2. การศึกษาความหลากหลายทางชีวภาพ

2. การศึกษาความหลากหลายทางชีวภาพ

จุดประสงค์การเรียนรู้ เพื่อให้นักเรียนสามารถ

            1. สืบค้นข้อมูล อภิปรายและอธิบายลำดับเหตุการณ์กำเนิดของสิ่งมีชีวิตในอดีตจนถึงปัจจุบัน
            2. สำรวจตรวจสอบ สืบค้นข้อมูลลำดับขั้นการจัดหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิต และวิธีการจัดหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิต
            3. สืบค้นข้อมูล อภิปรายความสำคัญของชื่อวิทยาศาสตร์ รวมทั้งอธิบายความหมายของชื่อวิทยาศาสตร์ แบบแผนและหลักการเขียนชื่อวิทยาศาสตร์
            4. สำรวจตรวจสอบ สืบค้นข้อมูลการสร้างและใช้เครื่องมือในการระบุชนิดของสิ่งมีชีวิต

                ความหลากหลายทางชีวภาพเป็นผลมาจากการเกิดวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตในช่วงเวลา 3,000 ล้านปี โดยในแต่ละยุคจะมีสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นใหม่ หรือสูญพันธุ์ไปบ้างสังเกตได้จากร่องรอยของซากดึกดำบรรพ์ของสิ่งมีชีวิตที่หลงเหลือไว้ 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 การสูญพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตจำนวนมากเกิดขึ้นมาประมาณกี่ครั้ง และเกิดในยุคใดบ้าง
                แนวตอบ การสูญพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตจำนวนมากเกิดขึ้นมาประมาณ 3 ครั้ง และเกิดในยุคแคมเบรียนยุคเพอร์เมียน และยุคครีเทเชียส

                7. เริ่มปรากฏมนุษย์ในปัจจุบันในยุคใด เมื่อประมาณกี่ปีที่ผ่านมา
                แนวตอบ ยุคไพลสโตซีน เมื่อประมาณ 1.8 ล้านปีที่ผ่านมา

                8. สิ่งมีชีวิตทุกชนิดจะปรากฏเป็นร่องรอยของซากดึกดำบรรพ์หรือไม่ 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

20.2.1 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) ของสิ่งมีชีวิตด้วย

                   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 พวกหมึก (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. ไม้ยืนต้น (trees) มีเนื้อแข็งมีขนาดใหญ่และมีลำต้นตรงขึ้นไปแล้วจึงแตกกิ่งก้านสาขาตอนบน

                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 นักพฤกศาสตร์ชาวอังกฤษได้แบ่งพืชออกเป็นสองกลุ่มคือ

                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. สรีระวิทยาและการสังเคราะห์สารเคมี
                6. ลักษณะทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต           

                เฮกเคล (Haeckel)

                เฮกเคล นักชีววิทยาชาวเยอรมันเป็นผู้ใช้คำว่า ไฟลัม (Phylum) และโพรติสตา (Protists)

                โคปแลนด์ (Copeland) จำแนกสิ่งมีชีวิตออกเป็น 4 อาณาจักร (Kingdom)

                วิทเทเคอ (Whittaker) จำแนกสิ่งมีชีวิตออกเป็น 5 อาณาจักร

                ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์มีวิธีการจัดหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิตอย่างไร ? 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

                เมื่อมีการรวมกลุ่มของเมล็ดเข้าด้วยกัน ลักษณะที่คล้ายคลึงกันของกลุ่มมีมากหรือน้อยลักษณะเหตุใดจึงเป็นเช่นนั้น
                แนวตอบ มีน้อยลักษณะ ทั้งนี้เพราะเมื่อนำเมล็ดที่แบ่งกลุ่มย่อยแล้วมารวมกัน เมล็ดแต่ละกลุ่มจะมีลักษณะคล้ายคลึง กันบางลักษณะเท่านั้น แต่มีลักษณะที่แตกต่างกันหลายลักษณะซึ่งนำมาใช้ในการแบ่งเมล็ดออกเป็นกลุ่มย่อย

                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) ดิวิชัน (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

               20.2.2 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)

               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)

               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 ไม่ว่าจะเป็นภาษาใดก็ต้องแปลงมาเป็นภาษาลาติน (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

                   หางนกยูงไทย  ชื่อวิทยาศาสตร์: Caesalpinia pulcherrima Sw .
                   ชื่ออื่น: ขวางยอย (นครราชสีมา), จำพอ, ซำพอ ( แม่ฮ่องสอน), ซมพอ, ส้มผ่อ, ส้มพอ  (ภาคเหนือ), นกยูงไทย
                   วงศ์: LEGUMINOSAE-CAESALPINIOIDEAE
                   ลักษณะทางพฤกษศาสตร์:  ไม้พุ่ม สูง 3 -4 ม. ลำต้นเกลี้ยงหรือมีหนาม แตกกิ่งก้านสาขาจำนวนมาก เรือนยอดโปร่ง
                   ใบ ใบประกอบแบบขนนกสองชั้นปลายคู่ เรียงสลับมีใบย่อย 7-11 คู่ ใบย่อยออกเป็นคู่เรียงตรงข้ามกัน รูปรีแกมขอบขนานหรือรูปไข่กลับ ปลายใบมนหรือเว้า ฐานใบมนหรือเบี้ยว ขอบใบเรียบ ผิวด้านหลังใบสีเข้มกว่าด้านท้อง
                   ดอก ดอกช่อออกบริเวณซอกใบ ปลายกิ่ง หรือส่วนยอดของต้น ดอกมีหลายสีตามพันธุ์ กลีบดอก 5 กลีบ กลีบใหญ่ 4 กลีบ กลีบเล็ก 1 กลีบ รูปช้อน ขอบกลีบหยักเป็นคลื่น เกสรเพศผู้ 10 อัน เกสรเพศเมีย 1 อัน รังไข่อยู่เหนือฐานรองดอก กลีบเลี้ยง 5 กลีบ โคนเชื่อม ปลายแยก
                   ผล ผลเป็นฝักแบน เมล็ดรูปแบนรี

                   เล็บมือนาง  ชื่อวิทยาศาสตร์: Quisqualis indica L.
                   ชื่อสามัญ: Chinese honey Suckle, Rangoon Creeper, Drunken Sailor
                   ชื่ออื่น: จะมั่ง จ๊ามั่ง มะจีมั่ง (ภาคเหนือ), อะดอนิ่ง (มลายู-ยะลา), ไท้หม่อง (กะเหรี่ยง-แม่ฮ่องสอน)
                   วงศ์: COMBRETACEAE
                   ลักษณะทางพฤกษศาสตร์:  ไม้เถาขนาดกลาง ลำต้นค่อนข้างแข็ง แตกกิ่งก้านหนาทึบ ลำต้นหรือกิ่งอ่อนมีขนสีน้ำตาลอมเทาปกคลุม แต่ต้นที่แก่ผิวจะเกลี้ยง หรือบางทีก็มีหนาม ต้องมีหลักยืดหรือร้านให้ลำเถาเกาะยึด
                   ใบ ใบเรียงตรงข้าม ใบเดี่ยว รูปใบหอกหรือใบมนแกมขอบขนาน กว้าง 2.5-3.5 ซม. ยาว 10-15 ซม. ปลายใบแหลมหรือเรียวแหลมหรือมนและมีติ่งแหลม โคนใบมนหรือกลม ขอบใบเรียบ เนื้อใบบาง ใบสีเขียว ท้องใบมีขนปกคลุมจำนวนมาก
                   ดอก ดอกช่อ ออกตามปลายกิ่งหรือตามซอกใบ กลีบเลี้ยงเชื่อมติดกันเป็นหลอดเล็ก ปลายแหลมมี 5 กลีบ โคนกลีบดอกเชื่อมติดกันเป็นหลอดรูปทรงกระบอกยาว ปลายแยกเป็น 5 กลีบ เมื่อดอกย่อยบานมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 3-4 ซม. มีทั้งดอกลาและดอกซ้อน ช่อดอกเมื่อเริ่มบานมีสีขาวหรือสีชมพูอ่อน เมื่อดอกบานเต็มที่สีชมพูเข้ม ดอกย่อยทยอยบาน เมื่อใกล้โรยเปลี่ยนเป็นสีแดง มีกลิ่นหอมแรง โคนกลีบดอกมีใบประดับ
                   ผล ผลแห้งไม่แตก เป็นสันตามยาว 5 สัน เมื่อแก่ผลมีสีน้ำตาลแกมดำ

                   (ที่มา : http://www.il.mahidol.ac.th/th/)

               20.2.3 การระบุชนิด

               ให้นักเรียนศึกษาภาพความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตต่อไปนี้ ้

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

               จากภาพที่ 20-7 ให้นักเรียนอภิปรายจากคำถามดังนี

               1. นักวิทยาศาสตร์สามารถระบุชนิดของสิ่งมีชีวิตได้อย่างไร ?
               2. เครื่องมือที่ใช้ในการระบุชนิดคืออะไร ?

               ข้อสรุป

               การระบุชนิดของสิ่งมีชีวิต 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)...............................................................สัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนม
               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