ฐานที่ 4 สิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก

แบคทีเรีย

แบคทีเรีย ไซยาโนแบคทีเรีย หรือ สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน และแบคทีเรียโบราณ (Archaebacteria) เป็นสิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก อยู่ในอาณาจักรมอเนอรา (Monera) สมาชิกในอาณาจักรนี้เป็นพวกไม่มีนิวเคลียส (Prokaryotic cell) มีลักษณะเป็นเซลล์เดียวหรือเป็นกลุ่มของเซลล์ (Colonial-unicellular organization) มีรูปร่างทั้งแบบกลม แบบท่อน หรือแบบเกลียว และแบบอื่น ๆ มีทั้งพวกที่เคลื่อนที่และไม่เคลื่อนที่ พบได้ทั่วไป พบมากในดิน รวมทั้งในร่างกายของสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ

เชื้อรา

เชื้อรา และยีสต์ เป็นสิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก (ยกเว้นเชื้อราขนาดใหญ่ ที่เรียกว่า เห็ด) จัดอยู่ในอาณาจักรฟังไจ (Fungi) มีลักษณะที่สำคัญคือเป็นเซลล์ที่มีนิวเคลียส (Eukaryotic cell) แต่ละเซลล์อาจมีหลายนิวเคลียส (Multinucleates) ไม่มีพลาสติด (Plastid) และรงควัตถุที่ใช้ในการสังเคราะห์ด้วยแสง ไม่เคลื่อนที่ (แต่มีการไหลเวียนของไซโทพลาสซึมในเซลล์) การนำอาหารเข้าสู่เซลล์ทำโดยวิธีการดูดซึมเข้าเซลล์ การเจริญของเส้นใยที่เป็นร่างกาย (Somatic hypha) มีการเจริญโดยไม่มีขอบเขตจำกัด แต่เส้นใยที่เป็นเส้นใยสืบพันธุ์ (Repoductive hypha) มีการเปลี่ยนแปลงไปเป็นโครงสร้างลักษณะเฉพาะคล้ายกับพืชชั้นสูง เช่น มีโครงสร้างที่ใช้สร้างสปอร์หรือเซลล์สืบพันธุ์ การสืบพันธุ์มีทั้งแบบมีเพศและไม่มีเพศ

ความสำคัญของจุลินทรีย์ (สิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก)

1. จุลินทรีย์เป็นรูปแบบของสิ่งมีชีวิตที่มีความเก่าแกที่สุดของโลก เพราะเป็นสิ่งมีชีวิตที่เกิดขึ้นก่อนสิ่งมีชีวิต
อื่น ๆ จึงควรศึกษาให้เข้าใจถึงสิ่งมีชีวิตกลุ่มนี้

2. หากนำมวล (น้ำหนัก) คาร์บอนของจุลินทรีย์ทั้งหมดที่มีอยู่ในสิ่งแวดล้อมมารวมกัน จะพบว่ามีปริมาณมากเป็นลำดับที่สอง คิดเป็นร้อยละ 17.10 รองจากพืชที่คิดเป็นร้อยละ 82.54

3. จากข้อมูลทางสาธารณสุขจะพบว่าเชื้อจุลินทรีย์ก่อโรคต่าง ๆ ทำให้มนุษย์เสียชีวิตเป็นจำนวนมาก ซึ่งเสียชีวิตมากกว่าการเสียชีวิตจากสงครามต่าง ๆ มาก

4. จุลินทรีย์ต่าง ๆ บางชนิดสามารถสร้างสารที่ทีประโยชน์ซึ่งใช้ในการผลิตเป็นยารักษาโรคได้ เช่น ยาปฏิชีวนะหลาย ๆ ชนิด ได้แก่ เพนิซิลลิน สเตรปโตมัยซิน คลอแรมฟินิคอล เตตราซัยคลิน เป็นต้น

5. จุลินทรีย์หลายชนิดสามารถใช้ประโยชน์ในการผลิตสิ่งต่าง ๆ ทางอุตสาหกรรมได้ เช่น เอทานอลที่เป็นเชื้อพลิง เบียร์ ไวน์ น้ำส้มสายชู นมเปรี้ยว เนยแข็ง เป็นต้น

6. จุลินทรีย์หลายชนิดสามารถใช้เป็นอาหารได้โดยตรง เช่น สาหร่าย ยีสต์บางชนิด โปรตีนที่ผลิตจากจุลินทรีย์เซลล์เดี่ยวเรียกว่า โปรตีนเซลล์เดี่ยว (Single cell protein) หรือ เห็ดชนิดที่กินได้ (ไม่ใช่เห็ดพิษ)

7. หากไม่มีจุลินทรีย์จะไม่มีสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ เนื่องจากในกระบวนการสร้างพลังงานของจุลินทรีย์ที่สังเคราะห์ด้วยแสงได้ จะทำให้เกิด O2 และหรือ N2 เช่น จุลินทรีย์ในกลุ่ม ไซยาโนแบคทีเรีย หรือ สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน

8. จุลินทรีย์บางชนิดดำรงชีวิตเป็นผู้ย่อยสลาย จึงช่วยทำให้เกิดวัฏจักรของธาตุต่าง ๆ ในระบบนิเวศ

9. การทำงานด้านพันธุวิศวกรรมกับจุลินทรีย์ สามารถนำไปใช้ประโยชน์ในงานด้านเทคโนโลยีชีวภาพต่าง ๆ ได้ เช่น การสร้างยีสต์สายพันธุ์ใหม่ที่ผลิตสารฆ่าแมลง หรือใช้ผลิตวัคซีนที่เรียกว่าวัคซีนลูกผสม (Recombinant vaccine) เช่น วัคซีนป้องกันโรคไวรัสตับอักเสบ บี หรือวัคซีนป้องกันโรคโควิด 19 เป็นต้น

จุลชีววิทยา (Microbiology)

เป็นวิชาที่ศึกษาเกี่ยวกับจุลินทรีย์ (สิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก) และกิจกรรมของจุลินทรีย์ในเรื่องที่เกี่ยวกับรูปร่าง โครงสร้าง การสืบพันธุ์ สรีรวิทยา การจัดจำแนก การแพร่กระจายในธรรมชาติ ความสัมพันธ์ระหว่างจุลินทรีย์ด้วยกัน และระหว่างจุลินทรีย์กับสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ตลอดจนการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างจุลินทรีย์กับการเปลี่ยนแปลงของสภาวะทางกายภาพในสภาพแวดล้อม (สิ่งไม่มีชีวิต) ต่าง ๆ

วิชาที่ศึกษาการนำจุลินทรีย์ไปใช้ประโยชน์ด้านต่าง ๆ ประกอบด้วย

1. จุลชีววิทยาอุตสาหกรรม (Industrial microbiology) 

ศึกษาเกี่ยวกับวิธีการที่จะนำจุลินทรีย์มาใช้ในการทำให้เกิดประโยชน์ด้านอุตสาหกรรมต่าง ๆ เช่น การใช้จุลินทรีย์ผลิตโปรตีนเซลล์เดียว การผลิตยาปฏิชีวนะ การผลิตกรดอินทรีย์ การผลิตนมเปรี้ยวและโยเกิร์ต (ระดับอุตสาหกรรม) การผลิตขนมปัง (ระดับอุตสาหกรรม) การผลิตแอลกอฮอล์ 

2. จุลชีววิทยาทางอาหาร (Food microbiology)

  ศึกษาเกี่ยวกับบทบาทและกิจกรรมของจุลินทรีย์ในอาหาร เช่น จุลินทรีย์ที่เป็นสาเหตุทำให้เกิดการเน่าเสียและเสื่อมเสียของอาหาร การตรวจหาจุลินทรีย์ที่ปนเปื่อนในอาหาร การควบคุมและป้องกันการเน่าเสียของอาหาร การป้องกันและกำจัดจุลินทรีย์ที่เป็นเชื้อโรคในอาหาร และการถนอมอาหาร

3. จุลชีววิทยาทางการแพทย์ (Medical microbiology)

ศึกษาจุลินทรีย์ที่เป็นสาเหตุในการทำให้เกิดโรค กลไกการเกิดโรค การรักษา การควบคุม และการรักษา รวมถึงระบบภูมิคุ้มกันในร่างกายของมนุษย์

4. จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม (Environmental microbiology)

ศึกษาเกี่ยวกับบทบาทและกิจกรรมของจุลินทรีย์ในสิ่งแวดล้อม ทั้งในดิน ในน้ำ และในอากาศ เช่น จุลินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงวัฏจักรไนโตรเจน วัฏจักรคาร์บอน วัฏจักรกำมะถัน และวัฏจักรของสารต่าง ๆ ในดินและในน้ำ รวมทั้งการบำบัดมลพิษในสิ่งแวดล้อมด้วยจุลินทรีย์

5. จุลชีววิทยาทางการเกษตร (Agricultural microbiology)

ศึกษาเกี่ยวกับบทบาทและกิจกรรมของจุลินทรีย์ทั้งในดินและในน้ำที่เกี่ยวข้องกับการเกษตร เช่น จุลินทรีย์ที่ส่งเสริมการเจริญของพืชเศรษฐกิจ หรือป้องกันศัตรูพืช จุลินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมทางชีววิธี จุลินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกับวัฏจักรไนโตรเจน วัฏจักรฟอสฟอรัส วัฏจักรโพแทสเซียม และวัฏจักรของสารต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับการเกษตร

6. จุลินทรีย์ของนม (Dairy microbiology) 

ศึกษาเกี่ยวกับบทบาทและกิจกรรมของจุลินทรีย์ในนมและผลิตภัณฑ์ของนม เช่น จุลินทรีย์ที่เป็นสาเหตุการเน่าเสียในนม และผลิตภัณฑ์ของนม การตรวจหาจุลินทรีย์ในนม การควบคุม และการป้องกันจุลินทรีย์ที่เป็นเชื้อโรคในนม

7. จุลชีววิทยาทางดิน (Soil microbiology)

ศึกษาเกี่ยวกับธรรมชาติของดิน บทบาทและกิจกรรมของจุลินทรีย์ในดิน เช่น จุลินทรีย์ที่เกี่ยวข้องการเปลี่ยนแปลงวัฏจักรไนโตรเจน วัฏจักรคาร์บอน วัฏจักรกำมะถัน และวัฏจักรของสารต่าง ๆ ในดิน

8. จุลชีววิทยาของน้ำ (Water microbiology)

ศึกษาเกี่ยวกับธรรมชาติของน้ำ บทบาทและกิจกรรมของจุลินทรีย์ในน้ำ เช่น จุลินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกับการย่อยสลายอินทรีย์วัตถุในแหล่งน้ำ การแพร่ระบาดของจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรค ตลอดจนการควบคุมและป้องกัน การป้องกันและแก้ไขปัญหาน้ำเสียโดยจุลินทรีย์ หรือการบำบัดน้ำเสียโดยวิธีทางชีวภาพ

9. จุลชีววิทยาของอากาศ (Air microbiology)

ศึกษาเกี่ยวกับธรรมชาติของอากาศ บทบาทและกิจกรรมของจุลินทรีย์ในอากาศ เช่น การแพร่กระจายของจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรค ตลอดจนการควบคุม และการป้องกันโรคจากจุลินทรีย์จากอากาศ

10. จุลชีววิทยาของอวกาศ (Space microbiology หรือ Exobiology) 

ศึกษาเกี่ยวกับจุลินทรีย์ที่อาจพบได้ในอวกาศและดวงดาวต่าง ๆ ซึ่งอาจจะปะปนมากับนักบินอวกาศ ยานอวกาศ หรือดาวเทียม นอกจากนี้ยังศึกษาเกี่ยวกับจุลินทรีย์ที่ช่วยรักษาสภาวะสมดุลของออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ในภาวะที่อยู่ในอวกาศ

แหล่งข้อมูล

วิญญู ภักดี. (2566). เอกสารประกอบการสอนรายวิชาจุลชีววิทยาทั่วไป. มหาวิทยาลัยราชภัฏราไพรรณี.

วิญญู ภักดี, ชุตาภา คุณสุข และจิรภัทร จันทมาลี. (2565). ฤทธิ์ยับยั้งแบคทีเรียและการระบุชนิดของเชื้อ
แอคติโนมัยซีทที่แยกได้จากปูหินก้ามฟ้าบริเวณอ่าวคุ้งกระเบน จังหวัดจันทบุรี. การประชุมวิชาการระดับชาตินนทรีอีสาน ครั้งที่ 10 80 ปี มก. เพื่อนวัตกรรม เทคโนโลยี และคุณภาพชีวิตและสังคมที่ยั่งยืน. วันที่ 26 พฤศจิกายน พ.ศ. 2565, 193-201.

วิญญู ภักดี, ชุตาภา คุณสุข, เสาวภา สุราวุธ, จิรภัทร จันทมาลี และฉัตรมงคล สีประสงค์. (2564). ฤทธิ์ยับยั้งแบคทีเรียของเชื้อแอคติโนมัยซีทที่แยกได้จากปูทะเลบริเวณอ่าวคุ้งกระเบน จังหวัดจันทบุรี. การประชุมวิชาการระดับชาติมหาวิทยาลัยทักษิณ ครั้งที่ 31 ประจำปี 2564 วิจัยและนวัตกรรมสังคมยุคหลังโควิด-19. วันที่ 20-21 พฤษภาคม พ.ศ. 2564, 1162-1170.

เอกสารวิชาการ
====================

ทีมงาน
อาจารย์ ดร.วิญญู ภักดี

นักวิทยาศาสตร์ (ชีววิทยา) กาญจนา ราชสุวรรณ
พี่ นภัส พูลสวัสดิ์

พี่ ปดิวรัดา กวดสำโรง

พี่ ปาลิตา โฉมยงค์
====================