ทำไม?? ใบไมเปลี่ยนสี

ใบไม้เปลี่ยนสี
เมื่อลมหนาวมาเยือน หลายๆ คน คงสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงของธรรมชาติรอบๆ ตัว โดยเฉพาะ ต้นไม้ที่เจริญในเขตอบอุ่น ส่วนที่จะเห็นการเปลี่ยนแปลงได้อย่างชัดเจนคือ ส่วนของใบ โดยใบไม้ที่มี สีเขียว จะมีการเปลี่ยนสีที่แตกต่างกันไป บ้างก็จะเปลี่ยนเป็นสีเหลืองอ่อน สีส้ม สีแดง และสีน้ำตาล เมื่อเวลา ผ่านไปสักระยะหนึ่งใบไม้ที่มีการเปลี่ยนสีต่าง ๆ เหล่านี้ก็จะกลายเป็นเป็นใบไม้แห้งร่วงหล่นจากต้นลงสู่พื้นดิน กลายเป็นปุ๋ยธรรมชาติที่มีประโยชน์ต่อระบบนิเวศต่อไป

    สีเขียวของใบไม้เกิดขึ้นเนื่องมาจากสารสีคลอโรฟิลล์ พบอยู่ในคลอโรพลาสต์ (chloroplast) ซึ่งมี โครงสร้างที่มีลักษณะคล้ายถุงแบนๆ มีเยื่อหุ้ม เรียกว่า ไทลาคอยด์ (thylacoid) และบนไทลาคอยด์นี้เองที่มี คลอโรฟิลล์ที่ทำหน้าที่ในการรับพลังงานจากดวงอาทิตย์ เพื่อเป็นแหล่งพลังงานในกระบวนการสร้างอาหาร ของ พืชด้วยกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง (photosynthesis) ซึ่งกระบวนการสร้างอาหารของพืชจะเกิดขึ้น บริเวณส่วนที่เป็นสีเขียวของพืช เช่น ใบ

ทำไมใบไม้เปลี่ยนสี ????  

             ในเซลล์พืชนอกจากสารสีคลอโรฟิลล์ที่ทำให้พืชมีสีเขียวแล้ว ยังมีสารสีแคโรทีนอยด์ (carotenoid) ซึ่งเป็น สารประกอบประเภทไขมัน มีโมเลกุลขนาดใหญ่ ในพืชชั้นสูงสารสีแคโรทีนอยด์ อยู่ในคลอโรพลาสต์ ประกอบด้วย สารสี 2 ชนิด แคโรทีน (carotene) เป็นสารสีแดงหรือสีส้ม หากมีสารสีคลอโรฟิลล์และสารสี แคโรทีน อยู่ในใบเดียวกัน จะสะท้อนแสงสีแดง เขียวแกมน้ำเงินและแสงสีน้ำเงิน ทำให้ใบมีสีเขียว แซนโทฟิลล์ (xantrophyll) เป็นสารสีเหลืองหรือสีน้ำตาล

             ในเซลล์พืชโดยปกติมีสารสีทั้ง 3 ชนิด แต่ถ้ามีสารสีชนิดใดมากกว่า พืชชนิดนั้นก็จะปรากฏให้เห็นสี ของสารสีชนิดนั้น ๆ เช่น ใบของต้นมะม่วงสีเขียว เนื่องจากมีคลอโรฟิลล์อยู่มาก

             พืชต้องการแสงและอุณหภูมิที่เหมาะสมในการผลิตคลอโรฟิลล์ เพื่อใช้ในการสร้างอาหารโดยการ สังเคราะห์ด้วยแสง ซึ่งปกติพืชจะมีการสร้างคลอโรฟิลล์อยู่ตลอดเวลา จึงทำให้ใบไม้มีสีเขียว แต่ใบไม้เหล่านี้ ก็จะมีการเปลี่ยนสีได้ เมื่อมีการเปลี่ยนสีได้ เมือมีการเปลี่ยนแปลงของปัจจัยต่าง ๆ เกิดขึ้น โดยเฉพาะ การเปลี่ยนแปลงของฤดูกาล เพราะการเปลี่ยนแปลงของฤดูกาลทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของช่วงความยาว ของวัน กล่าวคือ ในช่วงฤดูหนาวจะมีช่วงเวลากลางวันสั้นกว่าในช่วงฤดูร้อน และมีช่วงเวลากลางคืนที่นานกว่า ฤดูร้อน การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ซึ่งการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ส่งผลต่อปริมาณแสงที่พืชได้รับ คือ ในช่วง ฤดูหนาวพืชได้รับแสงในปริมารน้อยลง และอุณหภูมิก็มีค่าต่ำลง พืชจึงมีการตอบสนอง โดยการสร้างคลอโรฟิลล์ ในปริมาณที่น้อยลง และในขณะเดียวกันคลอโรฟิลล์ที่มีอยู่เดิมก็จะสลายตัวอยู่ตัวตลอดเวลา ใบไม้ที่มีสีเขียว จึง เริ่มมีการเปลี่ยนจากสีเขียวเป็นสีเหลืองหรือส้ม แดง จนในที่สุดเปลี่ยนเป็นสีน้ำตาลและร่วงลงสู้พื้นดิน (เข้าสู่กระบวนการร่วงของใบ สามารถอ่านเพิ่มเติมได้จากบทความ ปี 2545 เรื่อง ต้นไม้สลัดใบ)

ถ้าพืชไม่มีส่วนที่เป็นสีเขียว สามารถสังเคราะห์ด้วยแสงได้หรือไม่ ?
             คลอโรฟิลล์ไม่เพียงทำให้พืชมีสีเขียวเท่านั้น โดยคลอโรฟิลล์ เอ ให้สีเขียวเข้ม คลอโรฟิลล์ บี ให้สี เขียวอ่อน คลอโรฟิลล์ ซี ให้สีส้ม คลอโรฟิลล์ ดี ให้สีน้ำตาล ดังนั้นพืชที่ไม่มีส่วนที่เป็นสีเขียวก็ไม่ได้หมายถึง ไม่มีคลอโรฟิลล์ แต่อย่างไรก็ตามพืชที่จะสามารถสังเคราะหืด้วยแสงได้จะต้องมีสารสีคลอโรฟิลล์เอ ที่เป็น สารสีหลักที่จะถ่ายทอดอิเล็กตรอนในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ... ดังนั้นแม้พืชทีไม่มีส่วนที่เป็นสีเขียว จึงมีกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้นได้

เอกสารอ้างอิง

ชวนพิศ แดงสวัสดิ์. 2544. สรีรวิทยาของพืช. พัฒนาศึกษา: กรุงเทพฯ.
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. 2548. หนังสือเรียนสาระการเรียนรู้พื้นฐานและเพิ่มเติมชีววิทยา เล่ม 4 กลุ่มสาระการเรียน

http://www.i-creativeweb.com/demo/biology/index.php?option=com_content&view=article&id=173:2009-12-23-06-17-48&catid=45:bio-article-&Itemid=112

การสืบพันธุ์ของพืชดอก

วิตมินซีดีอย่างไร

  วิตามินซี (vitamin C) หรือที่รู้จักกันดีในชื่อกรดแอสคอบิก (ascorbic acid) เป็นวิตามินที่ละลายในน้ำได้  มีความจำเป็นต่อการเจริญและพัฒนาของเนื้อเยื่อต่างๆ ในร่างกาย ซึ่งโดยปกติแล้วร่างกายของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมรวมไปถึงมนุษย์ไม่สามารถสร้างวิตามินซีขึ้นเองได้ แต่จะได้รับวิตามินซีจากอาหารที่รับประทานเข้าไป

บทบาทสำคัญของวิตามินซีมากมายหลายประการ ยกตัวอย่างเช่น 

 1. เป็นวัตถุดิบที่ใช้ในการสังเคราะห์คอลลาเจน ซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญในโครงสร้างของหลอดเลือด เอ็น กระดูก และฟัน 

 2. เป็นสารด้านอนุมูลอิสระ (antioxidant) ที่มีประสิทธิภาพสุงช่วยปกป้องเซลล์ ทำให้เซลล์อยู่ในสภาวะปกติ 

 3. ช่วยให้ร่างกายสามารถดูดซึมแร่ธาตุจากอาหารได้ดียิ่งขึ้น 

 4. มีส่วนช่วยในการสังเคราะห์สารสื่อประสาทจำพวก norepinephrine ซึ่งสารสื่อประสาทดังกล่าวนี้มีส่วนช่วยทำให้มองรับรู้เกี่ยวกับอารมณ์ 

 5. ช่วยในการสังเคราะห์สาร carnitine ซึ่งเป็นสารโมเลกุลขนาดเล็กที่มีส่วนช่วยในการลำเลียงไขมันที่ไมโทคอนเดรียเพื่อเปลี่ยนให้เป็นพลังงาน 

     แก่ร่างกาย 

 6. มีส่วนเกี่ยวข้องกับกระบวนการเมแทบอลิซึมของโคเลสเทอรอล โดยจะช่วยเปลี่ยนโคเลสเทอรอลให้กลายเป็นกรดน้ำดี (bile acids) ทำให้ 

     ระดับโคเลสเทอรอลในหลอดเลือดลดลงได้ 

 7. เสริมภูมิต้านทานและช่วยบรรเทาอาการภูมิแพ้ เนื่องจากวิตามินซีมีคุณสมบัติช่วยต่อต้านสารที่ก่อให้เกิดอาการภูมิแพ้ได้ 

  

          สำหรับอาหารที่จัดว่ามีวิตามินซีสูง ได้แก่ อาหารจำพวกผักและผลไม้ เช่น ส้ม ฝรั่ง มะละกอ มะนาว กีวี พริกหยวก ผักกาด มะเขือเทศ หน่อไม้ฝรั่งและบล็อคโคลี่ เป็นต้น เนื่องจากวิตามินซีสลายได้ง่ายเมื่อสัมผัสกับอากาศ แสง โลหะหรือความร้อน ดังนั้นส่วนใหญ่วิตามินซีที่มีอยู่ในอาหารจะสูญเสียไประหว่างขั้นตอนของการประกอบอาหาร เช่น ในกระบวนการต้มหรือนึ่งอาหารที่ใช้เวลานานมากเกินไป เช่นเดียวกับการแช่ผักไว้ในช่องแช่แข็งเป็นระยะเวลานานหรือหั่นผักแล้วนำไปแช่น้ำจะทำให้วิตามินซีละลายไปกับน้ำได้ นอกจากนั้นการคั้นน้ำผลไม้รับประทานควรจะคั้นแล้วรับประทานเลยทันที ไม่ควรทิ้งไว้นานเกิน 2 วัน ถ้าเป็นไปได้ควรบริโภคผักและผลไม้สดเพราะจะให้ทำให้ได้รับวิตามินซีในปริมาณที่มากที่สุดได้

http://www.i-creativeweb.com/demo/biology/index.php?option=com_content&view=category&id=45&Itemid=108

ยูคาลิปตัส ประโยชน์หรือโทษมหันต์ต่อสุขภาพดิน

ยูคาลิปตัส ประโยชน์หรือโทษมหันต์ต่อสุขภาพดิน

สุทธิพงษ์  พงษ์วร


          หลังจากที่ได้ดูรายการทีวีที่พยายามนำเสนอและสนับสนุนเรื่องการปลูกยูคาลิปตัส พันธุ์ไม้ที่เจริญเติบโตได้รวดเร็ว เพื่อประโยชน์ในการเพิ่มรายได้ให้กับเกษตรกร และเพื่อการนำมาใช้ประโยชน์ในเรื่องต่างๆ ไม่ว่าจะใช้เป็นเชื้อเพลิง หรือปลูกขายเพื่อนำไปทำเฟอร์นิเจอร์ ทำนั่งร้านสำหรับการก่อสร้างอาคาร และการทำไบโอดีเซล แต่เป้าหมายหลักๆ ก็คือความคาดหวังในการเพิ่มรายได้ให้กับผู้ปลูกนั่นเอง

          พอได้ดูได้ฟังแล้วก็อดใจที่จะไม่ให้มีคำถามเกิดขึ้นในใจไม่ได้จริงๆ สำหรับนโยบายการกลับมาส่งเสริมการปลูกยูคาลิปตัสอีกครั้ง เพราะในอดีตรัฐบาลสมัยก่อนๆ ก็ได้เคยส่งเสริมการปลูกมาแล้ว และผลที่เห็นก็คือคุณภาพดินแย่ลง ซึ่งผลดังกล่าวยังคงปรากฏให้เห็นจนถึงปัจจุบันในหลายพื้นที่ และเมื่อมีการนำโครงการส่งเสริมการปลูกยูคาลิปตัสมาปัดฝุ่นอีกครั้ง เราในฐานะประชาชนต้องหันมาคิดแบบวิทยาศาสตร์กันสักหน่อย ถึงผลได้ผลเสียที่จะเกิดขึ้นตามมา ก่อนที่จะลงมือทำอะไรลงไป

         และวิธีที่ดีที่สุดและทำได้ง่ายที่สุด ก็คือ ต้องพยายามหาข้อมูลงานวิจัยมาสนับสนุนหรือคัดค้านแนวคิดของตัวเองก่อนที่จะตัดสินใจปลูก และยังเป็นข้อมูลที่จะแสดงให้เห็นว่าการปลูกยูคาลิปตัส พืชนำเข้าจากประเทศออสเตรเลียนั้นมีประโยชน์หรือเป็นโทษกันแน่

         เบื้องต้น เราควรมาทำความรู้จักต้นยูคาลิปตัสกันก่อนว่ามีความเป็นมาอย่างไร ต้นยูคาลิปตัสจะมีมากมายหลายสายพันธุ์ และมีมากกว่า 700 ชนิดเลยทีเดียว ส่วนใหญ่พบเป็นพืชประจำถิ่นของออสเตรเลีย มีเพียงไม่กี่ชนิดเท่านั้นที่พบได้ในบริเวณใกล้เคียงกับออสเตรเลีย เช่น พบในนิวกินี อินโดนีเซียและเกาะทางเหนือของหมู่เกาะฟิลิปปินส์อีกหนึ่งเกาะ ต่อมาจึงมีการนำมาปลูกในหลายพื้นที่ของโลก ไม่ว่าจะเป็นในประเทศสหรัฐอเมริกา แอฟริกา อิสราเอล อเมริกาใต้ อินเดีย และจีน เป็นต้น เพื่อจุดประสงค์หลักอย่างเดียวก็คือเพื่อประโยชน์ทางการค้า เนื่องจากเป็นไม้ที่เจริญเติบโตได้เร็ว และสามารถดำรงชีวิตในที่แห้งแล้งได้ดี        

         ปัจจุบันนี้ แนวคิดในเรื่องนี้ยังเป็นเรื่องที่ถกเถียงกันในกลุ่มของผู้เชี่ยวชาญทางด้านป่าไม้ กับผู้เชี่ยวชาญทางด้านพฤกษศาสตร์  บ้างก็กล่าวว่ายูคาลิปตัสเป็นไม้โตเร็วที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ขณะที่ฝ่ายตรงข้ามก็นำเสนอข้อมูลงานวิจัยอีกด้านเพื่อนำมาเป็นข้อโต้แย้งในหลายประเด็น อาทิ เช่น ใบของต้นยูคาลิปตัสจะมีน้ำมันที่เมื่อร่วงหล่นลงสู่พื้นดินจะทำให้คุณภาพดินเสียไป และต้นยูคาลิปตัสเองยังเป็นพืชที่ใช้น้ำในดินปริมาณมากสำหรับการเจริญเติบโต ดังนั้นในเรื่องของการส่งเสริมการปลูก จึงเป็นเรื่องที่ควรทำอย่างระมัดระวัง เพราะจากการนำยูคาลิปตัสเข้ามาปลูกในประเทศไทยเมื่อกว่า 30 ปีจะเห็นได้ว่ายูคาลิปตัสจะทำให้คุณภาพดินและระบบนิเวศเสียไปมากกว่าที่จะทำให้ดีขึ้น

         หลังจากที่มีการทดลองนำเอายูคาลิปตัสไปปลูกในทะเลทรายในอิสราเอล ก็พบว่ายูคาลิปตัสเติบโตได้เร็วกว่าที่คาดการณ์ไว้ จากนั้นก็เกิดคำถามว่า….”ทำไม?” จึงมีการศึกษาในเรื่องนี้เพื่อดูการใช้น้ำในการเจริญเติบโตของพืชชนิดนี้ พบว่าระบบรากของยูคาลิปตัสสามารถที่จะชอนไชไปดึงน้ำที่ถูกเก็บไว้ใต้ดินหรือตามซอกหินมาใช้ได้ดีกว่าพืชชนิดอื่น การศึกษาในครั้งนี้จึงเป็นการให้ข้อมูลยืนยันว่า ยูคาลิปตัสเป็นพืชที่มีระบบรากและระบบการดูดซึมน้ำที่ดี ซึ่งจากข้อได้เปรียบในเรื่องที่มันเป็นพืชที่มีความสามารถในการดำรงชีวิตในเขตแห้งแล้งนี่เอง จึงเป็นข้อควรระวังในการนำเข้ามาปลูกในพื้นที่ที่มีพืชประจำถิ่นอยู่ เพราะจะทำให้พืชประจำถิ่นไม่สามารถแข่งขันได้และตายไปในที่สุด

          ยังมีงานวิจัยที่ศึกษาในเรื่องของการสลายตัวของใบยูคาลิปตัสและการเปลี่ยนแปลงของธาตุอาหารพืช ได้แก่ โพแตสเซียม แคลเซียม แมกนีเซียม ฟอสฟอรัส และไนโตรเจน พบว่าการปลูกพืชเชิงเดี่ยวอย่างยูคาลิปตัส ทำให้สมดุลของธาตุอาหารพืชในดินเปลี่ยนไปในทางที่แย่ลง และความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตหน้าดินก็มีแนวโน้มลดลง แล้วยังมีผลต่อจำนวนและชนิดของแมลงที่อาศัยกับพืชน้ำโดยรอบสวนป่ายูคาลิปตัสด้วยเมื่อศึกษาเทียบกับป่าธรรมชาติ  ส่งผลให้คุณภาพดินและสิ่งแวดล้อมค่อยๆ เสื่อมคุณภาพลงไปในที่สุด

        นอกจากนี้ยังมีการศึกษาเกี่ยวกับชนิดของพืชในเรื่องของระบบราก ใบ การย่อยสลายของใบ ธาตุอาหารของพืชที่ได้จากการสลายตัว กับความหนาแน่นของไส้เดือนดินในหมู่เกาะฮาวาย ซึ่งปัจจัยทั้งหมดที่กล่าวมามีผลต่อความหนาแน่นของไส้เดือนดินและความอุดมสมบูรณ์ของดินด้วย ในการศึกษาวิจัยดังกล่าวเป็นการศึกษาเปรียบเทียบแปลงเพาะปลูกต้นยูคาลิปตัสกับต้นอัลบีเซีย (Albizia) หลังจากปลูกเป็นระยะเวลา 9 ปี พบว่าต้นอัลบีเซียซึ่งเป็นไม้โตเร็วเช่นกันมีอัตราการล่วงหล่นของใบมากกว่าต้นยูคาลิปตัสและมีอัตราการสลายตัวของใบเร็วกว่าต้นยูคาลิปตัสทำให้เหลือใบของมันกองอยู่บนพื้นน้อยกว่าแปลงเพาะปลูกยูคาลิปตัส เมื่อสำรวจดูปริมาณไส้เดือนดินในแปลงเพาะปลูกต้นไม้ทั้งสองชนิดก็พบว่าปริมาณไส้เดือนดินในแปลงที่ปลูกต้นอัลบีเซียมีมากกว่าปริมาณไส้เดือนดินในแปลงเพาะปลูกยูคาลิปตัส ถึง 5 เท่า และเมื่อศึกษาเปรียบเทียบกับแปลงที่ปลูกยูคาลิปตัสร้อยละ 75 ผสมกับต้นอัลบีเซียร้อยละ 25 พบว่ามีปริมาณไส้เดือนดินมากกว่าแปลงที่ปลูกยูคาลิปตัสอย่างเดียวถึง 3 เท่า การทดลองนี้แสดงให้เห็นว่าใบยูคาลิปตัสมีคุณภาพต่ำถ้ามองในเรื่องของการนำกลับมาเป็นปุ๋ยบำรุงดินและย่อยสลายได้ช้า ทำให้คุณภาพของดินค่อยๆ เสื่อมลง ปริมาณไส้เดือนดินจึงน้อยลงตามลำดับ เพราะซากพืชซากสัตว์ในดินซึ่งเป็นแหล่งอาหารของไส้เดือนดินลดลงนั่นเอง และไส้เดือนดินเองก็มีส่วนช่วยในการปรับปรุงคุณภาพดินด้วย

        อีกกรณีที่อยากจะให้คิดและคำนึงถึง ก็คือ เรื่องสมดุลของการปลูกพืชแบบผสมผสานตามแนวพระราชดำริ กับการปลูกพืชเชิงเดี่ยวซึ่งเคยปฏิบัติกันมา ซึ่งในกรณีหลังพบมีผลทำให้คุณภาพดินแย่ลงและสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศบริเวณนั้นก็มีความหลากหลายลดลงด้วยเช่นกัน ดังนั้นการปลูกพืชแบบผสมผสานตามแนวพระราชดำริจึงเป็นทางเลือกที่ดีกว่า

         สรุป อีกครั้งสำหรับเป็นแนวทางในการตัดสินใจที่จะปลูกยูคาลิปตัส มีสิ่งที่ต้องคำนึงถึงก็คือ คุณภาพดิน ถ้ามั่นใจว่า ดินบริเวณนั้นมีคุณภาพต่ำจนไม่สามารถปลูกพืชชนิดอื่นได้ ก็สามารถปลูกยูคาลิปตัสได้ เพราะยูคาลิปตัสเป็นพืชที่ทนต่อสภาวะแวดล้อมที่แย่ๆ ได้ดี แต่ถ้ายังมีทางเลือกที่จะปลูกพืชชนิดอื่น ก็ขอให้คิดให้รอบคอบว่ามันคุ้มกันไหมกับสิ่งที่จะได้มา และสิ่งที่จะเสียไป ซึ่งนั่นก็คือ ความอุดมสมบูรณ์ของพื้นดินที่ใช้ในการปลูกพืชนั่นเอง



เอกสารอ้างอิง

Briones, M. J. I. & Ineson, P. (1996) Decomposition of Eucalyptus leaves in litter mixtures. Soil  Biology   and  Biochemistry, 28(10), 1381-1388.
Callisto, M., Barbosa, F. A. R. & Moreno, P. (2002) The influence of Eucalyptus plantations on the macrofauna associated with Salvinia auriculata in southeast Brazil. Brazilian Journal of Biology, 62 (1), 63-68.
Cohen, Y., Adar, E., Dody, A. & Schiller, G. (1997) Underground water use by Eucalyptus trees in an arid climate. Trees,11, 356-362.
Wipatayotin, A. (2008) Two ministers reject concerns over Eucalyptus. Bangkok Post. 12 February, p.4, Bangkok.
Zoe, X. (1993) Species effects on earthworm desity in tropical tree plantations in Hawaii. Biology and Fertility of Soils, 15,35-38.


http://www.i-creativeweb.com/demo/biology/index.php?option=com_content&view=article&id=209:-8-51&catid=45:bio-article-&Itemid=112

เม็ดเลือดแดง

เซลล์เม็ดเลือดแดง คืออะไร
         เซลล์เม็ดเลือดแดง (red blood cell หรือ erythrocyte) เป็นเซลล์ที่ไม่มีนิวเคลียส และมีรูปร่างแตกต่างจากเซลล์โดยทั่วไป เมื่อดูผ่านกล้องจุลทรรศน์ จะเห็นว่าเซลล์เม็ดเลือดแดงมีลักษณะคล้ายกับโดนัทที่ไม่มีรูตรงกลาง โดยส่วนกลางจะมีลักษณะบางกว่าส่วนขอบของเซลล์ ลักษณะดังกล่าวเมื่อดูผ่านกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงจะทำให้ปริมาณแสงส่องทะลุผ่านได้ไม่เท่ากัน เกิดเป็นภาพคล้ายกับโดนัทที่เห็นกันจนคุ้นตา

ภาพที่ 1  เซลล์เม็ดเลือดแดงที่ส่วนกลางเซลล์แสงจะส่องทะลุผ่านได้มากกว่า

(ภาพโดย – สุทธิพงษ์ พงษ์วร)

          เซลล์เม็ดเลือดแดงทำหน้าที่นำออกซิเจนส่งไปยังเซลล์ต่างๆ ในร่างกาย โดยอาศัย “ฮีโมโกลบิน (hemoglobin)” เป็นตัวนำออกซิเจนเข้าสู่เซลล์ต่างๆ และพาคาร์บอนไดออกไซด์ออกมาจากเซลล์เพื่อกำจัดออกจากร่างกายต่อไป (รายละเอียดอ่านได้ในเรื่องการรักษาดุลภาพของร่างกาย หนังสือเรียนสาระการเรียนรู้พื้นฐานและเพิ่มเติมชีววิทยา เล่ม 2 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4) การที่เซลล์เม็ดเลือดแดงมีสีแดงก็เนื่องมาจาก ฮีโมโกลบินภายในเซลล์ซึ่งเมื่อจับกับออกซิเจนแล้วจะทำให้เกิดสีแดงขึ้น

          สำหรับการสร้างเซลล์เม็ดเลือดชนิดต่างๆ (รวมทั้งเซลล์เม็ดเลือดแดง) ในช่วงแรกของระยะเอ็มบริโอ เซลล์เม็ดเลือด (เซลล์เม็ดเลือดขาวชนิดต่างๆ เซลล์เม็ดเลือดแดง และเกล็ดเลือด) จะถูกสร้างขึ้นจากกลุ่มเซลล์ต้นกำเนิด (stem cells) ในบริเวณตับ (liver) ม้าม(spleen) และไขสันหลัง (bone marrow) ต่อมาในช่วง 3-6 เดือนของทารกในครรภ์ การสร้างเซลล์เม็ดเลือดแดง (และ granulocyte monocyte และ megakaryocyte ซึ่งเป็นเซลล์ต้นกำเนิดที่จะเจริญต่อไปเป็นเกล็ดเลือด) จะถูกสร้างที่ตับและม้ามเป็นหลัก จากนั้นเมื่อทารกคลอดมาแล้วการสร้างเซลล์เม็ดเลือดก็จะถูกสร้างที่ไขสันหลังเป็นหลัก ซึ่งการเปลี่ยนตำแหน่งในการสร้างเซลล์เม็ดเลือดจะเกิดขึ้นแบบค่อยเป็นค่อยไปพร้อมๆ กับการเจริญของเนื้อเยื่อและเซลล์ที่จำเป็นต่อการสร้างเซลล์เม็ดเลือดที่ไขสันหลังด้วย  

ความสัมพันธ์ของโครงสร้างและหน้าที่ 

         ทำไมเซลล์เม็ดเลือดแดงถึงมีรูปร่างไม่กลมเหมือนเซลล์อื่นๆ  ประเด็นแรกก็คือ การที่เซลล์เม็ดเลือดแดงมีรูปร่างของเซลล์ในลักษณะนี้ก็เพื่อใช้ประโยชน์ในการเพิ่มพื้นที่ผิวของการแพร่ของออกซิเจนผ่านเข้า-ออกเซลล์ ทำให้ประสิทธิภาพในการขนส่งออกซิเจนทำได้รวดเร็วขึ้นกว่าเซลล์โดยทั่วไป โปรตีน Spectrin แยกออกจากกันจะเกิดเป็นโพรงภายในเซลล์และทำให้เซลล์เม็ดเลือดแดงสามารถยืดตัวและรอดผ่านหลอดเลือดฝอยไปได้

           นอกจากนี้ยังมีการศึกษาที่ทำให้เห็นความสัมพันธ์ของโครงสร้างกับหน้าที่ของเซลล์เม็ดเลือดแดง เพื่อทำความเข้าใจถึงความแตกต่างของเซลล์เม็ดเลือดแดงปกติและภาวะการเกิดโรคเกี่ยวกับเซลล์เม็ดเลือด โดยทำการศึกษาการเคลื่อนที่ของเซลล์เม็ดเลือดแดงผ่านหลอดเลือดฝอย เพื่อดูว่าเซลล์เม็ดเลือดแดงมีการเปลี่ยนรูปร่างไปอย่างไรเพื่อให้สามารถเคลื่อนที่ผ่านหลอดเลือดฝอยที่มีขนาดของท่อเล็กกว่าเซลล์เม็ดเลือดแดง (เซลล์เม็ดเลือดแดงมีขนาด 8 ไมโครเมตร หลอดเลือดฝอยที่สมองเส้นผ่านศูนย์กลาง 2 ไมโครเมตร) ซึ่งจากลักษณะดังกล่าวทำให้เซลล์เม็ดเลือดแดงต้องมีการปรับเปลี่ยนโครงสร้างภายในเพื่อให้รูปร่างภายนอกของเซลล์เปลี่ยนไปด้วย (เหมือนลักษณะของลูกโป่งกลมๆ ถูกดันให้ผ่านท่อที่มีขนาดเล็ก) โดยโปรตีนที่มีส่วนสำคัญต่อการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของเซลล์เม็ดเลือดแดงคือโปรตีนที่เรียกว่า Spectrin โดยพบว่าเมื่อแขนงโปรตีน Spectrin แยกออกจากกันจะเกิดเป็นโพรงภายในเซลล์และทำให้เซลล์เม็ดเลือดแดงสามารถยืดตัวและรอดผ่านหลอดเลือดฝอยไปได้

ภาพที่ 2  การเคลื่อนที่ของเซลล์เม็ดเลือดแดงผ่านท่อที่มีขนาดเล็ก

(ที่มา - New model shows molecular mechanics of red blood cells. MIT Tech talk)

          ลักษณะพิเศษอีกอย่างของเซลล์เม็ดเลือดแดงก็คือ เซลล์เม็ดเลือดแดงไม่มีนิวเคลียส ซึ่งจะทำให้ภายในเซลล์มีที่ว่างเหลือสำหรับการเพิ่มปริมาณฮีโมโกลบิน ทำให้เซลล์เม็ดเลือดแดงสามารถขนส่งออกซิเจนได้มากขึ้น นอกจากนี้เซลล์เม็ดเลือดแดงยังไม่มีไมโทคอนเดรีย ซึ่งเราก็ทราบหน้าที่ของไมโทคอนเดรียดีว่าเป็นออร์แกเนลล์ที่ทำหน้าที่สร้างพลังงานให้กับเซลล์ แต่ถึงเซลล์เม็ดเลือดแดงจะไม่มีไมโทคอนเดรีย มันก็ยังสามารถสร้าง ATP เพื่อใช้ในกิจกรรมต่างๆ ภายในเซลล์ได้ โดยสร้างจากกระบวนการเมแทบอลิซึมแบบที่ไม่ใช้ออกซิเจน (anaerobic metabolism) ซึ่งเป็นการปรับตัวเพื่อทำให้ออกซิเจนที่เก็บไว้ในเซลล์ถูกขนส่งไปยังเซลล์ต่างๆ ในร่างกายโดยไม่ถูกใช้ไปในเมแทบอลิซึมของเซลล์แบบที่ใช้ออกซิเจน (aerobic metabolism) จะเห็นได้ว่ามันเป็นการปรับตัวเพื่อทำให้เซลล์เม็ดเลือดแดงทำหน้าที่ขนถ่ายออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงที่สุด 

  

เอกสารอ้างอิง

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. (2548) หนังสือเรียนสาระการเรียนรู้พื้นฐานและ เพิ่มเติม ชีววิทยา เล่ม 2

หลักสูตรการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช  2544. พิมพ์ครั้งที่ 3. 113 หน้า.

Berne, R. M. & Levy, M. N. (1993)Physiology, Missouri, Mosby-Year Book, Inc.

Campbell, N. A., Reece, J. B., Urry, L. A., Cain, M. L., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V. & Jackson, R. B. (2008)Biology, San Francisco, Pearson Education, Inc.

Trafton, A. (2007) New model shows molecular mechanics of red blood cells. MIT Tech talk,51(20),  5-6. Available : http://web.mit.edu/newsoffice/2007/techtalk51-20.pdf (Retrieved 29/10/2008)

 

http://www.i-creativeweb.com/demo/biology/index.php?option=com_content&view=article&id=211:2009-12-23-12-06-17&catid=45:bio-article-&Itemid=112

หนูน้อยอัจฉริยะวัย 4 ขวบ ไอคิวเทียบเท่า ‘ฮอว์คิง-ไอน์สไตน์’

Picture : Solent News & Photo Agency

สมาคมคนอัจฉริยะ “เม็นซ่า″ ยอมรับหนูน้อยผู้ดีวัย 4 ขวบ หลังทดสอบไอคิวได้สูงถึง 159 เกือบเท่ากับ “สตีเฟน ฮอว์คิง” และ “อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์” โดยทั้งสองคนดังไอคิวอยู่ที่ 160…

สำนักข่าวต่างประเทศ รายงานเมื่อ 13 เม.ย. ว่า หนูน้อย ไฮดี้ แฮนกิ้นส์ วัยเพียง 4 ขวบ จากเมืองวินเชสเตอร์ ประเทศอังกฤษ ได้รับการยอมรับจากสมาคมคนอัจฉริยะ “เม็นซ่า″ แม้เธอยังอายุไม่ถึงเกณฑ์เข้าศึกษาในโรงเรียนเลยก็ตาม

ทั้งนี้ เจ้าหน้าที่จากเม็นซ่า เดินทางไปทดสอบระดับไอคิวของเธอที่เนิร์สเซอรี่ และยอมรับว่าหนูน้อยฉลาดเป็นกรด ไอคิวสูงถึง 159 เทียบเท่ากับ “สตีเฟน ฮอว์คิง” นักฟิสิกส์ทฤษฎีและนักจักรวาลวิทยา ศาสตรจารย์ประจำมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ และ “อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์” นักคณิตศาสตร์และนักฟิสิกส์ ผู้มีชื่อเสียงโด่งดัง โดยทั้ง 2 ท่านมีไอคิวอยู่ที่ 160 ขณะที่ค่าเฉลี่ยของไอคิวผู้ใหญ่ทั่วไปอยู่ที่ 100 ส่วนผู้ที่มีพรสวรรค์อยู่ที่ 130

หนูน้อยไฮดี้ สามารถบวกและลบเลข วาดภาพเหมือนบุคคล เขียนเป็นประโยค และอ่านหนังสือสำหรับเด็ก 7 ขวบ ได้เมื่อเธออายุเพียง 2 ขวบเท่านั้น ส่วนแบบทดสอบของเม็นซ่า ที่เธอได้ทำการทดสอบนั้น ถูกออกแบบมาเพื่อเด็กในวัยเดียวกับเธอ ที่ผสมผสานการแก้ปัญหาลงไปในรูปแบบต่างๆ ทั้งปริศนาภาพและคำ

ด้าน แมทธิว แฮนกิ้นส์ บิดาของหนูน้อย หวังว่าลูกสาวจะได้ข้ามไปศึกษาในชั้นเรียนที่เหมาะสมกับเธอเลย แทนการนั่งเรียนตั้งแต่เริ่มแรก และเล่าว่า ลูกสาววาดภาพบุคคล วาดภาพเจ้าหญิง และสรรพสัตว์ ขณะอายุแค่ 14 เดือน แต่เธอยังเป็นเหมือนเด็กผู้หญิงทั่วไป ที่ชอบเล่นตุ๊กตาบาร์บี้และต่อเลโก้ แต่สักพักเธอก็จะไปนั่งอ่านหนังสือ โดยที่ครอบครัวไม่ได้ยัดเยียดให้เธอเลย เธอเลือกเองทั้งหมด และชอบเรียนรู้ด้วยตัวเองด้วย นอกจากนี้เธอยังพยายามออกเสียงและพูดให้เป็นคำตั้งแต่เกิด เมื่ออายุ 1 ขวบความรู้ด้านคำศัพท์อยู่ในระดับดี ขณะเริ่มพูดเธอก็พูดแบบเต็มรูปแบบประโยคเลยทันที

ขณะที่ ศาสตราจารย์จากมหาวิทยาลัยเซาแธมป์ตัน ระบุว่า “เราเชื่อมาเสมอว่าไฮดี้เป็นเด็กฉลาด เพราะเธออ่านหนังสือได้ไวมาก ผมอยากรู้ว่าไอคิวของเธอจะสูงแค่ไหน จึงให้เธออ่านหนังสือชุด จำนวน 3 เล่มของอ็อกฟอร์ด สำหรับเด็ก 7 ขวบ เมื่อเธออายุเพียงแค่ 2 ขวบ และเธออ่านจบทั้งหมดภายในเวลา 30 นาที”

จอห์น สตีเวนาจ ประธานกรรมการเม็นซ่าแห่งอังกฤษ ระบุว่า ระดับไอคิวของไฮดี้จะไม่เปลี่ยนแปลงหรือลดลงเมื่อเธออายุมากขึ้น และหวังว่าครอบครัวของเธอจะให้เธอเข้าสมาคมเม็นซ่า เพื่อพัฒนาบุคคลที่มีความเป็นอัจฉริยภาพต่อไป.

http://nuclear.rmutphysics.com/blog-sci2/?cat=10

แพทย์ปากีฯเจ๋ง ผ่าตัดช่วยทารก 6 ขาสำเร็จ

ทีมแพทย์ปากีสถานเจ๋ง ผ่าตัดช่วยชีวิตทารก 6 ขา โอกาสเกิดเพียง 1 ในล้าน ประสบความสำเร็จ…
สำนักข่าวต่างประเทศ รายงานเมื่อ 20 เม.ย. ด็อกเตอร์จามาล ราซา ผู้อำนวยการสถาบันสุขภาพเด็ก ในนครการาจี ประเทศปากีสถาน เผยว่า ทีมแพทย์ผู้มากประสบการณ์ 5 ราย ประสบความสำเร็จในการผ่าตัด ช่วยเหลือชีวิตทารกเกิดมามี 6 ขา เนื่องจากความผิดปกติทางพันธุกรรม ซึ่งมีโอกาสเกิดขึ้นเพียงแค่ 1 ในล้านเท่านั้น

ทั้งนี้ ทารกรายดังกล่าว เป็นลูกของเจ้าหน้าที่รังสีการแพทย์ เกิดเมื่อ 2 สัปดาห์ที่ผ่านมา ที่โรงพยาบาลในเมืองซักเกอร์ ห่างจากนครการาจีไปทางตอนเหนือ ราว 450 กิโลเมตร และย้ายมาที่โรงพยายามเมืองการาจีเพื่อรับการรักษา ช่วงต้นสัปดาห์ที่ผ่านมา ด้านนายอิราน ชาอิกห์ บิดาของเด็กทารกเผยกับผู้สื่อข่าวว่า “เป็นข่าวดีสำหรับพวกเรา พ่อแม่ต้องการเพียงแค่ลูกๆ มีสุขภาพแข็งแรงสมบูรณ์เท่านั้น เราภาวนาให้เขามีชีวิตปกติและมีความสุข”.

http://nuclear.rmutphysics.com/blog-sci2/?cat=10

สัตว์วิ่งเร็วมักตาโต

คริส เคิร์ก ผู้เชี่ยวชาญจากแผนกมานุษยวิทยา มหาวิทยาลัยเท็กซัส สหรัฐอเมริกา เปรียบเทียบขนาดดวงตา และความเร็วในการวิ่งของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม 50 สายพันธุ์ จนพบว่า สัตว์นักวิ่งติดอันดับ ทั้ง ม้า ม้าลาย เสือชีตาห์ แมวป่า กระต่าย หรือแม้แต่หนูหริ่งตัวจิ๋ว มีดวงตากลมโต และใหญ่กว่าตาของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดอื่นๆ ถึง ร้อยละ 89 เลยทีเดียว

นั่นเป็นเพราะความเร็วในระหว่างวิ่ง มีผลทำให้ขนาดดวงตาของบรรดาเจ้าแห่งความเร็วเหล่านี้ ค่อยๆ พัฒนาจากรุ่นสู่รุ่น เพิ่มขึ้นทั้งขนาดดวงตา ความคมชัดของประสาทรับภาพ รวมถึงการโฟกัสวัตถุรอบตัวในชั่วพริบตา ต่างจากช้างที่เกิดมาตัวโต แต่เมื่อนำไปเปรียบเทียบตามขนาดร่างกาย พี่ช้างตัวเบ้อเริ่มกลับมีดวงตาเล็กกระจิริดกว่าหนูหริ่งซะอีก

ดังนั้น ความเชื่อเดิมๆ ที่บอกว่าขนาดดวงตาของสัตว์ขึ้นอยู่กับขนาดร่างกาย จึงไม่เป็นความจริงนั่นเอง

http://nuclear.rmutphysics.com/blog-sci2/?cat=10

โลกตะลึง! อสุจิปลาหมึกแตก ทำป้าเกาหลี ‘ตั้งท้องในปาก’

หญิงเกาหลีใต้วัย 63 ปี ตั้งครรภ์ในปาก หลังเปิบเมนูปลาหมึก แพทย์พบลูกหมึก 12
ตัว ฝังตามเหงือก ลิ้น กระพุ้งแก้ม ชี้ถุงอสุจิของสัตว์น้ำชนิดดังกล่าว
แตกระหว่างรับประทานอาหาร…
สำนักข่าวต่างประเทศ รายงานเมื่อ 16 มิ.ย. ถึงเรื่องราวสุดประหลาดของหญิงสูงอายุวัย
63 ปี จากเกาหลีใต้ ที่เกิดอาการเจ็บแปลบในช่องปากโดยไม่ทราบสาเหตุ
หลังรับประทานเมนูเกี่ยวกับปลาหมึก

ทั้งนี้ เธอบอกกับแพทย์ว่า รู้สึกได้ถึงบางอย่างในปากของเธอ กระทั่งการตรวจพบว่า
มีลูกปลาหมึกตัวเล็กอยู่ในปากของเธอมากถึง 12 ตัว ฝังอยู่ตามซอกเหงือก ลิ้น
และกระพุ้งแก้ม โดยเอกสารทางวิทยาศาสตร์ จากศูนย์ข้อมูลชีววิทยาแห่งชาติ
ในเมืองแมรีแลนด์ สหรัฐฯ ชี้ว่า
ถุงน้ำเชื้อของปากหมึกแตกในปากของเธอระหว่างรับประทานอาหารชนิดดังกล่าว
จากนั้นอสุจิจึงฝังตัวตามซอกหลืบต่างๆ และขณะนี้ลูกปลาหมึกตัวจิ๋วทั้ง 12 ตัว
และเมือกที่ห่อหุ้มถูกนำออกจากช่องปากของหญิงเคราะห์ร้ายเป็นที่เรียบร้อยแล้ว

อนึ่ง เหตุการณ์ลักษณะดังกล่าวเคยเกิดขึ้นมาก่อนแล้ว โดยเมื่อธ.ค. ปีที่แล้ว
หญิงชาวญี่ปุ่นมีอาการเจ็บในช่องปากเช่นเดียวกัน หลังรับประทานปลาหมึกดิบ
และเข้ารับการรักษาที่โรงพยาบาลโทเซอิ
แล้วพบว่ามีถุงสเปิร์มของปลาหมึกฝังอยู่ในช่องปากของเธอจริง อย่างไรก็ดี
การแพร่พันธุ์ของปลาหมึกน้ำลึกยังคงเป็นปริศนา
เนื่องจากยังยากที่จะเข้าใจถึงถิ่นที่อยู่อาศัยและการดำรงชีวิตที่ชัดเจน.

http://nuclear.rmutphysics.com/blog-sci2/?cat=10

ชนะเลิศ! ภาพถ่ายเส้นเลือดแดงในสมองคนมีชีวิต

ภาพขาวดำของเส้นเลือดแดงในสมองที่ได้รับรางวัลชนะเลิศจากการประกวดของเวลล์คัมทรัสต์

แม้จะดูชวนสยดสยอง แต่เส้นเลือดแดงในสมองของคนที่ยังมีชีวิต ก็เบียดภาพถ่ายวิทยาศาสตร์อันสวยงามอื่นๆ ทั้งภาพผลึกคาเฟอีน ภาพแมลงหวี่ขนที่ดูแปลกตาราวเอเลียน ชนะเลิศการประกวดภาพถ่ายประจำปีของกองทุน “เวลล์คัมทรัสต์”

http://nuclear.rmutphysics.com/blog-sci2/?cat=10

“ผีเสื้อ”ญี่ปุ่น เริ่ม”กลายพันธุ์” หลังสารรังสีรั่วโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟุกุชิมะ

 การแพร่กระจายของสารกัมมันตรังสีสู่สภาพแวดล้อม ก่อให้เกิดการกลายพันธุ์ในผี้เสื้อของญี่ปุ่น

นักวิทยาศาสตร์พบว่าผีเสื้อที่เก็บรวบรวมตัวอย่างได้ หลังเกิดเหตุการณ์ที่โรงไฟฟ้าฟุกุชิมะ ไดอิจิ เมื่อเดือนมีนาคมปีที่แล้ว มีจำนวนขาที่เพิ่มขึ้น หนวดยาวขึ้น และปีกผิดรูปทรงเดิม และผลการทดสอบในห้องทดลองพบว่า การกลายพันธุ์และสารกัมมันตรังสีมีความเชื่อมโยงกันอย่างมีนัยยะ

รายงานการวิจัย ซึ่งตีพิมพ์ลงในวารสารไซเอนทิฟิก รีพอร์ทส โดยมีรองศาสตราจารย์โจจิ โอตากิ แห่งมหาวิทยาลัยริวกิว ในจังหวัดโอกินาวา ประเทศญี่ปุ่น ในฐานะหัวหน้าทีมงานเผยผลการวิจัยระบุว่า จากการเก็บตัวอย่างผีเสื้อฟ้าเซลล์จุดป่าสูง (Zizeeria maha) จำนวน 144 ตัว หลังเกิดวิกฤตการณ์นิวเคลียร์เมื่อเดือนมีนาคม 2011 เพียง 2 เดือน ในพื้นที่ 10 จุดทางภาคตะวันออกเฉียงเหนือของญี่ปุ่น ซึ่งรวมถึงฟุกุชิมะ

ภาพ: nature.com

จากการเปรียบเทียบ พบว่ามีการการกลายพันธุ์ในผีเสื้อที่รวบรวมได้จากพื้นที่ต่างๆกัน โดยในพื้นที่ที่มีการปนเปื้อนของสารรังสีสูง ผีเสื้อจะมีขนาดปีกที่เล็กลง และมีการพัฒนาของดวงตาที่ไม่เต็มที่

ศาสตราจารย์โอตากิ กล่าวว่า เดิมทีเข้าใจกันว่าผีเสื้อเป็นสัตว์ที่มีความต้านทานต่อสภาพแวดล้อมมากที่สุดชนิดหนึ่ง แต่ผลที่ได้รับได้ให้ผลที่ไม่คาดคิด

ต่อมาได้มีการนำผีเสื้อพันธุ์ดังกล่าวมาเพาะพันธุ์ในห้องแลบในจังหวัดโอกินาวาที่ห่างจากจุดเกิเหตุกว่า 1,750 กม. ซึ่งเชื่อว่าสารกัมมัตรังสีแทบจะเดินทางมาไม่ถึง และพบความผิดปกติหลายประการในผีเสื้อที่โตเต็มวัยที่ต่างจากบรรพบุรษของมัน โดยเฉพาะจากพื้นที่ฟุกุชิมะ อาทิ หนวดที่พัฒนาผิดรูปผิดร่าง

โดยในอีก 6 เดือนต่อมา ทีมนักวิจัยได้ทำการรวบรวมผีเสื้อจากพื้นที่เดิมอีกครั้ง และพบว่าผีเสื้อที่มาจากฟุกุชิมะ มีอัตราการกลายพันธุ์สูงมากเป็นสองเท่าเมื่อเทียบกับที่เคยรวบรวมได้ครั้งแรก และสรุปว่า อัตราที่เพิ่มขึ้นนี้เกิดจากการที่พวกมันกินอาหารที่มีการปนเปื้อนสารรังสี แต่ส่วนหนึ่งมาจากบรรพบุรุษ ที่ถูกส่งต่อกันมารุ่นต่อรุ่น แม้ว่าจะไม่ชัดเจนนักในผีเสื้อรุ่นก่อนหน้านี้ก็ตาม
ทีมนักวิจัยได้ทำการศึกษาผีเสื้อมานานกว่า 10 ปี ก่อนหน้าเหตุการณ์ที่ฟุกุชิมะ โดยใช้ผีเสื้อในฐานะดัชนีชี้วัดสิ่งแวดล้อม และพบว่าสัตว์ประเภทนี้ มีความอ่อนไหวต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมอย่างยิ่ง เนื่องจากพบว่าผีเสื้อมีวิวัฒนาการด้านรูปแบบสีสันต่อภาวะโลกร้อนมาก่อน ศาสตราจารย์โอตากิ กล่าวว่า และเนื่องจากผีเสื้อเหล่านี้ถูกพบในสภาวะแวดล้อมจำลอง อย่างเช่น สวนสาธารณะ หรือสวนขนาดเล็ก ผู้เสื้อเหล่านี้จึงสามารถใช้เป็นตัวตรวจสอบสิ่งแวดล้อมที่มนุษย์อยู่อาศัยได้

ผลการศึกษาครั้งนี้ แสดงให้เห็นว่ารังสีที่ถูกปล่อยออกมาในระหว่างอุบัติเหตุ ก่อให้เกิดผลการเปลี่ยนแปลงในทางที่น่ากังวล และการกลายพันธุ์ในผีเสื้อจะยังคงดำเนินต่อไป แม้ว่าระดับสารรังสีในสภาพแวดล้อมจะจางหายไปแล้วก็ตาม
ศ.โอตากิได้เตือนว่า ยังคงเร็วเกินไปที่จะสรุปได้ว่ารังสีที่รั่วไหลจะส่งผลกระทบกับสัตว์สายพันธุ์อื่นๆ หรือแม้กระทั่งกับมนุษย์หรือไม่ และยังบอกอีกว่า ทีมวิจัยจะศึกษาวิจัยเพิ่มเติมถึงผลกระทบของรังสีกับสัตว์ชนิดอื่นๆต่อไป


http://nuclear.rmutphysics.com/blog-sci2/?cat=10

ตัวอะไร!?

สัตว์หน้าตาประหลาดนี้คือ “หมีน้ำ” อยู่ในภาพที่ผ่านการคัดเลือกเข้ารอบชิงชนะเลิศการประกวดภาพถ่ายวิทยาศาสตร์ของนิตยสารวิทยาศาสตร์ชื่อดัง The Scientist

“หมีน้ำ” (water bear) คือชื่อที่รู้จักกันทั่วไปของ มาโครไบโอตุส ซาเปียนส์ (Macrobiotus sapiens) หรือสัตว์หน้าตาประหลาดที่บันทึกภาพโดยทีม “อายออฟไซน์” (Eye of Science) ที่มีสมาชิกคือ โอลิเวอร์ เมคส์ (Oliver Meckes) ผู้เป็นช่างภาพ และ นิโคล ออตตาวา (Nicole Ottawa) นักชีววิทยา
แม้ชื่อฟังดูใหญ่โตแต่หมีน้ำมีขนาดเล็กกว่า 1 มิลลิเมตรเสียอีก โดยเป็นสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังที่อาศัยอยู่ในน้ำและแหล่งอาศัยครึ่งบกครึ่งน้ำอย่างไลเคนและตะไคร่น้ำชื้นๆ และข้อมูลจากบีบีซีเนเจอร์ระบุว่าเราพบสิ่งมีชีวิตจิ๋วชนิดนี้ได้ทั้งบนบก ในน้ำจืดและในทะเล และเป็นสิ่งมีชีวิตที่ทนต่ออุณหภูมิติดลบ ไม่สะทกสะท้านต่อลมสุริยะหรือแม้กระทั่งสภาวะสุญญากาศ

http://nuclear.rmutphysics.com/blog-sci2/?cat=10

PCR

PCR คืออะไร

จะผลิต DNA ได้อย่างไร ?

โดยปกติแล้วสิ่งมีชีวิตมีการสังเคราะห์ DNA (DNA Replication) ขึ้นใหม่ในระหว่างที่มีการ แบ่งเซลล์โดย DNA จะแยกออกจากกันเป็นสองสายคล้ายกับการรูดซิบ และพอลินิวคลีโอไทด์แต่ละสายจะ ทำหน้าที่เป็นแม่พิมพ์ในการสร้าง DNA สายใหม่ ทำให้ได้ DNA สายใหม่ที่เหมือนกับ DNA โมเลกุลเดิม ทุกประการ

แล้วเราจะสามารถสร้าง DNA ขึ้นมาเองบ้างได้หรือไม่ ?

เราสามารถสร้าง DNA ขึ้นเองได้ภายในหลอดทดลอง (in vitro) โดยไม่ต้องอาศัยเซลล์ของ สิ่งมีชีวิต ด้วยเทคนิคพอลิเมอเรสเชนรีแอชัน หรือพีซีอาร์ (Polymerase Chain Reaction, PCR) ซึ่งเป็นเทคนิค ที่ ใช้ในการเพิ่มปริมาณชิ้นส่วนของ DNA โดยมีการทำปฏิกิริยาอย่างต่อเนื่องกันเป็นลูกโซ่ ทำให้ได้ DNA สายใหม่เพิ่มขึ้นเป็นล้านเท่า โดยหลักการของพีซีอาร์ก็เป็นการเลียนแบบจากกระบวนการ จำลองตัวเองของ DNA ในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตนั่นเอง

เทคนิคพีซีอาร์นับเป็นวิธีการง่ายๆ ที่ทำให้เกิดการพัฒนาการศึกษาทางด้านพันธุศาสตร์อย่างมาก เลยทีเดียว โดยผู้ที่ค้นพบคือ แครี มุลลิส (Kary Mullis) ซึ่งเค้าได้รับรางวัล Nobel Prize สาขาเคมี ในปี ค.ศ. 1993 จากการค้นพบเทคนิคพีซีอาร์นี้ หากสนใจประวัติของเค้าก็เข้าที่เวบไซต์ต่อไปนี้ได้เลยค่ะ http://www.karymullis.com/

เราจะต้องอาศัยสิ่งใดบ้างจึงจะสามารถสร้าง DNA ได้ ?

การทำพีซีอาร์อาศัยสิ่งต่อไปนี้ในการทำปฏิกิริยา

อย่างแรก...ที่ขาดไม่ได้คือชิ้นส่วนของ DNA ที่เราต้องการจำลองนั่นเองคะ เรียกว่า DNA แม่แบบ (DNA Template)ซึ่งข้อดีของเทคนิคพีซีอาร์นี้คือใช้ตัวอย่าง DNA ที่สกัดจากตัวอย่าง เช่น เลือด เนื้อเยื่อ เพียงเล็กน้อย (ประมาณ 5 ไมดครลิตร) ก็สามารถนำมาเพิ่มจำนวนได้มากมายแล้ว

ส่วนต่อมา...ที่จำเป็นในการสังเคราะห์ DNA คือ เอนไซม์ DNA polymerase ซึ่งจะใช้ชนิดพิเศษ ที่สามารถทนความร้อนได้สูง นั่นคือ Taq polymerase โดยสกัดมาจากแบคทีเรีย (Thermus aquaticus) ที่สามารถทนความร้อนได้ดีและอาศัยในน้ำพุร้อน

ทำไมจึงต้องเลือกใช้เอนไซม์ที่สามารถทนความร้อนสูง ๆ ได้ด้วยนะ ?

ไพรเมอร์ (DNA primer) เป็น DNA สายสั้น ๆ ที่มีลำดับเบสเป็นคู่สม (complementary) กับ DNA แม่แบบ ซึ่งจะเข้าคู่กับด้าน 3' ของ DNA แม่แบบ โดยไพรเมอร์ทำหน้าที่เป็นจุดเริ่มต้นในการ สังเคราะห์ DNA สายใหม่ ก่อนที่จะเริ่มทำพีซีอาร์ได้นั้น เราต้องทราบลำดับนิวคลีโอไทด์ของ DNA แม่แบบบริเวณช่วงปลายของส่วนที่เราต้องการเพิ่มจำนวนก่อน เพื่อนำมาสังเคราะห์ไพรเมอร์

 

นิวคลีโอไทด์ (Deoxynucleotide triphosphates, dNTPs) ทั้ง 4 ชนิด (A T C และ G) เพื่อที่จะ นำไปใช้ในการสังเคราะห์สาย DNAสารทั้งหมดนี้จะละลายอยุ่ในสารละลายบัฟเฟอร์ เพื่อ ควบคุมให้เกิดภาวะที่ เหมาะสมในการทำปฏิกิริยา ภายในหลอดทดลองขนาดเล็ก (ปริมาตร 200-500 ไมโครลิตร)

            จากนั้นนำหลอดส่วนผสมไปใส่ในเครื่องเทอร์มอไซเคลอร์ (thermocycler หรือ PCR machine) ซึ่งสามารถควบคุมอุณหภูมิได้ตามขึ้นตอนที่ตั้งไว้

เครื่องเทอร์มอไซเคลอร์

ขั้นตอนปฏิกิริยา PCR มี 3 ขั้นตอน ดังนี้

         1. denaturing เป็นการทำให้ DNA เสื่อมสภาพ เพื่อที่จะแยกสาย DNA จากสภาพที่เป็นเกลียวคู่ (double helix) ให้เป็นสายเดี่ยว โดยใช้อุณหภูมิสูงประมาณ 95 องศาเซลเซียส เวลา 30 วินาที ดังนั้นเราจึง ต้องเลือกใช้เอนไซม์ DNA polymerase ที่สามารถทนความร้อนได้สูง เพื่อไม่ให้เอนไซม์เสื่อสภาพไปก่อน

         2 . annealing เป็นขั้นตอนที่ลดอุณหภูมิลงประมาณ 55 องศาเซลเซียส เวลา 20 วินาที เพื่อให้ ้ไพรเมอร์สามารถจับกับ DNA แม่แบบได้

         3. extension เป็นขั้นตอนการสังเคราะห์ DNA สายใหม่ โดยจะสังเคราะห์จากด้าน 5' ของไพรเมอร์ ไปยังด้าน 3' ไปเรื่อยๆ ตามลำดับนิวคลีโอไทด์บน DNA แม่แบบแต่ละสาย โดยอาศัยการทำงานของ Taq polymerase ที่อุณหภูมิประมาณ 72 องศาเซลเซียสเวลา 20 วินาที ซึ่งเป็นอุณหภูมิที่แบคทีเรียที่ใช้ในการ สกัดเอนไซม์เติบโต

         จากนั้นจะเริ่มขึ้นตอนแรกใหม่หมุนเวียนต่อกันไปหลายๆ รอบ โดยปฏิกิริยา PCR 25-40 รอบจะใช้ ้เวลาประมาณ 1.5 -5 ชั่วFดมง หลังจากทำปฏิกิริยาจะได้สาย DNA สายใหม่จำนวนมากที่ถูกกำหนดตามขนาด ของระยะห่างของไพรเมอร์ทั้งสองสายที่จับกับ DNA แม่แบบ จากนั้นนำผลิตภัณฑ์พีซีอาร์ไปตรวจสอบด้วย agarose gel electrophoresis

 



 

 

ผลิตภัณฑ์พีซีอาร์ และ DNA ladder ซึ่งเป็นชิ้นส่วนของ DNA ที่ทราบขนาด

            ในปัจจุบันเทคนิคพีซีอาร์ใช้กันอย่างแพร่หลายทั้งในด้านการแพทย์ เช่น ใช้ในการตรวจสอบโรค ด้านพันธุวิศวกรรม ใช้ในการเพิ่มปริมาณยีนเพื่อที่จะนำมาศึกษาและการหาลำดับนิวคลีโอไทด์

เอกสารอ้างอิง

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. 2548. หนังสือเรียนสาระการเรียนรู้พื้นฐานและเพิ่มเติมชีววิทยา เล่ม 5 กลุ่ม

         สาระการเรียนรู้ วิทยาศาสตร์ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 หลักสูตร การศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2544. 255 หน้า

ประดิษฐ์ พงศ์ทองคำ. 2543. พันธุศาสตร์. สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. กรุงเทพฯ. 398 หน้า

Leland H. Hartwell, et. al. 2000. Genetics From Genes to Genomes. The McGraw-Hill Companies,

         United State of Amarica. 820 p

Robert H. Tamarin. 2002. Principles of Genetics 7th. The McGraw-Hill Companies, United State of

         Amarica. 684 p

Polymerase Chain Reaction - Xeroxing DNA (1992). Online. (Available):

        
http://biology.ipst.ac.th/index.php/aticle-2550/281-what-is-pcr.html