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