Biodiversity PDF

Biodiversity  สิ่งมีชีวิตในโลกนี้มีกี่ชนิด??? ความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตส่งผลอย่างไร??? ทาไมต้องศึกษาความหลากหลายของสิ่งมีชีวิต???  Bio : life, living organism Biodiversity Diversity : variety L...

Biodiversity  สิ่งมีชีวิตในโลกนี้มีกี่ชนิด??? ความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตส่งผลอย่างไร??? ทาไมต้องศึกษาความหลากหลายของสิ่งมีชีวิต???  Bio : life, living organism Biodiversity Diversity : variety L Evolution Biodiversity Genetic diversity wirin Species diversity sign Ecological diversity : Welc  Genetic diversity สิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันมี genotype ต่างกัน (ความแปรผันทาง พันธุกรรม) ทาให้ phenotype ต่างกัน Species diversity A , B Sisteroidery สิ่งมีชีวิตในกลุ่มเดียวกัน อาจจะอยู่ในสิ่งแวดล้อมต่างกันหรือ ผ่านการคัดเลือกทางธรรมชาติ และมีการสะสมความต่างมา & ยาวนานทาให้เกิดชนิดใหม่หรือสปีชีส์ใหม่ Ecological diversity Give design ระบบนิเวศแต่ละประเภทจะพบสิ่งมีชีวิตที่ไม่เหมือนกัน เนื่องจากปัจจัยทางกายภาพที่สงิ่ มีชวี ิตในแต่ละที่ต้องการ ไม่เหมือนกัน จึงทาให้เกิดความหลากหลายทางระบบนิเวศ  species สปีชีส์หรือชนิด เป็นลาดับหนึ่งของการจัดหมวดหมู่ของ สิ่งมีชีวิต ซึ่งต้องมีลักษณะดังนี้ จึงจะจัดอยู่ในสปีชีส์เดียวกัน มีโครงสร้างของอวัยวะและหน้าที่เหมือนกัน มีโฮโมโลกัส โครโมโซม (ยกเว้น parthenogenesis) สามารถผสมพันธุ์กันได้↓ fortefranchin in ↳ around rico Irinuig so  การศึกษาความหลากหลายของสิ่งมีชีวิต การศึกษาความหลากหลายของสิ่งมีชีวิต สิ่งมีชีวิตที่พบในปัจจุบันเป็นผลมาจากการเกิดวิวัฒนาการของ สิ่งมีชีวิตในอดีต ซึ่งมีช่วงระยะเวลากว่า 3,500 ล้านปี โดยแต่ละ ยุค อาจ มีสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นใหม่ หรือมีสิ่งมีชีวิตเกิดการสูญพันธุ์ (extinction) ซึ่งอาจทิ้งร่องรอยเอาไว้ในรูปซากดึกดาบรรพ์ (fossil) หรือรอยพิมพ์ ทาให้นักธรณีวิทยา (geologist) นักบรรพ ชีวินวิทยา (paleontologist) และนักวิทยาศาสตร์สาขาอื่นๆ ศึกษาร่องรอยต่างๆ เพื่อสร้างตารางเวลา บันทึกลาดับเหตุการณ์ การกาเนิดของสิ่งมีชีวิตชนิดต่างๆ ในอดีต ในรูปของตารางธรณี กาล (geological time scale)  Taxonomy การจัดหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิต การจัดหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิตอาศัยความรู้หลายๆ ด้านมาบูรณาการ แล้วสร้างกฎเกณฑ์การจัดหมวดหมู่ขึ้น เรียกว่า อนุกรมวิธาน (Taxonomy) อนุกรมวิธาน (Taxonomy) มีรากศัพท์มาจากภาษากรีก 2 คา คือ Taxis = การจัด Nomos = กฎเกณฑ์ หมายถึง การศึกษาทั้งทางทฤษฎีและปฏิบัติ เกี่ยวกับการจัดหมวดหมู่ของ สิ่งมีชีวิต  Taxonomy หลักอนุกรมวิธาน (principle taxonomy) ประกอบด้วยขั้นตอนสาคัญ ดังนี้ Classification Nomenclature Identification  Taxonomy หลักอนุกรมวิธาน (principle taxonomy) ประกอบด้วยขั้นตอนสาคัญ ดังนี้ · re 1. การจาแนกสิ่งมีชีวิต (Classification) : การจัดชนิดของสิ่งมีชีวิต เข้ากลุ่ม โดยอาศัยพื้นฐานความรู้ที่เป็นหลักฐานความเกี่ยวพันทาง วิวัฒนาการ 2. การตั้งชื่อของสิ่งมีชีวิต (Nomenclature) : การตั้งชื่อวิทยาศาสตร์ของ สิ่งมีชีวิตที่ใช้กันทั่วโลก 3. การระบุชนิดของสิ่งมีชีวิต (Identification) : การค้นหาตรวจสอบเพื่อ ระบุ ชนิดและได้ชื่อวิทยาศาสตร์ โดยอาศัยหลักฐานจากผู้ที่เคยทามาก่อน เรียก หลักฐานดังกล่าวว่ารูปวิธาน (Key)  Taxonomy 1. การจาแนกสิ่งมีชีวิต (Classification) แบ่งออกได้ 2 รูปแบบ ดังนี้ wire/enes 1. Artificial classification :: พิจารณาลักษณะภายนอก ถ้าเหมือนกันก็ จัด อยู่ในกลุ่มเดียวกัน ถ้าลักษณะต่างกันจัดให้อยู่แยกกลุม่ กัน เป็น รูปแบบการจัด กลุ่มที่จัดได้อย่างรวดเร็ว แต่ไม่ถูกต้อง 2. Natural classification :: พิจารณาความสัมพันธ์ทางวิวัฒนาการ เป็น รูปแบบการจัดที่ใช้เวลามาก แต่ถูกต้อง  Taxonomy หลักการจัดหมวดหมู่ของสิ่งมีชวี ิตในปัจจุบัน แบ่งออกได้ 2 รูปแบบ ดังนี้ 1. Phenetics หรือ Traditional systematics :: การจัดหมวดหมู่ของ สิ่งมีชีวิตโดยอาศัยความคล้ายคลึงและความแตกต่างที่เปรียบเทียบได้ของ ลักษณะต่างๆ 2. Cladistics หรือ Phylogenetic systematics :: การจัดหมวดหมู่ของ สิ่งมีชีวิตโดยพิจารณาจากแบบแผนการแยกกันทางสายวิวัฒนาการ (branching pattern of phylogeny) และสร้างแผนภาพแสดงวิวัฒนาการ แยกจากกันของสิ่งมีชวี ิต เรียกว่า Phylogenetic tree หรือ Cladogram  Taxonomy หลักเกณฑ์การพิจารณาเพื่อหาความสัมพันธ์ทางวิวัฒนาการ · aribroneum voiseri ลักษณะทางสัณฐานวิทยา (morphology) - T i Atten velziere w 1 ถ้าเป็นลักษณะ Homologous structure :: ใกล้ชิดกัน 100 AB- in univision ถ้าเป็นลักษณะ Analogous structure :: ห่างกัน paintin > - in int - En of แบบแผนการเจริญของเอมบริโอ (embryonic development) in is -or ซากดึกดาบรรพ์ (fossil record) ความสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อม และการแพร่กระจายทางภูมิศาสตร์ (geographical distribution) กระบวนการทางชีวเคมี สรีรวิทยา และลาดับเบส (biochemical reaction and DNA sequence) เพื่อนามาสร้างแผนภาพแสดงวิวัฒนาการแยกจากกันของสิง่ มีชีวิต เรียกว่า Cladograms หรือ Phylogenetic tree  Taxonomy Analogous structure คือ โครงสร้างที่มีจุดกาเนิดต่างกัน แต่ทาหน้าที่ อย่าง เดียวกันหรือคล้ายคลึงกัน เช่น ปีกนกและปีกผีเสื้อ Homologous structure คือ โครงสร้างที่มีจุดกาเนิดเดียวกัน แต่อาจ ทา หน้าที่แตกต่างกัน เช่น แขนคนกับครีบวาฬ  Taxonomy reprinties cladogram n-1 assirei Monobadbond Foto. & 1 si gigie hav ↑ indi so · ensur undsloulds war ni long Walking a  Taxonomy Phylogenetic Tree ma industrierte Ozun...  Taxonomy recent common cancestor : Nowron inside Phylogenetic groupings · printa G Sar Ra Sinnnnuca ben ancestor 1 orlmisense En anties RCA editorin Phylogenetic groupings Phylogenetic groupings rinves sase. Taxa = numpro Taxon Phylogenetic tree with proportional branch lengths dassarerunscreeni branch lengths can indicate time  Taxonomy คาศัพท์เกี่ยวกับการจาแนกสิ่งมีชีวิต Taxa :: กลุ่มหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิตทีจ่ าแนกได้ในแต่ละระดับ (singular; taxon) Category (Categories) :: ชื่อที่ใช้เรียกระดับต่างๆ ใน Hierarchy Hierarchy :: ระบบแสดงลาดับในการจัดหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิต โดยทั่วไป มี 8 ระดับ เรียงจากหมวดหมู่ ใหญ่สุด ไปหาย่อยสุดได้ ดังนี้ Domain Kingdom Phylum (Division) Class Order Family Genus Species  Taxonomy Hierarchy Homo sapiens Homo Hominidae Primate Mammalia Chordata Animalia DOMAIN Eukarya ตัวอย่างระบบแสดงลาดับการจัดหมวดหมู่ (hierarchy) ของสิ่งมีชีวิต Taxa-catagories-hierarchy  Taxonomy บางกรณี!!! การจัดหมวดหมู่ โดยทั่วไปจะจัดใน 8 ระดับ แต่อาจมีบางกรณีที่มี ลักษณะ พิเศษ จึงต้องมีการแบ่งระดับย่อยๆ แทรกอยู่ โดยจะเติมคาว่า ซับ (Sub) หน้า หมวดหมู่ที่ใหญ่กว่า และเติมคาว่า ซูเปอร์ (Super) หน้าหมวดหมู่ที่เล็กกว่า ตัวอย่าง :: ซับคลาส (Subclass) เป็นขั้นที่มรี ะดับต่ากว่าคลาส แต่สูงกว่า ออร์เดอร์ จึง อาจเขียนได้อีกรูปแบบหนึ่งว่า ซูเปอร์ออร์เดอร์ (Superorder) เช่น การจัด หมวดหมู่ตุ่นปากเป็ด (duckbill) และฉลามขาวใหญ่ (great white shark)  Domain Eukarya Kingdom Animalia Phylum Chordata Class Mammalia Subclass Prototheria Order Monotremata Family Ornithorhynchidae Genus Ornithorhynchus Species O. anatinus  Domain Eukarya Kingdom Animalia Phylum Chordata Class Chondrichthyes Subclass Elasmobranchii Superorder Selachimorpha Order Lamniformes Family Lamnidae Genus Carcharodon Species C. carcharias  Taxonomy 2.การตั้งชื่อของสิ่งมีชีวิต (Nomenclature) ชื่อท้องถิ่น (Local name) : ชื่อที่ใช้เรียกสิ่งมีชีวิตเพื่อความเข้าใจใน การสื่อสารของแต่ละท้องถิ่น ชื่อสามัญ (common name) : ชื่อของสิ่งมีชีวิตที่เป็นที่รู้จักกันอย่าง กว้างขวาง ชื่อวิทยาศาสตร์ (Scientific name) : ชื่อเรียกสิ่งมีชีวิตที่เป็นที่ยอมรับ ของนักวิทยาศาสตร์ ได้ผ่านกฏเกณฑ์การตั้งชื่อ และสามารถอ้างอิง ได้ทั่วโลก  Taxonomy การตั้งชื่อวิทยาศาสตร์ Carolus Linnaeus นักพฤกษศาสตร์ ชาวสวีเดน เป็นผู้ได้รับการ ยกย่องให้ เป็นบิดาแห่งอนุกรมวิธาน และเป็นผู้ จัดระบบ การตั้งชื่อวิทยาศาสตร์ของ สิ่งมีชีวิตระดับ สปีชีส์ โดยระบบการตั้ง ชื่อแบบทวินาม (binomial nomenclature)  Taxonomy การตั้งชื่อแบบทวินาม (binomial nomenclature) ประกอบด้วยชื่อ 2 ส่วน คือ ส่วนแรก เป็นชื่อสกุล (genus) เรียกว่า generic name และส่วนที่สองเป็นคาคุณศัพท์ (adjective) แสดง ลักษณะพิเศษ ของสิ่งมีชีวิตชนิดนั้นๆ เรียกว่า specific epithet โดยชื่อทั้ง 2 ส่วน จะเป็น คาจากภาษาละติน Scientific name = generic name + specific epithet  OoGalnows' = Taxonomy การเขียนชื่อวิทยาศาสตร์ ↑ birt = Master generic name เขียนขึ้นต้นด้วยตัวพิมพ์ใหญ่ เว้นวรรค แล้วตาม ด้วย Specific epithet ที่เขียนด้วยตัวพิมพ์เล็ก ทั้ง 2 ชื่อ เขียนในรูปตัวเอน หรือ ตัวตรงขีดเส้นใต้ อาจมีชื่อของผู้ตั้งชื่อหรือปีที่ตั้งชื่อวิทยาศาสตร์นั้นกากับไว้ด้วย โดย ไม่ต้องเขียนเป็นตัวเอนหรือขีดเส้นใต้  Taxonomy ตัวอย่างการเขียนชื่อวิทยาศาสตร์แบบทวินาม non ข้าว มีชื่อวิทยาศาสตร์ว่า Oryza sativa Linnaeus. Sund จําปี มีชื่อวิทยาศาสตร์ว่า Michelia alba Linn. ↳ eina e ปลาบึก มีชื่อวิทยาศาสตร์ว่า Pangasianodon gigas L. ไก่บ้าน มีชื่อวิทยาศาสตร์ว่า Gallus gallus L. แมลงวันบ้าน มีชื่อวิทยาศาสตร์ว่า Musca domestica ไดโนเสาร์ที่พบในประเทศไทย เป็นชนิดใหม่ของโลก มีชอ่ื วิทยาศาสตร์ว่า Phuwiangosaurus sirindhornae Martin, Buffetaut and Sutheethom, 1994  Taxonomy Tina เกณฑ์การตั้งชื่อวิทยาศาสตร์ ยึดแนวคิดพื้นฐานดังนี้ 1.สากล (Universality) 2. มั่นคงถาวร (Stability) 3. จาเพาะเจาะจง (Uniqueness)  Taxonomy Maintai การตั้งชื่อวิทยาศาสตร์ อาจตั้งโดยพิจารณาจากลักษณะต่างๆ เช่น รูปร่าง สีถิ่น กาเนิด หรือตั้งเพื่อเป็นเกียรติแก่บุคคล กฎเกณฑ์การตั้งชื่อสาหรับสัตว์และโพรโทซัวตั้งตาม International Code of Zoological Nomenclature (ICZN) กฏเกณฑ์การตั้งชื่อสาหรับพืช ตั้งตาม International Code of Botanical Nomenclature (ICBN) กฏเกณฑ์การตั้งชื่อสาหรับแบคทีเรียและไวรัสตั้งตาม International Code of Nomenclature of Bacteria and Virus  Taxonomy หลักเกณฑ์สาคัญในการตัง้ ชื่อวิทยาศาสตร์ มีดังนี้ 1. ชื่อวิทยาศาสตร์ของพืชและสัตว์เป็นอิสระไม่ขึ้นแก่กัน 2. แต่ละหมวดหมู่จะมีชื่อที่ถูกต้องที่สุดเพียงชื่อเดียว 3. ชื่อวิทยาศาสตร์ตอ้ งเป็นภาษาละตินเสมอ 4. ระดับ genus และ species ให้เขียนเป็นตัวเอน หรือตัวตรงขีดเส้นใต้ 5. ชื่อวิทยาศาสตร์ทุกระดับตัง้ แต่ Family ขึ้นไป จะต้องมีการลงท้าย ชื่อให้เป็นไป ตามกฎ ดังนี้ Phylum ลงท้ายด้วย -a (พืชและสัตว์) Class ลงท้ายด้วย -ae (พืช) Order ลงท้ายด้วย -ales (พืช) Family ลงท้ายด้วย -aceae (พีช) -idae (สัตว์)  Taxonomy 6. การกาหนดหมวดหมู่ในระดับ Family, Genus และ Species ต้องมี ตัวอย่างของสิ่งมีชีวิตเป็นต้นแบบในการพิจารณา เรียกว่า Type family, Type Genus lla: Type species 7. การกาหนดชื่อในระดับ species ให้ยึดหลัก Binomial Nomenclature  Taxonomy ตัวอย่างต้นแบบสิ่งมีชีวิต (Type specimens) ตัวอย่างต้นแบบ (Holotype) :: เป็นตัวแทนของสิ่งมีชีวิตเพียงหนึ่งเดียว โดยมี การคัดเลือกมาจากตัวอย่างหลายๆ ตัวอย่าง ที่มีลักษณะมาตรฐานของ ชนิด นั้นๆ อย่างชัดเจน ถือเป็นตัวอย่างที่มีความสาคัญที่สุด ตัวอย่างเคียงตัวอย่างต้นแบบ (Paratype) :: เป็นตัวอย่างที่หลงเหลือจากการ เลือกตัวอย่างต้นแบบ ตัวอย่างใหม่แทนตัวอย่างต้นแบบ (Neotype) : เป็นตัวแทนที่เลือกขึ้นมาใหม่ จากตัวอย่างที่เก็บรวบรวมขึ้นใหม่หรือจากตัวอย่างที่เก็บรักษาไว้เพื่อ เป็น ตัวอย่างต้นแบบ แต่ต้องมีคาอธิบายที่ชัดเจนว่าเป็นชนิดเดียวกันอย่าง แน่นอน เนื่องจากแต่เดิมไม่มีตัวอย่างต้นแบบ หรือมีแต่ถูกทาลายหรือ สูญหาย  Taxonomy 3. การระบุชนิดของสิ่งมีชีวิต (Identification) ในการศึกษาความหลากหลายของสิง่ มีชวี ิต นักวิทยาศาสตร์จะต้อง ระบุชนิด ของสิ่งมีชีวิต ทั้งนี้ต้องสร้างเครื่องมือในการตรวจหาและระบุชนิด ของสิ่งมีชีวิต เรียกเครื่องมือดังกล่าวว่ารูปวิธาน (Key) เมื่อค้นพบสิ่งมีชีวิตที่ ยังไม่ทราบชนิด ก็นามาวิเคราะห์กับ Key เพื่อการจัดหมวดหมู่ ระบุชนิด หรือตั้งชื่อต่อไป โดย Key ที่ใช้ในการระบุชนิดหรือกลุ่มของสิ่งมีชีวิต แบ่ง ออกได้ 2 ชนิด คือ 1. Illustrated key หรือ Pictorial key :: เปรียบเทียบกับรูปภาพ 2. Dichotomous key :: เปรียบเทียบลักษณะ ↓ names tin seve it ,  Taxonomy Pictorial key Triestog  Taxonomy ros ไดโคโตมัส คีย์ (Dichotomous key) don Dichotomous เป็นคาภาษากรีก หมายถึงแบ่งออกเป็น 2 ส่วน ดังนั้น หลักในการจัด หมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิตโดยใช้ Dichotomous key จะพิจารณา ความแตกต่างของโครงสร้าง ที่ละลักษณะมาพิจารณาเป็นคู่ๆ ไดโคโตมัสคีย์ (dichotomous key) A B C D 1ก มีโครงร่างแข็งภายใน.......................ดูข้อ 2 Gardens mad Pl 201 201 andclanros 1ข ไม่มีโครงร่างแข็งภายใน....................ดูข้อ 3 M X X X 4 6 g 2ก มีกระเป๋าหน้าท้อง............................จิงโจ้ 2ข ไม่มีกระเป๋าหน้าท้อง........................วัว 3ก มีหกขา............................................ผึ้ง 3ข ไม่ได้มีหกขา.....................................แมงมุม 12e cisto D : 1V13 person A ; le Bi 11 -28c8 18 132 s :  wider most enozizoiri dispense Leichtu narrow 6 und 16 6 668 7Mis : been Gus B 2 Festive. ↑ 4 = = -I zen. = e 4 - e - ~ S S Ensu - --- - - I V 2a americasual.... do 2 IB Priornicatessent...... de 2A Endo........ Grg 2B Maiswadd........ i 3 st resu...............2W B Mirzw 8768................. 4A 22 %..................... 5 4B Beiji..................... semite SA ven vie zes.................. W B ge.................... enziesin  Messing 669107 ar z G eng X X ↑ ~ sitwise ~ t - X wa Ta ~ ~ X ~ It wot2 a die 2 1 Broncopita mis 2A2012 rus aB Brink wit geos It was g 3B entries Gumama  การกาเนิดสิ่งมีชีวิต การกาเนิดสิ่งมีชีวิต origin of life ยังไม่มีข้อพิสูจน์ชัดเจน สมมติฐาน origin of life 1. เกิดจากสิ่งไม่มีชีวิต  ศาสนา 2. Louis Pasteur พิสูจน์ว่าสิ่งมีชีวิตเกิดจากสิ่งมีชีวิต * 3. Alexsandr Invanovich Oparin (1924) เสนอแนวคิดว่าเป็นกระบวนการวิวัฒนาการ ทางเคมีอย่างช้า ๆ  สังเคราะห์สารอินทรีย์จากโมเลกุลง่าย ๆ  ซับซ้อน  การกาเนิดสิ่งมีชีวิต แนวคิดของ Oparin  การกาเนิดสิ่งมีชีวิต แนวคิดของ Oparin กรดนิวคลีอิกชนิดแรกที่เกิดขึ้น : RNA RNA  DNA  แข็งแรงกว่าเพราะ อยู่รอด แนวคิดของ Stanley Miller (1953) ทดลองพิสูจน์แนวคิด Oparin  การกาเนิดสิ่งมีชีวิต แนวคิดของ Sidney Fox เซลล์เริ่มแรกเกิดจากกรดอะมิโน + ความร้อน  การกาเนิดของเซลล์โพรคาริโอต นักวิทยาศาสตร์ สันนิษ ฐานว่า สิ่งมีชีวิตที่มีวิวัฒนาการมาจากเซลล์ เริ่มแรกน่าจะเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีเซลล์โพรคาริโอต เช่น แบคทีเรีย HY H , S masosome : isnission i Pasanita สาหร่ายสีเขียวแกมน้าเงิน - Oz สิ่ง มี ชีวิ ต แรกเริ่ ม นี้ ไ ม่ สามารถสร้ า งอาหารเองได้ ต้ องอาศั ย อาหารจาก สิ่งแวดล้อมภายนอก  การกาเนิดของเซลล์โพรคาริโอต บรรยากาศของโลกในยุคนั้นมีออกซิเจนเพียงเล็กน้อย สิ่งมีชีวิตที่พบน่าจะดารงชีวิตแบบไม่ใช้ออกซิเจนและไม่สามารถ สร้างอาหารเองได้ มีวิวัฒนาการต่อมาเป็นสิ่งมีชีวิตที่ดารงชีวิตโดยการสร้างอาหารเอง ได้ ด้ ว ยกระบวนการสั ง เคราะห์ ท างเคมี เ ช่ น เดี ย วกั บ อาร์ เ คี ย แบคทีเรียในปัจจุบัน  วิวัฒนาการของแบคทีเรีย แบคที เ รี ย สั ง เคราะห์ ด้ ว ยแสงจากโมเลกุ ล ของน้ าและแก๊ ส คาร์บอนไดออกไซด์ ทาให้ปริมาณของแก๊สออกซิเจนในบรรยากาศเพิ่ม สูงขึ้นอย่างมาก และเป็นปัจจัยที่เอื้อต่อการเกิดวิวัฒนาการเป็นสิ่งมีชีวิตที่ มีเซลล์ยูคาริโอตในปัจจุบัน E P · Mitochondria Endosymbiont Chloroplast ⑳ ⑳ ยูคาริโอตมีกาเนิดจากโพรคาริโอตได้อย่ างไร? ยูคาริโอตมีกาเนิดจากโพรคาริโอตได้อย่ างไร? compartmentalization ↓ Organelle ↓ is org ยูคาริโอตมีกาเนิดจากโพรคาริโอตได้อย่ างไร? ยูคาริโอตมีกาเนิดจากโพรคาริโอตได้อย่ างไร? ยูคาริโอตมีกาเนิดจากโพรคาริโอตได้อย่ างไร? ยูคาริโอตมีกาเนิดจากโพรคาริโอตได้อย่ างไร? ยูคาริโอตมีกาเนิดจากโพรคาริโอตได้อย่ างไร? ยูคาริโอตมีกาเนิดจากโพรคาริโอตได้อย่ างไร? ยูคาริโอตมีกาเนิดจากโพรคาริโอตได้อย่ างไร? ยูคาริโอตมีกาเนิดจากโพรคาริโอตได้อย่ างไร?  ยูคาริโอตมีกาเนิดจากโพรคาริโอตได้อย่ างไร? สันนิษฐานได้ว่า ไมโทคอนเดรียและคลอโรพลาสต์อาจเคยเป็น เซลล์โพรคาริโอตขนาดเล็กที่ถูก เซลล์ยู คาริโอตกินเข้าไปแต่ไม่ ย่อยและอยู่รวมในเซลล์ยูคาริโอตขนาดใหญ่ ความแตกต่างอยู่ ที่ ไมโทคอนเดรียนั้นมาจากเซลล์โพรคาริโอตที่สังเคราะห์ด้วย แสงไม่ได้ แต่คลอโรพลาสต์มาจากเซลล์โพรคาริโอตที่สังเคราะห์ ด้วยแสงได้ การจัดหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิต : Eukaryote Whittaker (1969) : 5 Kingdoms system of classification Carl Woese et al.: Superkingdom = Domain Present : base on Whittaker  Domain Archeae Bacteria Eukarya Kingdom Monera Protista Fungi Plantae Animalis Turmer bein สิ่งมีชีวิต bacteria mess mission r zi n นิวเคลียส (มี/ไม่ม)ี - - ~ ~ ~ ~ เนื้อเยื่อ(มี/ไม่ม)ี ~ ~ เอมบริโอ (มี/ไม่มี) - visrialti สารผนังเซลล์ peptidogly can Silica chitin cellulose  DNA virus virus ↑ DNA ให้นักเรียนสืบค้นหาความหมายของศัพท์ต่อไปนี้ Tricaria-nucleic acid -RNA & L virus mi inswishvairzieren hast t Capsis host & RNA virus Virion Staesingnius : 2 sirnserin ↓ Bacteriophage Persig = hostoh bectaria mic. umswrig capsid Turner= nucein zeit Pr enveloped viruspsivienza ive Minin naked virus hostag envelope sa nucleocapsid nsseig & capsit Fusionic nucleic acit + peplomers or spikes pation enveloped - minin  virus Missionists - Historin Virus เป็นศัพท์จากภาษาลาติน แปลว่า พิษ (poison/toxic) ไวรัส หมายถึง จุลินทรีย์ที่สามารถก่อให้เกิดการติดเชื้อได้ (infectious agents) ทั้งในมนุษย์, สัตว์, พืช และ สิ่งมีชีวิตอื่นๆ ที่เป็นสิ่งมีชีวิตมีเซลล์ (cellular Life) ไวรัสเป็นปรสิตอยู่ในร่างของสิ่งมีชีวิตอื่น (obligate intracellular parasite) ไม่สามารถเติบโตหรือแพร่พันธุ์นอกเซลล์อื่นได้ ไวรัสอาจถือได้ว่าเป็นจุลินทรีย์ที่มีลักษณะของการเป็นสิ่งมีชีวิตเพียงประการเดียว คือสามารถแพร่พันธุ์ หรือการถ่ายทอดสารพันธุกรรมของตนเองจากรุ่นหนึ่งไปยัง อีก รุ่นหนึ่ง  virus การศึกษาเกี่ยวกับไวรัส 1886-1892 : มาร์ตินัส โบเยอรินิค พบไวรัสใบด่างในใบยาสูบ (TMV: Tobacco Mosaic Virus) 1898 พบไวรัสปากเท้าเปื่อย พบ Bacterophage ไวรัสที่ทาให้แบคทีเรียตายในปี 1917 โดย Twort และHereitle เรียกไวรัสกลุ่มนี้ว่า ฟาจ (Phase) W. M. Stanley (1935) สามารถแยกไวรัสออกมาจากสิ่งมีชีวิตได้ครั้งแรก วิชาที่ศึกษาไวรัสเรียกว่า วิทยาไวรัส (virology) ไวรัสไม่ใช่จุลินทรีย์ที่มีขนาดเล็กที่สุด : ตัวที่เล็กกว่าคือ viroid และ prion Animal viruses  ตัวที่เล็กที่สุด parvoviruses (20 nm) Pomma X ตัวที่ใหญ่ที่สุด pithoviruses (500x1500 nm)  virus ความแตกต่างของไวรัสกับสิ่งสิ่งมีชีวิตอื่น ไวรัสไม่มีส่วนที่เป็นเยื่อหุ้มเซลล์ของตัวเอง ไวรัสไม่มีเมตาบอลิซึมเมื่ออยู่นอก host แต่ไวรัสยังมีคุณสมบัติของสิ่งมีชีวิตที่สามารถ ขยายพันธุ์เพิ่มจานวนได้ เมื่ออยู่ใน host ไวรัสหลาย ๆ ชนิดสามารถสร้างเอนไซม์และเกิดเมตาบอลิซึมบางอย่างได้ ดังนั้นการมีชีวิตของไวรัสจึงเป็นเพียง “อนุภาคที่มีชีวิต” (Ling particle หรือ Virion) เท่านั้น การจัดจาแนกไวรัสโดย International Committee on Taxonomy of Virus (ICT) จะแบ่งไวรัสเป็นเพียง 1 order 71 families 11 subfamilies 164 genera นักไวรัสวิทยามักจะเรียกชื่อไวรัสตาม host หรือลักษณะของโรคมากกว่าจะเรียกเป็น ชื่อ วิทยาศาสตร์ตามหลัก Binomial อย่างสิ่งมีชีวิตอื่น  virus ลักษณะทั่วไปของไวรัส ไวรัสจัดมีขนาดเล็ก 20 - 400 นาโนเมตร (กm) อนุภาคไวรัสที่สมบูรณ์เรียกว่า virion (Living particle) ไม่ใช่เซลล์เป็นเพียงอนุภาคของ DNA หรือ RNA อย่างใดอย่างหนึ่ง ห่อหุ้มด้วยปลอกโปรตีน (protein coat) หรือ แคปชิด (capsid : แคปซิดประกอบขึ้นจาก capsomere ที่มีลักษณะเหมือน ๆ กันมา เรียงซ้าจานวนมาก) บางครั้งจึงเรียกโครงสร้างเช่นนี้ของไวรัส an ว่า เป็น Neucleoprotein /Neulecapsid /Lipis ไวรัสบางชนิดอาจมีเปลือกหุ้มชั้นนอกเรียกว่า envelope หุ้มอีกชั้นหนึ่ง ไวรัสจัดเป็นปรสิตภายในเซลล์อย่างแท้จริง (Obligatory intracellular parasite) อาศัย host ในการการสืบพันธุ์+เพิ่มจานวนไวรัส และยังสามารถถ่ายทอดสารพันธุกรรมไปยังเซลล์อื่น ๆ ได้ อยางมีประสิทธิภาพ ไวรัสยังสามารถควบคุมกลไกของเซลลเจ้าบ้านได้  การสร้างส่วนประกอบของไวรัสใหม่ได้ Protomer  capsomereX  capsis+ nucleic acid  nucleocapsis  virus ส่วนประกอบของไวรัส itiii) 1. capsid 2. nucleic acid/ genome 3. lipid  virus ส่วนประกอบของไวรัส 1. capsid ประกอบด้วยหน่วยย่อยของก้อน polypeptide เรียกแต่ละก้อนว่า capsomere และเป็นส่วนยึดเกาะของสารพันธุกรรม เมื่อแบ่งตามสมมาตร จะแบ่งได้ 3 ชนิด คือ 1.1 polyhedral (icosahedral) Turnoumit & 1.2 helical คล้ายท่อน เช่น Tobacco mosaic virus Hors 1.3 complex เช่น แบคทีริโอเฟจหรือไวรัสของแบคทีเรีย ประกอบด้วย S tail, sheath และItail fiber ·err : Tribes want mainter polyhedral (icosahedral)  Helical capsids ประกอบด้วย rod-shaped capsomers ตัวอย่าง tobacco mosaic virus Complex capsids มีรูปร่างทั้ง helical และ polyhedral พบในไวรัสที่ทาให้เกิดการติดเชื้อใน bacteria ที่เรียกว่า bacteriophages หรือ phages 8 : polyhedral gol : Last > - Chelical  virus ส่วนประกอบของไวรัส 2. nucleic acid/ genome double strand DNA / single strand DNA double strand RNA / single strand RNA most fungal viruses  dsRNA most plant viruses  ssRNA most prokaryotic viruses  dsDNA most animal viruses  dsDNA  virus 3. lipid host - enveloped wion Phospholipid Glycolipid Cholesterol มีลักษณะแบบเดียวกับ host พบคาร์โบไฮเดรตในรูปไกลโคโปรตีนที่ทาหน้าที่เป็น antigen  virus รูปร่างของไวรัส ขึ้นกับการจัดเรียงตัวของ capsomers, แบ่งได้เป็น 3 แบบ คือ 1. Cubic Symmetry 2. Hetical symmetry 3. Complex  virus รูปร่างของไวรัส ขึ้นกับการจัดเรียงตัวของ capsomere แบ่งได้เป็น 3 แบบ คือ 1. Cubic Symmetry ชนิด icosahedral symmetry รูปร่างเป็น สามเหลี่ยม 20 หน้า 12 มุม เช่น ไวรัสโรคโปลิโอ หูด rotavirus adenovirus bluetongue virus  virus รูปร่างของไวรัส ขึ้นกับการจัดเรียงตัวของ capsomers, แบ่งได้เป็น 3 แบบ คือ 2. Helical symmetry มีลักษณะท้อนตรงยาวหรือทอนโค้ง เช่น ไวรัสที่ทาให้เกิด โรคไข้หวัดใหญ่ หัด (influenza virus) คางทูม โรค พิษสุนัขบ้า TMV  virus รูปร่างของไวรัส ขึ้นกับการจัดเรียงตัวของ capsomers, แบ่งได้เป็น 3 แบบ คือ 3. Complex รูปร่างสมมาตรไม่แน่นอน เช่น ไวรัสโรคฝีดาษ bacteriophage  virus Envelopes virions having envelopes = enveloped viruses - virions lacking envelopes = naked viruses ไวรัสที่มี envelope บางชนิดมีปุ่มยืนออกมาจากชั้น envelope เรียกว่า spike หรือ peplomer ซึ่งมีความสาคัญในการใช้เกาะกับ receptor บนผิวเซลล์ บาง ชนิดเป็น ตัวกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันที่ดี Naked virus มีความทนทานต่อสภาพแวดล้อมได้ดีกว่า enveloped virus และจะไม่ถูกทาลายด้วยสารละลายไขมัน เช่น ether, alcohol หรือ bile แต่จะถูก ทาลายโดย organic solvents or detergents  Virus Dandeno 1. Capsin : protein > - vsorson capsomer ↳ ↳pyhana complex ↳head : polyhead a ↑ tail sheath chelina GenomePuta a. 3 Envelope : lipid - spike + i : host ↳ boading from cell host ↳ glycolipia glycoprotein ① + 2 - + Enveloped Virus  virus การจัดหมวดหมู่ของไวรัส เกณฑ์ที่ใช้จัดหมวดหมู่ไวรัสพิจารณาจากคุณสมบัติดงั ต่อไปนี้ 1 ชนิดของกรดนิวคลิอิก รูปแบบการจัดเรียงตัวเป็นขนิตสายคู่ (double strands) หรือชนิดสายเดี่ยว (single strand) เช่น DNA สายคู่ DNA สายเดียว RNA สายคู่ และ RNA สายเดียว 2 รูปร่างลักษณะของแคปชิด เช่น ขนาด สมมาตร และจานวน capsomere 3. การมีหรือไม่มี envelope ทาให้เกิดความทนทานต่อสภาพทางกายภาพและเคมี 4. คุณสมบัติทางชีรัมวิทยา (serology) 5. คุณสมบัติของโปรตีนที่ทาหน้าที่เป็นเอนไซม์ที่ปรากฏเนื่องจากไวรัสชนิดนั้น 6. เนื้อเยื่อและอาการของโรคที่เกิดกับส่วนต่าง ๆ ของร่างกาย โดยทั่วไปนักไวรัสวิทยาจะยึดการจัดจาแนกสิ่งมีชีวิตนี้ด้วยหลักการของ Baltimore Method ซึ่งยึดสาร พันธุกรรมเป็นหลัก  virus การเพิ่มจานวนของไวรัส กลไกในการเพิ่มจานวนของไวรัสแต่ละชนิดมีความแตกต่างกันไป แต่โดย ภาพรวม แล้วมีกระบวนการดังต่อไปนี้ 1. Attachment หรือ Adsorption 2. Penetration หรือ Entry 3. Biosynthesisis 4. Embly หรือ Maturation 5. Release  virus การเพิ่มจานวนของไวรัส 1. Attachment หรือ Adsorption ไวรัสเคลื่อนที่มายึดเกาะกับผิวของ host ตรงตาแหน่งที่เหมาะสม (receptor site) Attachment site : บน capsid, glycoprotein spike, envelope virus host receptor site : specific receptor บนผิวเซลล์  virus 2. Penetration หรือ Entry มีหลาย ลักษณะ เมื่อมีการรวมกับ cell membrane ไวรัสบางชนิดจะส่งเฉพาะ สารพันธุกรรมเข้าไปในเซลล์ แต่ไวรัสบาง ชนิดหลังจากไวรัสเกาะติดกับ host แล้ว จะเข้าเซลล์ host ได้ทั้งอนุภาคคล้าย ๆ กับกระบวนการ phagocytosis ในกรณี ของไวรัสสัตว์ ที่ส่งทั้งตัวอนุภาคไวรัสเข้า host จะมีขั้นตอนการสลายแคปซิด (Uncoating) โดย host จะปล่อย เอนไซม์ไลโซไซม์มาย่อยสลายแศปซิด ของไวรัส  virus 3. Biosynthesis จีโนม ของไวรัสจะเข้าควบคุม กลไกของเซลล์ให้สร้าง ส่วนประกอบ ของไวรัส ไม่ว่าจะเป็น capsomere สาร พันธุกรรม และเอนไซม์ที่ สาคัญต่อการประกอบ เป็นตัวไวรัส  virus 4. Assembly หรือ Maturation เป็น ระยะที่ส่วนประกอบต่าง ๆ ของไวรัสที่ สร้างขึ้นประกอบตัวเอง (self assembly) เป็น nucleocapsid จานวน มากและยังอยู่ในเซลล์ ไวรัสในระยะนี้อาจ เรียกว่าเป็น Progeny virus การประกอบ ร่างของ DNA virus ส่วนใหญ่ (ยกเว้น Poxvirus) จะประกอบร่างในนิวเคลียส ของ host แต่ RNA virus ส่วนใหญ่จะ ประกอบตัวในไซโทพลาซึมของ host  virus 5. Release ไวรัสบางชนิดจะปล่อย เอนไซม์มาย่อยผนังเซลล์ของ host ทา ให้เซลล์แตกและปล่อยไวรัสรุ่นใหม่ ออกมาจากเซลล์แล้วเข้าสู่เซลล์ ข้างเคียงต่อไป แต่ไวรัสบาง ชนิด โดยเฉพาะพวก envelope จะออกจาก เซลล์โดยวิธีการ building (budding ผ่าน เยื่อหุ้มนิวเคลียสหรือเยื่อหุ้มเซลล์) และดึงเอาส่วนเยื่อหุ้มของ host ไปเป็น envelope  virus วงชีวิตของไวรัส Bacteriophage มี 2 ลักษณะคือ 1. Lytic pathway 2. Lysogenic หรือ Prophage pathway  virus 1. Lytic pathway เป็นวงจรชีวิตของไวรัสที่เมื่อสาร พันธุกรรมจากไวรัสที่เข้าไป ในเซลล์ host แล้วจะจัดตัวเองให้อยู่ในรูป คล้ายพลาสมิด แล้วดาเนินการเพิ่ม จานวนสาร พันธุกรรมและสร้างโปรตีน ต่าง ๆ ที่จาเป็นต่อการประกอบเป็น เซลล์ใหม่ เมื่อสร้างสารต่าง ๆ และ ประกอบตัวเป็นอนุภาคไวรัสที่สมบูรณ์ แล้วจะปล่อยไลโซไซม์ย่อยเซลล์ host เพื่อ ปลดปล่อยลูกหลานไวรัสออกมา  virus 2. Lysogenic หรือ Prophage pathway เพิ่มจานวนสารพันธุกรรมของไวรัส : การแบ่ง เซลล์ของ host เกิดจากสารพันธุกรรมจะเข้าไปแทรกอยู่ใน โครโมโซมของเซลล์ host (อาศัยเอนไซม์ integrase) ซึ่งในระหว่างนั้นสารพันธุกรรมของ ไวรัสจะไม่กาหนดการสร้างอะไร และเพิ่มจานวน ไปพร้อม ๆ กับการแบ่งเซลล์ จนเมื่อถึงสภาวะที่เหมาะสมจึงหลุดออกจาก โครโมโซมของ host จัดรูปแบบตัวเองเป็นพลาสมิดซึ่งทาให้เกิดการ ดารงชีวิตในวงจร Lytic pathway ต่อไป  virus ประโยชน์ของไวรัส สามารถผลิตวัคซีนหรือกระตุ้นภูมิคุ้มกันของสิ่งมีชีวิต สามารถใช้เป็นพาหนะในการนํา DNA แปลกปลอมเข้าเพิ่มจํานวนยัง แบคทีเรียตัว ที่ใช้กันมากในงานพันธุวิศวกรรม สามารถควบคุมหรือต้านทานการก่อโรคโดยใช้ไวรัสพืชหลายชนิด เช่น มะละกอ ยาสูบ พริก โดยเทคนิคพันธุวิศวกรรม  virus ไวรอยด์ (viroid) โครงสร้างประกอบด้วย RNA ที่ ขดเป็นวงแหวนสายเดียว หรือ เป็นเส้นตรงสายเดี่ยว อาจไม่มี หรือมีโปรตีนประกอบเพียง เล็กน้อย ไวรอยด์มี น้าหนัก โมเลกุลต่า อาจกล่าวได้ว่าเป็น สิ่งก่อโรค (infectious agent) ในพืชที่มี ขนาดเล็กที่สุด  virus ไวรอยด์ (viroid) ไวรอยด์ก่อโรคในพืชหลายชนิด เช่น โรค potato spindle tuber (ต้นมัน ฝรั่ง) โรค citrus exocortis (ต้นส้ม) Chrysanthemum stunt (เบญจมาศ) และ Cucumber pale fruit (แตงกวา) อย่างไรก็ตามกลไกในการทาให้เกิดโรค ของไว รอยด์ยังไม่ชัดเจนแต่คาดว่าไวรอยด์น่าจะเป็นตัว ขัดขวางกระบวนการควบคุมยืน (gene regulation) ของ เซลล์เจ้าบ้าน  virus พริออน (Prion) สิ่งก่อโรคที่เล็กกว่าไวรัสถูกค้นพบในช่วงทศวรรษ 1960s สิ่งที่มีลักษณะคาบเกี่ยว ระหว่างการมีและ การไม่มีชีวิต สิ่งที่สามารถอยู่รอด (Survive) และ บางครั้งเพิ่มจานวนได้ อย่างไม่น่าเชื่อ เช่น สามารถ อยู่ในฟอร์มาลิน ซึ่งทาลายไวรัสได้) ได้นานกว่า 2 ปี ทนต่อ รังสีอุลตร้าไวโอเลต (UV) ซึ่งสามารถทาลาย สารพันธุกรรมได้นานถึง 45 นาที สิ่งที่ถูก ค้นพบนี้ถูก วิเคราะห์ชัดเจนขึ้นในปี 1982 ว่ามันคือโปรตีนที่ ประกอบขึ้นจากกรดอะมิโน ราว 250 หน่วย และ นักวิทยาศาสตร์เรียกมันว่า พริออน (Prion) โครงสร้างปกติจะไม่เป็น อันตราย แต่ถ้าเกิดการ เปลี่ยนโครงสร้าง พบว่าจะเป็นแม่แบบและชักนาให้ โปรตีนที่ “ปกติ” เกิดการเปลี่ยนแปลงเป็นโครงสร้าง ที่ผิดปกติได้ พริออนจึงสามารถเพิ่มจานวนโดย ที่ไม่ ต้องพึ่งยืน และมีความสามารถในการก่อโรคได้ทันที  virus โรคที่เกิดจากพริออน ได้แก่ Kuru disease และโรค Creutzfeldt Jacob disease (COD) ในคน และ Scrapio ในแกะ และโรควัวบ้า (mad cow disease หรือ Bovine spongiform encephalopathy (BSE) ซึ่งเป็นโรคที่มีผลต่อสมองและระบบประสาท เนื่องจากโครงสร้าง ปกติของพริออนสามารถพบได้ทั่วไปที่ผิวเซลล์ (cell surface) รวมทั้งที่ เซลล์ประสาทในสมองด้วย ดังนั้นหากมีโครงสร้างผิดปกติของพรีออนเข้า ไป เหนียวนาจะทาให้กลายเป็นโครงสร้างผิดปกติจานวนมาก ซึ่งสามารถ ตรวจสอบการ หายไปของโครงสร้างปกติด้วยการใช้ NMR (Nuclear Magnetic Resonance)