ความหลากหลายทางชีวภาพ

        หลักฐานของสิ่งมีชีวิตที่เก่าแก่ที่สุดเป็นฟอสซิลของจุลินทรีย์โบราณ อายุ 3.5 พันล้านปีในทวีปออสเตรเลีย มีรูปร่างคล้ายแบคทีเรียสีฟ้าเขียวในปัจจุบันซึ่งมีความสามารถในการสังเคราะห์ด้วยแสง เปลี่ยนแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นอาหารและคายแก๊สออกซิเจนออกมา จุลินทรีย์โบราณนี้เป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวคือ เซลล์โพรคาริโอตเป็นเซลล์ไม่มีนิวเคลียสและอวัยวะพิเศษอื่นใด ตัวอย่างของเซลล์โพรคาริโอตได้แก่ แบคทีเรียชนิดต่างๆ 

        หนึ่งพันล้านปีต่อมา เซลล์โพรคาริโอตบางชนิดได้วิวัฒนาการให้มีความมั่นคงในการดำรงชีวิต โดยเสริมสร้างสิ่งป้องกันตัวและระบบจัดหาพลังงานที่ดีกว่าจนกลายเป็นเซลล์ยูคาริโอต ซึ่งมีขนาดใหญ่และมีความสลับซับซ้อนมากกว่า ในเวลาต่อมาเซลล์ยูคาริโอตได้กลายเป็นบรรพบุรุษของ พืช เห็ดรา และสัตว์ ซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ที่อุบัติขึ้นประมาณหนึ่งพันห้าร้อยล้านปีที่แล้ว ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า สิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลกนี้มีจำนวนประมาณ 2 - 30 ล้านสปีชีส์ โดยที่บันทึกอย่างเป็นทางการแล้ว 1.4 ล้านสปีชีส์ ออกเป็นกลุ่มใหญ่ๆ 5 อาณาจักรดังนี้ 

• อาณาจักรโมเนอรา (Kingdom Monera) เป็นอาณาจักรของโพรคาริโอตเซลล์เดี่ยวไม่มีนิวเคลียส ได้แก่ แบคทีเรียชนิดต่างๆ มีสมาชิกประมาณ 6,000 สปีชีส์ ซึ่งแบ่งตามกระบวนการชีวภาพเคมีได้ 3 จำพวกคือ 

  • ออโตทรอฟ (Autotroph): พวกที่สร้างอาหารได้ด้วยตนเอง โดยการเปลี่ยนสารอนินทรีย์เป็นสารอินทรีย์ เช่น การสังเคราะห์ด้วยแสง

  • เฮเทโรทรอฟ (Heterotroph): พวกที่บริโภคสารอินทรีย์ที่สร้างขึ้นจากสิ่งมีชีวิตอื่น 

  • มิโซทรอฟ (Mixotroph): พวกที่บริโภคทั้งสารอินทรีย์และสารอนินทรีย์ 

• อาณาจักรโพรติสตา (Kingdom Protista) เป็นอาณาจักรของยูคาริโอตเซลเดี่ยว มีสมาชิกประมาณ 60,000 สปีชีส์ เซลล์ถูกพัฒนาให้มีนิวเคลียสห่อหุ้มโครโมโซม และสร้างอวัยวะซึ่งทำหน้าที่เฉพาะทางได้แก่ คลอโรพลาสต์มีหน้าที่สังเคราะห์อาหารด้วยแสง โดยการเปลี่ยนแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นอาหารและคายแก๊สออกซิเจนออกมา  ไมโทคอนเดรียนมีหน้าที่นำแก๊สออกซิเจนมาเผาผลาญอาหารให้เกิดพลังงานและคายแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ออกมา ซึ่งวิวัฒนาการในยุคต่อมาได้แยกเป็น พืช เห็ดรา และสัตว์  สิ่งมีชีวิตในอาณาจักรโพรติสตาได้แก่ สาหร่าย โปรตัวซัว แพลงตอน 

• อาณาจักรพืช (Kingdom Plantae) มีสมาชิกประมาณ 250,000 สปีชีส์ ซึ่งมีเป็นสิ่งมีชีวิตจำพวกออโตทรอฟ ซึ่งใช้คลอโรฟิลล์สีเขียวเปลี่ยนแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นอาหารและคายแก๊สออกซิเจน พืชมีบทบาทสำคัญต่อวัฎจักรน้ำและเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางเคมีของบรรยากาศ นอกจากนั้นยังมีบทบาทที่สำคัญในการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางเคมีของดินด้วยการดูดซับธาตุอาหาร อันได้แก่ คาร์บอน ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส และกำมะถัน พืชจึงเป็นแหล่งอาหารที่สำคัญของสิ่งมีชีวิตบนโลก

• อาณาจักรเห็ดรา (Kingdom Fungi) มีสมาชิกประมาณ 70,000 สปีชีส์ มีลักษณะคล้ายพืช แต่เป็นสิ่งมีชีวิตจำพวกเฮโรทรอฟซึ่งบริโภคสารอินทรีย์ที่สิ่งมีชีวิตอื่นสร้างไว้ เราจะเห็นได้ว่า เห็ดมักขึ้นอยู่ตามซากต้นไม้ ราและยีสต์มักขึ้นอยู่ตามอาหาร  เห็ดราบางชนิดสามารถดูดกลืนสารอินทรีย์จากพื้นดินได้โดยตรง ไลเคนสามารถอาศัยอยู่บนพื้นหินแข็ง พวกมันมีอิทธิพลในการเปลี่ยนแปลงพื้นผิวของป่าเป็นอย่างมาก เนื่องจากความสามารถในการดูดกลืนน้ำและการทำปฏิกิริยาทางเคมี 

• อาณาจักรสัตว์ (Kingdom Animalia) มีสมาชิกประมาณ 1,000,000 สปีชีส์ จัดเป็นสิ่งมีชีวิตจำพวกออโตทรอฟ ซึ่งมีการบริโภคเป็นระบบห่วงลูกโซ่อาหารเป็นชั้นๆ เช่น กวางกินหญ้า เสือกินกวาง นกแร้งกินเสือ เป็นต้น สัตว์ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีชีวภาพ เป็นต้นว่า กระดูกและกระดองสร้างจากแคลเซียมคาร์บอเนต การหายใจของสัตว์ควบคุมปริมาณแก๊สออกซิเจนในบรรยากาศไม่ให้มากเกินไป สายพันธุ์ของมนุษย์ (Homo) เพิ่งแยกออกมาจากสายพันธุ์ของลิงเมื่อ 3 ล้านปีก่อน สปีชีส์โฮโมเซเปียนส์ (Homo sapiens) ของมนุษย์ในปัจจุบัน เพิ่งอุบัติขึ้นเมื่อประมาณ 2 แสนปีก่อนนี้เอง

ภาพที่ 1 วิวัฒนาการของอาณาจักรทั้งห้า

การจัดจำแนกกลุ่มของสิ่งมีชีวิต

        เนื่องจากสิ่งมีชีวิตในโลกนี้มีมากมายหลายล้านสปีชีส์ นักวิทยาศาสตร์จึงใช้วิธีการจัดกลุ่มเป็นระบบซับเซ็ทเรียงลำดับเป็นระดับ 7 ชั้น จากกลุ่มใหญ่ไปยังกลุ่มย่อย จากรายละเอียดน้อยไปรายละเอียดมากเรียกว่า แทกซาโนมี (Taxanomy) ดังที่แสดงในภาพที่ 2 โดยมี อาณาจักร (Kingdom) เป็นระดับที่ใหญ่ที่สุด และ สปีชีส์ (Species) เป็นระดับที่เล็กที่สุด  โดยที่สมาชิกของสปีชีส์หนึ่งจะผสมพันธุ์ได้เฉพาะกับสมาชิกอื่นๆ ที่อยู่ในสปีชีส์เดียวกันเท่านั้น การผสมพันธุ์ข้ามสปีชีส์ทำไม่ได้เนื่องจากโครโมโซมไม่เหมือนกัน อย่างไรก็ตามอาจมีการผสมพันธุ์ข้ามสปีชีส์ในบางกรณี เช่น ล่อ เกิดจากม้าผสมพันธุ์กับลา แต่ทายาทที่เกิดมาก็จะไม่สามารถสืบพันธุ์ได้ต่อไป 

ภาพที่ 2 การจัดจำแนกกลุ่มของสิ่งมีชีวิต

        ตัวอย่างการจำแนกสปีชีส์ ได้แก่ สิงโต จัดเป็น สัตว์ (อาณาจักรสัตว์) มีกระดูกสันหลัง (ไฟลัม คอร์ดาตา) เลี้ยงลูกด้วยนม (คลาส แมมเมเลีย) ล่าเนื้อเป็นอาหาร (ออเดอร์ คาร์นิโวรา) มีอุ้งเท้าหน้ามี 5 นิ้ว อุ้งเท้าหลังมี 4 นิ้ว (วงศ์ เฟลิเด) จำพวกเสือ (สกุล แพนเธอรา) สปีชีส์สิงโต (สปีชีส์ แพนเธอรา ลีโอ) ดังที่แสดงในตารางที่ 1 สิงโต (Lion หรือ Leo) เป็นชื่อสามัญที่ใช้เรียกกันทั่วไป ส่วนในการตั้งชื่อทางวิทยาศาสตร์นั้น จะขึ้นต้นด้วยชื่อสกุลแล้วตามด้วยชื่อพันธุ์เช่น แพนเธอรา ลีโอ

ตารางที่ 1 ตัวอย่างการจำแนกสปีชีส์ สิงโต