วิวัฒนาการ

วิวัฒนาการคืออะไร???

คนมาจากลิงจริงหรือ?? ไม่ใช่หรอกพระเจ้าสร้างมา?? เอ๊ะหรือว่ามาจากต่างดาว??

สิ่งเหล่านี้ยังเป็นข้อถกเถียงกันในเรื่องของวิวัฒนาการ แต่โดยทฤษฎีแล้ววิวัฒนาการคืออะไรลองมาศึกษาดูกัน

วิวัฒนาการ คือ กระบวนการเปลี่ยนแปลงต่างๆ ในส่ิ่งมีชีวิตที่ส่งผลให้ส่ิงมีชีวิตดั้งเดิมกลายเป็นสปีชีส์ใหม่ เป็นการเปลี่ยนแปลงหลายๆ ด้าน ทั้งรูปร่าง สริระวิทยา และพฤติกรรม โดยเกิดการเปลี่ยนแปลงช้าๆ ต่อเนื่องกันจากอดีตจนถึงปัจจุบัน

ต่อมาเมื่อมีการศึกษาและนำทฤษฎีพันธุกรรมมาอธิบายกลไกการเกิดวิวัฒนาการ จึงมีการให้ความหมายว่า

วิวัฒนาการ คือ การเปลี่ยนแปลงในระดับประชากรของส่ิงมีชีวิต เป็นการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของยีนในประชากรทีละเล็กทีละน้อยตามระยะเวลาที่ผ่านไปจนกระทั่งประชากรใหม่มีความแตกต่างจากประชากรเดิม ในที่สุดเกิดเป็นสปีชีส์ใหม่

(ภาควิชาชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์, 2548)

ที่มา ; https://www.scimath.org/lesson-biology/item/6957-evolution

แนวความคิดเกี่ยวกับวิวัฒนาการของลามาร์ก (Larmarck’s Hypothesis of Evolution)

ลามาร์กเป็นคนแรกที่เสนอว่า สิ่งมีชีวิตมีการเปลี่ยนแปลงได้เนื่องจากแรงผลักจากสภาพแวดล้อม และไม่ได้ถูกกำหนดโดยอำนาจเหนือธรรมชาติ
กฎแห่งการใช้และไม่ใช้ (Law of use and disuse)

“สิ่งแวดล้อมมีผลต่อรูปร่างของสัตว์ อวัยวะหรือชิ้นส่วนของอวัยวะที่ใช้งานบ่อยๆ ติดต่อกันไปย่อมมีการเจริญ พัฒนาหรือเปลี่ยนแปลงให้เหมาะสมกับการดำรงชีวิต ส่วนอวัยวะที่ไม่ได้ใช้ก็อ่อนแอลงและเสื่อมหายไปในที่สุด”

“ลักษณะที่ได้มาหรือเสียไปเนื่องจากอิทธิพลของสิ่งแวดล้อม (ลักษณะที่เกิดการเปลี่ยนแปลง) โดยการใช้หรือไม่ใช้ จะคงอยู่และสามารถถ่ายทอดไปสู่ลูกรุ่นต่อๆ ไป (inheritance of acquired characteristics)”

ที่มา : https://i.pinimg.com/originals/33/05/d4/3305d431b2506d672fbaab30680ce6f2.png

จากภาพอธิบายง่ายๆ ก็คือ เมื่อก่อนบรรพบุรุษของยีราฟคอสั้นแต่ต้องยืดคอเพื่อกินยอดไม้ที่อยู่สูง คอจึงยาวขึ้นเรื่อยๆ และลักษณะคอยาวซึ่งเป็นลักษณะที่มีประโยชน์ก็จะถูกถ่ายทอดสู่รุ่นต่อๆ ไป จนในที่สุดยีราฟคอสั้นก็หมดไป เหลือแต่ยีราฟคอยาวให้เราเห็นกันจนถึงปัจจุบัน

กฎแห่งการถ่ายทอดลักษณะที่เกิดขึ้นใหม่ (law of inheritance of acquired characteristics) 

มีใจความว่า “ลักษณะที่ได้มาใหม่หรือเสียไปโดยอิทธิพลของสิ่งแวดล้อม โดยการใช้และไม่ใช้จะคงอยู่และสามารถถ่ายทอดลักษณะที่เกิดใหม่นี้ไปสู่รุ่นลูกรุ่นหลานต่อไปได้” 

แนวความคิดของลามาร์กไม่เป็นที่ยอมรับของนักวิทยาศาสตร์ในสมัยนั้น เนื่องจากไม่มีข้อมูลสนับสนุนว่าลักษณะที่เกิดจากการใช้และไม่ใช้ของอวัยวะสามารถถ่ายทอดไปยังลูกหลานได้อย่างไร

“ออกัสไวส์มานค้านทฤษฎีของลามาร์ก โดยกล่าวว่าลักษณะที่ถ่ายทอดไปยังลูกหลานได้นั้นจะต้องเกิดจากเซลล์สืบพันธุ์มิใช่จากเซลล์ร่างกาย เขาตัดหางหนูตัวผู้และตัวเมียแล้วให้ผสมพันธุ์กันปรากฏว่าลูกหลานออกมามีหางทำติดต่อกันถึง 20 รุ่น หนูในรุ่นที่ 21 ก็ยังคงมีหางอยู่ ไวส์มานอธิบายว่าการตัดหางหนูออกเป็นการกระทำต่อเซลล์ร่างกาย แต่เซลล์สืบพันธุ์ไม่มีการเปลี่ยนแปลงลักษณะหางยาวซึ่งจะถูกถ่ายทอดโดยเซลล์สืบพันธุ์จึงยังคงอยู่”

อ่านต่อ :http://www.dek-d.com/board/view.php?id=1237707#ixzz1DcT1cmtp

ทฤษฎีวิวัฒนาการของดาร์วิน

ชาร์ล ดาร์วิน (Charles Darwin) เกิดที่ประเทศอังกฤษในปี ค.ศ. 1809 เขาสนใจธรรมชาติตั้งแต่เด็ก พ่อของดาร์วินเป็นหมอที่มีชื่อเสียง เมื่อดาร์วินอายุ 16 ปี พ่อส่งดาร์วินเข้าเรียนแพทย์ที่มหาวิทยาลัยเอดดินเบอร์ก (University of Edinburgh) แต่ดาร์วินไม่ชอบเขาจึงไม่เรียนต่อ และเข้าเรียนที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ (Cambridge University) เมื่อดาร์วินจบปริญญาตรี ได้รู้จักกับกัปตันโรเบิร์ต ฟิทส์รอย (Robert Fitzroy) ซึ่งกำลังเตรียมตัวที่จะเดินทางสำรวจรอบโลกด้วยเรือเอชเอ็มเอส บีเกิ้ล (HMS Beagle) และดาร์วินได้ร่วมเดินทางไปด้วย

ปี ค.ศ.1831 ดาร์วินขณะนั้นอายุ 22 ปี เดินทางกับเรือบีเกิ้ลออกจากประเทศอังกฤษ เป้าหมายเพื่อสำรวจชายฝั่งทวีปอเมริกาใต้ ระหว่างการเดินทางตลอดระยะเวลา 5 ปี ดาร์วินสำรวจและเก็บตัวอย่างสปีชีส์ของพืชและสัตว์ ตลอดจนซากดึกดำบรรพ์ (Fossil) จำนวนมากจากบริเวณที่เรือสำรวจผ่าน และดาร์วินสังเกตเห็นว่า มีการปรับตัวหลากหลายรูปแบบของทั้งพืชและสัตว์ซึ่งอาศัยอยู่ในสภาพสิ่งแวดล้อมที่แต่กต่างกัน

ดาร์วินมีความสนใจในการกระจายตัวของสิ่งมีชีวิตในแต่ละภูมิภาคอย่างมาก โดยเฉพาะเมื่อเรือบีเกิ้ลเดินทางสำรวจหมู่เกาะกาลาปากอส (Galapagos Islands) ซึ่งก่อตัวจากภูเขาไฟใต้น้ำ ตั้งอยู่บริเวณศูนย์สูตร ห่างจากชายฝั่งทางตะวันตกของทวีปอเมริการใต้ประมาณ 900 กิโลเมตร ที่นั่นดาร์วินพบสิ่งมีชีวิตรูปร่างแปลกๆ ที่ไม่เคยเจอที่ใดในโลก เขาเก็บตัวอย่างนกหลายชนิดรวมทั้งนกจำพวกฟินซ์ (Finch) ซึ่งดูเหมือนว่ามีลักษณะคล้ายกันมาก แต่เมื่อดาร์วินเดินทางกลับอังกฤษและส่งตัวอย่างให้ผู้เชียวชาญด้านการดูนกตรวจดู พบว่า นกฟินส์ที่เก็บตัวอย่างมากจากแต่ละเกาะเป็นนกฟินส์คนละสปีชีส์กัน บางชนิดพบเฉพาะบนเกาะใดเกาะหนึ่งเท่านั้น และในสิ่งมีชีวิตชนิดอื่นบางชนิดก็พบเฉพาะบนเกาะกาลาปากอส การค้นพบครั้งนี้ทำให้ดาร์วินตั้งสมมุติฐานว่า สิ่งมีชิวิตบนเกาะกาลาปากอสนั้นมีการพลัดหลงหรืออพยพมาจากแผ่นดินใหญ่ของอเมริกาใต้ และต่อมาวิวัฒนาการเปลี่ยนแปลงปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมของแต่ละเกาะ

หลักฐานดึกดำบรรพ์ของสิ่งมีชีวิต

หลักฐานดึกดำบรรพ์ของสิ่งมีชีวิตหรือหลักฐานทางธรณีวิทยา(geological evidence) เป็นหลักฐานซากพืชซากสัตว์ในชั้นหินต่าง ๆ ซึ่งเรียกว่า ซากดึกดำบรรพ์หรือฟอสซิล (fossil) วิชาที่ศึกษาซากเหล่านี้เรียกว่า บรรพชีวินวิทยา (paleontology)

โดยปกติเมื่อสิ่งมีชีวิตไม่ว่าจะเป็นพืชหรือสัตว์ตายลงก็มักจะถูกย่อยสลายให้เน่าเปื่อยผุพังลงจนไม่มีซากเหลืออยู่ แต่สำหรับบางสภาวะที่ป้องกันการเปลี่ยนแปลงของซากสิ่งมีชีวิตได้ดี เช่น การอยู่ในน้ำแข็ง การอยู่ในยางไม้ (อำพัน) หรือการฝังตัวอยู่ในดินโคลนจนกลายเป็นหินจะทำให้สิ่งมีชีวิตที่ตายลงยังคงเหลือให้เห็นเป็นซากดึกดำบรรพ์ (fossil) ซึ่งเป็นหลักฐานสำคัญที่ทำให้เราทราบว่าเคยมีสิ่งมีชีวิตมากมายที่เกิดขึ้นในอดีต หลายชนิดสูญพันธุ์ไปแล้ว เช่น ไดโนเสาร์ และส่วนใหญ่ที่มีชีวิตอยู่ก็มีสัณฐานเปลี่ยนแปลงไป

ซากดึกดำบรรพ์จะพบมากในหินชั้นหรือหินตะกอน นักวิทยาศาสตร์สามารถคำนวณอายุของซากดึกดำบรรพ์ได้จากอายุของชั้นหิน ซากดึกดำบรรพ์ที่พบในหินชั้นล่างย่อมมีอายุมากกว่าซากที่พบในหินชั้นบน และเมื่อพิจารณาถึงโครงสร้างแล้วซากดึกดำบรรพ์ในหินชั้นบนจะมีความซับซ้อนและมีโครงสร้างที่ใกล้เคียงกับสิ่งมีชีวิตในปัจจุบันมากกว่า

ซากดึกดำบรรพ์เป็นเพียงหลักฐานหนึ่งเท่านั้นที่สามารถนำมาใช้อธิบายการเกิดวิวัฒนาการ เพราะซากดึกดำบรรพ์ที่ค้นพบอาจไม่สมบูรณ์จึงให้รายละเอียดได้ไม่เพียงพอ ดังนั้นการเข้าใจถึงวิวัฒนาการจึงต้องใช้หลักฐานอื่นมาสนับสนุนเพิ่มเติม

- ซากดึกดําบรรพ์ของสิ่งมีชีวิตที่โบราณที่สุด ได้แก่ สาหร่ายสีเขียวแกมนํ้าเงิน พบมาก่อนยุคแคมเบรียน(อายุประมาณ5พันล้านปี )

- ซากสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง สาหร่ายสีเขียว และพืชสีเขียวบนบกเริ่มพบในยุคแคมเบรียน (6ร้อยล้านปี)มหายุคพาเลโอโซอิก

- ซากดึกดําบรรพ์ ของสิ่งมีชีวิตที่นับว่าสมบูรณ์ ที่สุด คือ ม้าโบราณ

- ม้าโบราณ สูง11นิ้ว มีนิ้ว3นิ้ว ส่วนม้าปัจจุบันมีขนาดใหญ่กว่า คือสูง60นิ้ว มีนิ้วเหลือเพียง1นิ้วเท่านั้น

หลักฐานกายวิภาคเปรียบเทียบ

การศึกษาเปรียบเทียบของโครงสร้างต่างๆในตัวเต็มวัย กำเนิด หน้าที่ และการทำงานของกลุ่มสิ่งมีชีวิตต่างๆ ได้แก่ Homologous structure และ Analogous structureเป็นการศึกษาเปรียบเทียบโครงสร้างของระบบอวัยวะในสัตว์ชนิดต่างๆ ดังจะพบได้ว่าโครงกระดูกขาหน้าของสัตว์ปีกและสัตว์ครึ่งน้ำครึ่งบกต่างมีโครงสร้างและลักษณะการเรียงตัวเป็นแบบเดียวกันซึ่งชี้ให้เห็นความสัมพันธ์ของสายวิวัฒนาการของสัตว์เหล่านี้ว่าน่าจะสืบเชื้อสายมาจากบรรพบุรุษร่วมกันนอกจากนี้สัตว์มีกระดูกสันหลังจำพวกสัตว์เลื้อยคลานและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมต่างมีแบบแผนของโครงกระดูกขาหน้าเช่นเดียวกับสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำและสัตว์ปีก เช่น ครีบโลมา ปีกค้างคาวและแขนคน เป็นต้นอวัยวะเหล่านี้เมื่อสังเกตภายนอกจะเห็นว่ามีรูปร่างต่างกันและทำหน้าที่ไม่เหมือนกัน แต่ถ้าศึกษาโครงสร้างภายใน เช่นการเรียงตัวของโครงกระดูกจะพบว่าอวัยวะเหล่านั้นมีการเรียงตัวของโครงสร้างเหมือนกันและหากได้ศึกษาต้นกำเนิดของอวัยวะเหล่านั้นจะพบว่าเจริญมาจากกลุ่มเซลล์ชนิดเดียวกันซึ่งเป็นข้อสนับสนุนอีกอย่างว่าครั้งหนึ่งสิ่งมีชีวิตเหล่านั้นสืบสายมาจากบรรพบุรุษร่วมกันแต่ในสัตว์หลายชนิดจะมีอวัยวะบางอย่างที่มีรูปร่างภายนอกคล้ายคลึงกัน และทำหน้าที่เหมือนกัน เช่น ปีกนก ปีกแมลง ฯลฯแม้จะมีรูปร่างคล้ายคลึงกันแต่ถ้าได้ศึกษาโครงสร้างภายในและพบว่าแตกต่างกันแสดงว่าสัตว์เหล่านั้นสืบทอดมาจากบรรพบุรุษต่างกัน

-Homologous structure

โครงสร้างมาจากจุดกำเนิดเดียวกันแต่ทำหน้าที่ต่างกัน วิวัฒนาการของโครงสร้างนี้เรียกว่า Homology การที่มีจุดกำเนิดเดียวกันแสดงว่าสิ่งมีชีวิตกลุ่มนี้มีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกันในเชิงวิวัฒนาการ (มีบรรพบุรุษร่วมกัน) แผนภาพเปรียบเทียบ Homologous structure ของระยางคู่หน้าในสัตว์มีกระดูกสันหลังซึ่งจะแตกต่างกันในขนาด รูปร่างและหน้าที่ แต่มีแบบแผนของโครงสร้างคล้ายคลึงกัน (สังเกตลักษณะกระดูกชิ้นต่างๆที่มีสีเดียว มาจากจุดกำเนิดเดียวกัน)

-Analogous structure

โครงสร้างของสิ่งมีชีวิตที่มาจากจุดกำเนิดต่างกันแต่ทำหน้าที่เหมือนกัน เรียกวิวัฒนาการของโครงสร้างนี้ว่าAnalogy ในเชิงวิวัฒนาการสิ่งมีชีวิตกลุ่มนี้ไม่มีความสัมพันธ์กันทางบรรพบุรุษ เช่น แผนภาพเปรียบเทียบ ปีกนก ปีกแมลง โครงสร้างมาจากจุดกำเนิดต่างกัน แต่นำไปใช้ในการบินเช่นเดียวกัน

หลักฐานจากคัพภะวิทยา

ในบางกรณีที่ไม่สามารถ ศึกษากายวิภาคเปรียบเทียบในระยะตัวเต็มวัยได้ แต่เมื่อศึกษาการเจริญเติบโตในระยะเอ็มบริโอแล้ว พบว่าใช้เป็นหลักฐานสนับสนุนการเกิดวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตได้จากการเจริญเติบโตของเอ็มบริโอของสัตว์มีกระดูกสันหลังระยะแรกๆ จะเห็นว่ามี อวัยวะบางส่วนที่คล้ายคลึงกัน เช่น ช่องเหงือก(gill slit) และหาง เป็น ต้น ความคล้ายคลึงกันของการเจริญเติบโตในระยะเอ็มบริโอนี้อาจเป็นไปได้ว่า สัตว์มีกระดูกสันหลังเหล่านี้ต่างมีวิวัฒนาการมาจากบรรพบุรุษเดียวกัน แต่มีการปรับเปลี่ยนรูปร่างอันเป็นผลมาจากการวิวัฒนาการเพื่อให้เหมาะสมต่อการ ดำรงชีวิตในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน

หลักฐานด้านชีววิทยาระดับโมเลกุล

สิ่งมีชีวิตพื้นฐานทุกชนิดมีดีเอ็นเอเป็นสารพันธุกรรม (ยกเว้นไวรัสบางชนิด) ความเหมือนหรือความแตกต่างของลำดับเบสในดีเอ็นเอของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดสามารถใช้บ่งชี้ถึงความใกล้ชิดกันทางวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตได้ กล่าวคือสิ่งมีชีวิตที่มีความใกล้ชิดกันเชิงวิวัฒนาการจะมีความเหมือนกันของดีเอ็นเอมากกว่าสิ่งมีชีวิตกลุ่มอื่น และเนื่องจากโปรตีนเป็นผลิตภัณฑ์จากรหัสของดีเอ็นเอ ดังนั้นจึงอาจใช้การศึกษาเปรียบเทียบความต่างของโปรตีนในการเปรียบเทียบความต่างของยีนในสิ่งมีชีวิตเพื่อศึกษาวิวัฒนาการได้เช่นกัน

ความต่างของลำดับเบสในไซโทโครม ซี ของมนุษย์ (human_cytc) และลิงชิมแพนซี (chimp_cytc) ซึ่งมีเบสต่างกันเพียง 4 ตัว จาก318 เบส หรือคิดเป็นความแตกต่าง 1.2% แสดงว่ามนุษย์และลิงชิมแพนซีน่าจะมีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกันในเชิงวิวัฒนาการไซโทโครม ซี เป็นโปรตีนตัวสำคัญที่ช่วยในการหายใจระดับเซลล์ พบในไมโทคอนเดรีย)