ความหลากหลายทางชีวภาพ

     

     ความหลากหลายทางชีวภาพ ( Biodiversity หรือ Biological Diversity) หมายความถึงความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศ มาจากคำ 2 คำ คือ Biological หมายถึง ชีวภาพ และ diversity หมายถึง ความหลากหลาย

ระดับของความหลากหลายทางชีวภาพ

การศึกษาความหลากหลายทางชีวภาพ สามารถแบ่งย่อยออกได้เป็น 3 ระดับคือ 

1. ความหลากหลายทางพันธุกรรม (Genetic diversity) 

2. ความหลากหลายทางชนิดพันธุ์ (Species diversity) 

3.ความหลากหลายทางระบบนิเวศ (Ecological diversity) 

.............................................................................................................

1.ความหลากหลายทางพันธุกรรม (Genetic diversity) หมายถึง ความหลากหลายทางพันธุกรรมที่สิ่งมีชีวิตแต่ละชีวิตได้รับการถ่ายทอดมาจากรุ่นพ่อแม่และส่งต่อไปยังรุ่นต่อไปเช่น ลักษณะความหลากหลายของลวดลายและสีของหอยทาก Cepaea nemoralls ความหลากหลายของสีสันของ emerald tree boas Corallus canius ลักษณะทางพันธุกรรมที่ได้รับการถ่ายทอดนั้นผ่านทางยีนส์ (genes) ที่มีอยู่ในสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิด ซึ่งส่งผลให้สิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันอาจมีลักษณะที่คล้ายคลึงกันหรือแตกต่างกันไปตามยีนส์ ที่ได้รับการถ่ายทอดมา ตัวอย่างของความหลากหลายทางพันธุกรรมมีอยู่ทุกครอบครัวของสิ่งมีชีวิต พี่น้องอาจมีสีผม สีผิวและสีของนัยน์ตาที่แตกต่างกัน เป็นต้น

  ความแตกต่างผันแปรทางพันธุกรรมในแต่ละหน่วยชีวิตนั้นมีสาเหตุมาจากการเปลี่ยนแปลงพันธุกรรมซึ่งอาจเกิดขึ้นในระดับยีนส์หรือในระดับโครโมโซม ผสมผสานกับกลไกที่เรียกว่า Crossingover ที่เกิดขึ้นในขณะที่มีการแบ่งเซลล์สืบพันธุ์ สำหรับการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ เป็นผลทำให้ยีนส์สลับที่รวมตัวกันใหม่ (Recombination) ซึ่งจะถูกถ่ายทอดไปสู่ลูกหลานต่อ ๆ ไปในประชากร


2.ความหลากหลายของชนิดพันธุ์ (Species diversity) หมายถึงจำนวนชนิด และจำนวนหน่วยสิ่งมีชีวิตที่เป็นสมาชิก ของแต่ละชนิดที่มีอยู่ใน แหล่งที่อยู่อาศัยในประชากรนั้น ๆ หรือหมายถึงความหลากหลายของชนิดสิ่งมีชีวิต (species) ที่มีอยู่ในพื้นที่หนึ่งนั่นเอง ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า สิ่งมีชีวิตทั้งหมดที่วิวัฒนาการอยู่บนโลกนี้ในปัจจุบันมีจำนวนชนิดอยู่ระหว่าง  2-30 ล้านชนิด โดยที่มีบันทึกอย่างเป็นทางการแล้วประมาณ 1.4 ล้านชนิด แบ่งออกเป็น 5 อาณาจักร ดังนี้คือ

• อาณาจักรมอเนอรา (Kingdom Mornera) 
• อาณาจักรโพรติสตา (Kingdom Protista) 
• อาณาจักรพืช (Kingdom Plantae) 
• อาณาจักรเห็ดรา (Kingdom Fungi) 
• อาณาจักรสัตว์ (Kingdom Animalia) 

3.ความหลากหลายของระบบนิเวศหรือแหล่งที่อยู่อาศัย (Ecological system diversity หรือ Habitat diversity) คือความซับซ้อนของลักษณะพื้นที่ที่แตกต่างกันในแต่ละภูมิภาคของโลก เมื่อประกอบกับสภาพภูมิอากาศ ลักษณะภูมิประเทศทำให้เกิดระบบนิเวศหรือถิ่นที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกัน การที่สามารถพบสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ในแต่ละพื้นที่ได้โดยผ่านการคัดเลือกตามธรรมชาติตามกระบวนการวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต

      ความหลากหลายทางนิเวศวิทยา ประกอบด้วยความหลากหลาย 3 ประเด็น คือ
ความหลากหลายของถิ่นตามธรรมชาติ ในแต่ละบริเวณที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันไป บริเวณใดที่มีความหลากหลายของแหล่งที่อยู่อาศัย ที่นั่นจะมีชนิดของสิ่งมีชีวิตที่หลากหลายไปด้วยเช่นกัน 
ความหลากหลายของการทดแทน เมื่อสิ่งมีชีวิตเริ่มพัฒนาขึ้นในพื้นที่ที่ไม่เคยมีสิ่งมีชีวิตขึ้นมาก่อนและพัฒนาขึ้นเป็นชุมชนสิ่งมีชีวิตสมบูรณ์ เมื่อเกิดการรบกวนหรือการทำลายระบบนิเวศลงไป เช่น พายุ ไฟป่า การตัดไม้ทำลายป่า ฯลฯ ก็จะทำให้ระบบนิเวศเกิดการเสียหายหรือถูกทำลายแต่ธรรมชาติจะมีการทดแทนทางนิเวศของสิ่งมีชีวิตใหม่ขึ้นมาแทนที่ทั้งนี้เนื่องจากปัจจัย ที่เอื้อต่อ การดำรงชีวิต เช่น อาหาร น้ำ แสง ความชื้น อุณหภูมิ ฯลฯ เปลี่ยนไป การทดแทนสังคมที่เกิดขึ้นมาใหม่นี้เรียกว่าการทดแทนลำดับสอง 
ความหลากหลายของภูมิประเทศ/ภูมิทัศน์ พื้นผิวโลกจะประกอบด้วยภูมิประเทศและภูมิอากาศที่แตกต่างกัน หากแบ่งตามลักษณะภูมิอากาศสามารถแบ่งได้เป็น 4 เขตใหญ่ๆคือ

  1.เขตร้อนชื้นแถบศูนย์สูตร หรือเขตร้อน มีความสำคัญอย่างยิ่งในเรื่องความหลากหลายทางชีวภาพ 

  2. เขตอบอุ่น เป็นเขตที่พบความหลากหลายทางชีวภาพ รองลงมาจากเขตร้อน

  3. เขตหนาวแบบทรุนดา เป็นบริเวณที่มีความหลากหลายทางชีวภาพน้อยมาก

  4. เขตหนาวขั้วโลก เป็นพื้นที่ไม่มีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่เลยเพราะสภาพพื้นที่มีแต่ภูเขาน้ำแข็ง

ประโยชน์ของจุลินทรีย์ในด้านต่าง ๆ

จุลินทรีย์กับสิ่งแวดล้อม ในปัจจุบันนิยมนำจุลินทรีย์มาช่วยรักษาสิ่งแวดล้อมให้สะอาดโดยเฉพาะในโรงงานอุตสาหกรรม ที่มีการปนเปื้อนของสารพิษเหล่านนี้อยู่ ทั้งที่ปนเปื้อนในแหล่งน้ำ และในดิน เช่น การนำจุลินทรีย์มาบำบัดสารมลพิษที่ย่อยสลายยากทั้งที่เป็นสารอินทรีย์และสารอนินทรีย์ โดยจุลินทรีย์เหล่านี้จะย่อยสลายสารมลพิษเหล่านี้ให้มีความเป็นพิษน้อยลง หรือย่อยจนสารพิษนั้นหมดไปทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความเป็นพิษของสารนั้นและชนิดของจุลินทรีย์ที่นำมาบำบัด

จุลินทรีย์กับการแพทย์     จุลินทรีย์ถูกนำมาใช้เป็นตัวกลางในการผลิตสารที่จำเป็นบางอย่างที่เกี่ยวข้องกับทางการแพทย์และการรักษาโรค  ซึ่งตามปรกติแล้วสารเหล่านี้จะสกัดมาจากคนหรือสัตว์ซึ่งให้ปริมาณน้อยไม่เพียงพอต่อความต้องการ  ทำให้มีราคาแพง การผลิตโดยจุลินทรีย์จะอาศัยเทคนิคทางพันธุวิศวกรรม  ทำให้เราสามารถทำการตัดต่อยีน ที่เกี่ยวข้องกับการผลิตสารชนิดนั้น ๆ

จุลินทรีย์กับอุตสาหกรรม   จุลินทรีย์มักนำมาใช้ส่วนใหญ่จะเกี่ยวกับอุตสาหกรรมอาหาร เช่น ยีสต์ (Yeast)  Saccharomyces cerevisiae เป็นจุลินทรีย์ที่ใช้ในการผลิตเครื่องดื่มประเภทแอลกอฮอล์ ที่รู้จักกันดีคือ เบียร์ เหล้า และไวน์  เชื้อรา Aspergillus oryzae ใช้ผลิตอาหารและอาหารเสริม เช่น ซีอิ้ว เต้าเจี้ยว น้ำปลา น้ำส้มสายชู ปลาร้า  แบคทีเรีย (Bacteria) ในจีนัสแลคโตเบซิลัส (Lactobacillus) ใช้ในการผลิตนมเปรี้ยว (cultured milk) ทุกชนิดได้  เชื้อรา Aspergillus niger ใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร เป็นเครื่องปรุงรสอาหาร ในอุตสาหกรรมน้ำหมึก สีย้อม และใช้ในวงการแพทย์  เชื้อรา Aspergillus oryzae ใช้ในการทำให้ไวน์ เบียร์ และน้ำผลไม้ใสขึ้น   ยีสต์ Saccharomyces cerevisiae ใช้ในอุตสาหกรรมทำลูกกวาด ไอศกรีม

จุลินทรีย์กับการเกษตร    ส่วนใหญ่นิยมนำมาทำเป็นเชื้อ EM (ปุ๋ยชีวภาพ) ได้แก่ กลุ่มจุลินทรีย์สังเคราะห์แสง แลกโตบาซิลัส (Lactobacillus), เพนนิซีเลียม (penicillum), ไตรโคเดอมา (Trichoderma), ฟูซาเรียม (Fusarium), สเตรปโตไมซิส (Streptomysis) อโซโตแบคเตอ (Azotobacter) ไรโซเบียม (Rhizobium) ยีสต์ (yeast)  รา ( mold )  เป็นต้น

 

ประเภทของจุลินทรีย์

จุลินทรีย์มีอยู่มากมายหลายชนิด สามารถแบ่งเป็นกลุ่มๆได้ดังนี้

• แบคทีเรีย เป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว มีลักษณะโครงสร้างแบบง่ายๆ พบอยู่ทั่วไปทั้งในน้ำ อากาศ และบนพื้นดิน แบคทีเรียก่อให้เกิดการเน่าเสียของอาหาร โรคท้องร่วง และทำให้บาดแผลเน่าเปื่อย

• สาหร่าย เป็นสิ่งมีชีวิตที่มีคลอโรฟิลล์ ซึ่งเป็นสารสีเขียวที่ใช้ในการสังเคราะห์แสง ลักษณะของเซลล์มีทั้งแบบเดี่ยว แบบกลุ่มหรือเป็นเส้นสาย เช่น สาหร่ายสีเขียว แดง น้ำเงิน

• รา เป็นสิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะเป็นทั้งเซลล์เดียว หรือเป็นเส้นใย ตลอดจนลักษณะที่เป็นดอกเห็ด พบอยู่ทั่วไปทั้งในดิน น้ำ อากาศ ประโยชน์ของราได้แก่ การผลิตสุรา เบียร์ และขนมปัง ส่วนโทษของราจะทำให้อาหารเน่าเสียและก่อให้เกิดโรคได้

• โปรโตซัว เป็นสิ่งมีชีวิตที่อยู่แบบเซลล์เดียวหรือหลายเซลล์รวมกันเป็นกลุ่ม มีรูปร่างไม่แน่นอน พบทั้งในน้ำจืดและน้ำเค็ม รวมทั้งในดินที่ชื้นแฉะ โปรโตซัวก่อให้เกิดโรคบิด มาลาเรีย แต่มีประโยชน์ต่อความสมดุลของระบบนิเวศ

• ไวรัส เป็นสิ่งมีชีวิตที่มีขนาดเล็กมาก ไม่มีลักษณะหรือคุณสมบัติเป็นเซลล์ แต่จะประกอบด้วย DNA หรือ RNA อย่างใดอย่างหนึ่ง สามารถดำรงชีวิตอยู่ได้โดยอาศัยสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น

โลกของจุลินทรีย์

สิ่งมีชีวิตที่ถือกำเนิดขึ้นเป็นสิ่งแรกในโลก ได้แก่ จุลินทรีย์และนับตั้งแต่ที่จุลินทรีย์ได้มีบทบาท ต่อการเปลี่ยนแปลงของสรรพสิ่งในโลก เป็นจุดเริ่มต้นของวิวัฒนาการ ความหลากหลายของจุลินทรีย์ในเชิงความสามารถที่จะดำรงชีวิตในระบบนิเวศน์และสภาวะแวดล้อมที่ไม่เหมือนกัน ทำให้สิ่งมีชีวิตกลุ่มนี้กระจายอยู่ ทุกหนทุกแห่งในโลก แม้ในที่ ๆ สิ่งมีชีวิตอื่นไม่สามารถเจริญอยู่ได้ เช่นในน้ำพุร้อนซึ่งอุณหภูมิสูงถึง 90-100 องศาเซลเซียส หรือที่เย็นจัดอุณหภูมิติดลบ ความเป็นกรดด่างมาก บริเวณที่ปราศจากออกซิเจน ใต้ทะเลหรือบริเวณที่มีความดันสูง บริเวณที่มีเกลือเข้มข้น  25-30% หรือน้ำตาลเข้มข้น 60-70% เป็นต้น ดังนั้นจึงเป็นการง่ายที่จะระบุแหล่งที่ปลอดจุลินทรีย์มากกว่าที่จะระบุแหล่งที่มีจุลินทรีย์

นิยามของความหลากหลายทางชีวภาพของจุลินทรีย์ 

ความหลากหลายทางชีวภาพของจุลินทรีย์ คือ การมีจุลินทรีย์นานาชนิด นานาพันธุ์ในระบบนิเวศอันเป็นแหล่งที่อยู่อาศัย ซึ่งมีมากมายและแตกต่างกันทั่วโลก