วิวัฒนาการ พันธุศาสตร์(กลุ่มดรีม่า)

วิวัฒนาการ

1 หลักฐานทบ่ี ง่ บอกววิ ัฒนาการของส่งิ มชี ีวิต หลกั ฐานจากกายวิภาคเปรยี บเทยี บ หลักฐานจากซากดกึ ดาบรรพข์ องสิ่งมชี ีวติ หลกั ฐานด้านชีววทิ ยาระดบั โมเลกลุ หลกั ฐานจากวทิ ยาเอ็มบรโิ อเปรยี บเทยี บ หลักฐานทางชวี ภมู ิศาสตร์

ตน้ ไม้กลายเป็นหนิ ระยะเวลา หลักฐานจาก ซากดกึ ดาบรรพ์ เมือ่ พชื หรอื สัตวต์ ายลงมกั จะถูกยอ่ ยสลายจนไม่มีซากทส่ี มบรูณ์ ของส่งิ มชี ีวติ เหลอื อยู่โดยเฉพาะซากสง่ิ มีชีวติ ทีม่ ีอายนุ บั ลา้ นปแี ตใ่ นบางครั้งซากของ ส่งิ มชี วี ติ เหลา่ น้ีจะยังคงเหลอื อยใู่ นรปู ของซากดกึ ดาบรรพ์(Fossil) ชนั้ หินอายนุ ้อย ซากดึกดาบรรพ์ในชั้นหินตา่ งๆ ชั้นหินอายุมาก หลักฐานซากดึกดาบรรพ์ สามารถบอกลาดับการเกิดของสิ่งมีชีวิตบนโลก โดยซากดึกดาบรรพ์ท่ีมีอายุมากกว่าจะอยู่ในช้ันหินล่างและซากดึกดาบรรพ์ที่มีน้อยกว่า จะพบอยู่ในหินช้ันบน นอกจากนี้ซากดึกดาบรรพ์ท่ีมีอายุน้อยกว่าจะมีโครงสร้างที่ ซับซ้อนและมีลักษณะใกล้เคียงกับส่ิงมีชีวิตในปัจจุบันมากกว่าซากดึกดาบรรพ์ที่มีอายุ มาก ซากดึกดาบรรพ์นอกจากจะเป็นหลักฐานที่แสดงให้เห็นถึงลาดับการเกิด วิวัฒนาการของส่ิงมีชีวิตแล้วยังเป็นหลักฐานที่บ่งชี้ให้เห็นถึงการเปล่ียนแปลงของ สิ่งมีชีวติ จากอดีตจนถงึ ปจั จุบันอีกดว้ ย

หลกั ฐานจาก การศึกษาเปรยี บเทยี บของโครงสร้างต่างๆในตัวเต็มวัย กาเนดิ หน้าที่ และการทางานของกลมุ่ สิง่ มชี ีวิตต่างๆ ไดแ้ ก่ Homologous structure และ Analogous structure กายวิภาคเปรยี บเทียบ โครงสร้างมาจากจุดกาเนดิ เดียวกนั ปีกแมลง ปีกนก แตท่ าหนา้ ที่ต่างกนั วิวฒั นาการของ โครงสรา้ งนี้เรียกวา่ Homology โครงสร้างจากจุดกาเนิดต่างกันแตท่ าหนา้ ทเ่ี หมอื นกนั การท่ีมีจุดกาเนิดเดยี วกนั แสดงว่า เรยี กวิวฒั นาการของโครงสรา้ งนว้ี า่ Analogy ในเชงิ วิวฒั - สิ่งมีชวี ติ กลุ่มน้ีมคี วามสมั พนั ธใ์ กล้ชิดกันในเชงิ วิวฒั นาการ(มบี รรพบุรุษร่วมกัน) นาการสิง่ มีชวี ติ กลมุ่ น้ไี มม่ คี วามสัมพันธก์ ันทางบรรพบุรษุ จากแผนภาพเปรียบเทียบของรยางคค์ หู่ น้าในสัตว์มีกระดกู สนั หลังซง่ึ จะแตก จากแผนภาพเปรียบเทียบโครงสร้างมาจากจดุ กาเนดิ ต่างกนั ตา่ งกันในขนาด รปู ร่างและหน้าทแ่ี ต่มีแบบแผนของโครงสร้างคล้ายคลงึ กัน แตน่ าไปใชใ้ นการบนิ เชน่ เดยี วกัน

การเจริญเตบิ โตของเอม็ บริโอของสัตว์มีกระดูกสันหลังชนิดตา่ งๆจะพบความ หลกั ฐานจาก คล้ายคลึงกันในส่วนของการมีช่องเหงือกและหาง จนเม่ือสัตว์มีกระดูกสันหลังแต่ละชนิด วทิ ยาเอม็ บรโิ อ เติบโตเป็นตัวเต็มวัยลักษณะของการมีช่องเหงือกยังคงอยู่ในสัตว์บางชนิดเช่น ปลาและซา เปรยี บเทยี บ ลามานเดอร์ แต่ไม่คงอยู่ในสัตว์มีกระดูกสันหลังชนิดอ่ืน ท้ังน้ีเพราะเกิดการปรับเปล่ียน รูปร่างไปให้เหมาะสมต่อการดารงชีวิตน่ันเอง ซ่ึงลักษณะท่ีคล้ายคลึงกันในระหว่างการ เจรญิ เตบิ โตของเอ็มบริโออาจบง่ ชีถ้ งึ การววิ ัฒนาการมาจากบรรพบุรษุ ร่วมกันได้ ตวั อย่าง: ปลา ซาลามานเดอร์ เต่า ไก่ หมู วัว กระต่าย มนุษย์

หลักฐานด้าน ในปัจจุบันเทคโนโลยีสมัยใหม่ได้ก้าวหน้าไปมาก นับตง้ั แตท่ ่ีเมนเดลได้จุดประกาย ชีววิทยาระดบั โมเลกลุ การศกึ ษาสารพนั ธุกรรมในสิง่ มชี ีวิต และจดุ เปลยี่ นสาคญั ท่ีเจมส์ วตั สนั และฟรานซสิ คริก ไดค้ น้ พบโครงสรา้ งสามมิติของดีเอน็ เอ ในปี พ.ศ.2496 ความรู้ทางพันธุศาสตร์และเทคโนโลยี เกี่ยวกับการศึกษาสารพันธุกรรมหรือดีเอ็นเอก้าวหน้านับแต่นั้นมา สิ่งมีชีวิตพื้นฐานทุกชนิดมีดี เอ็นเอเป็นสารพันธุกรรม (ยกเว้นไวรัสบางชนิด) ความเหมือนหรือความแตกต่างของลาดับเบส ในดีเอ็นเอของส่ิงมีชีวิตแตล่ ะชนิดสามารถใช้บ่งชี้ถึงความใกล้ชิดกันทางวิวัฒนาการของส่ิงมีชีวิต ได้ กล่าวคือส่ิงมีชีวิตท่ีมีความใกล้ชิดกันเชิงวิวัฒนาการจะมีความ เหมือนกันของดีเอ็นเอมากกว่าสิ่งมีชีวิตกลุ่มอ่ืน และเนื่องจากโปรตีนเ ป็นผลิตภณั ฑ์จากรหัสของดีเอ็นเอ

ความเปน็ จริงในสภาพแวดล้อมเดยี วกนั สิ่งมชี วี ติ จะมีลักษณะแตกตา่ งกนั สิง่ มชี ีวิตท่ี หลักฐานทาง อาศัยอยู่บนแผน่ ดนิ ใหญจ่ ะมีลกั ษณะใกลเ้ คยี งกับสงิ่ มีชวี ิตบนเกาะใกลเ้ คยี ง ชวี ภูมิศาสตร์ เชน่ นกฟินชใ์ นหมู่เกาะกาลาปากอส มีลักษณะคล้ายกับนกฟนิ ชท์ ่ีอาศัยอยูบ่ นทวปี อเมริกาใต้ จึงอาจเป็นไปได้วา่ บรรพบุรุษของนกฟินชอ์ าจอพยพและแพร่กระจายจากทวีปอเมรกิ า ใตม้ าอยู่บนเกาะ เม่ือเวลา ผา่ นไปกเ็ กิดววิ ฒั นาการจนกลายเปน็ นกฟนิ ช์หลายสปีชสี ์ ซง่ึ เหล่านีเ้ ปน็ ขอ้ มลู สนับสนนุ ว่าสมัยกอ่ น แผ่นดินอาจต่อเนือ่ งเป็นผืนเดียวกนั

2 แนวคิดเกยี่ วกับววิ ัฒนาการของสิ่งมีชวี ิต แนวคิดเก่ยี วกับวิวฒั นาการ แนวคิดเกย่ี วกับ ของลามาร์ก วิวัฒนาการของดารว์ นิ

3 พันธุศาสตร์ประชากร การหาความถ่ขี องแอลลลี ในประชากร กฎของฮารด์ -ี ไวนเ์ บริ ก์ การประยกุ ต์ใช้กฎของฮารด์ -ี ไวนเ์ บริ ์ก สงิ่ มชี ีวิตทเี่ ปน็ ดพิ ลอยดใ์ นแต่ละเซลล์มีจานวน จี เอช ฮาร์ดี (G.H. Hardy) และดับเบิลยู ไวน์ เราสามารถนาทฤษฎขี องฮาร์ด-ี ไวน์เบริ ก์ มาใช้ โครโมโซมเพยี ง 2 ชดุ และแต่ละยีนจะมี เบิรก์ (W.Weinberg) ไดศ้ กึ ษายีนพูลของประชากรและ ประโยชนใ์ นการคาดคะเนความถข่ี องแอลลลี ทเี่ ก่ยี วขอ้ ง 2 แอลลีล ดงั นน้ั ถา้ เรารู้จานวนจโี นไทป์แต่ละ ได้เสนอทฤษฎขี องฮาร์ดี-ไวน์เบริ ์กขนึ้ โดยกล่าววา่ ความถี่ กับโรคทางพันธุกรรมในยนี พลู ของประชากร ชนดิ ของประชากร เราจะสามารถหาความถี่ ข อ ง แ อ ล ลี ล แ ล ะ ค ว า ม ถ่ี ข อ ง จี โ น ไ ท ป์ ใ น ยี น พู ล ข อ ง ตวั อยา่ งเชน่ ในประชากรทางภาคตะวันออกเฉยี งเหนอื ของจโี นไทปแ์ ละความถีข่ องแอลลลี ในประชากร ประชากรจะมีค่าคงท่ีในทุกๆรุ่น ถ้าไม่มีปัจจัยบางอย่าง จังหวัดหนึ่งมคี นเป็นโรคโลหิตจางชนิดซกิ เคลิ เซลล์ มาเก่ียวข้อง เช่น มิวเทชัน แรนดอมจีเนติกดริฟท์ และ จานวน 9 คน จากจานวนประชากรทั้งหมด 10,000 การถ่ายเทเคลื่อนยา้ ยยนี ฯลฯ คน ดังน้นั จะสามารถคาดคะเนความถ่ีของแอลลลี ท่ที าให้ เกิดโรคในประชากรของจังหวัดนี้ได้ โดยกาหนดให้ จโี นไทป์ aa แสดงลกั ษณะของโรคโลหิต จางชนดิ ซกิ เคิลเซลล์ ความถี่ของ aa คอื q2 = = 0.0009 q = 0.03 ดงั นน้ั ประชากรแห่งนี้มคี วามถข่ี องแอลลลี ทท่ี าให้เกิด โรคจางชนิดซกิ เคลิ เซลล์เทา่ กบั 0.03 หรือประมาณ 3%

4 ปจั จยั ท่ีทาให้เกิดกรเปลี่ยนแปลงความถขี่ องแอลลีล การเปล่ยี นความถ่ียีน การผา่ เหล่า อยา่ งไม่เจาะจง ปรากฏการณ์ทเ่ี กดิ ข้นึ ตามธรรมชาติ เปน็ การ เปล่ยี นแปลงของยนี ท่ที าใหผ้ ิดไปจากเดมิ โดยมากเป็น การเปลี่ยนแปลงความถีข่ องแอลลีลท่เี กดิ ขึน้ อยา่ งรวดเรว็ ลกั ษณะท่ีไมด่ แี ละไม่เหมาะต่อสภาพแวดลอ้ มจนถกู ธรรมชาติ เปน็ แบบส่มุ และไม่มีทศิ ทาง ทาใหป้ ระชากรมีจานวนสมาชกิ คดั ทงิ้ ไป การผา่ เหล่าสามารถเกดิ ไดท้ ้ังเซลลร์ า่ งกายและเซลล์ น้อยลงอยา่ งฉบั พลันโดยเหตบุ งั เอญิ หรอื ภยั ธรรมชาตกิ อ่ ให้ การเลือกคู่ผสมพนั ธุ์ สืบพนั ธุ์แต่การเกิดขนึ้ ที่เซลลส์ บื พนั ธจุ์ ะมผี ลต่อการววิ ัฒ- เกดิ การเปลย่ี นแปลงความถขี่ องแอลลีลในยนี พูลเปน็ อยา่ ง สิง่ มีชวี ติ ส่วนมากมกี ารสบื พันธ์แุ บบอาศัยเพศ นาการอย่างมาก เพราะสามารถถ่ายทอดไปยงั รนุ่ มาก สามารถพบได้ 2 รูปแบบ คือ แบ่งออกได้ดังน้ี ผลกระทบจากผกู้ อ่ ตง้ั และปรากฏการณค์ อขวด การผสมพนั ธแ์ุ บบสมุ่ เปน็ รปู แบบทเี่ กดิ ขึน้ เป็นส่วนมาก การผสม ต่อๆไปได้ พนั ธุ์แบบน้ีมีผลตอ่ การเปลย่ี นแปลงความถ่ยี นี น้อย อาทจากพใหลนั า้ปธยกรขุ์เาะปา้รช็นมแากปลกกลรกรมุ่ะาเปชเ2ดรลาียก่ียถปวนรรก่ายะนั เยนี นชไราเือ่ดะทกงเ้ หมรจเมอ่ืวคาา่กเีควลงกลวปาอ่ืาารมรผนะอคา่ ชพนยลายไ้ากา้พยปรคยรนะลาโยหึงนดกนีวๆย่าันกงมาปกรารลกผะุ่มสขชม้นึากแรลกะาทรผาIงสnฟมbขโีพrนอeนั งeไธจdทไุ์โีiปnมน์gเ่ไปถทน็จ้าปผะแ์เสมบปมีผลบพล่ยีสันทนมุ่ าธแใุใ์ปมหนลกี ้คสงาวาไรายปจมพบั ถนั คข่ี ธู่ตอ์ุเาดงมยียคนีวกุณหันรสเอืมรคบยี วกัตาวแิมา่ ลถะี่ ลกั ษถณผา่ ะยลทพใปหอนั ดร้คธไะวุกปชารมยการกังถมารรยี่ อนุ่รในี ยนตคทา่ อ่ธงค่ี ัดๆรมวราเบมไลกคปชือุมไากลดตกาัก้มิรโสษคคีด่วดัณวนยาเะลมลธทอืักแก่เีรษตหโรกณมดตมาะย่าะธทชงสร่ไีแามรมปกมตเ่ รหบัชิผมาสนัตาิง่ ทะจิแสาะวงมสดง่กลอ้็จมะ ใหม่จึงเกิดความหลากหลายเนอื่ งจากการรวมตัวกนั ของ 2 สูญส้ินไปเองตามธรรมชาต ประชากร อพยพเข้า = นายนี ใหม่เขา้ มาในกลมุ่ อพยพออก = นายนี เก่าออกไปนอกกลมุ่

5 การคดั เลือกโดยธรรมชาติ สปีชีส์ (Species) กลไกการแยกกนั ทางการสืบพันธุ์ การเกดิ สปีชีสใ์ หม่ (Speciation) กลุ่มหรอื ประชากรของสงิ่ มีชวี ติ ท่มี ีกล่มุ ยนี รว่ มกนั กลไกที่สิ่งมชี ีวติ สรา้ งขนึ้ เพ่ือปอ้ งกนั การผสมพนั ธ์ุ การวิวัฒนาการระดบั มหาภาค โดยเกิดจากประชากร โดยท่สี มาชกิ ของประชากรน้ันสามารถถ่ายทอดยนี หรอื ระหว่างสปชี สี ์ แบ่งออกเปน็ 2 ประเภท สปีชสี ์เดยี วกันมกี ารแยกโครงสรา้ งทางพนั ธกุ รรมออก ทาใหเ้ กิดยีนโฟลวร์ ะหว่างกนั และกนั ได้ สง่ิ มีชีวิตสปี กลไกการแยกกนั ทางการสบื พันธกุ์ อ่ นระยะไซโกต จากกันและตา่ งกนั จนเป็น2สปีชสี ์แบ่งการเกดิ ได2้ แบบ ชีส์เดียวกันจะต้องผสมพนั ธกุ์ นั ไดแ้ ละมีลกู ดว้ ยกันได้ กลไกท่ปี ้องกนั ไมใ่ หเ้ ซลลส์ บื พันธข์ุ องต่างสปชี สี ม์ า วิวัฒนาการสายตรง เป็นการเปล่ียนแปลงจากประชากร แบ่งเป็น รวมกันได้ เช่น โครงสร้างอวยั วะสบื พันธุ์, สรรี วิทยา หน่งึ โดยมีการววิ ฒั นาการแบบคอ่ ยเปน็ คอ่ ยไปจนกลาย สปชี สี ท์ างดา้ นสณั ฐานวทิ ยา ของเซลล์สืบพนั ธ์ุ พฤตกิ รรมการผสมพนั ธ์ุ, ช่วงเวลา เปน็ ประชากรใหม่แทนทป่ี ระชากรรนุ่ เดิมและมคี วาม สง่ิ มีชวี ิตที่มีโครงสร้างภายนอกเหมอื นกันหรอื ตา่ งกนั ในการผสมพนั ธ์ุและถิน่ ทอี่ ยอู่ าศยั แตกต่างจากประชากรเดมิ อยา่ งชดั เจน ในลกั ษณะทางสณั ฐานและโครงสรา้ งทางกายวภิ าค กลไกการแยกกนั ทางการสบื พันธห์ุ ลงั ระยะไซโกต การแยกแขนงสปชี สี ์ เป็นการเปลย่ี นแปลงทปี่ ระชากร สปชี สี ท์ างชวี วทิ ยา เมอ่ื กลไกแรกลม้ เหลวหรอื มีการปฏสิ นธแิ ลว้ กลไกน้ี หน่งึ ท่ีอาจเตบิ โต และแตกแยกออกเปน็ ประชากรยอ่ ยๆ สิ่งมชี ีวติ ที่สามารถผสมพันธุ์กนั ไดใ้ นธรรมชาติและ จะปอ้ งกันไม่ให้ตวั ออ่ นเจรญิ เตบิ โตเปน็ ตวั เต็มวัยเนอื่ ง โดยทใ่ี นแต่ละประชากรยอ่ ยเหลา่ นั้นกม็ ีการเปลย่ี นแปลง ให้กาเนิดลูกทไี่ มเ่ ปน็ หมัน แตห่ ากตา่ งสปชี ีสก์ นั กอ็ าจ จากลกู ผสมนีม้ อี งคป์ ระกอบของยีนหรอื จีโนมท่ีไดม้ า จนกระทงั่ แบ่งออกเป็นยนี พูลทตี่ า่ งกันออกไป ให้กาเนดิ ลูกได้แต่ลกู ทอ่ี อกมาจะเป็นหมนั จากสปชี สี ์หน่งึ ไม่สมดลุ กบั จีโนมทไี่ ด้รบั จากอกี สปชี สี ์ –การแยกตามสภาพภมู ศิ าสตร์ เกิดจากประชากรถกู หนึ่ง ทาใหเ้ กดิ ความผดิ ปกติ เชน่ ลูกผสมตายก่อนถงึ แบ่งแยกเน่อื งจากมสี งิ่ กีดขวางทางภมู ิศาสตร์ วยั เจรญิ พนั ธ์ุ ลกู ผสมเปน็ หมนั และลูกผสมลม้ เหลว –การแยกภายในเขตภูมศิ าสตรเ์ ดยี วกนั หรอื โพลพี ลอย ดี ซง่ึ เปน็ ผลที่เกดิ มาจากความผดิ ปกติของกระบวนการ แบ่งเซลล์

6 ววิ ฒั นาการของมนุษย์ ออสตราโลพเิ ทคัส เซดีบา เปน็ สปีชีสใ์ นสกลุ Australopithecus จากบนพืน้ ฐานของซากดกึ ดาบรรพ์ท่ีพบอายุ 1.78 ถึง 1.95 ล้านปีมาแล้วในยุคไพลสโตซีนสปีชีส์น้ีเป็นท่ีรู้จักจากชิ้นส่วนบางส่วนของโครง กระดูก 2 โครง (MH1 และ MH2) ท่คี ้นพบในแหล่งขุดคน้ มาลาปาท่ีแหล่งอารย-ธรรมมนุษย์ ยุคหิน ซึ่งเป็นมรดกโลกในประเทศแอฟริกาใต้ โครงหน่ึงเป็นเด็กวัยรุ่นเพศชาย (ตัวอย่าง ต้นแบบแรก) อีกหนึ่งเป็นผู้ใหญ่เพศหญิง มีกระดูกมากกว่า 130 ช้ินที่ขุดค้นพบ กระดูก บางส่วนได้รับการบรรยายและจาแนกในบทความ 2 sบทความในวารสาร Science โดยนัก มนุษยบ์ รรพกาลชาวอเมริกัน ลี อา. เบอร์เกอร์ (Lee R. Berger) และทีมงานผู้ค้นพบบรรพ บุรุษมนุษย์ชนดิ ใหม่ และตั้งชือ่ วา่ Australopithecussediba (\"sediba\"แปลวา่ \"นา้ พธุ รรมชาติ\" หรอื \"บอ่ นา้ \" ในภาษาโซโท (Sotho)

6 ววิ ฒั นาการของมนษุ ย(์ ต่อ) โฮโม การปรากฏข้นึ ของสกลุ โฮโมคาดกนั วา่ น่าจะเกดิ ขนึ้ ในเวลาใกล้เคยี งกบั หลักฐานเครื่องมอื หินชิน้ แรก ซง่ึ ตามนิยามในทางประวตั ิศาสตร์ คอื ชว่ งเรม่ิ ตน้ ของยุคหนิ เก่า อยา่ งไรก็ตาม หลกั ฐาน ลา่ สดุ จากเอธิโอเปยี ชวี้ ่าหลักฐานการใชอ้ ุปกรณ์หินท่ีเก่าแก่ที่สุดมีตั้งแต่ก่อน 3.39 ล้านปมี าแล้วการถือ กาเนดิ ข้นึ ของโฮโมคาดวา่ อยู่ในชว่ งเดยี วกันกบั การเริ่มต้นของการเปลย่ี นแปลงโดยธารนา้ แขง็ ยุคควอ เทอร์นารี อนั เปน็ จดุ เริ่มต้นของยุคน้าแข็งปัจจุบัน ทกุ สปีชสี ใ์ นสกลุ ยกเวน้ มนษุ ย์สมยั ใหมได้สญู พนั ธไ์ุ ปหมดแล้ วHomo neanderthalensis ซ่งึ แต่เดิมเช่อื กนั วา่ เปน็ สปชี สี ท์ ่ใี กล้ชิดกับมนุษย์สมยั ใหมม่ ากทีส่ ดุ สญู พนั ธไ์ุ ปเม่ือ 24,000 ปที ่ีแล้ว ขณะท่กี ารคน้ พบลา่ สุดแนะวา่ อกี สปีชีสห์ น่งึ Homo floresiensis อาจมีชวี ติ อยู่จนถงึ 12,000 ปีก่อน

Lส ม า ชิ ก ใ น ก ลุ่ ม นายจักรกฤษณ์ เหมอิ / นางสาวดรมี า่ โต๊ะหลงหมาด / นายฟาด้ลิ ดาสาราญ / นางสาวลายานี หะยีซะแม