์ของสิ่งมีชีวิต

 ผกากรอง  ชื่อวิทยาศาสตร์: Lantana camara L.
           ชื่อสามัญ: Lantana
           วงศ์: VERBENACEAE
           ลักษณะทางพฤกษศาสตร์ : ไม้พุ่มขนาดเล็ก ลำต้นตรง สี่เหลี่ยม มีหนามแหลม แตกกิ่งเป็นมุมแหลม ปลายกิ่งตั้ง การกระจายของกิ่งทั่วทั้งลำต้น มีขนสากทั่วใบและกิ่ง
           ใบ ใบเรียงตรงข้ามสลับตั้งฉาก ใบเดี่ยว รูปไข่ โคนใบมน ปลายใบเรียวแหลม ขอบใบหยักมน แผ่นใบมีขนปกคลุม ก้านใบกลม
           ดอก ดอกช่อแบบช่อกระจุกแน่น ออกเป็นกระจุกที่ปลายกิ่ง ดอกรอบนอกจะบานก่อน กลีบดอกเชื่อมกันเป็น หลอด ปลายแยกเป็น 5 กลีบ มีหลายสี เช่น สีส้ม สีชมพู สีขาว สีแสด ภายในต้นเดียวกันอาจมีหลายสีด้วย มีกลิ่นหอมฉุน
           ผล ผลกลมขนาดเล็ก ผลสุกสีดำ

ลั่นทมขาว ชื่อวิทยาศาสตร์: Plumeria obtusa L.
           ชื่อสามัญ: Evergreen Frangipani, Graveyard Flower, Pagoda Tree, Temple Tree, West Indian Jasmine
           วงศ์: APOCYNACEAE
           ลักษณะทางพฤกษศาสตร์: ไม้พุ่ม สูง 3-6 ม. ลำต้นและกิ่งก้านอวบน้ำ มีผิวขรุขระเกิดจากรอยที่ใบร่วง สีน้ำตาลปนเทา แตกกิ่งก้านสาขาเป็นพุ่มกว้าง ทุกส่วนของต้นมี
น้ำยางสีขาว
           ใบ ใบเรียงสลับถี่บริเวณปลายกิ่ง ใบเดี่ยว ใบรูปไข่กลับแกมขอบขนาน กว้าง 5-8 ซม. ยาว 20-32 ซม. โคนใบแหลม ปลายใบมนหรือเว้าบุ๋ม ขอบใบเรียบ เส้นใบหนานูนมองเห็นชัดเจน ท้องใบสีเขียวอ่อนมีขน หลังใบสีเขียวเข้มเป็นมัน
           ดอก ดอกช่อสีขาว กลางดอกสีเหลือง ออกตามซอกใบบริเวณปลายกิ่ง มีดอกย่อย 8-16 ดอก โคนกลีบดอกเชื่อมกันเป็นหลอด ภายในมีขน ปลายดอกแยกเป็น 5 กลีบ ซ้อนเหลื่อมกัน กลีบดอกรูปไข่กลับปลายมน ปลายกลีบโค้งลงไปทางด้านโคนดอก เมื่อดอกย่อยบานมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 6-8 ซม. ดอกมีกลิ่นหอม
           ผล ผลเป็นฝักคู่ รูปยาวรี กว้างประมาณ 1.5 ซม. ยาวประมาณ15 ซม. เมื่อแก่แตกเป็น 2 ซีก มีเมล็ดจำนวนมาก เมล็ดแบนมีปีก

ลำดับหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิต (Taxonomic category)

การจัดหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิตสามารถเปรียบเทียบกับกิจกรรมที่ 20.1 ที่นักเรียนได้ลงมือปฏิบัติไปแล้ว โดยเมล็ดพืชเปรียบเหมือนกับสิ่งมีชีวิตที่มีจำนวนมากมาย อาจมีบางลักษณะที่คล้ายคลึงกันบ้างและแตกต่างกันบ้าง ดังนั้นการจัดจำแนกสิ่งมีชีวิตจะใช้หลักการเดียวกับการจำแนกเมล็ดพืช คือ แบ่งกลุ่มออกตามความเหมือนและความแตกต่างกันออกเป็นหมู่ใหญ่และหมู่ย่อย
           ในการจำแนกหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิต (classification) ของสิ่งมีชีวิตในปัจจุบันซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของอนุกรมวิธาน มีการจัดเป็นลำดับขั้น โดยพิจารณาจากความสัมพันธ์ที่ใกล้ชิดกันทางสายวิวัฒนาการและความคล้ายคลึงกันของสิ่งมีชีวิตเหล่านั้น โดยมีลำดับขั้นการจัดหมวดหมู่ใหญ่แล้วแบ่งเป็นหมวดหมู่ย่อย ๆ อีกหลายระดับดังนี้

           โดเมน (Domain)
               อาณาจักร (Kingdom)
                  ไฟลัม (Phylum) (Division)
                       ชั้น (Class)
                           อันดับ (Order)
                                วงศ์ (Family)
                                   สกุล (Genus)
                                       ชนิด (Species)
                                          ชนิดย่อย (Subspecies)

            ในแต่ละระดับขั้นของการแบ่งนี้ อาจมีระดับการแบ่งที่แทรกอยู่ในแต่ละระดับขั้น   โดยใช้  คำว่า  "sub"  แทรกอยู่ เช่น subclass ซึ่งเป็นขั้นที่ต่ำกว่าคลาส แต่สูงกว่าออร์เดอร์ หรือเติมคำว่า Super เติมหน้าชื่อนั้น เช่น Superorder ซึ่งเป็นขั้นที่สูงกว่าออร์เดอร์แต่ตำกว่าซับคลาส เป็นต้น

            ให้นักเรียนพิจารณาระดับการจัดหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิตในภาพที่ 20 – 5 แล้วให้นักเรียนวิเคราะห์ดูว่ามีลำดับขั้นการจัดหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิตอย่างไร

ภาพที่ 20-5 ระดับการจัดหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิต (ที่มา : สสวท., 2548, หน้า 163.)

            ข้อสรุป
            จากภาพที่ 20-5 การจัดหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิตแบ่งออกเป็นขั้น ๆ โดยเรียงลำดับจากอาณาจักร ไฟลัม คลาส อันดับ วงศ์ สกุลและสปีชีส์ โดยในแต่ละลำดับขั้นอาจมีการแบ่งขั้นย่อยที่แทรกโดยใช้คำว่าซับและซูเปอร์
            คำถามเพิ่มเติม
            นักเรียนคิดว่าซูเปอร์ออร์เดอร์และซับคลาสลำดับขั้นใดมีระดับความแตกต่างของสิ่งมีชีวิตสูงกว่ากัน
            คำตอบ ซับคลาสมีระดับความแตกต่างของสิ่งมีชีวิตสูงกว่าซูเปอร์ออร์เดอร์

ตารางที่ 20.2 แสดงการจัดหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิต

(ที่มา : สสวท., 2548, หน้า 163.)           

            จากตารางสิ่งมีชีวิตลำดับขั้นใดมีความคล้ายคลึงกันมากที่สุดและลำดับขั้นใดมีความคล้ายคลึงกันน้อยที่สุด
            ให้นักเรียนทุกคนอภิปรายร่วมกัน
            แนวตอบ    สิ่งมีชีวิตสปีชีส์เดียวกันมีความคล้ายคลึงกันมากที่สุด และสิ่งมีชีวิตในอาณาจักรเดียวกันมีความคล้ายคลึงกันน้อยที่สุด

การจัดหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิต

สิ่งมีชีวิตบนโลกซึ่งมีประมาณ 30 -40 ล้านสปีชีส์ และมีการค้นพบมากขึ้นเรื่อยๆ ถ้าจะศึกษาสิ่งมีชีวิตเหล่านี้นักเรียนจะทำอย่างไรจึงจะสะดวกต่อการศึกษา
           เพื่อความสะดวกในการศึกษาสิ่งมีชีวิตนักวิทยาศาสตร์จึงจําแนกสิ่งมีชีวิตออกเป็นหมวดหมู่ หรือ อนุกรมวิธาน (taxonomy) ซึ่งมีส่วนประกอบดังนี้
           1. การจัดหมวดหมู่ (classification) โดยมีการจัดแบ่งตาม ลักษณะที่เหมือนหรือแตกต่างกัน ตามลักษณะที่เกี่ยวข้องสัมพันธ์กันระหว่างหมู่ของสิ่งมีชีวิต และเป็นที่ยอมรับตามหลักอนุกรมวิธานปัจจุบัน
           2. การวิเคราะห์ชนิดของสิ่งมีชีวิต (Identification) วิเคราะห์รายละเอียดว่ามีความคล้ายคลึงหรือแตกต่างกันอย่างไร โดยอาศัยข้อมูลจากเอกสารต่าง ๆ เช่น คู่มือ (manual) หนังสือเกี่ยวกับพืช (Flora) หนังสือเกี่ยวกับสัตว์ (Fauna)
           3. การตั้งชื่อสิ่งมีชีวิต (nomenclature) เป็นการให้ชื่อแก่สิ่งมีชีวิตอย่างมีหลักและวิธีการที่เป็น สากลที่เรียกว่า ชื่อวิทยาศาสตร์ (Scientific name) ซึ่งเป็นชื่อที่ใช้เหมือนกันทั่วโลก
           นอกจากนี้ควรมีชื่อท้องถิ่น (native name) และชื่อสามัญ (common name) ของสิ่งมีชีิวิตด้วย

ภาพที่ 20-5 การจัดหมวดหมู่ผีเสื้อ

           จากภาพการจัดหมวดหมู่ของผีเสื้อมีประโยชน์อย่างไร นักเรียนจะมีวิธีการจัดกลุ่มของสิ่งมีชีวิตอย่างไร
           แนวตอบ นักเรียนจะเห็นว่าการจัดหมวดหมู่ของผีเสื้อนั้นจะใช้ลักษณะเหมือนกันจัดไว้ด้วยกันเป็นหมวดหมู่ เพื่อให้ง่ายในการศึกษา
           ประวัติการจัดหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิต
           ในการจัดจำแนกสิ่งมีชีวิตของนักวิทยาศาสตร์ สมัยแรก ๆ มักใช้เกณฑ์ง่าย ๆ และยึดประโยชน์เป็นสำคัญ บุคคลสำคัญที่มีผลงานเกี่ยวกับการแบ่งหมวดหมู่สิ่งมีชีวิต เช่น
           อาริสโตเติล (Aristotle)
           ประมาณ 350 ปี ก่อนคริสต์ศักราช อริสโตเติล นักปรัชญาชาวกรีก เป็นคนแรกที่ได้วางหลักการจัดหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิต ได้จัดหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิตดังนี้
           1. สัตว์มีกระดูกสันหลังและมีเลือดสีแดง (Enaima-Vertebrates) แบ่งออกเป็น 2 พวกคือ พวกออกลูกเป็นไข่ (oviparous) ได้แก่ นก สัตว์ครึ่งน้ำครึ่งบก สัตว์เลื้อยคลาน ปลา และพวกออกลูกเป็นตัว (viviparous) ได้แก่ คน ปลาวาฬ และสัตว์เลี้งลูกด้วยนมทั่วๆไป
           2. สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังและไม่มีเลือดสีแดง (Anaima-Invertebrate) คือ พวกปลาหมึก (cephelopoda) พวกกุ้ง กั้ง ปู (crustaceans) พวกแมลง (insects)และแมงมุม (spiders) หอย (mollusks)และดาวทะเล (echinoderms) พวกฟองน้ำ (sponge) แมงกระพรุน ปะการังและดอกไม้ทะเล (coelenterate)
           นอกจากนี้ อาริสโตเติลยังได้แบ่งพืชออกเป็น 3 กลุ่ม ตามลักษณะและขนาด คือ
           1. ไม้ล้มลุก (herbs)
           2. ไม้พุ่ม (shurbs) มีเนื้อแข็งไม่เป็นลำต้นตรงขึ้นไปและมีการแตกกิ่งก้านสาขามาก
           3. ไม้ยืนต้น่ (trees) มีเนื้อแข็งมีขนาดใหญ่และมลำต้นตรงขึ้นไปแล้วจึงแตกกิ่งก้านสาขาตอนบน
           ธีโอฟราสตัส (Theophrastus)
           ประมาณ 285 ปีก่อนคริสต์ศักราช ธีโอฟราสตัส นักปรัชญาชาวกรีกลูกศิษย์ของอริสโตเติล ผู้เขียนหนังสือ Historia Plantarum) ได้แบ่งพืชออกเป็นกลุ่ม ๆ คือ
           1. พืชที่มีอายุปีเดียว (annual)
           2. พืชที่มีอายุสองปี (biennials)
           3. พืชที่มีอายุมากกว่าสองปี (perenails)
           ออกัสติน (St. Augustine)
           ปี พ.ศ. 1983-2059 ออกัสติน ได้ได้แบ่งสัตว์ออกเป็น 3 กลุ่มได้แก่ สัตว์ที่มีประโยชน์ สัตว์ที่ให้โทษ และสัตว์ที่ไม่มีประโยชน์และสัตว์ไม่มีโทษ
           จอห์น เรย์ (John Ray)
           ปี  พ.ศ. 2171-2248 จอห์น เรย์ นักพฤกศาสตร์ชาวอังกฤษได้่แบ่งพืชออกเป็นสองกลุ่มคือ
           1. พืชใบเลี้ยงคู่ (dicotyledon)
           2. ใบเลี้ยงเดียว (monocotyledon)
           และใช้คำว่าสปีชีส์เป็นคนแรก
           ลินเนียส (Carl Linnaeus)
           ปี พ.ศ. 2250-2321 คาโรลัส ลินเนียสนักชีววิทยาชาวสวีเดน ได้จำแนกพืชดอกเป็นหมวดหมู่โดยถือเอาจำนวนเกสรเพศผู้เป็นเกณฑ์ พืชที่มีเกสรเพศผู้เท่ากันจัดไว้เป็นพวกเดียวกัน ซึ่งวิธีการดังกล่าวปัจจุบันยังใช้อยู่บ้าง และได้เขียนหนังสือชื่อ Species Plantarum ในปี พ.ศ. 2296 ลินเนียสได้จัดสัตว์ต่าง ๆ ออกเป็น 6 กลุ่ม ได้แก่ สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง แมลง ปลา สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ (สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบก) นก และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนม และได้เขียนหนังสือเกี่ยวกับสัตว์ ในปี พ.ศ. 2301 ชื่อSystema Naturae นอกจากนี้ลินเนียสยังเป็นบุคคลแรกที่ตั้งชื่อพืชและสัตว์ เรียก ชื่อวิทยาศาสตร์ (Scientific name) และได้กำหนดหลักเกณฑ์การตั้งชื่อวิทยาศาสตร์ให้กับสิ่งมีชีวิต และได้รับการยกย่องว่าเป็นบิดาแห่งวิชาอนุกรมวิธานและจำแนกสิ่งมีชีวิตโดยใช้
           1. ลักษณะภายนอกและโครงสร้างภายใน
           2. แบบแผนการเจริญเติบโตและโครงสร้างระยะตัวอ่อน
           3. ความสัมพันธ์ทางวิวัฒนาการจากซากดึกดำบรรพ์ของสิ่งมีชีวิตที่ค้นพบ
           4. โครงสร้างของเซลล์และออร์แกเนล
           5. สรีระวิทยาและการสังเคราะสารเคมี
           6. ลักษณะทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต          
           เฮกเคล (Haeckel)
           เฮกเคล นักชีววิทยาชาวเยอรมันเป็นผู้ใช้คำว่า ไฟลัม (Phylum) และโพรติสตา (Protists)
           โคปแลนด์ (Copeland) จำแนกสิ่งมีชีวิตออกเป็น 4 อาณาจักร (Kingdom)
           วิทเทเคอ (Whittaker) จำแนกสิ่งมีชีวิตออกเป็น 5 อาณาจักร
           ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์มีวิธีการจัีดหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิตอย่างไร ? นักเรียนจะได้ศึกษาวิธีการจากกิจกรรมต่อไปนี้
           กิจกรรมที่ 20.1 การจัดหมวดหมู่ของเมล็ดพืช
           จุดประสงค์ของกิจกรรม : เพื่อให้นักเรียนสามารถ
           1. สำรวจตรวจสอบลักษณะร่วมกันของเมล็ดพืชที่จัดอยู่ในกลุ่มเดียวกันและลักษณะที่แตกต่างจากเมล็ดพืชกลุ่มอื่น
           2. ระบุเกณฑ์ที่ใช้ในการจัดหมวดหมู่ของเมล็ดพืชแนวการจัดกิจกรรม
           วัสดุอุปกรณ์
           1. เมล็ดพืชชนิดต่าง ๆ
           2. แว่นขยาย
           3. ไม้บรรทัด
           วิธีการทดลอง
           1. ให้นักเรียนเตรียมเมล็ดพืชมากลุ่มละประมาณ 10 เมล็ด ที่มีขนาดและสีแตกต่างกัน ตัวอย่างของเมล็ดพืช อาจใช้เมล็ดพืชดังนี้ เมล็ดส้มโอ แตงโม ฟักทอง มะเขือ เงาะ ขนุน บัว น้อยหน่า ลำไย มะละกอ เป็นต้น
           2. จากนั้นให้แต่ละกลุ่มแบ่งกลุ่มเมล็ดออกเป็น 2 กลุ่มใหญ่ โดยเลือกลักษณะที่สามารถสังเกตได้ง่ายและเป็นลักษณะที่เหมือนกันของเมล็ดในกลุ่มที่แบ่งไว้ แล้วบันทึกเกณฑ์ที่ใช้ ทำเช่นนี้จนกระทั่งเหลือเมล็ดเพียงเมล็ดเดียวในแต่ละกลุ่ม
           3. ให้แต่ละกลุ่มนำเสนอแผนผังการแบ่งกลุ่มเมล็ดดังกล่าว โดยมีประเด็นในการวิเคราะห์ดังนี้
               - การจัดกลุ่มเมล็ดพืชของนักเรียนแต่ละกลุ่มมีเกณฑ์เหมือนกันหรือไม่ อย่างไร
               - การจัดกลุ่มเมล็ดพืชของนักเรียนกลุ่มใดจัดได้ดีที่สุด เพราะเหตุใด
           ข้อเสนอแนะ
           จากการวิเคราะห์นักเรียนในการจัดกลุ่มเมล็ดพืชบางส่วนใช้เกณฑ์เหมือนกันบางส่วนใช้เกณฑ์แตกต่างกัน การจัดกลุ่มเมล็ดพืชดังกล่าวของนักเรียนไม่มีถูกหรือผิดขึ้นอยู่กับเกณฑ์ที่นำมาใช้ในการจัดว่าเกณฑ์ของกลุ่มใดที่จัดกลุ่มเมล็ดได้สะดวกต่อการใช้มากที่สุดและเหมาะสมกับตัวอย่างที่นำมาจัดหมวดหมู่มากที่สุด
           หรืออาจให้นักเรียนใช้สิ่งอื่น ๆ เช่น ผลไม้ ใบไม้หรือเปลือกหอย มาให้นักเรียนใช้ในการจัดหมวดหมู่ก็ได้
           แนวในการตอบคำถามดังนี้ท้ายกิจกรรมที่ 20.1
           นักเรียนใช้ลักษณะใดบ้างในการแบ่งกลุ่มเมล็ด และลักษณะที่ใช้เป็นเกณฑ์เหมือนหรือแตกต่างจากเพื่อนนักเรียนกลุ่มอื่นอย่างไร
           แนวตอบ ให้นักเรียนตอบจากกิจกรรมที่ทำ ซึ่งนักเรียนแต่ละกลุ่มอาจใช้เกณฑ์ในการจัดไม่เหมือนกันเช่น อาจใช้ขนาด รูปร่าง หรือสีของเมล็ด เป็นต้น (ตัวอย่าง)
           เมื่อมีการรวมกลุ่มของเมล็ดเข้าด้วยกัน ลักษณะที่คล้ายคลึงกันของกลุ่มมีมากหรือน้อยลักษณะเหตุใดจึงเป็นเช่นนั้น
           แนวตอบ มีน้อยลักษณะ ทั้งนี้เพราะเมื่อนำเมล็ดที่แบ่งกลุ่มย่อยแล้วมารวมกัน เมล็ดแต่ละกลุ่มจะมีลักษณะคล้ายคลึง กันบางลักษณะเท่านั้น แต่มีลักษณะที่แตกต่างกันหลายลักษณะซึ่งนำมาใช้ในการแบ่งเมล็ดออกเป็นกลุ่มย่อย

การศึกษาความหลากหลายทางชีวภาพ

จุดประสงค์การเรียนรู้ เพื่อให้นักเรียนสามารถ
           1. สืบค้นข้อมูล อภิปรายและอธิบายลำดับเหตุการณ์กำเนิดของสิ่งมีชีวิตในอดีตจนถึงปัจจุบัน
           2. สำรวจตรวจสอบ สืบค้นข้อมูลลำดับขั้นการจัดหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิต และวิธีการจัดหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิต
           3. สืบค้นข้อมูล อภิปรายความสำคัญของชื่อวิทยาศาสตร์ รวมทั้งอธิบายความหมายของชื่อวิทยาศาสตร์ แบบแผนและหลักการเขียนชื่อวิทยาศาสตร์
           4. สำรวจตรวจสอบ สืบค้นข้อมูลการสร้างและใช้เครื่องมือในการระบุชนิดของสิ่งมีชีวิต
           ความหลากหลายทางชีวภาพเป็นผลมาจากการเกิดวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตในช่วงเวลา 3,000 ล้านปี โดยในแต่ละยุคจะมีสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นใหม่ หรือสูญพันธุ์ไปบ้างสังเกตได้จากร่้องรอยของซากดึกดำบรรพ์ของสิ่งมีชีวิตที่หลงเหลือไว้ นักธรณีวิทยาและนักบรรพชีวินได้พยายามสร้างตารางช่วงเวลา เพื่อบันทึกลำดับเหตุการณ์กำเนิดของสิ่งมีชีวิตชนิดต่าง ๆ ในช่วงเวลาที่ผ่านมา
ตารางที่ 20.1 ตารางธรณีกาล

          จากตารางธรณีกาลให้นักเรียนศึกษาตารางธรณีกาลแล้วให้วิเคราะห์ลำดับเหตุการณ์กำเนิดของสิ่งมีชีวิตในยุคต่าง ๆ และร่วมกันอภิปราย จากคำถามต่อไปนี้
           1. นักวิทยาศาสตร์สามารถลำดับเหตุการณ์ของสิ่งมีชีวิตได้อย่างไร
           แนวตอบ โดยใช้หลักฐานจากซากดึกดำบรรพ์และคำนวณหาอายุของซากดึกดำบรรพ์นั้น
           2. เริ่มพบร่องรอยของสิ่งมีชีวิตเมื่อใด
           แนวตอบ เริ่มพบร่องรอยของสิ่งมีชีวิตประมาณ 4.6 – 3.8 พันล้านปีที่ผ่านมา เรียกช่วงเวลานี้ว่ามหายุคพรีแคมเบรียน
           3. สิ่งมีชีวิตพวกแรกที่เกิดขึ้นบนโลกนี้คือสิ่งมีชีวิตใด
           แนวตอบ สิ่งมีชีวิตพวกแรกที่เกิดขึ้นบนโลกนี้คือสิ่งมีชีวิตที่มีเซลล์แบบโพรคาริโอต
           4. สิ่งมีชีวิตที่มีเซลล์ยูคาริโอตเริ่มเกิดขึ้นเมื่อใด
           แนวตอบ เริ่มปรากฏในมหายุคพรีแคมเบรียนเมื่อประมาณ 2,700 ล้านปีมาแล้ว
           5. เริ่มมีพืชเกิดขึ้นในยุคใด
           แนวตอบ พืชเริ่มพบในยุคออร์โดวิเชียน
           6. จากตารางธรณีกาล การสูญพันธ์ุของสิ่งมีชีวิตจำนวนมากเกิดขึ้นมาประมาณกี่ครั้ง และเกิดในยุคใดบ้าง
           แนวตอบ การสูญพันธ์ุของสิ่งมีชีวิตจำนวนมากเกิดขึ้นมาประมาณ 3 ครั้ง และเกิดในยุคแคมเบรียนยุคเพอร์เมียน และยุคครีเทเชียส
           7. เริ่มปรากฏมนุษย์ในปัจจุบันในยุคใด เมื่อประมาณกี่ปีที่ผ่านมา
           แนวตอบ ยุคไพลสโตซีน เมื่อประมาณ 1.8 ล้านปีที่ผ่านมา
           8. สิ่งมีชีวิตทุกชนิดจะปรากฎเป็นร่องรอยของซากดึกดำบรรพ์หรือไม่ เพราะเหตุใด
           แนวตอบ สิ่งมีชีวิตบางชนิดเท่านั้นที่ปรากฏเป็นซากดึกดำบรรพ์ เพราะสิ่งมีชีวิตบางชนิดมีโครงร่างอ่อนนุ่ม อาจไม่เกิดเป็นซากดึกดำบรรพ์ หรือซากดึกดำบรรพ์อาจยังไม่มีการค้นพบหรืออาจถูกทำลายไปจากปรากฏการณ์ธรรมชาติหรือจากฝีมือมนุษย์
           9. ถ้ามีการศึกษาเพิ่มเติม ข้อมูลในตารางธรณีกาลมีการเปลี่ยนแปลงได้หรือไม่
           แนวตอบ เปลี่ยนแปลงได้ถ้ามีหลักฐานอื่นเพิ่มเติม
           สรุป
           จากตารางธรณีกาลแสดงให้เห็นว่าในแต่ละยุคที่ผ่านมาจะมีสปีชีส์เกิดขึ้นใหม่บ้าง สูญหายไปบ้าง บางส่วนก็ทิ้งร่องรอยแสดงให้เห็นถึงความรุ่งโรจน์ของสปีชีส์ แต่ส่วนใหญ่จะสูญหายไปไม่เหลือร่องรอยปรากฏให้เห็นเลย นักวิทยาศาสตร์ได้พยายามหาร่องรอยของสิ่งมีชีวิตเพื่อแสดงเหตุการณ์สำคัญต่าง ๆ ที่ผ่านมาเพื่อให้เราทราบว่าสิ่งมีชีวิตบนโลกมีวิวัฒนาการมาได้อย่างไร
           นอกจากข้อมูลของซากดึกดำบรรพ์แล้วนักวิทยาศาสตร์ยังได้ศึกษาเพิ่มเติมจากข้อมูลการศึกษาชีววิทยาระดับโมเลกุล การศึกษาชีววิทยาระดับโมเลกุลโดยการเปรียบเทียบลำดับเบส การเปรียบเทียบลักษณะทางกายวิภาค ลักษณะทางสัณฐานวิทยาตลอดจนลักษณะทางนิเวศวิทยาและพฤติกรรมเพื่อหาร่องรอยของสายวิวัฒนาการ (phylogeny) และสายวิวัฒนาการนี้เป็นหลักเกณฑ์สำคัญในการจัดลำดับหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิต (systematics) ที่ใกล้เคียงกับธรรมชาติมากที่สุด เพื่อศึกษาความหลากหลายทางชีวภาพ
           การจัดหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิต จึงต้องอาศัยความรู้ที่บูรณาการแล้ว จึงสร้างกฎเกณฑ์การจัดหมวดหมู่ขึ้นมาที่เรียกว่า อนุกรมวิธาน (taxonomy) ซึ่งนักเรียนจะได้ศึกษาในลำดับต่อไป

บทนำ ความหลากหลายทางชีวภาพ

           โลกของเรามีความหลากหลายทางชีวภาพ ทั้งจุลินทรีย์ พืชและสัตว์นับล้าน ๆ ชนิด แต่ละชนิดมีจำนวนมากที่ผ่านการเกิดวิวัฒนาการมานานพันล้านปี จวบจนปัจจุบันเราพบว่าโลกของเรามีสิ่งมีชีวิตมากมาย สำหรับประเทศไทยเ้ป็นประเทศที่ตั้งอยู่ในเขตร้อนชื้น สภาพภูมิอากาศ ตลอดจนปัจจัยของสภาพแวดล้อม เื้อื้ออำนวยการต่อการเกิด การดำรงชีวิต และการแพร่กระจายของสิ่งมีชีวิต ก่อให้เกิดความหลากหลายทางชีวภาพ (Biodiversity) เนื่องด้วยความหลากหลายทางชีวภาพมีความสำคัญต่อดำรงชีวิตของคนอย่างมากมาย จึงมีความจำเป็นต้องมีการศึกษาความหลากหลายทางชีวภาพ การจัดจัดหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิต ความสำคัญของความหลากหลายทางชีวภาพต่อระบบนิเวศ ตลอดจนความหลายทางชีวภาพในประเทศไทย เพื่อเป็นแนวทางในการศึกษา การอนุรักษ์ความหลากหลายเพื่อดำรงไว้ซึ่งความสมดุลของระบบนิเวศที่นับแต่จะเปลี่ยนแปลง 

ภาพที่ 20-1 ความหลากหลายของดอกไม้
(ที่มา : http://qian-seattle.blogspot.com/2006_09_01_archive.html)

            จากภาพที่ 20-1 เป็นพรรณไม้ชนิดเดียวกัน แต่มีสีของดอกหลากหลาย เช่นเดียวกันกับสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ก็มีความหลากหลายเช่นเดียวกัน จากความหลากหลายดังกล่าวมนุษย์นำมาใช้ประโยชน์เพื่อพัฒนาคุณภาพชีวิตให้ดีขึ้น ได้ เช่น ความหลากหลายของสีดอกไม้นำมาใช้ตกแต่งจัดสวนให้สวยงาม แสดงว่าความหลากหลายนั้นมีความสำคัญต่อการดำรงชีวิตของมนุษย์เป็นอย่างยิ่ง
            ในบทเรียนนี้ นักเรียนจะได้ศึกษาความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตว่ามีอะไรบ้าง มีการจัดหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิตที่มีอยู่อย่างหลากหลายอย่างไร และใช้หลักเกณฑ์ใดในการจัดหหมวดหมู่ ตลอดจนความสำคัญต่อระบบนิเวศและมนุษย์อย่างไร