ความหลากหลายของสิ่งมีชีวิต

สิ่งมีชีวิตบนโลกใบนี้มีอยู่มากมายหลายล้านชนิด แต่ละชนิดอาจมีเพียงไม่กี่สิบ ไม่กี่ร้อยตัว เช่น หมีขาว เสือไซบีเรียน นกเจ้าฟ้าหญิงสิรินธร แต่สิ่งมีชีวิตบางอย่างอาจมีเป็นล้านตัว เช่น แมลง แพลงก์ตอน แบคทีเรีย สิ่งมีชีวิตที่อยู่รอบ ๆ ตัวเรา บางชนิดมีรูปร่างคล้ายคลึงกับเรา เช่น เพื่อนชาวต่างชาติ กอริลลา ชิมแพนซี ชะนี แต่บางชนิดก็มีความแตกต่างจากเราจนไม่น่าเชื่อว่านั่นก็เป็นสิ่งมีชีวิตเหมือนกัน เช่น

ปลากบ (ปลาซึ่งอาศัยตามแนว ปะการัง และผ่านกระบวนการคัดเลือกตามธรรมชาติมาจนปัจจุบัน มีรูปร่างกลมกลืนกับแนวปะการังจนแยกออก ได้ยากว่าปลากบพรางตัวอยู่บริเวณใด) 

ม้าน้้าที่มีลักษณะคล้ายใบไม้ในทะเล (Leafy sea dragon) 

หวีวุ้น (สัตว์คล้าย แมงกะพรุน ซึ่งบางครั้งมองผ่าน ๆ จะคล้ายขยะพวกถุงพลาสติกลอยอยู่ในทะเล) 

ราเมือก (โปรติสต์ชนิดหนึ่งซึ่งพบ ได้ตามที่ชื้นแฉะ บางชนิดมีสีเหลืองอมเขียว มองผ่าน ๆ อาจนึกว่าเสลด)

ปลากบ
หวีวุ้น    
ม้าน้ำ Leafy sea dragon
ราเมือก

จะเห็นได้ว่าสิ่งมีชีวิตบนโลกใบนี้มีความเหมือนกันเพียงแค่ความต้องการพลังงานมาใช้ในการผลักดันให้ เกิดกิจกรรมแห่งชีวิต (Activities of life) บางชนิดอาจ “เปลี่ยนรูป” พลังงานจากธรรมชาติมาอยู่ในรูปพลังงานเคมี ที่สามารถเก็บไว้ใช้ได้ด้วยตนเอง เช่น พืช สาหร่ายเซลล์เดียว แบคทีเรียบางชนิด สิ่งมีชีวิตเหล่านี้เรียกรวม ๆ ว่าเป็น พวกผู้ผลิต (Autotroph) แต่สิ่งมีชีวิตบางอย่างจะน้าพลังงานมาจากสิ่งมีชีวิตอื่นผ่านกระบวนการ “กินกันเป็นทอด ๆ” สิ่งมีชีวิตเหล่านี้เรียกว่า ผู้บริโภค (Consumer) ซึ่งเป็นพวก Heterotroph กระบวนการดังกล่าวท้าให้สิ่งมีชีวิต ส่วนใหญ่บนโลกนี้มีความสัมพันธ์ต่อกัน

ในความเหมือนหนึ่งประการของสิ่งมีชีวิตบนโลกใบนี้ น้าไปสู่ความหลากหลายมากมาย ซึ่งนักวิชาการได้ แบ่งความหลากหลายบนโลกใบนี้ไว้ใน 3 ระดับคือ

1. ความหลากหลายในระดับนิเวศ (Ecological diversity) สิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกัน มีพันธุกรรมแบบเดียวกัน แต่ เมื่ออาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน ก็ท้าให้มันแตกต่างกันได้เช่น แบคทีเรีย E. coli ที่มียีน LacZ เมื่อ เลี้ยงในอาหารที่มีกลูโคสสูงผสมสารโครงสร้างคล้าย (analog) กาแลคโตส (x-gal) และสารกระตุ้นสีฟ้า (IPCT) กับกลุ่มที่เลี้ยงในอาหารที่มีกาแลคโตสผสมสารโครงสร้างคล้ายกาแลคโตสตัวกระตุ้นให้เกิดสีฟ้า จะมีสีของ โคโลนีแตกต่างกัน E. coli ที่มียีน LacZ สามารถสร้างเอนไซม์ -galactosidase ซึ่งสามารถเร่งปฏิกิริยาการย่อยน้้าตาลกาแลคโตสได้ แต่ในสภาวะที่มีน้้าตาลกลูโคสสูง เอนไซม์ตัวนี้จะไม่ถูกสร้างออกมา เมื่อไม่มีเอนไซม์ ไปเร่งการสลายพันธะของสารที่มีโครงสร้างคล้ายกาแลคโตส โคโลนีของแบคทีเรียกลุ่มนี้จึงเป็นสีขาว แต่ แบคทีเรียที่ถูกเลี้ยงในอาหารที่ไม่มีกลูโคส หากแต่มีน้้าตาลกาแลคโตสแบคทีเรียจะสร้างเอนไซม์มาเร่งปฏิกิริยา ย่อยน้้าตาลกาแลคโตสเป็นน้้าตาลกลูโคสและแลคโตส และเอนไซม์ตัวนี้ยังสามารถย่อย x-gal ท้าให้โคโลนีของ แบคทีเรียที่เลี้ยงในอาหารที่มีกาแลคโตสเกิดสีฟ้า สิ่งมีชีวิตทุกชนิดต่างมีความพยายามในการปรับตัวเองเพื่อให้สามารถอยู่รอดได้ในสภาวะต่าง ๆ เมื่อ สิ่งมีชีวิตที่แตกต่างมาอยู่รวมกัน ย่อมท้าให้เกิดความแตกต่างในระดับที่มากขึ้น และในที่สุดเกิดเป็น ลักษณะเฉพาะของแต่ละ “ระบบนิเวศ” ขึ้น 

2. ความหลากหลายในระดับชนิดพันธุ์ (Speciation diversity) เป็นความหลากหลาย แตกต่างของสิ่งมีชีวิตต่าง เผ่าพันธุ์ ซึ่งบางชนิดอาจมีความคล้ายคลึงกันมากกับอีกบางชนิดเช่น ช้างเอเชียกับช้างแอฟริกา บางชนิดอาจมี ความแตกต่างกันมากเช่นต้นสักกับต้นกระเพรา ความแตกต่างในระดับชนิดพันธุ์นี้เกิดจากการสะสมความ แตกต่างที่เกิดขึ้นตามล้าดับวิวัฒนาการ จนสิ่งมีชีวิตแต่ละกลุ่มแยกจากกันอย่างสิ้นเชิง ทั้งนี้สิ่งมีชีวิตหลาย ๆ ชนิดได้พัฒนากลไก RIMs เพื่อป้องกันการผสมข้ามพันธุ์ขึ้น 

3. ความหลากหลายในระดับพันธุกรรม เป็นความหลากหลายที่เกิดขึ้นภายในชนิดพันธุ์เดียวกัน ท้าให้สิ่งมีชีวิต ชนิดหนึ่ง ๆ มีความแตกต่างเกิดเป็น Polymorphisms เช่น สีผิวที่แตกต่างของมนุษย์ Homo sapiens sapiens เป็นผลเนื่องจากการมีพันธุกรรมควบคุมสีผิวที่แตกต่างกัน หรือ รูปร่างของหงอนไก่พันธุ์เรดฮอร์นก็มี ความแตกต่างกันเนื่องจากความแตกต่างทางพันธุกรรม ซึ่งความแตกต่างในระดับพันธุกรรมนี้มีทั้งแบบที่ แสดงออกให้เห็นเป็นลักษณะภายนอก (phenotype) และแบบที่ไม่แสดงออกให้เห็นเป็นลักษณะภายนอกเช่น การเกิด Tandem repeat ที่แตกต่างกันในแต่ละบุคคลที่บริเวณ Minisatellite หรือ Microsatellite ซึ่ง สามารถน้าไปใช้ในงานพิสูจน์บุคคลโดยการท้า DNA fingerprint