"ไซยาโนแบคทีเรีย" สิ่งมีชีวิตชนิดแรกบนโลก

"ไซยาโนแบคทีเรีย" สิ่งมีชีวิตชนิดแรกบนโลก

              ไซยาโนแบคทีเรีย สิ่งมีชีวิตชนิดแรกที่ถือกำเนิดขึ้นบนโลกใบนี้ (มีการค้นพบหลักฐานการค้นพบซากโบราณ (fossil) ของแบคทีเรียในหินที่ตกตะกอนที่อยู่ในทะเล นักธรณีวิทยาคาดว่ามีอายุประมาณ 3,500 ล้านปี) และยังคงมีชีวิตยาวนานมาจนถึงทุกวันนี้

              ไซยาโนแบคทีเรีย จัดอยู่ในกลุ่มสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว มีโครงสร้างเซลล์แบบเรียบง่าย ไม่มีเยื่อหุ้มนิวเคลียส (โพรคาริโอต) ทำให้สารพันธุกรรมกระจายอยู่ในเซลล์ มีการเจริญแบบแบ่งตัว ซึ่งโลกสมัยแรกมีอุณหภูมิร้อนจัด ไม่มีออกซิเจน มีแต่คาร์บอนไดออกไซด์ และสารหรือธาตุที่เกิดจากการระเบิดของภูเขาไฟ เช่น ไนโตรเจน มีเทน แอมโมเนีย เป็นต้น แต่ด้วยไซยาโนแบคทีเรียเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีความสามารถในการปรับตัวได้สูงมาก เช่น สร้างเมือกห่อหุ้มเซลล์ และในเซลล์จะมีถุงลมเพื่อช่วยการลอยตัวหาสภาวะที่เหมาะสมในการสังเคราะห์แสง มีเม็ดสีช่วยในการต่อต้านแสงอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ เป็นต้น จึงทำให้สามารถมีชีวิตในสภาพแวดล้อมในโลกเมื่อ 3.5 พันล้านปีได้

              อีกทั้งด้วยภายในเซลล์ของไซยาโนแบคทีเรียมีสารคลอโรฟิลล์เป็นองค์ประกอบ จึงสังเคราะห์แสงผลิตออกซิเจนออกมายังพื้นโลก จึงสันนิษฐานได้ว่า เป็นจุดเริ่มต้นกระบวนการที่สร้างสภาพแวดล้อมให้เอื้อต่อการเกิดสิ่งมีชีวิตอื่นตามมา โดยวิวัฒนาการจะเป็นไปอย่างช้าๆ กล่าวคือ เมื่อ 2000 ล้านปี จึงเริ่มมีการพบหลักฐานการเกิดสิ่งมีชีวิตที่พัฒนาขึ้นจากยุคแรกๆ คือมีทั้งเซลล์เดียวและหลายเซลล์ ภายในเซลล์จะมีความซับซ้อนมากขึ้น แต่ละเซลล์มีผนังหุ้ม นอกจากนี้ ยังมีผนังหุ้มนิวเคลียส (ยูคาริโอต) ซึ่งเป็นที่รวมของสารพันธุกรรม มีการขยายพันธุ์ด้วยตัวเอง (แบ่งตัว/แตกหน่อ) และแบบผสมกับเซลล์อื่น สิ่งมีชีวิตที่พัฒนาขึ้นมาในยุคนี้ ได้แก่ รา (รวมยีสต์) และสาหร่ายชั้นสูง

จากลักษณะทางสัณฐานวิทยา สามารถแบ่งไซยาโนแบคทีเรียได้เป็น 2 กลุ่ม ดังนี้


ตัวอย่างสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินกลุ่มที่ไม่เป็นเส้นสาย : 1; Microcystis sp. (
www.cyanocite.bio.purdur.edu/),
2; Gloeocapsa sp. (
www.glerl.noaa.gov/) และ 3; Synechococcus sp. (www.biologie.uni-hamburg.de/)

              1. กลุ่มที่ไม่เป็นเส้นสาย (Non-filamentous form หรือ unicellular cyanobacteria) ส่วนใหญ่มีรูปร่างเป็นทรงกลม (coccoid form) พบทั้งที่เป็นเซลล์เดี่ยว และอยู่กันเป็นกลุ่มแบบ palmelloid colonies ที่มีเมือกหุ้มอยู่ (firm mucilaginous envelopes) มีการแบ่งตัวจาก 1 เป็น 2, จาก 2 เป็น 3,… (amitotic) เช่น Microcystis sp. เป็นต้น


ตัวอย่างสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินกลุ่มที่เป็นเส้นสาย : 1; Oscillatoria sp. (
www.protist.i.hosei.ac.jp/),
2; Lyngbya sp. (
www.cyanocite.bio.purdur.edu/) 3; Anabaena sp. (www.ibvf.cartuja.csic.es/)

              2. กลุ่มที่เป็นเส้นสาย (Filamentous form) กลุ่มนี้เซลล์จะเรียงต่อกันเป็นเส้นสาย เรียกว่า trichome พบได้หลายลักษณะ เช่น สกุล Oscillatoria จัดเป็นกลุ่มที่มีเส้นสายอย่างง่ายมีเซลล์ชนิดเดียวกัน (vegetative cell) มาเรียงต่อกัน เช่นเดียวกับ Lyngbya เรียกว่า homocystous forms ส่วนกลุ่มเส้นสายที่มีเซลล์มากกกว่า 1 ชนิด มาเรียงต่อกัน โดยนอกจากจะมี vegetative cell แล้วยังมี heterocyst cell ซึ่งมีหนังเซลล์หนา 2 ชั้น ชั้นนอกเป็น polysaccharide ส่วนชั้นในเป็น glycolipid เพื่อจำกัดการเข้าของออกซิเจน เรียงสลับหรืออยู่ปลายสุดของเส้นสาย trichome เรียกว่า heterocystous forms เช่น Nostoc sp. และ Anabaena sp. เป็นต้น บางชนิดมีลักษณะเป็น spirally coiled ได้แก่ Arthrospira sp. และ Spirulina sp. บางชนิดมีลักษณะเป็น tube-like ที่มีเมือกหุ้ม (mucilaginous sheath) ได้แก่ Lyngbya sp. และยิ่งไปกว่านั้นยังแบ่งเป็นลักษณะที่ไม่มีกิ่งก้าน (unbranched group) เช่น Oscillatoria sp. และ Lyngbya sp. และมีกิ่งก้าน (branched group) เช่น Scytonema sp. และ Tolypothrix sp. เป็นต้น

หากแบ่งตามลักษณะการดำรงชีวิต สามารถแบ่งได้เป็น 2 กลุ่ม ได้แก่


ตัวอย่างสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินพวกที่ดำรงชีวิตอยู่อย่างอิสระ : 1; Anabaena sp.
(
www.intranet.dalton.org/), 2; Nostoc sp. (www.recursos.cnice.mec.es/)

              1. พวกที่ดำรงชีวิตอยู่อย่างอิสระ (Free-living cyanobacteria) กลุ่มนี้จะตรึงไนโตรเจนจากบรรยากาศมาเปลี่ยนให้อยู่ในรูปแอมโมเนีย และมี enzyme ที่ช่วยในการเปลี่ยนแอมโมเนียไปเป็น glutamine คือ glutamate dehydrogenase (GDH) และ glutamine synthase (GS) - glutamate synthase (GOGAT) จากนั้นเปลี่ยนให้เป็น glutamine แล้วจึงส่งไปยังเซลล์ข้างเคียง (vegetative cell) เช่น Nostoc sp. และ Anabaena sp. เป็นต้น


ตัวอย่างสาหร่ายสีเขียวแกม น้ำเงินพวกที่ดำรงชีวิตอยู่ร่วมกับสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น : 1; Nostoc sp.
กับปรง (
www.botany.hawaii.edu), 2; lichen (www.adventurist.net)

              2. พวกที่ดำรงชีวิตอยู่ร่วมกับสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น (Symbiotic cyanobacteria) กลุ่มนี้จะสามารถอยู่ร่วมกันได้กับพืช, สัตว์ และเชื้อรา มีทั้งที่เป็น endophytic และ ectophytic cyanobacteria เช่น Anabaena azollae กับ แหนแดง, Nostoc sp. กับ ปรง และ lichen เป็นต้น

tags :

บทความอื่นๆ