สิ่งมีชีวิตสุดขั้ว คืออะไร ดำรงชีวิตอยู่ส่วนใดบนโลก และมีตัวอย่างสิ่งมีชีวิตใดบ้าง

สิ่งมีชีวิตสุดขั้ว ในธรรมชาติ

บนโลกของเรามีภูมิประเทศที่หลากหลาย และบางสถานที่ก็ไม่เหมาะแก่การดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตชนิดใดเลย แต่ สิ่งมีชีวิตสุดขั้ว กลับมีชีวิตรอดในภูมิประเทศอันโหดร้ายเหล่านั้นได้

สิ่งมีชีวิตสุดขั้ว (Extremophile) คือ สิ่งมีชีวิตที่สามารถเจริญเติบโตได้ดีในสภาวะสุดขั้ว (extreme condition) เช่น แบคทีเรียที่อาศัยอยู่ในปากปล่องภูเขาไฟใต้ทะเลลึก หรือจุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่ในทะเลสาบน้ำเค็ม และใต้ชั้นดินเยือกแข็ง

โดยส่วนใหญ่ สิ่งมีชีวิตสุดขั้วคือกลุ่มของจุลินทรีย์หรือสิ่งมีชีวิตที่มีเซลล์เดียวแบบโพรคาริโอต (Prokaryote) โดยเฉพาะกลุ่มของอาร์เคีย (Archaea) และแบคทีเรีย รวมไปถึงสิ่งมีชีวิตที่มีขนาดใหญ่ขึ้น เช่น หนอน กบ แมลง และกุ้ง เป็นต้น ซึ่งนับเป็นกลุ่มของสิ่งมีชีวิตที่สามารถดำรงอาศัยอยู่และมีวิวัฒนาการอย่างโดดเด่นเหนือสิ่งมีชีวิตทั่วไปในสภาพแวดล้อมที่เป็นอันตราย ทั้งในเชิงกายภาพและชีวภาพ

สิ่งมีชีวิตสุดขั้วสามารถแบ่งออกเป็น 6 กลุ่มหลักตามสภาพแวดล้อมที่แหล่งที่อยู่อาศัย

  1. สิ่งมีชีวิตที่เจริญเติบโตได้ดีในสภาพแวดล้อมร้อนจัด (Hyper/Thermophile) : สิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในพื้นที่ซึ่งมีอุณหภูมิสูงจัด ตั้งแต่ราว 40 ไปจนถึง 200 องศาเซลเซียส อย่างเช่น ทะเลทราย น้ำพุร้อน และปล่องระบายความร้อนใต้พิภพในทะเลลึก
สิ่งมีชีวิตสุดขั้ว, สิ่งมีชีวิต, สภาพแวดล้อมสุดขั้ว, การดำรงชีวิต, ความอยู่รอด, การรอดชีวิต
เขตน้ำพุร้อนในอุทยานแห่งชาติเยลลโลว์สโตน สหรัฐอเมริกา
  1. สิ่งมีชีวิตที่เจริญเติบโตได้ดีในสภาพแวดล้อมเย็นจัด (Psychrophile) : สิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในพื้นที่ซึ่งมีอุณหภูมิตั้งแต่ 10 ไปจนถึง -20 องศาเซลเซียส อย่างเช่น ตามเทือกเขาสูง ใต้มหาสมุทรลึก และในชั้นดินเยือกแข็งคงตัว (Permafrost) ที่มีหิมะปกคลุมเป็นระยะและถาวร
  2. สิ่งมีชีวิตที่เจริญเติบโตได้ดีในสภาพแวดล้อมที่มีความกดดันสูง (Barophile) : สิ่งมีชีวิตที่สามารถดำรงชีวิตภายใต้ความกดดันสูง (Hydrostatic Pressure) ตั้งแต่ความดันที่ราว 400 ไปจนถึง 1000 บรรยากาศ (atm) อย่างเช่น บริเวณชั้นหน้าดินใต้มหาสมุทรและทะเลสาบลึก ในพื้นที่ภูเขาและในบริเวณที่ราบสูงทั่วโลก
  3. สิ่งมีชีวิตที่เจริญเติบโตได้ดีในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดและด่าง (Acidophile & Alkaliphile) : สิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในพื้นที่ซึ่งมีสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด (ค่า pH ตั้งแต่ 5 ลงไป) และด่างสูง (ค่า pH 9 ขึ้นไป) ไม่ว่าจะเป็นในทะเลสาบ แหล่งน้ำใต้ดิน หรือในชั้นดินที่มีความเป็นกรดหรือด่างสูง

นอกจากนี้ ในสภาพแวดล้อมดังกล่าวยังทำให้โลหะแวดล้อมที่มีอยู่สามารถละลายและเกิดปฏิกิริยาต่าง ๆ ได้ดีอีกด้วย

ดังนั้น สิ่งมีชีวิตเหล่านี้จึงต้องมีความสามารถในการปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่มีความรุนแรงยิ่งขึ้น

  1. สิ่งมีชีวิตที่เจริญเติบโตได้ดีในสภาพแวดล้อมที่มีความเข้มข้นของเกลือสูง (Halophile) : สิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในพื้นที่ซึ่งมีสภาพแวดล้อมที่เปราะบางและเป็นพิษ โดยเฉพาะภาวะที่มีความเข้มข้นของเกลือสูง ทั้งความเค็มจากโซเดียมคลอไรด์และสารประกอบเกลืออื่น ๆ อย่างเช่น ในทะเลสาบน้ำเค็ม ชั้นตะกอนใต้มหาสมุทรลึก
สิ่งมีชีวิตสุดขั้ว, สิ่งมีชีวิต, สภาพแวดล้อมสุดขั้ว, การดำรงชีวิต, ความอยู่รอด, การรอดชีวิต
ทะเลสาบซอลต์เลก สหรัฐอเมริกา
  1. สิ่งมีชีวิตที่เจริญเติบโตได้ดีในสภาพแวดล้อมที่มีรังสีสูง : สิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในพื้นที่ซึ่งมีรังสีอัลตราไวโอเลต (UV) หรือรังสีอินฟราเรด (IR) สูงผิดปกติ

นอกจากนี้ ยังมีสิ่งมีชีวิตที่สามารถเจริญเติบโตและปรับตัวได้ดีในสภาพแวดล้อมที่มีความรุนแรงมากกว่า 1 สภาวะ (Polyextremophile) เช่น พืชทะเลทรายที่ดำรงอยู่ในทะเลทรายที่มีความร้อนสูง ปริมาณน้ำจำกัด และมีค่าความเค็มสูง และแบคทีเรียที่อาศัยอยู่ในน้ำพุร้อนที่มีทั้งอุณหภูมิและค่าความเป็นกรดสูง เป็นต้น

ตัวอย่างสิ่งมีชีวิตสุดขั้ว

ทาร์ดิเกรด (Tardigrade)  หรือ “หมีน้ำ” คือ สัตว์โบราณที่มีขนาดเล็กที่สุดชนิดหนึ่งบนโลก โดยมีขนาดลำตัวเฉลี่ยราว 1 มิลลิเมตร อาศัยอยู่ตามแหล่งน้ำทั่วโลก ทั้งบริเวณก้นมหาสมุทรลึก แหล่งน้ำพุร้อน ไปจนถึงยอดเขาหิมาลัย

หมีน้ำเป็นสิ่งมีชีวิตสุดขั้วที่สามารถดำรงชีวิตอยู่ได้ในสภาวะที่โหดร้ายที่สุด เช่น ภาวะสุญญากาศ ภาวะที่ปราศจากน้ำ หรือมีอุณหภูมิสูงกว่าจุดเดือด ซึ่งหมีน้ำสามารถทนทานต่อความร้อนตั้งแต่อุณหภูมิราว 150 ถึง 200 องศาเซลเซียส รวมไปถึงในสภาวะที่มีกัมมันตรังสีเข้มข้น

เนื่องจากหมีน้ำมีกลไกที่สามารถระงับการเผาผลาญของร่างกายชั่วคราว (Cryptobiosis) สามารถดำรงอยู่ในภาวะจำศีลยาวนานนับปี เพื่อรอคอยสภาพแวดล้อมที่เหมาะสม อีกทั้ง ยังมีความสามารถในการซ่อมแซมตัวเองจากความร้อนและรังสีที่ได้รับอีกด้วย

สิ่งมีชีวิตสุดขั้ว, สิ่งมีชีวิต, สภาพแวดล้อมสุดขั้ว, การดำรงชีวิต, ความอยู่รอด, การรอดชีวิต
หมีน้ำ (Tardigrade)

ไรน้ำเค็ม (Brine Shrimp) หรือ “อาร์ทีเมีย” (Artemia) คือ สัตว์ขาปล้องชนิดหนึ่ง ซึ่งอาศัยอยู่ในแหล่งน้ำที่มีความเข้มข้นของเกลือสูง ไม่ว่าจะเป็นทะเลสาบหรือบึงน้ำเค็มที่มีปริมาณความเข้มข้นของเกลือสูงกว่าน้ำทะเลหลาย 10 เท่า เนื่องจากไรน้ำเค็มมีเหงือกและต่อมคอพิเศษที่ช่วยดูดซับและขับไอออนหรือกรองเกลือออกจากร่างกาย

ไรน้ำเค็ม (Brine Shrimp)

หนอนน้ำแข็งมีเทน (Methane Ice Worm) คือ หนอนปล้องที่อาศัยอยู่ใต้พื้นสมุทรของอ่าวเม็กซิโก เป็นหนอนขนาดเล็กที่ฝังตัวอยู่ในเนินใต้น้ำและอาศัยก๊าซมีเทนในการดำรงชีวิต รวมไปถึงหนอนน้ำแข็ง (Ice Worm) ที่อาศัยอยู่ในธารน้ำแข็งที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า 0 องศาเซลเซียส พบได้ทั้งในทิเบตไปจนถึงธารน้ำแข็งในอะแลสกา

สืบค้นและเรียบเรียง
คัดคณัฐ ชื่นวงศ์อรุณ และณภัทรดนัย

ข้อมูลอ้างอิง
National Geographic Society – https://blog.nationalgeographic.org/2013/08/02/5-extreme-life-forms-that-live-on-the-edge/
Pabulo Henrique Rampelotto – https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4187170/
Las Cumbres Observatory – https://lco.global/spacebook/astrobiology/what-are-extremophiles/


อ่านเพิ่มเติม ความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิต ในระบบนิเวศ

เรื่องแนะนำ

ความรู้ประจำวัน: มหาสมุทรบนดาวอังคารหายไปไหน?

ความรู้ประจำวัน: มหาสมุทรบนดาวอังคารหายไปไหน? ภาพความแห้งแล้งของดาวเคราะห์สีแดงคือภาพที่คุ้นตาของดาวอังคาร แต่ย้อนกลับไปราว 3,500 ล้านปีก่อนดาวอังคารปกคลุมด้วยมหาสมุทร และมีชั้นบรรยากาศที่อบอุ่นไม่ต่างจากโลกของเรา เมื่อ 4,500 ล้านปีก่อน ในช่วงเวลาที่ระบบสุริยะจักรวาลของเราถือกำเนิดขึ้น โลกและดาวอังคารก่อตัวขึ้นพร้อมๆ กันด้วยสารประกอบเดียวกันอย่าง คาร์บอน ไนโตรเจน ออกซิเจน แต่สิ่งหนึ่งที่ต่างกันก็คือขนาด หากเทียบกันแล้วดาวอังคารมีขนาดเพียงลูกซอฟต์บอลเท่านั้น ในขณะที่โลกมีขนาดเท่าลูกโบว์ลิ่ง นั่นทำให้กว่าที่ดาวเคราะห์ทั้งสองดวงจะเย็นตัวลงนั้นต้องใช้เวลาที่ต่างกันมาก และเมื่อดาวอังคารเย็นตัวลงแล้ว โลกของเรายังเต็มไปด้วยหินร้อนหลอมละลายอยู่เลย อีกหนึ่งความแตกต่างก็คือดาวอังคารไม่มีสนามแม่เหล็กที่คอยปกป้องตัวมันเช่นโลก นั่นทำให้ลมสุริยะจากดวงอาทิตย์ปะทะเข้ากับดาวอังคารตลอดเวลาและพัดพาเอาโมเลกุลขนาดเล็กออกไป จึงทำให้ดาวอังคารค่อยๆ สูญเสียมหาสมุทรไปเรื่อยๆ จนเวลาผ่านไปหลายล้านปี ในที่สุดดาวอังคารก็มีสภาพดังที่เราเห็นในปัจจุบัน   อ่านเพิ่มเติม จำลองการใช้ชีวิตบนดาวอังคาร

การสืบพันธุ์ของพืชดอก : การปฏิสนธิของพืชดอก

การปฏิสนธิของพืชดอก (Fertilization) เป็นกระบวนการสร้างผลและเมล็ด ที่จะเจริญเป็นต้นใหม่ต่อไป เมื่อพืชดอกเจริญเติบโตเต็มที่ จะเริ่มผลิตดอกไม้เพื่อเป็นเซลล์สืบพันธุ์ในการขยายพันธุ์ต่อไป ภายในดอกจะมีการสร้างเซลล์สืบพันธุ์ โดยเกสรตัวผู้สร้างเซลล์สืบพันธุ์ตัวผู้หรือละอองเรณูเก็บไว้ในอับละอองเรณู (Pollen) ส่วนเกสรตัวเมียจะมีรังไข่ ซึ่งภายในมีไข่ (Ovule) ทำหน้าที่เก็บเซลล์สืบพันธุ์ตัวเมียไว้ (เพิ่มเติม: โครงสร้างของดอกไม้) การปฏิสนธิของพืชดอก มีลำดับขั้นตอน ดังนี้ 1. การถ่ายละอองเรณู (Pollination) คือ กระบวนการที่ละอองเรณูไปตกลงบนยอดเกสรตัวเมีย อาจเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ เช่น ละอองเรณูปลิวไปตามแรงลมแล้วไปตกลงบนยอดเกสรตัวเมีย หรืออาจเกิดการที่ตัวกลางในการผสมเกสร เช่น แมลงผสมเกสรชนิดต่างๆ สัตว์ปีก หรือเกิดจากความตั้งใจของมนุษย์ การถ่ายละอองเรณูเกิดได้ 2 ลักษณะ คือ การถ่ายละอองเรณูในดอกเดียวกัน (Self Pollination) และการถ่ายละอองเรณูข้ามดอก (Cross Pollination) การถ่ายละอองเรณูในดอกเดียวกัน: การถ่ายละอองเรณูภายในต้นเดียวกัน เช่น การถ่าย ละอองเรณุในดอกกล้วยไม้ชนิดหนึ่งมีกลิ่นคล้ายผึ้งตัวเมีย ทำให้ผึ้งตัวผู้ มาดูดกินน้ำหวานและได้ถ่ายละอองเรณูให้ดอกอื่นๆ แต่ถ้าไม่มีผึ้งมา เกสรตัวผู้ก็อาจจะโค้งลงมา และมีการถ่ายละอองเรณูในดอกเดียวกันได้ การถ่ายละอองเรณูข้ามดอก: การถ่ายละอองเรณูข้ามต้นเป็นการถ่ายละออง เรณูจากพืชต้นหนึ่งไปยังอีกต้นหนึ่งที่ชนิดเดียวกัน ถ้าเป็นพืชต่างชนิดกันจะไม่ […]

ประเทศต่างๆ อยู่ตรงไหนบนทวีปแพนเจีย?

ย้อนกลับไปเมื่อ 300 ล้านปีก่อน ทวีปต่างๆ เชื่อมต่อกันเป็นผืนเดียวเรียกว่ามหาทวีปแพนเจีย จะเป็นอย่างไรหากลองเอาประเทศในปัจจุบันวางลงบนทวีปในอดีต? ผลลัพธ์ที่ได้คือเพื่อนบ้านที่ไม่คุ้นเคย

การเกิดไฟป่า (Wildfire) และประเภทของไฟป่า

จากสถานการณ์ ไฟป่า รุนแรงที่เกิดขึ้น ณ อุทยานแห่งชาติภูกระดึง จังหวัดเลย เมื่อวันอาทิตย์ที่ 16 กุมภาพันธ์ 2020 ส่งผลให้เกิดความเสียหายในป่าสนเขาเป็นพื้นที่กว้าง ในการสำรวจไฟป่าครั้งนี้ สำนักงานพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศและภูมิสารสนเทศ (องค์การมหาชน) หรือจิสด้า โดยกระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม ใช้ดาวเทียม LANDSAT-8 และ Sentinal-2B ติดตามสถานการณ์ดังกล่าว โดยการเปรียบเทียบภาพถ่ายดาวเทียม Landsat-8 ก่อนเกิด ไฟป่า (18 มกราคม) และภาพถ่ายดาวเทียม Sentinel-2 ระหว่างเกิดไฟป่า (16 กุมภาพันธ์) จากนั้นเปรียบเทียบกับข้อมูลจุดความร้อน หรือ HOT SPOT จากระบบ VIIRS พบพื้นที่ที่ถูกเผาไหม้ (กรอบเส้นสีเหลือง) ประมาณ 3,700 ไร่ในป่าสนเขา กระจายทั้งทางด้านทิศตะวันตก ทิศเหนือ และ ทิศตะวันออกเฉียงใต้ของอุทยานฯ (ทางตอนใต้ของผาเมษาและผาหมากดูก) ซึ่งเป็นรอยต่อกับพื้นที่การเกษตร ข้อมูลดังกล่าวจะใช้เป็นข้อมูลพื้นฐานให้กับหน่วยงานที่เกี่ยวข้องในการเข้าตรวจสอบในพื้นที่จริงร่วมกับจังหวัด เพื่อนำไปสู่การวางแผนฟื้นฟู ป้องกัน และสร้างความเข้าใจให้กับประชาชนในพื้นที่ […]