อาณาจักรมอเนอรา 2

ความสำคัญของแบคทีเรีย

1. ทำให้เกิดโรค มีแบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรคกับคน สัตว์ และพืช ตัวอย่างที่เกิดกับคน ได้แก่

                - ปอดบวม (bacterial pneumonia) เกิดจากเชื้อ Diplococcus pneumoniae

                - วัณโรค (tuberculosis) เกิดจากเชื้อ Mycobacterium tuberculosis

                - โรคเรื้อน (leprosy) เกิดจากเชื้อ Mycobaccium leprae

                - บาดทะยัก (tetanus) เกิดจากเชื้อ Clostridium tetani

                - อหิวาตกโรค (cholera) เกิดจากเชื้อ Vibrio cholerae

                - คอตีบ (diphtheria) เกิดจากเชื้อ Corynebacterium diphtheriae

                - ไอกรน (whooping cough) เกิดจากเชื้อ Bordetella pertussis

                - ไทฟอยด์ (typhoid fever) เกิดจากเชื้อ Salmonella typhi

                - บิด (bacillary dysentery) เกิดจากเชื้อ Shigella dysenteriae

                - ซิฟิลิส (Syphilis) เกิดจากเชื้อ Treponema pallidum

                - อาหารเป็นพิษ (bacterial food poisoning) เกิดจากเชื้อ Clostridium botulinum

2. ผลิตยาปฏิชีวนะ

                ยาปฏิชีวนะ หมายถึง สารเคมีที่ใช้ในการรักษาโรคต่าง ๆ โดยได้มาจากจุลินทรีย์ซึ่งสร้างขึ้นเพื่อยับยั้งหรือทำลายการเจริญของจุลินทรีย์อีกชนิดหนึ่ง ปัจจุบันเราสามารถใช้ยาปฏิชีวนะเพื่อรักษาโรคต่าง ๆ เช่น คอเจ็บ ปอดบวม วัณโรค หรือโรคอื่น ๆ ตัวอย่างเช่น

                     - สเตรปโตมัยซิน (streptomycin) ได้จากเชื้อแบคทีเรีย Streptomyces griseus ใช้รักษาวัณโรคโดยใช้ร่วมกับยาอื่น

                     - คลอแรมเฟนิคอล (chloramphenicol) ได้จากเชื้อ Streptomyces venezuelae ใช้ยับยั้งการเจริญของแบคทีเรียและริคเกตเซีย

                     - คานามัยซิน (kanamycin) ได้จากเชื้อ Streptomyces kanamyceticus ใช้ยับยั้งการเจริญของเชื้อวัณโรคโรคติดเชื้อในทางเดินของเชื้อวัณโรคโรคติดเชื้อในทางเดินปัสสาวะไทฟอยด์และโรคบิด

3. ผลิตภัณฑ์ทางอุตสาหกรรม

                ก. การทำน้ำส้มสายชู (vinegar) เป็นการเปลี่ยนแปลงทางชีวเคมี 2 ขั้นตอน คือ การเปลี่ยนน้ำตาลให้เป็นเอทิลแอลกอฮอล์โดยยีสต์ และการเปลี่ยนเอทิลแอลกอฮอล์ให้เป็นน้ำส้มสายชู โดยแบคทีเรีย Acetobacter sp.

                ข. การผลิตวิตามิน เช่น วิตามินบี 12 ถ้าขาดจะทำให้เป็นโรคโลหิตจาง ในสมัยก่อนต้องใช้สารสกัดจากตับเป็นยาช่วยชีวิต ตัวอย่างแบคทีเรียที่สังเคราะห์วิตามิน B₁₂ เช่น Bacillus megaterium, B. subtilis

                ค. การผลิตกรดอะมิโน จุลินทรีย์หลายชนิดสังเคราะห์กรดอะมิโนที่ได้จากสารอาหารต่าง ๆ มากเกินความต้องการ ตัวอย่างกรดอะมิโน ได้แก่ ไลซีน (L-lysine) ซึ่งอาศัยเชื้อ Enterobacter aerogenes และกรดกลูตามิก (L-glutamic acid) ซึ่งอาศัยเชื้อ Micrococcus sp., Arthrobacter sp. ในการผลิต

                ง. การผลิตกรดอินทรีย์ เช่น กรดแลกติก (lactic acid) ใช้คาร์โบไฮเดรตเป็นสารตั้งต้นแล้วนำมาย่อยให้โมเลกุลเล็กลง อาจใช้สารตั้งต้นพวกแป้งข้าวโพด มันฝรั่ง กากน้ำตาลหรือเวย์ (whey) จะต้องใช้แบคทีเรีย Lactobacillus bulgaricus ซึ่งสามารถเปลี่ยนเป็นกรดแลกติกได้

4. ผลิตภัณฑ์ที่ได้จากนม (milk product)

                ก. นมหมัก (fermented milk) โดยเดิมเชื้อแบคทีเรียลงในนมเป็นหัวเชื้อหมัก starter จะสร้างกรดแลกติกทำให้นมมีรสเปรี้ยว เช่น โยเกิร์ต (yogurt) ได้แก่ Streptococcus lactis, S. thermophilus,  Lactobacillus bulgaricus

                ข. เนยเหลว (butter) ทำจากไขมันในนม โดยนำนมมาปั้นไขมันจะรวมตัวเป็นเม็ด กรองเอาส่วนที่เป็นน้ำออก นำไขมันมาเติม starter ได้แก่ Streptococcus lactis ร่วมกับ Leuconostoc citrovorum

                ค. เนยแข็ง (cheese) ด้วยการทำให้นมเป็นก้อนโดยเดิมหัวเชื้อ ได้แก่ S. lactis หรือ S. cremoris เติมเอนไซม์เรนนิน ทำให้นมจับเป็นก้อนดีขึ้นและแยกส่วนออก นำไปไล่ความชื้น และใส่เกลือและนำไปบ่มด้วยแบคทีเรียหรือรา

5. ช่วยย่อยสลายสารอินทรีย์ จุลินทรีย์ช่วยย่อยซากอินทรีย์ให้อยู่ในรูปสารอนินทรีย์ที่พืชนำไปใช้ได้ แบคทีเรียจึงมีความเกี่ยวข้องกับวัฏจักรของสารต่าง ๆ ในธรรมชาติ เช่น วัฏจักรไนโตรเจน วัฏจักรคาร์บอน วัฏจักรซัลเฟอร์

6. มีความสำคัญต่อระบบนิเวศ จุลินทรีย์บางชนิดช่วยตรึงในโตรเจนในอากาศให้เป็นเกลือไนเตรต ที่พืชนำไปใช้ได้เพื่อการเจริญเติบโต เช่น ไรโซเบียม (Rhizobium) ที่อยู่ที่ปมรากพืชตระกูลถั่ว

7. มีประโยชน์ในการศึกษาค้นคว้าในสาขาวิชาต่าง ๆ เช่น พันธุศาสตร์ ชีวเคมี สรีรวิทยาของเซลล์ เนื่องจากมีช่วงชีวิตสั้นสืบพันธุ์ได้เร็วโดยเฉพาะปัจจุบันศึกษาทางพันธุวิศวกรรมในแบคทีเรียพวก Escherichia coli กันมากเนื่องจากมีพลาสมิดซึ่งเป็น DNA รูปวงแหวนเป็นเกลียวคู่อยู่นอกโครโมโซม ซึ่งสามารถถ่ายทอดไปยังแบคทีเรียตัวอื่นได้

สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน (blue green algae) หรือไซยาโนแบคทีเรีย (Cyanobacteria) มีลักษณะสำคัญดังนี้

1. ไม่มีเยื่อหุ้มนิวเคลียสแบบเดียวกับแบคทีเรียจึงจัดเป็นพวกโพรคาริโอต

2. สังเคราะห์ด้วยแสงได้ เพราะมีคลอโรฟิลล์เอแต่ไม่รวมกันเป็นเม็ดคลอโรพลาสต์ นอกจากนี้ยังมีรงควัตถุอื่น ๆ คือ บีตาคาโรทีน (b-carotene) ไฟโคไซยานิน (phycocyanin) และไฟโคอิริทริน (phycoerythrin) จึงทำให้สาหร่ายมีสีต่าง ๆ เช่น สีเทา เขียว ม่วง น้ำตาล แดง เป็นต้น

3. พบทั้งที่เป็นเซลล์เดี่ยวหรืออยู่เป็นโคโลนี (colony) หรืออยู่ในลักษณะเป็นสาย (filament) จึงมักเรียกรวม ๆ กันว่า ตะไคร่น้ำ ซึ่งจะทำให้บริเวณนั้นลื่นเพราะสายของสาหร่ายมักมีเมือกหุ้ม

4. การสืบพันธุ์ยังเป็นแบบไม่อาศัยเพศ (asexual reproduction) ซึ่งในพวกเซลล์เดียว ๆ จะแบ่งตัวจาก 1 เป็น 2 ไปเรื่อย ๆ จนกลายเป็นโคโลนี เพราะแต่ละเซลล์มีเมือกหุ้มพวกที่เป็นสายสืบพันธุ์โดยการหักออกเป็นท่อน ๆ (fragmentation) บางชนิดสืบพันธุ์โดยการสร้างเซลล์พิเศษ เช่น อะไคนีท (akinete) ซึ่งเป็นสปอร์ที่มีความทนทาน บางชนิดสร้างเซลล์คล้ายซีสต์ ที่เรียกว่า เฮเทอโรซีสต์ (heterocyst) ซึ่งเข้าใจว่ามีหน้าที่ในการตรึงไนโตรเจน

ภาพที่ 1 โครงสร้าง Heterocyst ที่พบในสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน
ที่มา: Reece & et al (2017)

5. อาหารสะสมเป็นพวกแป้งของสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินโดยเฉพาะ (cyanophycean starch) เพราะมีลักษณะคล้ายไกลโคเจน

6. ส่วนใหญ่พบอยู่ในน้ำจืด พบบ้างในน้ำกร่อยหรือน้ำทะเล

ภาพที่ 2 ตัวอย่างสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน
Chroococcales: (a) Chroococcus subnudus, (b) C. limneticus, (c) Cyanothece aeruginosa, 
(d) Snowella litoralis, (e) Microcystis aeruginosa. II. Pleurocapsales: (f) Pleurocapsa minor. 
III. Oscillatoriales: (g) Planktothrix agardhii, (h) Limnothrix redekei, (i) Arthrospira jenneri, 
(j) Johanseninema constricum, (k) Phormidium sp., (l, m) Oscillatoria sp., (n) Schizothrix sp., 
(o) Tolypothrix sp., (p) Katagnymene accurata., IV. Nostocales: (q) Dolichospermum planctonicum, (r) Dolichospermum sp., (s) Nostoc sp., (t) Nodularia moravica. 
V. Stigonematales: (u, v) Stigonema sp. 
Scale bar a–u = 10 lm, v = 20 lm. (Color figure online)
ที่มา: https://www.researchgate.net

           สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินบางชนิด สามารถตรึงแก๊สไนโตรเจนจากอากาศแล้วเปลี่ยนให้เป็นสารประกอบไนโตรเจนได้ ได้แก่ แอนาบีนา (Anabuena) นอสตอก (Nostoc) ปัจจุบันมีการนำสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินบางชนิดมาเพาะเลี้ยงเพื่อผลิตปุ๋ยชีวภาพ บางชนิดมีโปรตีนสูงสามารถสกัดนำมาเป็นอาหารโปรตีน ได้แก่ สไปรูไลนาหรือสาหร่ายเกลียวทอง (Spirulina) มีโปรตีนสูงถึง 55-65% (น้ำหนักแห้ง) ปัจจุบันมีอุตสาหกรรมสกัดโปรตีนจากสาหร่ายชนิดนี้และอัดแห้งทำเป็นเม็ดคล้ายยา หรือใส่เป็นส่วนผสมในผลิตภัณฑ์อาหารเสริม

           ประโยชน์ของสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินยังเป็นผู้ผลิต (producer) ที่มีความสำคัญมากในห่วงโซ่อาหารของระบบนิเวศ โดยจะเป็นอาหารของสัตว์จำนวนมากอีกด้วย แต่ถ้ามีมากเกินไป (bloom) อาจจะส่งผลทำให้เกิดน้ำเน่าเสียส่งผลกระทบทำให้สิ่งมีชีวิตในน้ำตายได้

แหล่งที่มา

ปรีชา สุวรรณพินิจ และนงลักษณ์ สุวรรณพินิจ. (2556). High School Biology ชีววิทยา ม.4-6 เล่ม 5(รายวิชาเพิ่มเติม). กรุงเทพฯ: ไฮเอ็ดพับลิชชิ่ง.

Reece, Jane B. Urry, Lisa A. Cain, Michael L. Wasserman,Steven A. & Minorsky, Peter V. (2017). Campbell Biology. 11th ed.  New York: Pearson Education.

Species concepts and speciation factors in cyanobacteria, with connection to the problemsof diversity and classification - Scientific Figure on ResearchGate. Available from:

https://www.researchgate.net/figure/llustration-of-morphological-diversity-in-cyanobacteria-Groups-orders-follow-Rippka-et_fig1_273009665 [accessed 16 Nov, 2019]

อาณาจักรมอเนอรา 3

         การจำแนกสิ่งมีชีวิตในอาณาจักรมอเนอราตามสายวิวัฒนาการจากการศึกษาเปรียบเทียบลำดับเบสของ DNA และรวมทั้งองค์ประกอบของผนังเซลล์และเยื่อหุ้มเซลล์ของสิ่งมีชีวิตในอาณาจักรมอเนอราทำให้นักชีววิทยาจำแนกสิ่งมีชีวิตในอาณาจักรนี้ออกเป็น 2 กลุ่มใหญ่ ๆ ดังนี้

ภาพที่ 1 จำแนกสิ่งมีชีวิตในอาณาจักรมอเนอรา
ที่มา: Tortora, Funke, and Case, (2019)

1. อาณาจักรย่อยอาร์เคียแบคทีเรีย (Subkingdom Archaebacteria) เป็นกลุ่มแบคทีเรียที่ผนังเซลล์ไม่มีสารเพปทิโดไกลแคนลิพิดที่เป็นองค์ประกอบของเยื่อหุ้มเซลล์จะแตกต่างจากสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น อาร์คีแบคทีเรียแบ่งเป็น 3 กลุ่มใหญ่ คือ

                1) มีทาโนเจน (methanogen) เป็นพวกสร้างแก๊สมีเทนเป็นพวกแอนแอโรบแท้จริง (strictly anaerobes) ช่วยย่อยสลายสารอินทรีย์ย่อยขยะและมูลสัตว์เพื่อเปลี่ยนเป็นเชื้อเพลิงตัวอย่าง Methanobacterium

                2) พวกที่เจริญในสภาพทุรกันดาร (extremophile) ยังแบ่งเป็น

                     ก. พวกชอบอุณหภูมิสูง (extreme thermophile) ชอบอุณหภูมิ 60-80 องศาเซลเซียส ตัวอย่าง Sulfolobus พบในน้ำพุร้อน

                     ข. พวกชอบความเค็มสูง (halophile) ต้องการเกลือแกง 15-20% ในการเจริญ

                     ค. พวกทนกรดจัดหรือเบสจัด (pH tolerant)

                     ง. พวกทนความกดดันสูง (pressure tolerant) พบในทะเลลึก

                3) อาร์คีแบคทีเรียที่เจริญในสภาพปกติ (non extreme archaebacteria) สามารถเจริญในสภาพแวดล้อมเหมือนพวกยูแบคทีเรีย

           ดังนั้นอาจแบ่งอาร์คีแบคทีเรียออกเป็น 2 กลุ่มใหญ่ ๆ ตามการเรียงลำดับเบสใน rRNA คือ

          -กลุ่มครีนาร์ดีโอตา (Crenarchaeota, Cren, spring ชื่อกลุ่มมาจากคำว่า cren หมายถึงน้ำพุร้อน) คือพวกเทอร์โมไฟล์ (ชอบอุณหภูมิสูง) ส่วนใหญ่ที่พบในบ่อน้ำพุร้อนหรือปากปล่องภูเขาไฟใต้ทะเลลึก

                กลุ่มยูริอาร์เคียโอตา (Euryarchaeota, Eury = broad) คือพวกที่อยู่ในสภาพแวดล้อมช่วงกว้างกว่า ได้แก่ พวกมีทาโนเจนพวกฮาโลไฟล์ (ชอบความเค็มจัด) พวกเทอร์โมแอซิโดไฟล์ (themoacidophile) คืออยู่ได้ในที่มีอุณหภูมิสูงและกรดจัด เป็นพวกที่ไม่มีผนังเซลล์ เป็นแบคทีเรียที่มีสาร bacteriorhodopsin ซึ่งเป็นสารสีภายในเยื่อหุ้มเซลล์ทำหน้าที่ดูดกลืนพลังงานแสง แบคทีเรียกลุ่มนี้สามารถสร้างแก๊สมีเทน (CH₄) ได้ดำรงชีวิตอยู่ในทะเลที่มีความเค็มมาก เช่น ทะเล dead sea

ภาพที่ 2 กลุ่มที่ชอบความเค็ม (halophile)
ที่มา: Campbell & Reece. (2005)

                กลุ่มครีนาร์เคียโอตา (Crenarchaeota, ชื่อกลุ่มมาจากคำว่า cren = น้ำพุร้อน) คือพวกเทอร์โมไฟล์ (ชอบอุณหภูมิสูง) ส่วนใหญ่ที่พบในบ่อน้ำพุร้อนหรือปากปล่องภูเขาไฟใต้ทะเลลึก เป็นแบคทีเรียที่ดำรงชีวิตอยู่ในบริเวณที่มีอุณหภูมิสูงถึงประมาณ 60-80 องศาเซลเซียสและมีสภาพเป็นกรดที่มีค่า pH ประมาณ 2-4 ใช้พลังงานในการดำรงชีวิตจากการออกซิไดส์กำมะถันในแหล่งน้ำร้อนที่อาศัยอยู่ เช่น บ่อน้ำพุร้อน ในอุทยานแห่งชาติเยลโลสโตน รัฐไวโอมิง สหรัฐอเมริกา มีแบคทีเรียสกุล Sulfolobus อาศัยอยู่

ภาพที่ 3 กลุ่มที่ชอบความร้อนสูง (thermophile) ในน้ำพุร้อน ณ อุทยานแห่งชาติเยลโลสโตน สหรัฐอเมริกา
ที่มา: https://de.wikipedia.org/wiki/Yellowstone-Nationalpark#/media/Datei:Morning_Glory_Pool_Yellowstone_National_Park.jpg, MatthiasKabel - Eigenes Werk

2. อาณาจักรย่อยยูแบคทีเรีย (Subkingdom Eubacteria) เป็นกลุ่มแบคทีเรียที่พบได้ทั่วไปในทุกสภาพแวดล้อมทั้งในดิน น้ำ อากาศ และในร่างกายของสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ ในน้ำเค็ม น้ำจืด น้ำกร่อย ในธารน้ำแข็ง ในน้ำพุร้อน เป็นต้น ถ้าแบ่งตามความแตกต่างของผนังเซลล์จะแบ่งได้ 3 กลุ่มใหญ่ คือ

                1) แบคทีเรียที่ไม่มีผนังเซลล์ ไมโคพลาสมา (Mycoplasma)

                2) แบคทีเรียแกรมบวกมีผนังเซลล์หนากว่าและมีเพปทิโดไกลแคนมากถึง 90%

                3) แบคทีเรียแกรมลบมีผนังเซลล์บางกว่าและมีเพปทิโดไกลแคนน้อย

                การจัดจำแนกยูแบคทีเรียตามสายวิวัฒนาการเป็นกลุ่มใหญ่ ๆ ดังนี้

           กลุ่มโพรที่โอแบคทีเรีย (Proteobacteria) เป็นแบคทีเรียแกรมลบ (gram-negative bacteria) ที่พบมากที่สุด และมีความหลากหลายที่สุด

                - ริกเกตเซีย (Ricketsia) เป็นเชื้อก่อโรคมีขนาดเล็กมากมักถ่ายทอดโรคโดยพาหะพวกที่ดูดเลือดเช่น เห็บ หมัด ไร เหา ตัวอย่างเช่น เชื้อ Ricketsia typhi ทำให้เกิดโรคไข้ไทฟัส (typhus fever)

                - ไรโซเบียม (Rhizobium) เจริญอยู่ที่รากพืชตระกูลถั่วทำให้เกิดปมที่รากพืชและตรึงไนโตรเจนจากอากาศเพื่อสร้างเป็นสารประกอบไนโตรเจน

ภาพที่ 4 ไรโซเบียมที่ปมรากถั่ว
ที่มา: https://www.alibaba.com/product-detail/Inoculum-Rhizobium_131673580.html

                - ไนโตรแบคเตอร์ (Nitrobacter) เป็นแบคทีเรียในดินที่ออกซิไดส์ในไตรท์ (nitrite, NO₂^-) เป็นในเตรต (nitrate, NO₃^-)

                - เนสซีเรีย (Neisseria) เป็นรูปทรงกลมแกรมลบไม่เคลื่อนที่มักอยู่เป็นคู่โดยเอาด้านแบนติดกันบางชนิดก่อโรคในคนเช่น Neisseria gonorrhoeae เป็นสาเหตุของโรคโกโนเรีย (หนองใน) Neisseria meningitidis เป็นสาเหตุของโรคเยื่อหุ้มสมองอักเสบ

ภาพที่ 5 เชื้อ Neisseria gonorrhoeae ที่เข้าไปทำลายเม็ดเลือดแดง
ที่มา: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/87/Neisseria_gonorrhoeae_PHIL_3693_lores.jpg

                - วิบริโอ เช่น Vibrio cholerae ทำให้เกิดโรคอหิวาตกโรค

                - เอนเทอโรแบคทีเรีย (Enterobacteria) เช่น Salmonella ทำให้เกิดไข้ไทฟอยด์ โลหิตเป็นพิษกระเพาะและลำไส้อักเสบอาหารเป็นพิษ Escherichia coli เป็นเชื้อประจำถิ่นในลำไส้ใหญ่ Shigella ทำให้เกิดโรคบิดในคน Yersinia pestis ทำให้เกิดโรคกาฬโรคในคน

                - Helicobacter pylori ทำให้เกิดกระเพาะอาหารอักเสบและเกิดแผลเปื่อยในกระเพาะอาหาร

ภาพที่ 6 เชื้อ Helicobacter pylori เป็นสาเหตุของโรคกระเพาะอาหารเรื้อรัง
ที่มา: Reece & et al (2017)

           กลุ่มคลาไมเดีย (chlamydias) เป็นแบคทีเรียแกรมลบพบเป็นปรสิตในเซลล์สัตว์และเป็นสาเหตุของโรคติดต่อทางเพศสัมพันธ์ของมนุษย์ รูปร่างทรงกลม ไม่เคลื่อนที่ ผนังเซลล์ไม่มีเพปทิโอไกลแคน (peptidoglycan) แคลมีเดียเป็นเชื้อก่อโรคที่สำคัญ เช่น

                - Chlamydia trachomatis ทำให้เกิดโรคริดสีดวงตา (trachonna) ตาแดง (inclusion conjunctivitis) กามโรคของต่อมและท่อน้ำเหลือง หนองในเทียม

                - Chlamydia psittaci ทำให้เกิดโรคไข้นกแก้วหรือชิตตาโคซิส (psittacosis) ในคน

                รู้หรือไม่ หนองในเทียมไม่ใช่โรคหนองในหรือโกโนเรีย หนองในเทียมเกิดจากเชื้อแคลมีเดีย ชื่อ Chlamydia trachomatis แต่หนองในหรือโกโนเรียเกิดจากเชื้อในซีเรียชื่อ Neisseria gonorrhoeae

           กลุ่มสไปโรคีท (spirochetes) เป็นแบคทีเรียแกรมลบมีรูปร่างโค้งงอเป็นเกลียวและยืดหยุ่นได้บางชนิดดำรงชีวิตแบบอิสระ บางชนิดทำให้เกิดโรค เช่น Treponema pallidum ทำให้เกิดโรคซิฟิลิส (Syphilis) Leptospira interrogans ทำให้เกิดโรคเลปโตสไปโรซิส (leptospirosis) หรือโรคฉีหนู

ภาพที่ 7 เชื้อ Treponema pallidum ทำให้เป็นโรคซิฟิลิส
ที่มา: https://www.flickr.com/photos/92708411@N07/8579266595

ภาพที่ 8 เชื้อ Leptospira interrogans ทำให้เป็นโรคฉี่หนู
ที่มา: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Leptospira_interrogans_strain_RGA_01.png

           กลุ่มแบคทีเรียแกรมบวก (gram positive bacteria) เป็นแบคทีเรียที่ย้อมติดสีม่วงน้ำเงินของคริสทัลไวโอเลตพบทั่วไปทั้งในดินและอากาศบางชนิดสามารถสร้างเอนโดสปอร์ (endospore) เมื่ออยู่ในสภาพแวดล้อมที่ไม่เหมาะสม เช่น Bacillus sp. แบคทีเรียกลุ่มนี้สามารถนำมาใช้ประโยชน์ต่อมนุษย์หลายด้านเช่นการนำมาใช้ประโยชน์ทางด้านการแพทย์ Streptomyces sp. สามารถใช้ผลิตยาปฏิชีวนะ Lactobacillus sp. เป็นแบคทีเรียที่ผลิตกรดแลกติกได้จึงมีการนำมาใช้ประโยชน์ในอุตสาหกรรมอาหารการทำเนยนมเปรี้ยวหรือโยเกิร์ตผักและผลไม้ดองอย่างไรก็ตามแบคทีเรียแกรมบวกบางชนิดก็เป็นสาเหตุของการเกิดโรคเช่นการเกิดโรคแอนแทรกซ์ (anthrax) โดยเชื้อ Bacillus anthracis ในวัว Mycobacterium tuberculosis ทำให้เกิดโรควัณโรค และ Mycobacterium leprae ทำให้เกิดโรคเรื้อน ส่วน Clostridium เจริญในที่ไม่มีออกซิเจน เช่น C. botulinum ทำให้เกิดโรคอาหารเป็นพิษโบทูลิซึม (botulism) พวกทรงกลมStaphylococcus เช่น S. aureus ทำให้เกิดฝีหนองการติดเชื้อหลังผ่าตัดส่วน Streptococcus ส่วนใหญ่เป็นปรสิตในคนและสัตว์หลายชนิดทำให้เกิดโรคเช่น Streptococcus pyogenes ทำให้เกิดไข้ดำแดง (Scarlet fever) ไข้รูมาติก (rheumatic fever) เป็นต้น

                     สำหรับไมโคพลาสมา (mycoplasma) เป็นแบคทีเรียแกรมบวกที่ไม่มีผนังเซลล์มีขนาดเล็กที่สุดประมาณ 0.2-0.3 ไมโครเมตรบางชนิดดำรงชีวิตอย่างอิสระบางชนิดพบว่ามีเมแทบอลิซึมแบบใช้แก๊สออกซิเจนแต่บางชนิดดำรงชีวิตแบบไม่ใช้แก๊สออกซิเจนได้บางชนิดเป็นปรสิตทั้งในพืชและสัตว์บางชนิดเป็นสาเหตุของการเกิดโรคปอดบวม

                ความรู้เพิ่มเติม

                     การย้อมสีแบบแกรม (Gram staining) เป็นการย้อมสีเพื่อบอกความแตกต่างโดยย้อมด้วยสีมากกว่า 1 ชนิดทำให้สีย้อมติดที่องค์ประกอบของผนังเซลล์ไม่เท่ากันจึงบอกความแตกต่างได้ระหว่างแบคทีเรียแกรมบวก (Gram positive bacteria) และแบคทีเรียแกรมลบ (Gram negative bacteria)

                     หลักการย้อมสีแบบแกรม โดยย้อมสีแรกด้วยสีคริสทัลไวโอเลต (crystal violet) เป็นเวลา 1 นาที แล้วเทสีทิ้งหยดลูกอลไอโอดีน (Lugol's iodine) เป็นมอร์แดนต์ (mordant) เพื่อช่วยให้เซลล์ติดสีย้อมได้ดีขึ้นเป็นเวลา 1 นาที แล้วล้างออกด้วย 95% แอลกอฮอล์ทิ้งไว้ประมาณ 15 วินาที ล้างน้ำเพื่อหยุดปฏิกิริยาการล้างสีของแอลกอฮอล์ ย้อมสีทับด้วยซาฟรานิน (safranin) ประมาณ 30-60 วินาที ล้างน้ำ ซับให้แห้ง และส่องดูด้วยกล้องจุลทรรศน์พบว่า แบคทีเรียแกรมบวกจะติดสีม่วงของคริสทัลไวโอเลติและแบคทีเรียแกรมลบจะติดสีแดงของซาฟรานิน

ภาพที่ 9 แบคทีเรียแกรมบวก (สีม่วง) และแกรมลบ (สีแดง) ที่ผ่านการย้อมสีแบบแกรม
ที่มา: Campbell & Reece. (2005)

                กลุ่มไซยาโนแบคทีเรีย (cyanobacteria) เป็นกลุ่มแบคทีเรียที่สามารถสังเคราะห์ด้วยแสงได้เพราะมีรงควัตถุพวกคลอโรฟิลล์เอ แคโรทีนอยด์ และไฟโคบิลินอยู่ภายในเซลล์ จึงทำหน้าที่เป็นผู้ผลิตในระบบนิเวศ บางชนิดเซลล์ต่อกันเป็นสายยาวและมีเซลล์ heterocyst ทำหน้าที่ เกี่ยวข้องกับการตรึงไนโตรเจนในอากาศมาใช้ประโยชน์ แบคทีเรียกลุ่มนี้ ได้แก่ ออสซิลลาทอเรีย (Oscillatoria) แอนาบีนา (Anabaena) นอสตอก (Nostoc)

ภาพที่ 10 ตัวอย่างสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน Nostoc
ที่มา: https://www.flickr.com/photos/argonne/5909383026

แหล่งที่มาท้ายบทเรียน

ปรีชา สุวรรณพินิจ และนงลักษณ์ สุวรรณพินิจ. (2556). High School Biology ชีววิทยา ม.4-6 เล่ม 5 (รายวิชาเพิ่มเติม). กรุงเทพฯ: ไฮเอ็ดพับลิชชิ่ง.

พจน์ แสงมณี. (2552). Compact ชีววิทยา ม.6 เล่ม 5. กรุเทพฯ: แม็ค.

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี กระทรวงศึกษาธิการ. (2554). หนังสือเรียน รายวิชา เพิ่มเติม ชีววิทยา เล่ม 5 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4-6.  กรุงเทพฯ: สกสค. ลาดพร้าว.

Campbell, Neil A. & Reece, Jane B. (2005). Biology. 7th ed. San Fancisco: Pearson Education.

Reece, Jane B. Urry, Lisa A. Cain, Michael L. Wasserman,Steven A. & Minorsky, Peter V. (2017). Campbell Biology. 11th ed.  New York: Pearson Education.

Tortora, Gerard J., Funke, Berdell R., and Case, Christine L. (2019). Microbiology : an Introduction. 13th ed.  Boston : Pearson.