ธรรมชาติของสิ่งมีชีวิต

ธรรมชาติของสิ่งมีชีวิต
ชีววิทยาคืออะไร

ชีววิทยา คือ การศึกษาเรื่องราวเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิต รากศัพท์ของคำนี้มาจากภาษากรีก คือ ไบออส (bios) ซึ่งหมายถึงสิ่งมีชีวิต และโลกอส (logos) ที่หมายถึง ความคิดและเหตุผลการศึกษาเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตสามารถศึกษาได้หลายระดับ ตั้งแต่ระดับใหญ่ เช่น การศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างประชากรสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม การศึกษาความสัมพันธ์์ระหว่างสิ่งมีชีวิตกลุ่มต่างๆ การศึกษาลักษณะรูปร่าง การดำรงชีวิตและการจัดจำแนกสิ่งมีชีวิต สำหรับการศึกษาในระดับย่อยลงมา เช่น การศึกษาองค์ประกอบของสิ่งมีชีวิต ได้แก่ อวัยวะ เนื้อเยื่อ และเซลล์ ในด้านโครงสร้างและหน้าที่การทำงาน

นอกจากนี้ชีววิทยายังครอบคลุมถึง การศึกษาเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตในระดับโมเลกุล อะตอมที่เป็นองค์ประกอบทางเคมีของเซลล์ เช่น โมเลกุลดีเอ็นเอ (DNA) อาร์เอ็นเอ (RNA) โมเลกุลของสารอินทรีย์และอะตอมของธาตุต่างๆที่พบในสิ่งมีชีวิต รวมถึง การศึกษาเรื่องปฏิกิริยาเคมี และพลังงานที่เกิดขึ้นในร่างกายสิ่งมีชีวิตอีกด้วย จะเห็นได้ว่า ชีววิทยานั้นเกี่ยวข้องกับความรู้ต่างๆหลายสาขา ทั้งทางด้านเคมี ฟิสิกส์ คณิตศาสตร์ และคอมพิวเตอร์ ที่สามารถประยุกต์นำมาใช้อธิบายหรือจำลองความเป็นไปของสิ่งมีชีวิตทั้งหลาย เพื่อตอบปัญหาต่างๆที่มนุษย์สงสัยเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตได้

คุณสมบัติของสิ่งมีชีวิต

ความ แตกต่างระหว่างสิ่งมีชีวิตและสิ่งไม่มีชีวิตนั้นมีหลายประการ ในการศึกษาทางด้านชีววิทยามีความจำเป็นอย่างยิ่ง ที่จะต้องสามารถแยกให้ได้ว่าสิ่งใดคือสิ่งมีชีวิตและสิ่งใดคือสิ่งไม่มี ชีวิตเสียก่อน จึงสามารถศึกษาในขั้นต่อไปได้อย่างถูกต้อง ซึ่งลักษณะที่สำคัญของสิ่งมีชีวิต ได้แก่

1. มีโครงสร้างและการทำหน้าที่อย่างเป็นระบบ (organization)ในสิ่งมีชีวิตโดยเฉพาะสิ่งมีชีวิตชั้นสูงจะมีการทำงานประสาน กันตั้งแต่ระดับหน่วยย่อยภายในเซลล์ (organelle) กลุ่มเซลล์ (tissue) และอวัยวะ (organ) ต่าง ๆ อย่างเป็นระบบและมีประสิทธิภาพ

2. มีการรักษาสมดุลภายในร่างกาย (homeostasis)การรักษาสมดุลภายในร่างกาย เช่น ระดับอุณหภูมิ ค่าความเป็นกรด-เบส (pH) และความเข้มข้นของสารต่างๆให้อยู่ในจุดที่ไม่เป็นอันตราย ต่อเซลล์

3. มีการปรับตัว (adaptation)สิ่งมีชีวิตพยายามปรับตัวให้เข้ากับสิ่งแวดล้อมอยู่เสมอ เช่น การเปลี่ยนสีของผิวหนังในสัตว์เลื้อยคลาน เพื่ออำพรางศัตรู การที่ปลามีรูปร่างเพรียวไม่ต้านกระแสน้ำ การลดรูปของใบจนมีลักษณะคล้ายเข็มในต้นกระบองเพ็ดเพื่อลดการสูญเสียน้ำเพราะ เจริญอยู่ในสิ่งแวดล้อมที่เป็นทะเลทราย การปรับตัวของสิ่งมีชีวิตเป็นไปก็เพื่อให้้สามารถอยู่รอดในสิ่งแวดล้อมที่ มันอาศัยอยู่และสามารถสืบทอดลูกหลานต่อไปได้นั่นเอง

4. มีการสืบพันธุ์และถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม (reproduction and heredity)สิ่งมีชีวิตต้องสามารถสืบพันธุ์ได้ เพื่อดำรงเผ่าพันธุ์ไว้ไม่ให้สูญสิ้นไป โดยอาจอาศัยวิธีีสืบพันธุ์โดยอาศัยเพศ (sexual reproduction) หรือไม่อาศัยเพศ (asexual reproduction) อย่างใดอย่างหนึ่งหรือทั้งสองวิธีก็ได้ เมื่อมีการสืบพันธุ์ สิ่งมีชีวิตจะถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมไปยังลูกหลานโดยอาศัยสารพันธุกรรม ซึ่งได้แก่ ดีเอ็นเอ และอาร์เอ็นเอ ซึ่งเปรียบเสมือนเป็นตัวเก็บรหัสทางพันธุกรรมของรุ่นพ่อ-แม่ไว้นั่นเอง

5. มีการเจริญเติบโตและพัฒนารูปร่าง (growth and development)ในสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว หลังจากมีการสืบพันธุ์ให้ลูกหลานแล้ว เซลล์ลูกเริ่มแรกจะมีขนาดเล็กหลังจากได้รับสารอาหารจะมีการเจริญเติบโตขยาย ขนาดใหญ่ขึ้นและพัฒนาจนเป็นเซลล์ที่พร้อมจะสืบพันธุ์ได้ (mature cell) ในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์จะมีกระบวนการเจริญเติบโตและพัฒนาที่ซับซ้อนมากขึ้น ซึ่งประกอบด้วย กระบวนการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของเซลล์ (cell differentiation) เพื่อให้เหมาะกับการทำหน้าที่แต่ละอย่าง เช่น การเปลี่ยนแปลงรูปร่างเซลล์ต้นกำเนิดของเซลล์กล้ามเนื้อเพื่อให้เหมาะสมกับ การทำหน้าที่เคลื่อนไหวของร่างกาย เป็นต้น

6. ต้องการพลังงาน (energy) และสร้างพลังงานสิ่งมีชีวิตต้องการพลังงานเพื่อนำมาสร้างสาร ATP (adenosine triphosphate) โดยผ่านกระบวนการเมแทบอลิซึม (metabolism) ATP เป็นสารที่ใช้ในการขับเคลื่อนกิจกรรมต่างๆภายในร่างกายสิ่งมีชีวิต เช่น การสืบพันธุ์ การเจริญเติบโต การเคลื่อนไหว ฯลฯ พลังงานที่สิ่งมีชีวิตต้องการดังกล่าวอาจได้มาจากแหล่งต่างๆ เช่น พืช ได้พลังงานจากแสงอาทิตย์ สัตว์ได้พลังงานจากปฏิกิริยาเคมีของสารอินทรีย์และสารอนินทรีย์ ไวรัส ได้พลังงานจากสิ่งมีชีวิตอื่น

7. มีการรับรู้ต่อสิ่งเร้าที่มากระตุ้น (sensitivity)สิ่งมีชีวิตสามารถรับรู้และตอบสนองต่อสิ่งเร้าจากสิ่งแวดล้อม ที่อาศัยอยู่ในลักษณะต่างๆ กัน เช่น การเจริญเข้าหาแสงของต้นพืช การเจริญเติบโตช้าลงของจุลินทรีย์เมื่ออยู่ในที่อุณหภูมิิต่ำ 4 องศาเซลเซียส การเคลื่อนที่เข้าหาสารอาหารของพารามีเซียมเป็นต้น

8. มีปฏิสัมพันธ์ (interaction) กับสิ่งแวดล้อมสิ่งมีชีวิตมีลักษณะเป็นระบบเปิด (open system) ซึ่งสามารถมีปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อมได้ตลอดเวลาโดยมีการรับพลังงาน สารอาหารเข้าสู่ร่างกาย และขับถ่ายของเสียออกสู่สิ่งแวดล้อมรวมทั้งมีความสัมพันธ์กับสิ่งมีชีวิต อื่นในรูปแบบต่างๆ เช่น การอยู่ร่วมกันแบบพึ่งพาอาศัย (symbiosis) การเป็นปฏิปักษ์ต่อกัน (antagonism) และการเบียดเบียนสิ่งมีชีวิตอื่น (parasitism) เป็นต้น

ชีวจริยธรรม

ชีวจริยธรรม (bioethics) หมายถึงการปฏิบัติต่อสิ่งมีชีวิตอย่างมีคุณธรรม ไม่ทำร้าย หรือทำอันตรายต่อสัตว์หรือมนุษย์เพื่อการศึกษาหรือการวิจัย

จรรยาบรรณ ในการใช้สัตว์ทดลอง สำนักงานคณะกรรมการการวิจัยแห่งชาติ ได้กำหนดจรรยาบรรณการใช้สัตว์เพื่องานวิจัย งานสอน งานทดสอบ และงานผลิตชีววัตถุไว้ดังนี้
1. ผู้ใช้สัตว์ต้องตระหนักถึงคุณค่าของชีวิตสัตว์
2. ผู้ใช้สัตว์ต้องตระหนักถึงความแม่นยำของผลงานโดยใช้สัตว์จำนวนน้อยที่สุด
3. การใช้สัตว์ป่าต้องไม่ขัดต่อกฎหมายและนโยบายการอนุรักษ์ป่า
4. ผู้ใช้สัตว์ต้องตระหนักว่าสัตว์เป็นสิ่งมีชีวิตเช่นเดียวกับมนุษย์
5. ผู้ใช้สัตว์ต้องบันทึกการปฏิบัติต่อสัตว์ไว้เป็นหลักฐานอย่างครบถ้วน

 

การ กำกับดูแลให้ผู้ใช้สัตว์ปฏิบัติตามจรรยาบรรณการใช้สัตว์ ทั้งระดับองค์กร และระดับชาติ ต้องจัดให้มีคณะกรรมการกำกับติดตามดูแลรับผิดชอบ เช่น ในระดับชาติได้แก่ สำนักงานคณะกรรมการการวิจัยแห่งชาติ และกองบรรณาธิการของวารสารที่ตีพิมพ์ผลงานวิจัย

การโคลน

โคลน นิ่ง (cloning) หรือการโคลน หมายถึงการคัดลอกหรือการทำซ้ำ (copy) ในทางชีววิทยา หมายถึง การสร้างสิ่งมีชีวิตใหม่ที่มีลักษณะทางพันธุกรรมเหมือนเดิมทุกประการ

ประโยชน์ ของการโคลน ช่วยให้สร้างสัตว์ที่มีลักษณะทางพันธุกรรมตามที่เราต้องการได้เป็นจำนวนมาก เช่น สัตว์ที่ให้น้ำนมมาก มีความต้านทานโรคสูง สัตว์ที่ใกล้จะสูญพันธุ์ ข้อเสียของการโคลนก็คือ สถิติความสำเร็จมีน้อยมาก ในการโคลนแกะดอลลี ใช้ไข่ถึง 277 เซลล์ แต่ประสบผลเพียง 1 เซลล์ คิดเป็นร้อยละ 0.4 แต่นักวิทยาศาสตร์และกลุ่มคนที่ชอบยังคงมีความหวัง บางกลุ่มสนใจที่จะให้โคลนมนุษย์ ซึ่งเป็นประเด็นที่วิพากษ์วิจารณ์กันมาก เพราะมนุษย์ที่เกิดจากการโคลนไม่มีพ่อและแม่ที่แท้จริง และอาจมีอุปนิสัยใจคอต่างไป แม้จะมีรูปร่างหน้าตาเหมือนกับบุคคลเจ้าของเซลล์ต้นกำเนิด อาจก่อให้เกิดปัญหาทางสังคม แต่ในวงการแพทย์มีการวิจัยการโคลนเอ็มบริโอของคนโดยมีเป้าประสงค์เพื่อนำ อวัยวะไปทดแทนผู้ป่วย เช่น ไต เป็นต้น แต่ก็เป็นการทำให้มนุษย์โคลนมีอวัยวะไม่ครบ บางประเทศจึงไม่สนับสนุน โดยเหตุนี้ทุกประเทศทั่วโลกจึงห้ามการโคลนมนุษย์ แต่บางประเทศได้ร่างกฎหมายเกี่ยวกับชีวจริยศาสตร์เพื่อขออนุญาตให้ใช้ตัว อ่อนมนุษย์ในการทำวิจัย เช่น ฝรั่งเศส อังกฤษ จีน และญี่ปุ่น

การทำแท้ง

ตาม หลักศาสนา ถือว่าการทำแท้งเป็นสิ่งไม่ดี ผิดศีลธรรม เป็นบาป แต่เมื่อไม่นานในสหรัฐอเมริกามีบางกลุ่มถือว่าการท้องเป็นเรื่องส่วนตัว และกล่าวว่าเด็กในครรภ์เป็นส่วนหนึ่งของอวัยวะสตรี จึงมีสิทธิที่จะเลือกให้เด็กอยู่ในครรภ์หรือไม่ กลุ่มนี้เรียกว่า พวก pro-choice ส่วนกลุ่มตรงข้ามมีความเห็นว่าเด็กในครรภ์เป็นสิ่งมีชีวิตที่จะถือกำเนิดมา เป็นมนุษย์ การทำแท้งถือเป็นฆาตกรรมอย่างหนึ่ง ความเห็นของกลุ่มนี้เรียกว่า pro-life ในประเทศไทยมีการอนุมัติให้ขายยา RU 486 ที่ทำให้เกิดการแท้ง และมีกฎหมายอนุญาตให้ทำแท้งได้ 2 กรณี คือ

1. สุขภาพกาย สุขภาพจิตของหญิงผู้เป็นแม่ และสุขภาพของทารกในครรภ์ ไม่ดี เช่น ติดเชื้อ HIV เป็นโรคต่อมไร้ท่อ โรคหัวใจ โรคเบาหวาน โรคมะเร็ง โรคธาลัสซีเมีย มีภาวะปัญญาอ่อน

2. การตั้งครรภ์เพราะถูกข่มขืน

สิ่งมีชีวิต GMOs

สิ่ง มีชีวิต GMOs หรือสิ่งมีชีวิตตัดแต่งพันธุกรรม GMOs ย่อมาจากคำว่า genetically modified organisms หมายถึงสิ่งมีชีวิตที่มีการตัดและต่อยีนด้วยเทคนิคพันธุวิศวกรรม (genetic engineering) ทำให้มีลักษณะพันธุกรรมตามที่ต้องการ มีประโยชน์ ดังเช่น

1. สารที่ผลิตโดยจุลินทรีย์แปลงพันธุ์ มีหลายชนิดมีประโยชน์ เช่น ช่วยขยายหลอดเลือด ฟื้นฟูกระดูกภายหลัง การปลูกถ่ายไขกระดูก ลดน้ำหนองในปอดของคนไข้ กระตุ้นการสร้างเนื้อเยื่อที่เกิดจากบาดแผลไฟไหม้ กระตุ้นการสร้างเซลล์เม็ดเลือดแดง ช่วยแก้ความเป็นหมัน ช่วยในการดูดซึมกลูโคส ฯลฯ

2. สารที่ผลิตโดยพืชแปลงพันธุ์ มีหลายชนิด เช่น แครอท ทำให้เนื้อเหนียวขึ้น มะเขือเทศ ช่วยควบคุมการสุกของผล มะละกอมีความทนทานต่อไวรัสโรคใบด่าง ผักกาดหอมต้านทานต่อโรค ทานตะวันทำให้เมล็ดมีโปรตีนเพิ่มขึ้น ข้าวโพดทนทานต่อยาปราบวัชพืช ฯลฯ

3. สารที่ผลิตโดยสัตว์แปลงพันธุ์ มีหลายชนิด เช่น วัวผลิต GH ฮอร์โมนช่วยเพิ่มผลผลิตน้ำนม หนูผลิต GH ของคนช่วยเพิ่มความสูงของคนเตี้ยแคระ กระต่ายผลิตสาร EPO กระตุ้นการสร้างเซลล์เม็ดเลือดแดงสำหรับคนป่วยโรคโลหิตจางเนื่องจากไตวาย เป็นต้น

อันตรายจากอาหารที่ได้จากสิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรม (GE foods หรือ GM foods) แม้จะยังไม่มีข้อมูลรายงานชัดเจน แต่ก็ก่อให้เกิดความหวั่นวิตก และเกรงจะเกิดภัยอันตรายแก่มนุษย์

แม้ ว่าศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีแห่งชาติ ได้พยายามชี้แจงว่าผลิตภัณฑ์ GMO ยังไม่เกิดอันตรายอย่างเด่นชัด แต่เราในฐานะผู้บริโภคควรระวังตนไว้ก่อน สิ่งใดมีคุณอนันต์ก็อาจก่อให้เกิดผลเสียอย่างมหันต์ได้ ถ้าไม่จำเป็นก็ควรหลีกเลี่ยงการบริโภค หรือถ้าบริโภคก็ไม่ควรซ้ำ ๆ ต่อเนื่องกัน