จากเซลล์ไข่...สูช ่ วี ต ิ ตัวเต็ม วัย สารวจเส้นทางการเจริญเติบโตของกบและไก่ — สัตว์สองชนิดที่ เลือกกลยุทธ์ต่างกันสุดขัว้ ตัง ้ แต่การปฏิสนธิจนถึงตัวเต็มวัย 🐸 🥚 E-book ประกอบการเรียน · อ้างอิงหนังสือเรียนชีววิทยา เล่ม 5 (สสวท.) 🐔
01 จุดร่วมของทุกชีวต ิ : จากไข่สเู่ อ็มบริโอ ............................................................................... 3 02 การเจริญเติบโตของกบ — ชีวต ิ ที่ผก ู กับสายน้า .................................................................. 3 03 การเจริญเติบโตของไก่ — ชีวต ิ ที่ปิดผนึกในเปลือกไข่ ........................................................... 5 04 โครงสร้างนอกตัวเอ็มบริโอ: เกราะป้องกันบนบก ................................................................ 8 05 เปรียบเทียบกบกับไก่ ..................................................................................................... 9 06 ทบทวนความเข้าใจ ......................................................................................................... 9 07 คณะผูจ ้ ด ั ทา ................................................................................................................ 11 2
บทนา ทุกชีวต ิ เริม ้ ตอนเดียวกัน ่ ต้นด้วยขัน ไม่วา่ จะเป็นกบในบ่อน้าหรือไก่ในเล้า เอ็มบริโอของสัตว์มก ี ระดูกสันหลังทุกชนิดต้องผ่าน 4 ขัน ้ ตอนหลักที่เหมือนกัน ก่อน จะแตกต่างกันก็ตรงรายละเอียดปลีกย่อยที่ปรับให้เข้ากับสิง ั อาศัยอยู่ ่ แวดล้อมที่มน 01 02 03 04 ปฏิสนธิ คลีเวจ แกสทรูเลชัน ออร์แกโนเจเนซิส สเปิรม ์ เข้าผสมกับเซลล์ไข่ ได้เป็นไซโกต ไซโกตแบ่งเซลล์แบบไมโทซิ สอย่างรวดเร็ว จนได้ บลาสทูลา เซลล์เคลื่อนที่จด ั เรียงตัว ทัง ั นาไปเป็น ้ 3 ชัน ้ เซลล์พฒ อวัยวะต่าง ๆ ของร่างกาย เป็น 3 ชัน ้ (germ layer) germ layer ทั้ง 3 ชัน ้ แล้วไปเป็นอวัยวะอะไรบ้าง? คาถามชวนคิดในหนังสือเรียน — สรุปคาตอบไว้ทบทวนง่าย ๆ ดังนี้ เอ็กโทเดิรม ์ (ectoderm) เมโซเดิรม ์ (mesoderm) เอนโดเดิรม ์ (endoderm) ชัน ้ นอก — เจริญเป็นระบบประสาท ชัน ้ กลาง — เจริญเป็นกล้ามเนื้อและ ชัน ้ ใน — เจริญเป็นเยื่อบุอวัยวะในทาง สมอง ไขสันหลังและผิวหนัง โนโทคอร์ด ซึ่งเป็นแกนค้ าจุนร่างกาย เดินอาหาร โดยหนึ่งอวัยวะอาจมี ของเอ็มบริโอ เนื้อเยื่อมากกว่าหนึ่งชัน ้ 🐸 ส่วนที่ 1 การเจริญเติบโตของกบ กบเป็นสัตว์สะเทินน้าสะเทินบก เลือกฝากไข่และชีวต ิ ช่วงแรกไว้กับน้าทัง ้ หมด จึงไม่จาเป็นต้องสร้างโครงสร้างป้องกัน ตัวอ่อนที่ซบ ั ซ้อนเหมือนสัตว์บก การปฏิสนธิ ที่วางไข่ ไข่แดง เมทามอร์โฟซิส ภายนอก ในน้า ในน้า มีวุน ้ หุ้ม มีน้อย มี เซลล์ไข่ของกบมีวุน ้ หุม ้ อยูโ่ ดยรอบ และมีไข่แดง (yolk)ซึ่งเป็นอาหารสะสมอยูบ ่ ริเวณด้านล่างที่ชล ี ารสี ี้ ง โดยเซลล์ไข่มส เข้มหนาแน่นบริเวณใกล้ผิวเซลล์มองเห็นเป็นสีเทาเข้ม ส่วนด้านบนมีไข่แดงน้อยกว่าและมองเห็นเป็นสีเหลือง เมื่อเซลล์ไข่ ได้รบ ั การปฏิสนธิเป็นไซโกต จะเริม ่ มีการแบ่งเซลล์เพื่อเพิม ่ จานวน ก่อนเจริญเป็นเอ็มบริโอ และฟักออกจากไข่เป็นตัวอ่อน (larva) ที่เรียกว่า ลูกอ๊อด ซึ่งมีลักษณะแตกต่างจากตัวเต็มวัยอย่างสิน ้ เชิง 3
วงจรชีวต ิ ของกบ: จากเซลล์ไข่ → ตัวอ่อน → ลูกอ๊อด → ลูกกบ → กบเต็มวัย รายละเอียดแต่ละขัน ้ ตอนของเอ็มบริโอกบ 1 คลีเวจ (cleavage) เมื่อสิน ้ สุดการปฏิสนธิ ไซโกตแบ่งเซลล์แบบไมโทซิสอย่างรวดเร็ว เซลล์ด้านบน (ไข่แดงน้อย) แบ่งตัวเร็วกว่าด้านล่าง (ไข่ แดงมาก) จนได้เอ็มบริโอที่มเี ซลล์จานวนมากขนาดเล็กลง จัดเรียงตัวเป็นชัน ้ รอบนอก ส่วนตรงกลางเป็นช่องว่างมี ของเหลวบรรจุอยู่ เรียกว่า บลาสโทซีล เอ็มบริโอระยะนี้เรียกว่า บลาสทูลา 2 แกสทรูเลชัน (gastrulation) เซลล์ของบลาสทูลาเคลื่อนที่และจัดเรียงตัวเป็นชัน ์ เมโซเดิรม ์ และเอนโดเดิรม ์ ้ (germ layer) 3 ชัน ้ ได้แก่ เอ็กโทเดิรม เอ็มบริโอระยะนี้เรียกว่า แกสทรูลา กลุ่มเซลล์ชน ั ้ นอกเคลื่อนมาคลุมด้านล่างและม้วนตัวเข้าไปด้านใน เกิดช่องว่างที่จะ เจริญไปเป็นทางเดินอาหาร มีชอ ่ งเปิดเรียกว่า บลาสโทพอร์ 3 ออร์แกโนเจเนซิส (organogenesis) เซลล์ทัง ์ เจริญเป็นสมองและไขสันหลัง เมโซเดิรม ์ ้ 3 ชัน ้ พัฒนาไปเป็นอวัยวะต่าง ๆ อย่างเฉพาะเจาะจง เช่น เอ็กโทเดิรม เจริญเป็นกล้ามเนื้อและโนโทคอร์ด เอนโดเดิรม ์ เจริญเป็นเยื่อบุของอวัยวะในทางเดินอาหาร 4
4 เมทามอร์โฟซิส (metamorphosis) ลูกอ๊อดที่ฟก ั ออกจากไข่มล ี ักษณะแตกต่างจากตัวเต็มวัยมาก (หายใจด้วยเหงือก อาศัยในน้า ไม่มข ี า มีหาง) เมื่อเจริญเติบ โตต่อไปจะมีการเปลี่ยนแปลงรูปร่างครัง้ ใหญ่ — งอกขาหลัง ตามด้วยขาหน้า หางค่อย ๆ หดสัน ้ ลงจนหายไป จนมีรูปร่าง เหมือนตัวเต็มวัยโดยสมบูรณ์ กระบวนการนี้เรียกว่า เมทามอร์โฟซิส 💡 ทาไมกบต้องมีเมทามอร์โฟซิส? เพราะลูกอ๊อดกับกบเต็มวัยอาศัยอยูใ่ นสิง ้ ระบบ ่ แวดล้อมที่ต่างกัน (น้า vs. บก) ร่างกายจึงต้องถูกออกแบบใหม่ทัง หายใจ ระบบเคลื่อนที่ และระบบย่อยอาหาร เพื่อให้เหมาะกับชีวต ิ บนบกของตัวเต็มวัย 🐔 ส่วนที่ 2 การเจริญเติบโตของไก่ ไก่เป็นสัตว์ท่ีมก ี ารปฏิสนธิภายในร่างกายแม่ แต่วางไข่ออกมาเจริญต่อบนบก จึงต้องพกอาหารและระบบป้องกัน ทัง ้ หมดติดไปกับไข่ตัง ้ แต่แรก การปฏิสนธิ ที่วางไข่ ไข่แดง เมทามอร์โฟซิส ภายในร่างกาย บนบก มีเปลือกแข็ง มีมาก ไม่มี เซลล์ไข่ของไก่มข ี นาดใหญ่และมีไข่แดงสะสมอยูใ่ นปริมาณมาก โดยมีเพียงบริเวณเล็ก ๆ ใกล้ผิวเซลล์ด้านบนของเซลล์ไข่ ที่มน ี ิวเคลียสและไซโทพลาซึม ซึ่งเป็นบริเวณที่เกิดการปฏิสนธิกับสเปิรม ์ และจะเจริญเป็นเอ็มบริโอต่อไป 5
รูป 21.16 โครงสร้างของไข่ไก่ 🥚 รูจ ้ ก ั ส่วนต่าง ๆ ของไข่ เปลือกไข่ปอ ้ งกันภายนอก · ไข่ขาวให้ความชื้นและโปรตีน · ไข่แดงเป็นอาหารสะสม · ช่องอากาศช่วยให้ตัวอ่อนได้ รับออกซิเจนระหว่างฟัก · สายไข่ขาวที่ยด ึ เหนียวได้ชว่ ยยึดไข่แดงให้อยูก ่ ่ึงกลางไข่ 6
รูป 21.17 วงจรชีวต ิ ของไก่: ไข่ → ตัวอ่อน → ลูกไก่แรกเกิด → ไก่รุน ่ → ตัวเต็มวัย กระบวนการเจริญเติบโตของเอ็มบริโอไก่ 1 คลีเวจ เกิดในบริเวณเล็ก ๆ ที่จะเจริญเป็นเอ็มบริโอเท่านัน ้ (ไม่ใช่ทัง ้ เซลล์ไข่แบบกบ) มีการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิสเพื่อเพิม ่ จานวน เซลล์ 2 แกสทรูเลชัน เซลล์ของเอ็มบริโอมีการจัดเรียงตัวเกิดเป็นช่องว่างคือบลาสโทซีลก่อน จากนัน ้ จัดเรียงตัวเป็นกลุ่มเซลล์ 3 ชัน ้ เหมือนกบ — เอ็กโทเดิรม ์ เมโซเดิรม ์ เอนโดเดิรม ์ 3 ออร์แกโนเจเนซิส กลุ่มเซลล์ทัง ้ 3 ชัน ้ พัฒนาไปเป็นอวัยวะต่าง ๆ เมื่อเอ็มบริโอเจริญเติบโตเต็มที่แล้วจะฟักออกจากไข่ 4 ฟักออกจากไข่ — ไม่มเี มทามอร์โฟซิส ลูกไก่ท่ีฟก ั ออกมามีรูปร่างและอวัยวะครบคล้ายตัวเต็มวัยแล้ว เจริญเติบโตต่อไปเป็นไก่รุน ่ และตัวเต็มวัยโดยไม่มก ี าร เปลี่ยนรูปร่างครัง้ ใหญ่แบบกบ 7
ส่วนที่ 3 โครงสร้างนอกตัวเอ็มบริโอ สัตว์มก ี ระดูกสันหลังที่อาศัยบนบก เช่น สัตว์ปีก สัตว์เลื้อยคลาน และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้านม ต้องปรับตัวให้เอ็มบริโอมี โครงสร้างพิเศษที่แตกต่างจากเอ็มบริโอของสัตว์ท่ีเจริญในน้า เพื่อให้เจริญเติบโตบนบกได้โดยไม่สญ ู เสียน้าและ ปลอดภัยจากอันตราย รูป 21.18 โครงสร้างที่อยูน ่ อกตัวเอ็มบริโอของไก่ ถุงน้ าคร่า คอเรียน amnion chorion ถุงชัน ่ หุม ้ เอ็มบริโอ มีของเหลวบรรจุอยู่ ป้องกันการ ้ ในที่หอ ถุงชัน ่ หุม ้ เอ็มบริโออยูใ่ กล้เปลือกไข่ ทาหน้าที่ ้ นอกที่หอ กระทบกระเทือนและป้องกันไม่ให้เอ็มบริโอแห้ง แลกเปลี่ยนแก๊ส ถุงไข่แดง แอลแลนทอยส์ yolk sac allantois ถุงที่บรรจุไข่แดง เพื่อเป็นอาหารสาหรับเอ็มบริโอในการเจริญ ถุงที่สร้างจากเอ็มบริโอ แทรกไปชิดเปลือกไข่ มีหลอดเลือด เติบโต ฝอยโดยรอบ แลกเปลี่ยนแก๊สและเก็บของเสียประเภทกรด ยูรก ิ ไว้จนกระทัง ่ ฟักออกจากไข่ 8
🌍 เอ็มบริโอของกบต้องมีโครงสร้างเหล่านี้หรือไม่? ไม่ต้อง — เพราะกบเจริญเติบโตอยูใ่ นน้าที่ล้อมรอบตัวมันไว้แล้วตามธรรมชาติ น้าทาหน้าที่กันการกระทบกระเทือน และป้องกันการสูญเสียน้าให้แทน จึงไม่จาเป็นต้องสร้างถุงน้าคร่า คอเรียน หรือแอลแลนทอยส์แบบไก่ สรุป เปรียบเทียบกบกับไก่ ตารางสรุปความเหมือนและความแตกต่างที่สาคัญของการเจริญเติบโตทัง ้ สองแบบ ลักษณะ 🐸 กบ 🐔 ไก่ การปฏิสนธิ ภายนอกร่างกาย ในน้า ภายในร่างกาย สถานที่เจริญเติบโต ในน้า บนบก ภายในเปลือกไข่ ปริมาณไข่แดง น้อย มาก โครงสร้างป้องกันตัวอ่อน วุ น ้ หุม ้ ไข่ (อาศัยน้าโดยรอบ) เปลือกไข่ + ถุงน้าคร่า + คอเรียน + แอลแลน ทอยส์ คลีเวจ–แกสทรูเลชัน–ออร์แกโนเจเนซิส คล้ายกันทัง ้ สองชนิด ขัน ้ ตอนร่วม เมทามอร์โฟซิส มี — ลูกอ๊อดเปลี่ยนรูปร่างเป็น ไม่มี กบ ลักษณะแรกเกิด ต่างจากตัวเต็มวัยมาก (ลูกอ๊อด) คล้ายตัวเต็มวัยแล้ว (ลูกไก่) ทบทวน ทบทวนความเข้าใจ คาถามชวนคิดจากหนังสือเรียน — ลองตอบด้วยตัวเองก่อน แล้วเปิดดูแนวคาตอบเพื่อตรวจสอบความเข้าใจ 9
Fleepit Digital © 2021