การเจริญเติบโตของกบ
ไซโกตที่เกิดขึ้นจากการรวมตัวของเซลล์สืบพันธุ์จะต้องมีกระบวนการเจริญเติบโต เพื่อเปลี่ยนแปลงเป็นสิ่งมีชีวิตตัวเต็มวัยที่สมบูรณ์ กระบวนการดังกล่าวต้องถูกต้องแม่นยำ มิฉะนั้นจะทำให้ร่างกายผิดปกติได้ เช่น ปากแหว่ง เพดานโหว่ เป็นต้นคำถามนำ
ไซโกตมีการเปลี่ยนแปลงจนเป็นสิ่งมีชีวิตตัวเต็มวัยได้อย่างไร และสัตว์แต่ละชนิดมีการเจริญเติบโตเหมือนกันหรือแตกต่างกันอย่างไร
กระบวนการที่มีความสำคัญต่อการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตมี 4 กระบวนการ คือ การแบ่ง เซลล์ ของไซโกตเพื่อเพิ่มจำนวนเซลล์ที่ให้เอ็มบริโอประกอบด้วยเซลล์ที่คล้ายเซลล์เดียวกันจำนวนมากแต่ยังไม่มีการพัฒนาไปทำหน้าที่จำเพาะ เมื่อเซลล์ได้รับสารอาหารเพียงพอก็จะ มีการเพิ่มขนาดของเซลล์หรือการ เติบโต (growth) ต่อจากนั้นเซลล์แต่ละกลุ่มจะมีการเปลี่ยนแปลง เป็นเซลล์ที่มีลักษณะเฉพาะเพื่อทำหน้าที่เฉพาะ อย่าง (celldifferentaition) เช่น เป็นเซลล์กล้ามเนื้อ เซลล์เม็ดเลือด เซลล์ประสาท เป็นต้น เซลล์ที่เหมือนกันจะรวมตัวเป็นเนื้อเยื่อและพัฒนาไปเป็นอวัยวะต่างๆ กระบวนการพัฒนาเปลี่ยนแปลงรูปร่างเป็นอวัยวะและเกิดเป็นรูปร่าง เรียกว่า มอร์โฟเจเนซิส (morphogenesis)
ภาพที่ 11-13 การเปลี่ยนแปลงของเซลล์ไปเป็นเซลล์ที่มีลักษณะเฉพาะ
นักเรียนทราบได้อย่างไรว่าสัตว์มีการเจริญเติบโต และจะวักการเจริญเติบโตได้อย่างไร
เมื่อพิจารณาจากกราฟแสดงการเจริญเติบโตของสัตว์ชนิดหนึ่งโดยการวัดความยาว
ภาพที่ 11-14 กราฟแสดงความยาวของสัตว์ชนิดหนึ่ง
-สัตว์ชนิดนี้มีลำตัวยาวเต็มที่เมื่ออายุเท่าไร
-ช่วงอายุเท่าไรที่กราฟมีความชันมากที่สุด นักเรียนคิดว่าอัตราการเจริญเติบโตในช่วงนี้เป็นอย่างไร
-นักเรียนคิดว่าเส้นกราฟในระยะหลังจากสัตว์มีอายุ25วันไปแล้วมีแนวโน้มเป็นอย่างไร และสัตว์ชนิดนี้ยังมีการเจริญเติบโตอยู่หรือไม่ เพราะเหตุใด
จากกราฟจะเห็นได้ว่าเมื่อสัตว์มีอายุมากขึ้นจะมีการเจริญเติบโตมากขึ้นเรื่อยๆ จนถึงระยะหนึ่งก็จะหยุด หลังจากระยะนั้นผ่านไปแล้วเส้นกราฟก็จะไม่สูงขึ้นอีก การเจริญเติบโตในลักษณะเช่นนี้เป็นแบบแผนของการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตทั่วๆ ไป
-นักเรียนคิดว่ามีวิธีใดอีกบ้างที่จะใช้วัดการเจริญเติบโตของสัตว์ แต่ละวิธีมีความเหมาะสมหรือไม่อย่างไร
-นักเรียนคิดว่าสัตว์แต่ละชนิด มีการเจริญเติบโตตลอดชั่วอายุของสัตว์หรือไม่
โดยทั่วไปการวัดการเจริญเติบโตของสัตว์มีหลายวิธี วิธีที่นิยมมากก็คือ การหามวลของสัตว์ที่เปลี่ยนไป หรือการวัดความสูงแต่บางกรณีความสูงอาจไม่เพิ่มในอัตราส่วนเช่นเดียวกับมวลดังนั้นการวัดความสูงจึงเป็นการคาดคะเนการเจริญเติบโต
สิ่งที่น่าศึกษาคือการเจริญเติบโตของสัตว์แต่ละชนิดเหมือนหรือแตกต่างกันอย่างไร การศึกษาการเจริญเติบโตของสัตว์ในระดับนี้จะกล่าวถึงการเจริญเติบโตของสัตว์บางชนิด เพื่อเป็นตัวอย่างให้เห็นถึงแบบแผนของการเจริญเติบโต
การเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวและสัตว์บางชนิด
สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว เช่น อะมีบา พารามีเซียม หลังจากการแบ่งเซลล์จะมีการเพิ่มขนาดของเซลล์จนมีขนาดเท่ากับเซลล์ทั่วไป
สัตว์หลายเซลล์โดยทั่วไปที่มีการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศการเจริญเติบโตจะเริ่มจากไซโกตมีการเปลี่ยนแปลงเป็นเอ็มบริโอซึ่งรายละเอียดของการเจริญเติบโตในสัตว์แต่ละชนิดอาจแตกต่างกันไปบ้าง แต่พอจะนับได้ว่ามีขั้นตอนและแบบแผนการเจริญเติบโตคล้ายคลึงกัน ในที่นี้จะกล่าวถึงการเจริญเติบโตของสัตว์มีกระดูกสันหลังบางชนิดได้แก่ กบ และไก่ ซึ่งใช้เป็นตัวแทนในการศึกษากระบวนการเจริญเติบโตของสัตว์ทั่วไป
การเจริญเติบโตของกบ
เซลล์ไข่ของกบไม่มีเปลือกแข็งหุ้มแต่มีวุ้นห่อหุ้มอยู่โดยรอบเมื่อลอยน้ำจะเห็นด้านที่มีสีเหลืองอยู่ด้านล่าง เนื่องจากมี ไข่แดง (yolk) ซึ่งเป็นอาหารสะสมอยู่มาก ส่วนด้านบนสีเทาเข้มจนเกือบเป็นสีดำ เนื่องจากมีสารสีอยู่หนาแน่นที่บริเวณใกล้ผิวของเซลล์เพื่อเพิ่มจำนวนเซลล์ ดังภาพที่ 11-15
ภาพที่ 11-15 การเจริญเติบโตของกบ
รู้หรือเปล่า
การแบ่งเซลล์ของไซโกตจะมีแบบแผนแตกต่างกันออกไป ขึ้นอยู่กับปริมาณและการกระจายตัวของไข่แดงภายในเซลล์ไข่ เช่น พวกที่มีไข่แดงน้อย ได้แก่ เม่นทะเลสัตว์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมที่มีรกจะมีแบบแผนในการแบ่งเซลล์ไซโกตต่างจากพวกที่มีไข่แดงมาก เช่น นก และ สัตว์เลื้อยคลาน
จากการศึกษาการเจริญเติบโตของกบ ดังภาพที่ 11-15สามารถสรุปการเปลี่ยนแปลงในระยะเอ็มบริโอของกบ ได้ 4 ขั้นตอนคือ คลีเวจ (cleavage) บลาสทูเลชัน (blastulation) แกสทรูเลชัน (gastrulation) และ ออร์แกโนเจเนซิส (organogenesis)
คลีเวจ
เป็นกระบวนการที่ไซโกตมีการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิสอย่างรวดเร็วทำให้ได้เอ็มบริโอที่มีจำนวนเซลล์เพิ่มขึ้น แต่ขนาดของแต่ละเซลล์ของเอ็มบริโอเล็กลงตามลำดับ เมื่อสิ้นสุดระยะคลีเวจจะได้เอ็มบริโอที่ประกอบด้วยเซลล์จำนวนมาก
บลาสทูเลชัน
เป็นกระบวนการที่เซลล์ของอ็มบริโอมีการจัดเรียงตัวเป็นชั้นอยู่รอบนอก ตรงกลางเป็นช่องว่างที่มีของเหลวบรรจุอยู่เต็มเรียกว่า บลาสโทซีล (blastocoel) เรียกเอ็มบริโอระยะนี้ว่า บลาสทูลา (blastula)
แกสทรูเลชัน
เป็นกระบวนการที่เซลล์มีการเคลื่อนที่และจัดเรียงเป็นตัวเป็นเนื้อเยื่อชั้นต่างๆ โดยมีการเคลื่อนที่ของเซลล์ในลักษณะต่างๆ กันเช่น กลุ่มเซลล์ชั้นนอกบุ๋มตัวเข้าไปข้างใน หรือมีการม้วนตัวเข้าไปในช่องว่างภายในเอ็มบริโอ เป็นต้น เอ็มบริโอที่ผ่านกระบวนการนี้จะมีรูปร่างต่างไปจากเดิม ประกอบด้วยเนื้อเยื่อ 3 ชั้น คือ เอกโทเดิร์ม (ectoderm) เมโซเดิร์ม (mesoderm) และ เอนฌดเดิร์ม (endoderm) เรียกเอ็มบริโอระยะนี้ว่า แกสทูลา (gastrula)
ออร์แกโนเจเนซิส
เป็นกระบวนการที่เนื้อเยื่อทั้ง 3 ชั้นของเอ็มบริโอมีพัฒนาการไปเป็นอวัยวะต่างๆ
ตัวอ่อน (larva) ของกบที่ฟักออกจากไข่ เรียกว่า ลูกอ๊อดจะมีลักษณะแตกต่างไปจากพ่อแม่ ซึ่งจะต้องมีการเลี่ยนแปลงรูปร่างลักษณะการดำรงชีวิตหลายครั้ง เรียกกระบวนการนี้ว่าเมทามอร์โฟซิส(metamorphosis) จนกระทั่งได้สัตว์ที่มีลักษณะเหมือนกับพ่อแม่
-การเจริญของสัตว์ที่มีเมทามอร์โฟซิสแตกต่างจากสัตว์ที่ไม่มีเมทามอร์โฟซิสอย่างไร พร้อมทั้งยกตัวอย่างสัตว์ที่มีเมทามอร์โฟซิสแบบต่างๆ
กิจกรรมเสนอแนะ
ให้นักเรียนนำไข่ของสัตว์สะเทินบก เช่น ไข่กบ เขียด คางคก ที่วางไข่ตามแหล่งน้ำต่างๆ มาศึกษาการเปลี่ยนแปลงของเอ็มบริโอ และวาดภาพลักษณะของเอ็มบริโอหลังจากศึกษาเสร็จแล้วควรนำสัตว์ไปปล่องยังแหล่งน้ำ
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น