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