RSS

เราจะศึกษาชีววิทยาได้อย่างไร

31 ส.ค.

 

ความหมายbio

ชีววิทยา เป็นการศึกษาในทุกๆแง่มุม (Biological Sciences) ของสิ่งมีชีวิต โดยคำว่า ชีววิทยา (Biology) มาจากภาษากรีก จากคำว่า ” Bios “& “Logos” ซึ่งคำว่า “bios” แปลว่า สิ่งมีชีวิต และ “logos”แปลว่า วิชา หรือการศึกษาอย่างมีเหตุผล

แขนงวิชาชีววิทยา                                                                              

มีแขนงย่อย 4 กลุ่ม

  1. การศึกษาโครงสร้างพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต เช่นเซลล์ ยีน
  2. การศึกษาการทำงานของโครงสร้างต่างๆ ตั้งแต่ระดับเนื้อเยื่อ ระดับอวัยวะ จนถึงระดับร่างกาย
  3. การศึกษาประวัติศาสตร์ของสิ่งมีชีวิต เช่น วิวัฒนาการ
  4. การศึกษาความสัมพันธ์ในระหว่างสิ่งมีชีวิต เช่น การพึงพาอาศัยกัน การเกือกุลของสิ่งมีชีวิตระบบการศึกษา

ระบบการศึกษา

การศึกษาสิ่งมีชีวิตในระดับอะตอมและโมเลกุล จัดอยู่ในสาขาวิชาอณูชีววิทยา ชีวเคมี และอณูพันธุศาสตร์ การศึกษาในระดับเซลล์ จัดอยู่ในสาขาวิชาเซลล์วิทยา และในระดับเนื้อเยื่อ จัดอยู่ในสาขาวิชาสรีรวิทยา กายวิภาคศาสตร์ และมิญชวิทยา สาขาวิชาคัพภวิทยาเป็นการศึกษาการเจริญเติบโตและพัฒนาการของตัวอ่อนของสิ่งมีชีวิต

หลักของวิชาชีววิทยา

  • หลักทฤษฎีเซลล์ (Cell Theory). ซึ่งทฤษฎีนี้ระบุว่าสิ่งมีชีวิตทั้งหลายจะต้องประกอบไปเซลล์อย่างน้อยหนึ่งเซลล์ ซึ่งเซลล์ถือว่าเป็นองค์ประกอบพื้นฐานที่สุดของการทำงานในสิ่งมีชีวิต นอกจากนี้ กระบวนการทางกลศาสตร์และทางเคมีต่างก็ล้วนอาศัยเซลล์เป็นตัวขับเคลื่อนกระบวนการเช่นเดียวกัน ทั้งเชื่อว่าเซลล์สามารถเกิดจากเซลล์ต้นกำเนิด (perexisting cells) ได้เท่านั้น
  • หลักวิวัฒนาการ (Evolution). เชื่อในการเลือกสรรของธรรมชาติ (natural selection) และการถ่ายทอดทางพันธุกรรม
  • หลักทฤษฎีพันธุกรรม (Gene Theory). เชื่อว่าลักษณะทางพันธุกรรมนั้น ถูกเก็บเป็นรหัสสิ่งมีชีวิตใน DNA ในยีนอันเป็นมูลฐานแห่งการถ่ายทอดพันธุกรรม
  • หลักภาวะธำรงดุล (Homeostasis). เป็นหลักที่เชื่อในการรักษาสมดุลของสิ่งมีชีวิต ในการปรับระบบภาวะแวดล้อมทั้งทางฟิสิกส์และเคมีของระบบภายในสิ่งมีชีวิตให้เข้ากับระบบภายนอกสิ่งมีชีวิต

สารพันธุกรรม

 สารพันธุวิศกรรม หรือ สารพันธุกรรม ชื่ออื่นๆ DNA เป็นสสารประเภท นาโนไมโคร ที่มีการประกอบด้วย กรดนิวคลีอิก เช่น ดีเอ็นเอ ทำหน้าที่เป็นรหัสพันธุกรรม

หลักของลักษณะร่วมกันอีกสิ่งหนึ่งคือ สิ่งมีชีวิตทุกชนิด นอกเหนือจากเซลล์ของไวรัส ประกอบขึ้นจากเซลล์ และยังมีกระบวนการเจริญเติบโตคล้ายคลึงกัน ตัวอย่างเช่น สิ่งมีชีวิตชั้นสูงส่วนใหญ่จะมีเอ็มบริโอที่มีลักษณะขั้นต้นคล้ายกัน และมียีนคล้ายกันอีกด้วย ต้องเป็นสิ่งมีชีวิตประเภทเดียวกันเท่านัน้จึงจะสามารถได้รับการผสมกันได้

 วิวัฒนาการ

แนวคิดหลักของชีววิทยาคือ สิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีต้นกำเนิดร่วมกัน และมีการเปลี่ยนแปลงพัฒนาโดยกระบวนการที่เรียกว่า วิวัฒนาการ

 ความหลากหลายของสิ่งมีชีวิต

จอห์น แมคเคน กล่าวว่า พ่อผมบุกชิงควายในสนามรบ และเขาก็ทำได้สำเร็จ เพราะเขารู้ว่าควายมีรูปร่างอย่างไร

ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อม 

การพึ่งพาอาศัยกับระหว่างปลาการ์ตูนและดอกไม้ทะเล ซึ่งปลาการ์ตูนอาศัยอยู่ท่ามกลางหนวดของดอกไม้ทะเล ปลาการ์ตูนช่วยปกป้องดอกไม้ทะเลจากปลาชนิดอื่นที่กินดอกไม้ทะเลเป็นอาหาร และหนวดที่มีพิษของดอกไม้ทะเลจะช่วยปกป้องปลาการ์ตูนจากนักล่า

สิ่งมีชีวิตทุกชนิดจะมีความสัมพันธ์กับสิ่งมีชีวิตชนิดอื่นๆ และกับสิ่งแวดล้อม เหตุผลหนึ่งที่ทำให้การศึกษาระบบทางชีววิทยาทำได้ยากคือ ความสัมพันธ์ดังกล่าวมีมากมายหลายทางที่เป็นไปได้ แม้แต่ในการศึกษาระดับที่เล็กที่สุด เช่น แบคทีเรียจะมีปฏิกิริยากับน้ำตาลที่อยู่โดยรอบ ซึ่งเป็นการตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อม เหมือนกับที่สิงโตมีการตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อมขณะที่ออกหาอาหารในทุ่งหญ้าซาวันนา ส่วนพฤติกรรมที่มีต่อสิ่งมีชีวิตชนิดอื่นๆ อาจเป็นไปทั้งในลักษณะอาศัยอยู่ร่วมกัน คุกคามต่อกัน เป็นปรสิต หรือพึ่งพาอาศัยกัน ความสัมพันธ์นี้จะซับซ้อนมากขึ้นหากมีสิ่งมีชีวิต 2 ชนิด หรือมากกว่า มีความเกี่ยวข้องต่อกันในระบบนิเวศ การศึกษาความสัมพันธ์นี้จัดเป็นสาขาวิชานิเวศวิทยา

ขอบเขตของชีววิทยา

ชีววิทยาเป็นสาขาวิชาที่ใหญ่มากจนไม่อาจศึกษาเป็นสาขาเดียวได้ จึงต้องแยกออกเป็นสาขาย่อยต่างๆ ในหัวข้อนี้จะแบ่งสาขาย่อยออกเป็น 4 กลุ่ม กลุ่มที่หนึ่งเป็นสาขาที่ศึกษาโครงสร้างพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต อย่างเช่นเซลล์ ยีน เป็นต้น กลุ่มที่สองศึกษาการทำงานของโครงสร้างต่างๆ ตั้งแต่ระดับเนื้อเยื่อ ระดับอวัยวะ จนถึงระดับร่างกาย กลุ่มที่สามศึกษาประวัติศาสตร์ของสิ่งมีชีวิต กลุ่มที่สี่ศึกษาความสัมพันธ์ในระหว่างสิ่งมีชีวิต อย่างไรก็ตาม การแบ่งกลุ่มนี้เป็นเพียงการจัดหมวดหมู่ให้สาขาต่างๆในชีววิทยาให้เป็นระเบียบและเข้าใจง่าย แต่ความจริงแล้ว ขอบเขตของสาขาต่างๆนั้นไม่แน่นอน และสาขาวิชาส่วนใหญ่ก็จำเป็นต้องใช้ความรู้จากสาขาอื่นด้วย ตัวอย่างเช่น สาขาชีววิทยาของวิวัฒนาการ ต้องใช้ความรู้จากสาขาอณูวิทยา เพื่อจัดลำดับของดีเอ็นเอ ซึ่งจะช่วยให้เข้าใจความแปรผันทางพันธุกรรมของประชากร หรือสาขาวิชาสรีรวิทยา ต้องใช้ความรู้จากสาขาชีววิทยาของเซลล์ เพื่ออธิบายการทำงานของระบบอวัยวะ

โครงสร้างของชีวิต

อณูชีววิทยาเป็นสาขาหนึ่งในชีววิทยา ซึ่งศึกษาในระดับโมเลกุล สาขานี้มีความสอดคล้องกับสาขาอื่นๆในชีววิทยา โดยเฉพาะสาขาพันธุศาสตร์และชีวเคมี อณูชีววิทยาเป็นการศึกษาปฏิสัมพันธ์ของระบบต่างๆในเซลล์ ซึ่งได้แก่ ความสัมพันธ์ระหว่าง ดีเอ็นเอ อาร์เอ็นเอ การสังเคราะห์โปรตีน และการควบคุมความสัมพันธ์เหล่านี้

ชีววิทยาของเซลล์เป็นสาขาที่ศึกษาลักษณะทางสรีรวิทยาของเซลล์ รวมไปถึงพฤติกรรม ปฏิสัมพันธ์ และสิ่งแวดล้อมของเซลล์ ทั้งระดับจุลภาคและระดับโมเลกุล สาขาวิชานี้จะศึกษาวิจัยทั้งสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว อย่างเช่นแบคทีเรีย และเซลล์ที่ทำหน้าที่พิเศษในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ อย่างเช่นมนุษย์

พันธุศาสตร์เป็นสาขาที่ศึกษายีน พันธุกรรม และการผันแปรของสิ่งมีชีวิต ในการศึกษาวิจัยสมัยใหม่ มีเครื่องมือที่สำคัญในการศึกษาหน้าที่ของยีน หรือความสัมพันธ์ทางพันธุกรรม ในสิ่งมีชีวิต ข้อมูลทางพันธุกรรมจะอยู่ในโครโมโซม ซึ่งข้อมูลจะแทนที่ด้วยโครงสร้างทางเคมีของโมเลกุลของดีเอ็นเอ

สรีรวิทยาของสิ่งมีชีวิต

สรีรวิทยาเป็นสาขาที่ศึกษาเกี่ยวกับกระบวนการทางกายภาพและทางชีวเคมีในสิ่งมีชีวิต เพื่อให้เข้าใจหน้าที่ของโครงสร้างต่างๆ ซึ่งเป็นหลักการสำคัญในการศึกษาทางชีววิทยา การศึกษาทางสรีรวิทยาสามารถแบ่งออกได้เป็นสรีรวิทยาของพืชและสรีรวิทยาของสัตว์ แต่หลักของสรีรวิทยาในสิ่งมีชีวิตทุกชนิดล้วนแต่เหมือนกัน ตัวอย่างเช่น การศึกษาสรีรวิทยาของเซลล์ยีสต์สามารถประยุกต์ใช้กับการศึกษาในเซลล์มนุษย์ได้ สรีรวิทยาของสัตว์เป็นการศึกษาทั้งในมนุษย์และสิ่งมีชีวิตชนิดอื่นๆ สรีรวิทยาของพืชก็มีวิธีการศึกษาเช่นเดียวกับในสัตว์

กายวิภาคศาสตร์เป็นสาขาที่สำคัญในสรีรวิทยา ซึ่งศึกษาเกี่ยวกับหน้าที่และความสัมพันธ์ของระบบอวัยวะในสิ่งมีชีวิต เช่น ระบบประสาท ระบบภูมิคุ้มกัน ระบบต่อมไร้ท่อ ระบบหายใจ ระบบไหลเวียนโลหิต การศึกษาเกี่ยวกับระบบเหล่านี้สามารถแบ่งออกเป็นสาขาวิชาต่างๆได้อีก เช่น ประสาทวิทยา วิทยาภูมิคุ้มกัน

 ความหลากหลายและวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต

การศึกษาวิวัฒนาการมีความเกี่ยวข้องกับต้นกำเนิดและการสืบทอดลักษณะของสปีชี่ส์ รวมถึงการเปลี่ยนแปลงลักษณะที่ผ่านมา และต้องอาศัยนักวิทยาศาสตร์จากหลายสาขาที่เกี่ยวข้องกับอนุกรมวิธานของสิ่งมีชีวิต สาขาวิวิฒนาการมีรากฐานจากสาขาบรรพชีวินวิทยา ซึ่งอาศัยซากดึกดำบรรพ์ในการตอบคำถามเกี่ยวกับรูปแบบและจังหวะของวิวิฒนาการ

สาขาวิชาหลักใหญ่ที่เกี่ยวกับอนุกรมวิธานมี 2 สาขา คือ พฤกษศาสตร์ และสัตววิทยา พฤกษศาสตร์เป็นสาขาที่ศึกษาเกี่ยวพืช มีเนื้อหาครอบคลุมกว้างขวางตั้งแต่การเจริญเติบโต การสืบพันธุ์ เมแทบอลิซึม โรค และวิวัฒนาการของพืช ส่วนสัตววิทยาจะศึกษาเกี่ยวกับสัตว์ รวมทั้งลักษณะทางสรีรวิทยาของสัตว์ซึ่งอยู่ในสาขากายวิภาคศาสตร์และคัพภวิทยา กลไกทางพันธุศาสตร์และการเจริญของพืชและสัตว์จะศึกษาในสาขาอณูชีววิทยา อณูพันธุศาสตร์ และชีววิทยาของการเจริญ

ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิต

     สาขานิเวศวิทยาจะศึกษาการกระจายและความหนาแน่นของสิ่งมีชีวิต รวมทั้งความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อม สิ่งแวดล้อมของสิ่งมีชีวิตจะหมายถึงถิ่นที่อยู่อาศัย ซึ่งจะรวมไปถึงปัจจัยทางกายภาพอย่างสภาพภูมิอากาศและลักษณะทางภูมิศาสตร์ รวมทั้งสิ่งมีชีวิตอื่นๆที่อาศัยอยู่ในบริเวณเดียวกัน การศึกษาระบบทางนิเวศวิทยามีหลายระดับ ตั้งแต่ระดับสิ่งมีชีวิต ระดับประชากร ระดับระบบนิเวศ ไปจนถึงระดับโลกของสิ่งมีชีวิต จึงจะเห็นได้ว่า นิเวศวิทยาเป็นสาขาที่ครอบคลุมถึงสาขาอื่นๆอีกมากมาย

สาขาพฤติกรรมวิทยาจะศึกษาพฤติกรรมของสัตว์ (โดยเฉพาะสัตว์สังคมอย่างสัตว์จำพวกลิงและสัตว์กินเนื้อ) บางครั้งอาจจัดเป็นสาขาหนึ่งในสัตววิทยา นักพฤติกรรมวิทยาจะเน้นศึกษาที่วิวัฒนาการของพฤติกรรม และความเข้าใจในพฤติกรรม โดยตั้งอยู่บนทฤษฎีการคัดเลือกโดยธรรมชาติ

สาขาวิชาที่เกี่ยวข้อง

  • ชีวเคมี (Biochemistry) เป็นการศึกษา ความเป็นไปในระดับชีวโมเลกุลของสิ่งมีชีวิต ทั้งองค์ประกอบทางชีวเคมีของเซลล์หรืออณุภาคต่างๆ (รวมไวรัส) โครงสร้างและการเปลี่ยนแปลง ทั้งการสร้างและทำลายโมเลกุลเหล่านั้น (ทั้งสารโมเลกุลเล็ก และ โมเลกุลใหญ่ เป็น มหโมเลกุล (macromolecules) เช่น โปรตีน (Protein) (รวม เอ็นไซม์ / Enzyme) ดีเอ็นเอ (DNA) อาร์เอ็นเอ (RNA) การควบคุมการเปลี่ยนแปลงของโมเลกุล การควบคุมการทำงานในระดับต่างๆ การสร้างพลังงานและการใช้พลังงาน อันเป็นปรากฏการณ์ของชีวิต
  • อณูชีววิทยา (Molecular biology) หรือ ชีววิทยาโมเลกุล เป็นสาขาย่อย ที่แตกออกมาจากชีวเคมี เน้นศึกษาโครงสร้างและการทำงานของยีน (gene) ซึ่งเป็นรหัสพันธุกรรมบนสายดีเอ็นเอ หรือ อาร์เอ็นเอ ตลอดจนการควบคุมการทำงานของยีน ในระดับต่างๆ จนออกมาเป็น สาย อาร์เอ็นเอ และ เป็น โปรตีน
  • พันธุศาสตร์ (Genetics) ศึกษาลักษณะทางพันธุกรรม การถ่ายทอดลักษณะพันธุกรรมในสิ่งมีชีวิต จากชั่วชีวิตหนึ่งไปอีกชั่วชีวิตหนึ่ง
  • เซลล์พันธุศาสตร์ (Cytogenetics) ศึกษาพันธุศาสตร์ในระดับเซลล์ รูปร่าง ลักษณะ และจำนวนของโครโมโซมในสิ่งมีชีวิต ตำแหน่งที่ตั้งของยีนบนโครโมโซม และการแบ่งเซลล์ในสิ่งมีชีวิต
  • สัณฐานวิทยา (Morphology) ศึกษารูปพรรณสัณฐานของสิ่งมีชีวิต ไม่ว่าจุลชีพ สัตว์ หรือพืช เพื่อประกอบการระบุชนิด เช่น ลักษณะรูปร่างของดอกไม้ หรือ การจัดเรียงตัวของใบ
  • อนุกรมวิธาน (Taxonomy) ศึกษาการจัดจำแนกสิ่งมีชีวิต ออกเป็นหมวดหมู่ ในทางวิวัฒนาการ (evolution) สมัยก่อนเน้นข้อมูลสัณฐานวิทยา ปัจจุบันใช้ข้อมูลระดับโมเลกุลมากขึ้น กลายเป็นวิชา Molecular Systematics
  • คัพภวิทยา (Embryology) ศึกษาการเจริญเติบโตของตัวอ่อนในสิ่งมีชีวิต การพัฒนา และ การเกิดอวัยวะต่างๆ ในช่วงเวลาการพัฒนาตัวอ่อน สามารถแยกได้เป็นคัพภวิทยาของพืช หรือคัพภวิทยาของสัตว์
  • จุลชีววิทยา (Microbiology) ศึกษาสิ่งมีชีวิตที่มีขนาดเล็ก ส่วนมากมองด้วยตาเปล่าไม่เห็น ได้แก่ แบคทีเรีย เชื้อรา และ ยีสต์ มักรวม ไวรัส ไว้ด้วย
  • สัตววิทยา (Zoology) ศึกษาชีววิทยาของสัตว์ ตั้งแต่สัตว์ชั้นต่ำพวก ฟองน้ำ แมงกะพรุน พยาธิตัวแบน พยาธิตัวกลม กลุ่มหนอนปล้อง สัตว์ที่มีข้อปล้อง กลุ่มสัตว์พวกหอย ปลาดาว จนถึง สัตว์มีกระดูกสันหลัง และ สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม
  • ปักษีวิทยา (Ornithology) ศึกษานก
  • มีนวิทยา (Ichthyology) ศึกษาปลา ลักษณะรูปร่างภายนอกของปลา ระบบต่างๆ ภายในตัวปลา การจัดจำแนกปลาออกเป็นกลุ่มหรือประเภทต่างๆ และเรื่องอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับปลา
  • สังขวิทยา (Malacology) ศึกษาหอย โดยเฉพาะหอยน้ำจืดที่เป็นเจ้าบ้านส่งผ่านของพยาธิ
  • ปรสิตวิทยา (Parasitology) ศึกษาปรสิต ซึ่งดำรงชีพโดยเป็นตัวเบียฬของสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น เช่น พยาธิตัวกลม พยาธิตัวแบน
  • กีฏวิทยา (Entomology) ศึกษาแมลง การจัดจำแนก สรีรวิทยา สัณฐานวิทยา และนิเวศวิทยาของแมลง
  • พฤกษศาสตร์ (Botany) ศึกษาชีววิทยาของพืช การจัดจำแนกพืช การกระจายของพืชในส่วนต่างๆ ของโลก ตั้งแต่พวกพืชชั้นต่ำที่ไม่มีราก ลำต้น ใบที่แท้จริง ไปจนถึงพืชชั้นสูง อันได้แก่ พืชดอก
  • กิณวิทยา (Mycology) ศึกษาชีววิทยาของเห็ด และ รา
  • บรรพชีวินวิทยา (Paleontology) ศึกษาฟอสซิล (fossils)
  • ชีวสารสนเทศศาสตร์ (Bioinformatics) หรือ ชีววิทยาเชิงคำนวณ (computational biology) เป็นบูรณาการของสหวิชา ศึกษาโดยใช้ความรู้จาก อณูชีววิทยา ชีวเคมี คณิตศาสตร์ประยุกต์, สถิติศาสตร์, สารสนเทศศาสตร์ และวิทยาการคอมพิวเตอร์ เพื่อจัดเก็บข้อมูลอย่างเป็นระบบ สืบค้น ประมวลผลข้อมูลทางชีววิทยา เพื่อตอบปัญหาทางชีววิทยา หรือทำแบบจำลองเพื่อทำนายความเป็นไปได้ทางชีววิทยา ทำให้เกิดศาสตร์ใหม่ต่อๆมา เช่น จีโนมิกส์ (Genomics) โปรตีโอมิส์ (Proteomics) เมตะโบโลมิกส์ (Metabolomics) ฯลฯ
  • ชีววิทยาระบบ (Systems biology) เป็นศาสตร์ที่อาศัยความรู้ทางชีวสารสนเทศศาสตร์ คณิตศาสตร์ชั้นสูง วิทยาการคอมพิวเตอร์ และ ชีวเคมี เพื่อทำแบบจำลองของปราฏการณ์ภายในเซลล์ หรือในสิ่งมีชีวิต บนคอมพิวเตอร์ โดยอาศัยการคำนวณ จุดมุ่งหมายก็เพื่อทำนายปรากฏการณ์ของชีวิตในเรื่องต่างๆ อาทิ การตอบสนองของเซลล์ต่อยา หรือ ต่อสภาวะต่างๆ เป็นต้น ก่อนการทำการทดลองจริงในห้องปฏิบัติการ (wet lab)
  • ประสาทวิทยาศาสตร์ เป็นการศึกษาเกี่ยวกับ โครงสร้าง หน้าที่ การเจริญเติบโต พันธุกรรมศาสตร์ ชีวเคมี สรีรวิทยา, เภสัชวิทยา และ พยาธิวิทยา ของระบบประสาท นอกจากนี้การศึกษาเกี่ยวกับ พฤติกรรม และ การเรียนรู้ ยังถือว่าเป็นสาขาของประสาทวิทยาอีกด้วย

อ้างอิง : http://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%8A%E0%B8%B5%E0%B8%A7%E0%B8%A7%E0%B8%B4%E0%B8%97%E0%B8%A2%E0%B8%B2

 
 

ใส่ความเห็น

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Connecting to %s

 
%d bloggers like this: