Evolution

ววิ ฒั นาการ รายวิชาชีววทิ ยา ว30245 สอน โดย ครูนายกิ า สนั ทารุนยั กลุ่มสาระการเรียนรู้วทิ ยาศาสตร์ []

วิวฒั นาการของสงิ่ มชี วี ิต (Evolutionary Biology) วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต หมายถึง การเปล่ียนแปลงทีละน้อยจากสิ่งมีชีวิตแบบด้ังเดิมสืบต่อกันมาเป็น เวลานานจนกลายเปน็ สง่ิ มีชวี ิตท่ีแตกต่างกันไปจากเดิมทั้งด้านรูปร่าง ส่วนประกอบ พฤติกรรม การดารงชีพและ ลักษณะอนื่ ๆ อันเปน็ ผลมาจากการเปลีย่ นแปลงทางด้านกรรมพันธุ์และสง่ิ แวดล้อม สิ่งมีชีวติ แตล่ ะหน่วยไม่กอ่ ให้เกิดววิ ัฒนาการ การวิวัฒนาการจะเกดิ ขนึ้ ได้ในระดับประชากรเท่าน้ัน เพราะ ในระดับประชากร หมายถงึ สง่ิ มีชวี ติ ชนิดเดียวกัน สามารถผสมพันธ์ุกันได้ ให้กาเนิดลูกหลานที่เหมือนบรรพบุรุษ ได้ ดังนน้ั ประชากรจงึ ถอื ไดว้ า่ เปน็ หนว่ ยสาคญั ของวิวฒั นาการ ลกั ษณะสาคัญของววิ ฒั นาการ 1.มีทศิ ทางการเปลยี่ นแปลงทแี่ นน่ อนแบบก้าวหนา้ 2.มีการเปลีย่ นแปลงโครงสร้างทซ่ี ับซอ้ นนอ้ ยไปสคู่ วามซบั ซ้อนมาก 3.มกี ารพัฒนาโครงสรา้ งจากลักษณะโบราณไปเป็นลกั ษณะก้าวหนา้ 4.ส่งิ มชี ีวติ ท่ีมีวิวฒั นาการใกล้เคียงกันจะมีโครงสร้างร่างกาย สารชีวเคมีและสารพันธุกรรมคล้ายคลึงกัน มาก 5.มกี ารลดรปู โครงสร้างทไี่ ม่เหมาะสมลง เชน่ ไสต้ งิ่ กระดูกกน้ กบ ทาไมจงึ ต้องศกึ ษาววิ ฒั นาการ การศึกษาวิวัฒนาการถือเป็นแกนหลักสาหรับวิทยาศาสตร์ชีวภาพทุกสาขาวิชา เช่น วิชาพฤติกรรม นิเวศวิทยา ประชากร อนุกรมวิธาน พันธุศาสตร์ สรีรวิทยา สัณฐานวิทยา และชีววิทยาเชิงโมเลกุล ทาให้เข้าใจ พื้นฐานของส่งิ มีชวี ิตทกุ ชนดิ วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตมีความสัมพันธ์กับวิชาพันธุศาสตร์ (Genetic) มาก การศึกษาเก่ียวกับการ วิวัฒนาการของสงิ่ มชี วี ิตจะทาใหเ้ ข้าใจถึงตน้ กาเนิดความคล้ายคลึง ความแตกต่างของส่ิงมีชีวิตแต่ละชนิด รวมทั้ง เข้าใจถึงความสัมพันธ์ระหว่างพันธุกรรม และสิ่งแวดล้อม หรืออาจกล่าวได้ว่าการศึกษาวิวัฒนาการเป็นกุญแจ สาคญั ในการเขา้ ใจธรรมชาติของสิ่งมชี ีวิตแตล่ ะชนิด 1. หลกั ฐานเกยี่ วกับววิ ฒั นาการของส่ิงมชี ีวิต - หลกั ฐานจากซากดึกดาบรรพข์ องสิ่งมีชวี ติ - หลักฐานจากความคลา้ ยคลึงของโครงสรา้ ง - หลกั ฐานจากการเจรญิ เตบิ โตของเอ็มบริโอ - หลกั ฐานการปรับปรุงพันธ์พุ ชื และสตั ว์ - หลกั ฐานการแพรก่ ระจายของพชื และสตั ว์ 1 Evolution Biology M.6: Benchamarachuthit Chantahaburi School

- หลกั ฐานดา้ นชวี วิทยาระดบั โมเลกลุ 1.1 หลกั ฐานจากซากดกึ ดาบรรพข์ องสง่ิ มีชวี ิต (หลกั ฐานทางธรณีวิทยา) ในการทับถมกันของเปลือกโลกเกิดเป็นช้ันหินต่าง ๆ ช้ันท่ีอยู่ล่างสุด จะเป็นชั้นท่ีเก่าแก่ท่ีสุด นกั วชิ าการสามารถคานวณอายุของชั้นหนิ ไดว้ ่า แต่ละช้ันเกิดข้ึนนานเท่าใดแล้ว ซากดึกดาบรรพ์ (fossil) ที่พบใน ชน้ั หินใดก็ย่อมมีอายเุ ท่ากบั อายุของหนิ ในช้นั นน้ั ซากดกึ ดาบรรพ์ของสง่ิ มีชวี ิตจะมสี าร C คา้ งอยู่ และส่วนหนง่ึ คือ 14C ซ่ึงเป็นธาตุกมั มันตภาพรังสี และจะสลายตัวไปช้า ๆ เหลือครึ่งหนึ่งจากของเดิมทุก ๆ 5,568 ปี เราจึงสามารถคานวณหาอายุของซากดึกดา บรรพไ์ ดโ้ ดยการวิเคราะหห์ าปรมิ าณ 14C ทีเ่ หลอื อยใู่ นซากดกึ ดาบรรพน์ นั้ “วิชาที่ศึกษาเกยี่ วกับซากดกึ ดาบรรพ์เรียกว่า Palaeontology” ตารางทางธรณีวิทยา (ศึกษาจากซากดึกดาบรรพ)์ ในยุคตา่ ง ๆ ท่สี าคญั มหายคุ ยคุ พบซากดึกดาบรรพ์ (fossil) 1 ซีโนโซอิก ควอเตอรน์ ารี (3 ล้านป)ี - มนษุ ย์ - สัตวเ์ ล้ียงลกู ด้วยน้ามันปจั จุบัน 2 มโี ซโซอกิ ครเี ตเซยี ส (135 ล้านป)ี - พืชมดี อกแรกเร่ิม ยูแรสสกิ (185 ล้านป)ี - ไดโนเสาร.์ นกแรกเรมิ่ ไตรแอสสกิ (230 ลา้ นป)ี - สน. ปรง - สตั ว์เล้ยี งลูกด้วยนา้ นมแรกเรม่ิ 3 พาเลโอโซอิก คอรบ์ อนเิ ฟอรสั (355 ล้านป)ี - พืชมีท่อลาเลยี งชัน้ ตา่ - สัตวเ์ ลือ้ ยคลาน - สตั ว์ครึ่งบกครงึ่ นา้ 4 กอ่ นแคมเบรียน 5 พันล้านปี - สาหร่ายสเี ขยี วแกมน้าเงนิ สรปุ - ซากดกึ ดาบรรพข์ องสิง่ มีชวี ิตท่โี บราณที่สดุ คือ…สาหร่ายสีเขียวแกมนา้ เงนิ พบมาก่อนยคุ แคมเบรียน (อายุประมาณ 5 พันล้านป)ี - ซากสัตว์ไม่มีกระดกู สันหลงั สาหรา่ ยสเี ขยี วและพืชสเี ขยี วบนบกเรมิ่ พบในยคุ แคมเบรยี น (6 ร้อยล้านปี) มหายคุ พาเลโอโซอกิ 2 Evolution Biology M.6: Benchamarachuthit Chantahaburi School

ภาพ: ฟอสซิลนกโบราณ (Archaeopteryx) หมายเหตุ การศึกษาเกยี่ วกบั Fossil (ซากดึกดาบรรพ)์ คอื การตรวจหา 14C ในซากโบราณน้ัน ๆ ซากดึก ดาบรรพข์ องสิ่งมชี ีวติ ที่นับว่าสมบรู ณท์ ี่สุดคอื ...ม้าโบราณ (มา้ โบราณ สงู 0.4 เมตร มนี วิ้ 4 นิว้ สว่ นม้าปัจจบุ ันมี ขนาดใหญ่กวา่ คอื สงู 1.0 เมตร มนี ้วิ เหลอื เพียง 1 นิ้วเทา่ นนั้ และลกั ษณะของนิ้วเท้าเปน็ กีบ) 3 Evolution Biology M.6: Benchamarachuthit Chantahaburi School

1.2 หลักฐานจากความคล้ายคลึงทางโครงสร้าง (Comparative anatomy) เป็นการศึกษา เปรียบเทียบโครงสร้างของอวัยวะ ของสิ่งมีชีวิตชนิดต่าง ๆ ทาการศึกษาเปรียบเทียบจุดกาเนิด หน้าท่ีและการ ทางานของโครงสร้างต่าง ๆ โดยเฉพาะในกลุ่มที่ใกล้เคียงกัน เพราะส่ิงมีชีวิตที่มีต้นตระกูลเดียวกันย่อมจะมี ลักษณะร่วมกันหรือ คล้ายคลึงกัน อย่างไรก็ตามความคล้ายคลึงกันในบางอย่างมิได้หมายความว่ามีบรรพบุรุษ ร่วมกนั ความคล้ายคลึงกันอาจเป็นผลจากวิวัฒนาการมาจากต้นตระกลู เดียวกัน (divergent) หรืออาจวิวัฒนาการ จากต้นตระกูลทแ่ี ตกต่างกนั (convergent) ตัวอย่างเช่น การศึกษาเปรียบเทียบระหว่างปีกของนก แผ่นครีบของ ปลาโลมา ปีกของค้างคาว และแขนของคน ทาให้ทราบว่าอวัยวะต่าง ๆ ที่มาจากสัตว์ต่างชนิดกันน้ี มีโครงสร้าง พน้ื ฐานคลา้ ยคลงึ กัน แมว้ ่ามันจะทาหนา้ ทแ่ี ตกตา่ งกนั ความคล้ายคลึงกันน้ี ช้ีให้เห็นว่าสัตว์เหล่าน้ีมีสัมพันธ์กันใน เชิงวิวัฒนาการ อวัยวะที่มีโครงสร้างเหมือนหรือคล้ายกัน แต่ทาหน้าท่ีต่างกันเรียกว่า อวัยวะท่ีเป็น โฮโมโลกัส (Homologous organ) ซ่ึงนักชีววิทยาเชื่อว่า homologous organ มีวิวัฒนาการมาจาก จุดกาเนิดเดียวกัน เช่น นกและค้างคาว ต่างมีปีกท่ีวิวัฒนาการมาจากรยางค์คู่หน้าของบรรพบุรุษเดียวกัน แต่มีการเปล่ียนแปลงไป เพอ่ื ให้เหมาะสมตอ่ การดารงชวี ิตของแต่ละชนิด เช่น ปีกของนกมีขนขึ้นปกคลุม ขณะที่ปีกค้างคาวมีลักษณะเป็น แผน่ พงั ผืดเชื่อมติดกนั ในการศึกษาเปรียบเทยี บโครงสรา้ งของอวัยวะนี้ นอกจากกอวัยวะท่ีเป็นโฮโมโลกัสกันแล้ว ยังมีอวัยวะท่ีเป็นแอนาโลกัส (Analogous organ) ซ่ึงหมายถึงอวัยวะที่ทาหน้าท่ีเหมือนกันแต่มีพื้นฐาน โครงสรา้ งต่างกัน เช่น ปกี ของแมลง และปีกของนก ซง่ึ ต่างก็ทาหน้าที่ในการบินเหมือนกัน แต่โครงสร้างปีกแมลง ไม่มีกระดูกค้าจุน ขณะท่ีปีกนกมีกระดูกเป็นส่วนประกอบด้วย ดังน้ันนกและแมลงจึงมีวิวัฒนาการท่ีห่างไกลกัน โดยสรุปแล้ว Homologous organ เป็นหลักฐานท่ีบอกความสัมพันธ์ใกล้ชิดภายในกลุ่มส่ิงมีชีวิต ขณะที่ Analogous organ เป็นหลักฐานชี้ใหเ้ ห็นวา่ สิ่งมีชวี ติ นนั้ ๆ ไม่มคี วามสมั พันธก์ ัน ก. Homologous organ ข. Analogous organ จากภาพแสดง ก. รยางคค์ ู่หนา้ ของสัตว์เล้ยี งลูกดว้ ยนม ได้แก่ แขนของคน ขาหน้าของเสือ ครบี ปลาวาฬ และปีกค้างคาว ข. ปีกนก ปกี แมลง โครงสร้างในการบินมาจาก จุดกาเนิดตา่ งกันแตน่ าไปใชป้ ระโยชน์เชน่ เดยี วกัน 4 Evolution Biology M.6: Benchamarachuthit Chantahaburi School

1.3 หลักฐานการเจริญเติบโตของเอ็มบริโอ (หลกั ฐานทางคพั ภะวทิ ยา) เฮคเกล (Haekel) เป็นผู้ศึกษาหลักฐานทางด้านนี้ เรียกว่า ทฤษฎีการย้อนลักษณะ (Theory of Recapitulation) กล่าววา่ ในการเจริญเตบิ โตของเอม็ บริโอลักษณะของเอม็ บริโอในข้ันตา่ ง ๆ จะเป็นการย้อนรอย หรือทบทวนสายสมั พนั ธ์ทางวิวฒั นาการของบรรพบุรุษ ภาพ ใหเ้ หน็ แบบแผนการเจรญิ เติบโตของเอม็ บรโิ อของสัตวม์ ีกระดกู สันหลงั พบว่าคลา้ ยกัน คือ ขณะเป็นตวั อ่อนจะมชี อ่ งเหงอื ก (gill slits) น่าจะววิ ฒั นาการมาจากบรรพบรุ ษุ รว่ มกนั ภาพ เปรยี บเทียบการเจรญิ เตบิ โตของเอม็ บรโิ อของสตั วม์ กี ระดูกสนั หลงั รวมท้ังคน 5 Evolution Biology M.6: Benchamarachuthit Chantahaburi School

1.4 หลกั ฐานการปรบั ปรงุ พันธพ์ุ ชื และสัตว์ เป็นการเปลย่ี นแปลงของสง่ิ มชี วี ิตจากความรเู้ ร่อื งการคัดเลอื กพันธ์ุ และผสมพันธ์ุโดยมนุษย์ ตวั อย่างเช่น ข้าวโพดท่ีปลูกกันในปัจจุบันมีหลายพันธุ์ เช่น พันธุ์สุวรรณ 1 พันธ์ุปากช่อง 1602 พันธ์ุฮาวาย หวานพิเศษ ขา้ วโพดพันธุ์สุวรรณ 1 เปน็ ที่นยิ มปลูกกันมากไดม้ าจากการคัดเลือกพันธุ์ และผสมพันธ์ุของข้าวโพดที่ มีลักษณะเด่นจากเขตร้อนในแถบต่าง ๆ ของโลก จานวน 36 พันธ์ุด้วยกัน ลักษณะพิเศษของข้าวโพดพันธุ์น้ีคือ เมลด็ แขง็ ใสสีสม้ ต้านทานโรครานา้ คา้ งไดด้ ี และใหผ้ ลผลติ สูง ประเทศไทยได้มีการปรับปรุงพันธุ์ข้าวโดยใช้สารกัมมันตรังสีต้ังแต่ปี 2498 ข้าวพันธ์ุ กข 6 กข 10 และ กข 15 เปน็ พันธท์ุ ่ีเกิดข้ึนโดยใช้รังสีท้ังสน้ิ ขา้ วพันธ์ุ กข 6 เป็นพันธุ์ข้าวเหนียวได้มาจากการเปล่ียนแปลง พนั ธุ์ข้าวเจา้ ขาวดอกมะลิ 105 มีลกั ษณะพเิ ศษคอื ให้ผลผลติ สูง ต้านทางโรคไหม้ และโรคใบจุดสีนา้ ตาลได้ดี เม่อื มหี ลักฐานว่าส่ิงมชี ีวิตมีการเปลย่ี นแปลงได้ ดังน้ันในอดีตอันยาวนาน ส่ิงมีชีวิตในธรรมชาติก็ น่าจะมีการเปลย่ี นแปลงได้เชน่ กัน ซึง่ อาจเกิดในอัตราที่ช้ากว่ามาก และเกดิ ในทศิ ทางท่ีกาหนดโดยธรรมชาติ ภาพ กะหล่าชนิดตา่ งๆ พฒั นาและปรบั ปรงุ พนั ธม์ุ าจากส่วนต่างๆของ ตน้ ผักกาดปา่ 6 Evolution Biology M.6: Benchamarachuthit Chantahaburi School

1.5 หลกั ฐานการแพรก่ ระจายของพืชและสัตว์ ภูมิอากาศและภูมิประเทศเป็นตัวกาหนดท่ีทาให้มีการกระจายของพืช และสัตว์แตกต่างกัน ขนึ้ อยกู่ บั ความเหมาะสมของสภาพแวดลอ้ มนนั้ ๆ ส่ิงกีดขวางตา่ ง ๆ เชน่ ภเู ขา ทะเลทราย ทะเล มหาสมุทร จะทา ใหม้ กี ารแบง่ แยก และเกิดสปชี สี ใ์ นทสี่ ดุ ภาพ หมีขาว (Polar bear) มีการแพรก่ ระจายบรเิ วณข้ัวโลกเหนอื และ นก penguins บางชนดิ พบการ แพร่กระจายทบ่ี ริเวณข้วั โลกใต้ 1.6 หลกั ฐานด้านชีววทิ ยาระดับโมเลกลุ เน่ืองจาก DNA เปน็ ตัวกาหนดโครงสร้างของโปรตีน เพราะลาดับเบสใน DNA มีความสัมพันธ์กับ ระดับของกรดอะมโิ นในสายของโปรตนี ถ้าลาดับเบสเปล่ียนไปก็มีผลต่อลาดับของกรดอะมิโนด้วย เกิดสิ่งมีชีวิตท่ี ลักษณะแปรผันไปจากเดิม ดังน้ันการศึกษาเปรียบเทียบความแตกต่างของโปรตีนในสิ่งมีชีวิตจึงเท่ากับเป็น การศกึ ษาเปรยี บเทยี บความแตกตา่ งของยีนในส่งิ มีชวี ิตเหลา่ นน้ั และทาใหท้ ราบววิ ฒั นาการของสง่ิ มีชีวิตได้ เพราะ โมเลกุลของสารเคมดี ังกล่าวมคี วามสัมพันธท์ างพนั ธกุ รรม 7 Evolution Biology M.6: Benchamarachuthit Chantahaburi School

ตาราง แสดงการเปรยี บเทียบจานวนกรดอะมโิ นที่แตกต่างกนั ในสายฮีโมโกลบินของคนกบั ลิงรีซสั หนู ไก่ กบ ปลาปากกลม 2. ทฤษฎวี วิ ฒั นาการ (Theory of evolution) คอื แนวคิดของนักวิทยาศาสตร์ทีพ่ ยายามจะอธบิ ายวา่ วิวัฒนาการมีจรงิ และเกิดขน้ึ ได้อยา่ งไร โดยอาศยั หลักฐานทางดา้ นต่าง ๆ ประกอบ และยนื ยนั แนวโน้มของวิวัฒนาการมดี ังน้ี 1. มีแตร่ ุดหนา้ ไมถ่ อยหลัง มีแนวโน้มการเปลี่ยนแปลงจากแบบงา่ ย ๆ เปน็ ซบั ซ้อน จากแบบด้อยเป็นแบบกา้ วหนา้ และจากแบบธรรมดาเป็นแบบพิเศษเฉพาะตัว เช่น การลดจานวนของกระดูกก้น กบ หรือการเช่อื มของกลีบดอก เป็นตน้ 2. ลักษณะทางพันธุกรรมท่ีไม่เหมาะสมกบั สภาพแวดลอ้ มจะสูญพันธไุ์ ป วิวัฒนาการในแนวคดิ ของ ชอง ลามาร์ค (Jean Lamarch) ลามารค์ ได้เสนอความคิดในเร่ืองวิวัฒนาการของส่ิงมชี วี ิตไวเ้ ป็น 2 ประเดน็ คอื 1. กฎแห่งการใช้และไม่ใช้ (Law of use and disuse) มีใจความสาคัญว่า “ลักษณะของสิ่งมีชีวิตผันแปรได้ ตามสภาพแวดล้อม อวัยวะใดทใี่ ช้อยู่บ่อย ๆ ย่อมขยายใหญข่ ึน้ สว่ นอวัยวะใดที่ไมไ่ ด้ใช้จะค่อย ๆ ลดขนาดอ่อนแอ ลง และเส่ือมไปในทีส่ ดุ ” 8 Evolution Biology M.6: Benchamarachuthit Chantahaburi School

2. กฎแห่งการถ่ายทอดลักษณะท่ีเกิดขึ้นใหม่ (Law of inheritance acquired characters) มีใจความว่า “ลักษณะท่ีได้มาใหม่หรือเสียไปโดยอิทธิพลของส่ิงแวดล้อม โดยการใช้และไม่ใช้จะคงอยู่ และสามารถถ่ายทอด ลักษณะทีเ่ กิดขึน้ ใหมน่ ไี้ ปสูร่ ุ่นลกู รุน่ หลานต่อไปได้” - ตัวอยา่ งสิ่งมีชีวติ ที่ลามาร์ค ยกมาอา้ งอิง ได้แก่ พวกนกน้า โดยกล่าวว่านกท่ีหากินบนบก จะไม่มีแผ่นหนังต่อ ระหว่างน้วิ เท้า สว่ นนกที่หากินในน้ามีความตอ้ งการใชเ้ ท้าโบกพดั นา้ สาหรับการเคลื่อนที่ ผิวหนังระหว่างน้ิวเท้าจึง ขยายออกตอ่ กนั เปน็ แผ่นและลกั ษณะนถ้ี า่ ยทอดไปสรู่ ่นุ ลกู หลานได้ - ยีราฟในปัจจุบันมีคอยาวยืด ลามาร์คได้อธิบายว่า ยีราฟในอดีตคอสั้นกว่าปัจจุบัน (มีหลักฐานจาก ฟอสซิล) แต่ได้มกี ารฝกึ ฝนยืดคอเพื่อพยายามกินใบไม้จากที่สูง ๆ ทาให้คอยาวขึ้น การที่ต้องเขย่งเท้ายืดคอทาให้ ยรี าฟมขี ายาวข้ึนดว้ ย ลักษณะคอยาวขึ้นและขายาวข้ึนนี้ถ่ายทอดมาสยู่ ีราฟร่นุ ต่อมา - สัตว์พวกงู ไม่มีขาปรากฏให้เห็น แต่จากโครงกระดูกยังมีซากขาเหลือติดอยู่ ซ่ึงลามาร์คอธิบายว่า งู อาศัยอยู่ในส่ิงแวดล้อมทีเ่ ป็นพงหญ้ารกทึบ การเลื้อยไปทาให้ลาตัวยาว ขาไม่ใช้จึงค่อย ๆ ลดเล็กลงและเสื่อมสูญ ไป ลกั ษณะน้ีถา่ ยทอดไปได้ งรู นุ่ ตอ่ ๆ มาจงึ ไม่มขี า ในการทดลองพสิ ูจนค์ วามคิดของลามาร์คน้นั กฎแหง่ การใช้และไมใ่ ช้พอจะมีผู้พิสูจน์ได้ เชน่ การฝึกฝน กล้ามเน้ือจะทาให้กลา้ มเน้ือมีขนาดใหญโ่ ตขึน้ มาได้ เชน่ นกั กล้าม นกั เพาะกาย นักกฬี าประเภทต่าง ๆ แต่สาหรับ กฎแหง่ การถา่ ยทอดลักษณะที่เกิดขึ้นใหม่ ยงั ไมส่ ามารถทดลองได้ ออกัส ไวส์มาน (August Weisman ; 2377 – 2457) ไดเ้ สนอความคดิ ค้านลามาร์ค โดยกล่าวว่า ลักษณะทถี่ า่ ยทอดไปสู่ลกู หลานได้นนั้ จะต้องเกิดจากเซลล์สืบพันธุ์ มใิ ช่จากเซลล์ร่างกาย เขาไดท้ ดลองตัดหางหนู ตวั ผูต้ วั เมยี แลว้ ให้ผสมพนั ธ์ุกัน ปรากฏว่าลูกหลานออกมามหี าง การทดลองนีท้ าติดต่อกันถึง 20 ร่นุ หนใู นรนุ่ ที่ 21 กย็ งั คงมหี างอยู่ ไวสม์ าน อธบิ ายว่า ท้งั นี้เนอื่ งจากลกั ษณะที่ตดั หางหนอู อกนน้ั กระทาตอ่ เซลล์รา่ งกายแต่เซลล์ สบื พันธไุ์ ม่มกี ารเปลย่ี นแปลง ลกั ษณะหางยาวยังคงอยู่ไม่ว่าจะทาก่ีร่นุ ลูกหนูกจ็ ะยงั คงหางยาวอยู่ ปจั จบุ นั กลไกของวิวฒั นาการตามทศั นะของลามาร์คหมดความหมายทางวชิ าการ เพราะลักษณะการ ถ่ายทอดทางพนั ธกุ รรมของสง่ิ มีชีวิตมไิ ดม้ าจากการฝึกฝน 9 Evolution Biology M.6: Benchamarachuthit Chantahaburi School

ภาพ ต้นตระกลู ของยีราฟอาจมีคอส้ัน จงึ ต้องยืดคออยู่เสมอ เพือ่ ใหส้ ามารถกินใบไม้ได้ในท่ีสุดการยืดคออยเู่ สมอ ของยีราฟทาให้ยรี าฟในปจั จุบันมคี อยาวมาก ในปัจจบุ นั ยงั ไม่มกี ารทดลองและขอ้ มูลใดสนบั สนุนทฤษฎนี ้ี วิวฒั นาการในแนวคดิ ของ ชาลส์ ดารว์ ิน (Charles Darwin) ดาร์วนิ นกั ธรรมชาติวทิ ยาประจาเรอื สารวจบเี กิล ของรฐั บาลองั กฤษ ซง่ึ เดนิ ทางไปสารวจและทาแผนทีข่ องฝงั่ ของ ทะเลทวีปอเมริกาใต้ ดารว์ นิ ไดป้ ระสบการณ์จากการศกึ ษาพชื และสัตว์ท่ีมอี ยู่เฉพาะทีห่ ม่เู กาะกาลาปากอส (Galapagos) แห่งเดียวในโลก หมูเ่ กาะกาลาปากอสเกดิ จากภูเขาไฟระเบิดในมหาสมุทรแปซิฟิก ห่างจากประเทศอิกัวดอร์ไปทาง ทศิ ตะวันตก ประมาณ 580 ไมล์ จากหลักฐานทางธรณีวทิ ยาแสดงวา่ เกาะนี้แยกตวั ออกมาจากทวีปอเมริกา ดาร์วินได้สงั เกตนกกระจอกทอี่ ย่เู กาะกาลาปากอสและนกฟินข์ (finch) หลายชนิด พบวา่ แตล่ ะชนิดมขี นาดและ รปู รา่ งของจงอยปากแตกตา่ งกนั ตามความเหมาะสมแก่การที่จะใช้กนิ อาหารแต่ละประเภท นกฟินชม์ ลี กั ษณะ คล้ายนกกระจอกมากแตกตา่ งกันเฉพาะลกั ษณะของจงอยปากเท่านน้ั ดาร์วินเชอื่ วา่ บรรพบุรษุ ของนกฟนิ ช์บน เกาะกาลาปากอสนา่ จะสืบเชอ้ื สายมาจากนกฟนิ ช์บนแผน่ ดินใหญ่ แตเ่ น่ืองจากการเปลี่ยนแปลงทางธรณวี ิทยา ทาให้หมู่เกาะนแี้ ยกจากแผ่นดินใหญแ่ ละเกิดการแปรผนั ทางพันธุกรรมของบรรพบุรุษนกฟนิ ชม์ าเป็นเวลานานจน เกิดววิ ัฒนาการเป็นสปชี ีส์ใหมข่ น้ึ 10 Evolution Biology M.6: Benchamarachuthit Chantahaburi School

ภาพ: แสดงลักษณะของเต่ายักษ์ 3 สปีชีส์ทอ่ี าศยั อยู่บนหมู่เกาะกาลาปากอสตา่ งเกาะกนั สปีชีสท์ มี่ ีคอยาวจะ อยู่ในทแี่ หง้ แล้งและอาศัยพืชตระกลู กระบองเพชรเป็นอาหาร ส่วนสปชี สี ท์ ่มี ีคอสนั้ จะอาศยั อยใู่ นท่ชี มุ่ ช้ืนและ กนิ พชื ผกั ท่ขี น้ึ อยูก่ ับพนื้ ดนิ เปน็ อาหาร ในปี ค.ศ.1859 ดาร์วิน และวอลเลช (Alfred Russel Wallace) ได้เสนอทฤษฎีการเกิดสปีชีส์ใหม่ อันเนือ่ งมาจากการคดั เลอื กโดยธรรมชาติ (Theory of Natural Selection) ซึง่ ลาดับแนวความคิดได้ดังน้ี 1. สิง่ มชี วี ติ ชนิดเดียวกันย่อมแตกต่างกันบ้างเล็กน้อย เรียกว่า variation 2. ส่ิงมีชวี ิตมีลกู หลานจานวนมากตามลาดับเรขาคณิต แต่ส่ิงมีชีวิตแต่ละชนิดก็มีจานวนเกือบคงท่ี เพราะ มีจานวนหน่ึงตายไป 3. สิ่งมีชีวิตจาเป็นต้องมีการต่อสู้เพื่อความอยู่รอด (struggle of existance) ลักษณะท่ีแปรผันบาง ลักษณะท่ีเหมาะสมกับส่งิ แวดล้อม ยอ่ มดารงชีวติ อยไู่ ด้และสืบพันธุ์ถา่ ยทอดไปยังลกู หลาน 4. ส่ิงมีชีวิตที่เหมาะสมท่ีสุดน้ันที่อยู่รอด และดารงเผ่าพันธุ์ของตนไว้ และทาให้เกิดการคัดเลือกตาม ธรรมชาติ เกิดความแตกตา่ งไปจากสปีชสี ์เดิมมากขน้ึ จนเกดิ สปีชีส์ใหม่ ในกรณียีราฟคอยาวนั้น ตามทฤษฎีของ Darwin กล่าวว่า ยีราฟมีบรรพบุรุษท่ีคอสั้น แต่เกิดมี variation ทม่ี คี อยาวขึ้น และหาอาหารพวกใบไมไ้ ด้ดกี ว่าตัวคอส้นั ซึ่งทาให้แย่งอาหารไดด้ ีกว่าพวกคอส้ันและแพร่ ลูกหลานได้ ส่วนพวกคอสนั้ หาอาหารได้ไม่ดี ในทีส่ ุดกจ็ ะตายไป จงึ ทาใหม้ ยี ีราฟคอยาวเทา่ นนั้ ในปจั จุบัน 11 Evolution Biology M.6: Benchamarachuthit Chantahaburi School

ภาพ แสดงทฤษฎีการวิวัฒนาการของยีราฟของ Charles Darwin ด้วยวธิ กี ารคัดเลือกโดยธรรมชาติ ภาพ: นกฟินซช์ นิดต่างๆ บนหมู่เกาะกาลาปากอส ดาร์วินไดช้ ่อื วา่ เปน็ บิดาแหง่ วชิ าววิ ัฒนาการ สรปุ ทฤษฎีการคัดเลือกโดยธรรมชาตขิ องเขาได้ดังน้ี “ความแปรผันท่ีเหมาะสมกับส่ิงมีชีวิตใด ๆ ก็ตาม ย่อมมีส่วนช่วยให้ส่ิงมีชีวิตสามารถดารงชีวิตได้ใน สิ่งแวดล้อมน้ัน ๆ ส่วนความแปรผันที่ไม่เหมาะสมทาให้ส่ิงมีชีวิตถูกกาจัดไป ด้วยเหตุน้ีเวลาล่วงเลยไปนานข้ึน ลักษณะท่ีเหมาะสมก็จะสะสมไปนานข้ึน เกิดสิ่งมีชีวิตแตกต่างจากเดิมมากมาย จนในที่สุดก็เกิดส่ิงมีชีวิตสปีชีส์ ใหม”่ 12 Evolution Biology M.6: Benchamarachuthit Chantahaburi School

ความสามารถในการแพรพ่ นั ธุ์ การต่อสู้เพื่อความอยูร่ อด การคัดเลอื กโดยธรรมชาติ (Reproductive ability) (Struggle for (Natural selection) existence) + + ส่ิงแวดลอ้ มมีขีดจากดั + การเปล่ยี นแปลงของ (Environmental การแปรผันของพนั ธุกรรม สิ่งมีชีวติ restrictions) (Heritable variations) (Environmental changes) วิวัฒนาการ (Evolution) แผนภูมิแสดงแนวความคิดหลักตามทฤษฎีการคัดเลอื กโดยธรรมชาติของชาร์ล ดาร์วิน และวอลเลช 3. กลไกของวิวฒั นาการ 3.1 ความถข่ี องยนี กับวิวัฒนาการ วิวัฒนาการจะเกิดขึ้นได้ในระดับประชากรเท่านั้น ซ่ึงประชากรก็หมายถึง กลุ่มส่ิงมีชีวิตท่ีเป็น ชนิดเดียวกัน สามารถผสมพันธุ์กันได้ตามธรรมชาติ การผสมพันธ์ุกันได้ในกลุ่มเดียวกันทาให้มีการถ่ายทอดหรือ แลกเปลี่ยนยนี กนั ไดอ้ ยา่ งอสิ ระ ถ้าพิจารณายีนท้ังหมดท่ีมีอยู่ในประชากรหน่ึงจะเรียกว่ากลุ่มของยีน หรือยีนพูล (gene pool) พนั ธศุ าสตรเ์ ชิงประชากร (Population genetics) ฮาร์ดี (G.H.Hardy) นักคณิตศาสตร์ชาวองั กฤษ และไวนเ์ บอรก์ (W. Weinberg) นายแพทยช์ าวอเมริกัน นักพนั ธุศาสตร์ประชากรทั้ง 2 ได้แสดงดว้ ยหลกั คณติ ศาสตรว์ ่า… “ถ้าประชากรมีขนาดใหญ่มากและการผสมพันธุ์ ในประชากรน้ันเป็นไปโดยไม่มีการเจาะจงคู่ หรือเป็นไปโดยวิธีสุ่ม (โดยไม่มีปัจจัยสาคัญภายนอกในการ เปล่ียนแปลงความถ่ีของยีน สัดส่วนของ alleles จะเป็นตัวกาหนดสัดส่วนของ Genotype และสัดส่วน Genotype จะคงท่ีในรนุ่ ต่อ ๆ ไปรุ่นแล้วรุ่นเล่า” ข้อจากัด (เงอื่ นไข) ตามหลกั เกณฑข์ องฮาร์ดี และไวน์เบริ ก์ 1. ประชากรต้องมีขนาดใหญ่ สภาวะสมดุลฮารด์ ี - ไวน์เบิร์ก 2. การผสมพนั ธุต์ ้องเปน็ แบบส่มุ (Hardy – Weinbery Equilibrium หรอื HWE) 3. ไมม่ ีการอพยพเข้าและอพยพออก 4. ไมม่ ีการคดั เลือกตามธรรมชาติ 13 Evolution Biology M.6: Benchamarachuthit Chantahaburi School

ประชากรท่ีมอี ัตราสว่ นของยนี และจีโนไทปค์ งท่ีน้ีเรยี กว่า เป็นประชากรท่สี มดลุ (Equilibrium population) สมมตวิ า่ มยี ีน 1 คู่ ซ่งึ มี 2 alleles คือ A และ a อันมอี ัตราส่วน p และ q ตามลาดบั ดงั น้นั ประชากรทีม่ ยี ีนนีจ้ ะสรา้ งหนว่ ยสืบพันธุ์ 2 ชนิด คือ A และ a ในอันตราส่วน p และ q ตามลาดับ (เน่ืองจากยีนมีเพยี ง 2 alleles คอื A และ a) ดังนัน้ p + q = 1 ดงั นัน้ อตั ราส่วนของ genotype ในชั่วลูก จะไดจ้ ากการคูณกนั ระหว่างอตั ราส่วนของหน่วยสืบพันธข์ุ อง พ่อและแม่ คือจะได้วา่ หมายความว่า p(A)  q(a)2  p2 (AA)  2pq(Aa)  q2 (aa) Genotype AA จะมอี ตั ราสว่ น = p2 Genotype Aa จะมีอัตราสว่ น = 2 pq Genotype aa จะมีอัตราส่วน = q2 ตัวอยา่ งท่ี 1 ในประชากรของแมลงหวช่ี นดิ หน่งึ ซง่ึ ถูกควบคุมโดย alleles A และ a ซึ่งมสี ัดสว่ นเป็น 70% กับ 30% ตามลาดับ จงหาสัดส่วนของ F1 ซึ่งมี Genotype AA, Aa และ aa (ตามหลักเกณฑ์ของฮาร์ดีและไวน์ เบิร์ก เนื่องจากความถี่ของยีน A และ a จะมคี ่าคงท่เี สมอ ไมว่ ่าจะผา่ นไปก่ีชัว่ อายกุ ็ตาม Alleles A = 70% a = 30% A = 70% 70 x 70 70 x 30 AA = AA = 10000 10000 a = 30% = 49% = 21% 70 x 30 30 x 30 Aa = Aa = 10000 10000 = 21% = 9% 14 Evolution Biology M.6: Benchamarachuthit Chantahaburi School

ตอบ F1 มี Genotype AA = 49% หรอื = 49 Genotype Aa = 42% หรอื = 42 Genotype aa = 9% หรือ = 09 ตวั อย่างท่ี 2 ในประชากรกลุม่ หนึ่งมีสมาชกิ ทแี่ สดงลกั ษณะเด่น (AA และ aa) อย่เู ทา่ กบั 51% และแสดง ลกั ษณะด้อยเท่ากบั 49% ถ้าประชากรนี้อยู่ในสภาพสมดุล จงหาอัตราสว่ นของยนี (หนว่ ยสืบพันธุ์ที่นา alleles A และ a) วธิ ที า q2 = อตั ราสว่ นของ aa ดังน้ัน q(a) = q2 = 0.49 = 0.7 P(A) = 1 – q = 1 – 0.7 = 0.3 ตัวอยา่ งท่ี 3 ในประชากรกลมุ่ หนง่ึ ของหนตู ะเภา พบวา่ มลี ักษณะขนสดี า 51% ขนสนี ้าตาล 49% ถ้า ประชากรน้ีอยู่ในสภาพสมดลุ ตามหลกั ของฮาร์ดแี ละไวน์เบริ ก์ จงคานวณหาสัดส่วนของยนี (ความถข่ี องยีน) และ สว่ นของ genotype ของหนูในร่นุ ต่อ ๆ ไป จาก p(A)  q(a)2  p2 (AA)  2pq(Aa)  q2 (aa) q2 = aa = 0.49 a = 0.49 = 0.7 a = 0.7 นั่นคือ สดั ส่วนของยีน สดั สว่ นของยีน A = 1 – 0.7 = 0.3 คานวณหาสัดส่วนของ genotype ของหนรู ุน่ ตอ่ ๆ ไป = 0.09 p2 = AA = (0.3)2 2pq = 2 Aa = 2 x 0.3 x 0.7 = 0.42 ตอบ หนูตะเภาขนสีดา 51% (เปน็ หนูขนสดี าพันธแ์ุ ท้ 9% พนั ทาง 42% หนตู ะเภาขนสีน้าตาล 49% 3.2 ปัจจัยที่ทาให้เกิดการเปล่ยี นแปลงความถี่ยนี 3.2.1 การคัดเลอื กโดยธรรมชาติ 3.2.2 มิวเทชั่น และการแปรผนั ทางพนั ธุกรรม 3.2.3 การอพยพ และการเคลื่อนยา้ ยประชากร 3.2.4 ขนาดของประชากร 3.2.5 รปู แบบของการผสมพนั ธุ์ 3.2.1 การคดั เลอื กโดยธรรมชาติ 15 Evolution Biology M.6: Benchamarachuthit Chantahaburi School

ส่ิงมชี ีวติ ทุกชนิดมีความสามารถในการสบื พนั ธเุ์ พมิ่ จานวนได้สงู มาก หากไมม่ ปี ัจจยั จากดั การเพม่ิ จานวนแลว้ ส่ิงมชี ีวติ ท้งั หลายคงจะล้นโลกเป็นแน่ แต่ตามท่ีเป็นจริงจานวนของสิง่ มีชีวติ คอ่ นข้างจะ คงท่ี เนอ่ื งจากกระบวนการคดั เลือกโดยธรรมชาติ (natural selection) กระบวนการคดั เลอื กโดยธรรมชาติ อาศัยหลักเกณฑ์พ้ืนฐานวา่ จะไม่มีลกั ษณะทาง กรรมพนั ธ์ุชุดเดียวท่เี หมาะสมต่อสภาพการเปน็ อย่ขู องสิ่งมชี ีวติ ในแตล่ ะแหลง่ ทอ่ี ยูอ่ าศยั ฉะนน้ั การคดั เลือกโดย ธรรมชาตจิ งึ ต้องมปี ัจจัยสาคญั คอื ความสามารถในการสืบพันธข์ุ องสงิ่ มชี วี ติ เพื่อการถ่ายทอดลักษณะแตกต่างที่ เกดิ ขน้ึ ตามธรรมชาติ และส่ิงมีชวี ติ นน้ั ต้องอย่ใู ตอ้ ิทธิพลของสิง่ แวดลอ้ ม ผลของการคัดเลือกโดยธรรมชาติ จะได้สง่ิ มชี วี ติ ที่มีลักษณะสปชี ีสเ์ ดยี วกัน มคี วามแตกต่างกนั อย่างเห็นได้ชัดทางกรรมพันธ์ุ ซง่ึ เรยี กวา่ โพล่ีมอรฟ์ ซิ ึม (polymorphism) อนั เปน็ ผลมาจากกระบวนการคดั เลอื กโดยธรรมชาติ ดังน้ี สีและลวดลายบนเปลือกหอย หอยชนิด Cepaea nemoralis เปลอื กมสี ีเหลอื ง น้าตาล ชมพู สม้ แดง และยงั มีชนดิ ทมี่ ีลวดลายเป็นเสน้ พาดไปตามเปลือก จากการศกึ ษาพบว่า ในแหลง่ ทีอ่ ยู่ทมี่ ลี ักษณะเรยี บ ๆ เช่น บรเิ วณโคลนตมหรือทราย จะพบหอยทีม่ ีลกั ษณะเปลอื กเปน็ สีเรียบ ๆ มากกวา่ ลกั ษณะอื่น ๆ สว่ นในปา่ หญา้ จะพบวา่ มหี อยทเี่ ปลือกลายมากกวา่ ลักษณะอน่ื แตใ่ นทีบ่ างแห่งก็พบหอยท้ังเปลือกมีลายและหอยเปลือกสีเรยี บ อย่ใู นที่เดียวกนั ซึ่งพบว่าหอยเปลือกสีเรยี บมีความทนทานตอ่ การเปลย่ี นแปลงอุณหภูมิได้ดีกวา่ หอยเปลือกลาย ดังนั้น นอกจากความสัมพันธข์ องเหย่อื และผู้ล่าแลว้ ยงั นา่ จะเกีย่ วข้องกับการปรบั ตัวทางสรีระอีกด้วย ภาพ: แสดงสแี ละลวดลายบนเปลอื กหอย หอยชนิด Cepaea nemoralis ท่ีมีผลต่อนกซึง่ เปน็ ผลู้ า่ สีของผีเส้ือกลางคืน ผีเส้ือกลางคืนชนิด Bristom betularia ซ่ึงมีอยู่มากในประเทศอังกฤษ อาศัยอยู่ตามต้นไม้ที่มีไลเคนส์เกาะอยู่เต็ม สีตัวของมันจึงเป็นสีอ่อนจาง ซ่ึงช่วยให้มันอาพรางตัวได้ดี จนกระทั่ง ประมาณปี 1845 เริ่มมีผู้พบผีเส้ือกลางคืนสปีชีส์เดียวกันนี้ แต่มีสีดาเข้มข้ึนกว่าเดิมปรากฏขึ้นในเขตเมือง แมนเชสเตอร์ ซ่ึงเป็นเขตที่มีการอุตสาหกรรมใหญ่ และมีกลุ่มควันจากโรงงานอุตสาหกรรมทาลายพวก ไลเคนส์ตามเปลือกไม้ และทาให้ไม้มีสีดาเต็มไปหมด และต่อมาในช่วงเวลาไม่ถึงร้อยปีพบผีเสื้อกลางคืนท่ีมีสีดา เพ่มิ ข้นึ อยา่ งรวดเร็วจนเกือบท้ังหมดเป็นผีเสื้อสีดา นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษช่ือ เอช.บี.ดี.เคทเทิลเวลล์ (H.B.D. 16 Evolution Biology M.6: Benchamarachuthit Chantahaburi School

kettlewell) สันนิษฐานว่า การท่ีพวกผีเสื้อกลางคืนเปลี่ยนจากสีเทาอ่อนไปเป็นสีดานี้ เป็นผลมาจากการ เปล่ยี นแปลงของยีนและเปน็ การเปล่ียนแปลงท่ีเปน็ ประโยชน์ชว่ ยปอ้ งกนั ผีเสอื้ สีดาจากนกท่ีมาจับผีเส้ือกินในพ้ืนท่ี ซึง่ มีเขม่าควนั ดาเกาะตามเปลือกไม้ เคทเทิลเวลล์ ไดท้ ดลองปล่อยผีเส้ือกลางคืนสีเทาอ่อนและสีดาไปในแถบเมือง ท่ีเป็นแหล่งอุตสาหกรรม ผลปรากฏว่าหลังจากน้ัน เขากลับมาจับผีเสื้อกลางคืนนับใหม่ ปรากฏกว่าได้ผีเสื้อสีดา กลบั คืนมา 40% และสีเทาออ่ น 19% ในทางตรงข้ามเมือ่ ปล่อยผีเสอ้ื สเี ทาอ่อนและสีดาไปในแถบชนบทปรากฏว่า จับผีเส้ือสีดากลับคืนมาได้เพียง 6% ในขณะที่จับผีเส้ือสีเทาอ่อนกลับมาได้ 12.5% แสดงว่าเกิดการคัดเลือกทาง ธรรมชาตใิ นสภาพแวดล้อมทเ่ี ปลีย่ นแปลงไปอยา่ งรวดเรว็ โดยการกระทาของมนุษย์ ภาพ: แสดงการผลของสิ่งแวดล้อมทม่ี ีผลต่อการเพม่ิ จานวนของผีเสือ้ กลางคืน นักชีววิทยาเรียกการแปรผันทางพันธุกรรม ซ่ึงเป็นผลให้ส่ิงแวดล้อมอยู่รอดเพ่ือสืบทอดลูกหลานได้ดีว่า การปรับพันธุกรรม (Genetic adaption) ดังน้ัน ลักษณะของส่ิงมีชีวิตท่ีปรากฏอยู่ในทุกวันน้ีเป็นผลจากการ ปรบั พนั ธกุ รรมโดยกระบวนการคัดเลอื กตามธรรมชาติ 17 Evolution Biology M.6: Benchamarachuthit Chantahaburi School

3.2.2 มวิ เทชนั และความแปรผันทางพันธกุ รรม จากบทเรียนที่ผ่านมา นักเรียนคงจาได้ว่ามิวเทชันเป็นปรากฏการณ์ท่ีเกิดข้ึนตาม ธรรมชาตขิ องส่งิ มีชวี ิต มวิ เทชนั มที ้ังทีเ่ กิดกบั เซลลร์ า่ งกาย ซึง่ เรียกว่า โซมาตคิ มิวเทชัน และท่ีเกิดกับเซลล์สืบพันธุ์ เรียกวา่ แกมตี คิ มวิ เทชัน (Gametic mutation) มวิ เทชันท่มี ีผลตอ่ กระบวนการวิวฒั นาการมาก คือ มิวเทชันที่เกิด กับเซลล์สืบพันธุ์ เน่ืองจากสามารถถ่ายทอดไปสู่รุ่นต่อ ๆ ไปได้ มิวเทชันทาให้เกิดการแปรผันทางพันธุกรรม นอกจากนั้นในกระบวนการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศจะมีการแบ่งเซลล์ด้วยวิธีไมโอซิสเพ่ือสร้างเ ซลล์สืบพันธุ์ ในกระบวนการไมโอซิสจะมีครอสซิงโอเวอร์โดยมีการแลกเปลี่ยนช้ินส่วนของโฮโมโลกัสโครโมโซม ซ่ึงมีผลทาให้ อลั ลลี ของยีนเกดิ การเปลยี่ นตาแหน่งได้ รวมท้ังการรวมกลุ่มกันอย่างอิสระของโครโมโซมที่แยกตัวจากคู่ของมัน แล้วเป็นผลให้ยีนต่าง ๆ ได้รวมกลุ่มกันใหม่ในแต่ละรุ่น ดังน้ัน การสืบพันธ์ุแบบอาศัยเพศจึงช่วยให้ยีนต่าง ๆ ท้ังเก่าและใหม่ได้มีโอกาสรวมกลุ่มกัน (gene recombination) ในรูปแบบต่าง ๆ ท้ังกระบวนการมิวเทชัน และ กระบวนการสบื พันธแ์ุ บบอาศยั เพศเปน็ สาเหตทุ ที่ าให้ส่งิ มชี วี ติ เกิดความแปรผนั ทางพันธกุ รรมมากมาย ภาพ: แสดงการเกดิ gene recombination 3.2.3 การอพยพของสมาชกิ ในประชากร ส่ิงมีชีวิตบางชนิดมีการอพยพเข้าหรือออกของสมาชิก ส่งผลให้มีการหมุนเวียน พันธกุ รรม หรือที่เรยี กวา่ ยนี โฟลว์ (gene flow) เกิดขึ้นระหว่างประชากรย่อย ๆ ซ่ึงการอพยพจะทาให้สัดส่วน ของอัลลลี เปลยี่ นแปลงไป ในประชากรทีม่ ีขนาดใหญม่ าก ๆ การอพยพเขา้ หรืออพยพออกของสมาชิกเกือบไม่มีผล ต่อสดั สว่ นของยีนในกล่มุ ประชากรเลย แตถ่ า้ ประชากรมีขนาดเล็กเมื่อมีสมาชิกอพยพออกไปทาให้กลุ่มประชากร สูญเสยี ยีนบางสว่ น ทาใหม้ โี อกาสในการถ่ายทอดหรือแลกเปล่ียนยีนกับกลุ่มยีนนั้นน้อยลงไป หรือไม่มีโอกาสเลย ในทางกลับกัน การอพยพเข้าของประชากรในกลุ่มประชากรขนาดเล็กจะทาให้เกิดการเพ่ิมพูนบางส่วน หรือยีน ใหม่บางยนี เข้ามาในประชากร มผี ลทาใหเ้ กิดการแปรผนั ทางพันธกุ รรมของประชากร 18 Evolution Biology M.6: Benchamarachuthit Chantahaburi School

ภาพ: แสดงการอพยพของประชากรแมลง 3.2.4 ขนาดประชากร การเปลี่ยนแปลงขนาดของประชากร มีบทบาทสาคัญต่อการเปล่ียนแปลงความถี่ยีน และโครงสร้างของยนี พูล ซึง่ เกดิ จากโอกาสหรอื ความบงั เอิญ หรอื จากภัยธรรมชาติ ประชากรท่ีมีขนาดใหญ่และมี การผสมพันธุแ์ บบส่มุ จะไม่พบว่ามีการเปล่ียนแปลงความถ่ีของยีนมากมายอย่างมีนัยสาคัญ แต่ถ้าเป็นประชากร ขนาดเล็กจะมผี ลอย่างมาก การเปล่ียนแปลงผกผันทางพันธุกรรมอย่างฉับพลันอย่างไม่มีทิศทางแน่นอน หรือการ เปลีย่ นแปลงความถขี่ องยนี อยา่ งฉบั พลนั โดยเหตุบังเอิญตามธรรมชาติที่เกิดข้ึน แบบสุ่มไม่สามารถคาดการณ์ทิศ ทางการเปล่ยี นแปลงความถขี่ องยนี ได้แนน่ อนเชน่ น้ี เรียกวา่ เจเนติก ดริฟต์ (genetic drift) เจเนติก ดรฟิ ต์ เป็น กลไกทส่ี าคัญอยา่ งหนง่ึ ทท่ี าใหเ้ กิดการเปล่ียนแปลงวิวัฒนาการของสัตว์ชนิดที่เกิดขึ้นใหม่ตามหมู่เกาะต่าง ๆ ใน มหาสมุทรแปซฟิ กิ ดงั ตวั อย่างแมลงหวชี่ นดิ ตา่ ง ๆ ท่ีเกดิ บนหมู่เกาะฮาวาย ภาพแสดงปรากฏการณ์เจเนตกิ ดรฟิ ต์ของแมลงหว่ี 3.2.5 รปู แบบของการผสมพันธุ์ สิ่งมีชวี ติ สว่ นมากจะมีรปู แบบการสืบพันธแุ์ บบอาศยั เพศอยา่ งเดน่ ชดั โดยแบง่ เป็น 2 กรณี คอื 19 Evolution Biology M.6: Benchamarachuthit Chantahaburi School

1. การผสมพันธ์ุแบบสมุ่ เปน็ รูปแบบทเ่ี กิดข้นึ เป็นส่วนมากในประชากร ซ่ึงการผสมพนั ธแ์ุ บบสุ่ม นจี้ ะไม่มีผลต่อการเปลยี่ นแปลงความถ่ยี นี ในแตล่ ะช่วั อายมุ ากนกั 2. การผสมไม่เปน็ แบบสุ่ม เป็นรูปแบบท่เี กดิ ขน้ึ เปน็ บางคร้งั โดยมกี ารเลอื กคู่ผสมภายในกลมุ่ ซ่ึงมแี นวโนม้ ทีจ่ ะทาใหเ้ กดิ การผสมพันธภ์ุ ายในสายพันธุเ์ ดียวกนั หรอื ทเี่ รียกว่า อินบรีดดิง (inbreeding) อนั จะ ยงั ผลให้เกดิ การเปล่ยี นแปลงความถข่ี องยีนในประชากรนนั้ ได้ เพราะถา้ เปน็ การผสมภายในสายพนั ธเ์ุ ดยี วกัน และ ประชากรมีขนาดเล็ก ยอ่ มจะมโี อกาสท่ียนี บางยีนเพม่ิ ความถ่สี งู ขึ้นในรนุ่ ตอ่ มา และในท่ีสุดจะไมม่ ีการแปรผันของ ยนี เกิดข้ึน โดยส่วนใหญ่อาจเปน็ สภาพโฮโมไซกสั และเป็นสาเหตุใหย้ ีนบางยีนมีความถี่คงที่ (fix) และบางยีนสญู หายไป 4. การเกดิ สปีชสี ใ์ หม่ สปชี ีส์ หมายถึง กลุ่มหรอื ประชากรของสง่ิ มีชวี ิตทมี่ ยี นี พูลรว่ มกัน โดยที่สมาชกิ ของประชากรนัน้ สามารถถ่ายทอดยีน หรือทาให้เกิดยีนโฟล์วระหวา่ งกันและกนั ได้ (สามารถผสมพันธุ์กนั ได้และมีลกู ไม่เป็นหมนั ) ส่งิ มชี ีวิตตา่ งสปีชีส์กันผสมพนั ธุ์กนั ไมไ่ ด้เพราะกลไกแบง่ แยกทางการสืบพนั ธุ์ การเกิดส่ิงมีชีวติ สปชี ีส์ใหมใ่ นประชากรเปน็ ไปได้ 2 รปู แบบ คอื 1. ววิ ัฒนาการสายตรง (Phyletic evolution) หรอื อะนาเจเนซิส (Anagenesis) วิวัฒนาการสายตรง เปน็ วิวฒั นาการทเ่ี กดิ ขึ้นโดยสปีชีสห์ น่งึ เปล่ยี นแปลงวิวัฒนาการไปเป็นสปีชสี ์ใหม่ โดยจานวนสปชี สี ย์ ังคงเดิมไมเ่ พม่ิ ขน้ึ ดงั แผนภมู ิ สปชี ีส์ A วิวัฒนาการสายตรง สปีชีส์ B 2. การแยกแขนงสปชี สี ห์ รือสปีชีส์เอชนั (Speciation) หรอื คลาโดเจเนซิส (Cladogenesis) การแยกแขนงสปีชีส์ทาให้เกิดสปชี ีสใ์ หม่ ๆ เพม่ิ ขึน้ จานวนมากมาย กอ่ ใหเ้ กิดความหลากหลายของ สปชี ีส์ (Species diversity) ดังแผนภูมิ สปชี ีส์ B สปชี ีส์ A การแยกแขนงสปชี ีส์ สปีชีส์ C สปชี ีส์ D สปชี ีส์ E สปชี ีส์ F 20 Evolution Biology M.6: Benchamarachuthit Chantahaburi School

การเกดิ แพทริก สปีชิเอชัน เช่น 1. กลไกการแบง่ แยกทางการสืบพันธ์ุ (Reproductive isolating mechanism) กลไกการแบง่ แยกทางการสืบพนั ธุ์ หมายถึง กระบวนการทจ่ี ากดั หรอื ขดั ขวางการผสมพนั ธุ์ของ ประชากร 2 ประชากร ซ่ึงเปน็ ปัจจยั สาคัญในการแบ่งแยกสปชี ีส์จนทาให้เกิดสปีชีสใ์ หม่ในที่สดุ ซง่ึ กลไกนม้ี ี ความสาคญั ทช่ี ่วยยับยง้ั มใิ หเ้ กิดยนี โฟล์วระหวา่ งยนี พลู ทีซ่ ับซอ้ นของสปีชสี ์ทต่ี ่างกนั อี แมร์ ได้แบ่งกลไกการ แบง่ แยกทางการสบื พันธุ์เปน็ 2 ข้ันตอน คือ 1.1 กลไกการแบง่ แยกกอ่ นระยะไซโกต (Prezygotic isolating mechanism) เป็นกลไกท่ี ป้องกันมใิ หเ้ ซลล์สบื พันธจุ์ าก 2 สปชี สี ์มาปฏสิ นธิกัน 1.2 กลไกการแบง่ แยกหลงั ระยะไซโกต (Postzygotic isolating mechanism) เปน็ กลไกท่ี จะเกดิ ข้นึ หลงั จากการปฏสิ นธริ ะหวา่ งเซลลส์ ืบพันธ์ุจนเกิดไซโกตแลว้ แตไ่ ซโกตจะมคี วามผดิ ปกติในทางใดทาง หนง่ึ ไม่สามารถผสมพันธใ์ุ หล้ กู หลานต่อไปได้ 1.1 กลไกการแบ่งแยกกอ่ นระยะไซโกต 1.2 กลไกการแบง่ แยกหลังระยะไซโกต 1. พฤติกรรมเก้ียวพาราสตี ่างกัน (Behavioral 1. ลกู ผสมตายก่อนที่จะถงึ วยั เจริญพนั ธ์ุ (Hybrid isolation) เป็นกลไกทที่ าใหเ้ กดิ การผสมพันธเุ์ ฉพาะ inviability) โดยไซโกตจะตายหลังปฏิสนธิ ภายในสปชี ีสเ์ ดียวกนั ไมม่ กี ารผสมขา้ มสปชี สี ์ 2. ฤดกู าลผสมพันธุต์ ่างกัน (Seasonal of temporal 2. ลูกผสมเป็นหมนั (Hybrid infertility) โดยลกู ผสม isolation) โดยมกี ารผสมพนั ธุ์ในช่วงวัน หรอื ฤดูที่ ไม่สามารถผลติ เซลล์สบื พันธุท์ ท่ี าหนา้ ที่ปกตไิ ด้ ตา่ งกัน 3. สภาพนเิ วศทต่ี ่างกัน (Ecological isolation) เกดิ 3. ลกู ผสมลม้ เหลว (Hybrid breakdown) เกิดโดย จากความแตกต่างในด้านแหล่งทอ่ี ยูอ่ าศัย และแหล่ง ลูกผสมร่นุ แรก (F1) มีชีวิตและสืบพนั ธ์ุได้ แตร่ ุน่ ลกู ตอ่ ผสมพันธุ์ ทาใหไ้ มม่ ีโอกาสไดพ้ บกนั ๆ มาจะเปน็ หมนั 4. การแบง่ แยกโดยสภาพภูมศิ าสตร์ (Geographical isolation) ได้แก่ ส่ิงกดี ขวางทางภูมิศาสตร์ เช่น ทะเล แมน่ า้ ภูเขาสงู หุบเหวกวา้ ง ทาให้สิง่ มชี ีวิตต่างสปีชสี ์ กนั ผสมกันไมไ่ ด้ 5. โครงสรา้ งอวยั วะสืบพนั ธ์ุแตกตา่ งกนั (Mechanical isolation) เช่น อวยั วะสบื พนั ธ์ขุ องสัตวแ์ ตล่ ะสปีชีสจ์ ะ มคี วามแตกตา่ งกนั ทาให้การผสมพนั ธุต์ ่างสปีชีส์กัน เกดิ ได้ยาก เช่น อวยั วะสืบพันธ์เุ พศผขู้ องปูแต่ละสปชี สี ์ จะตา่ งกนั จึงทาให้มคี วามสามารถทีจ่ ะผสมพนั ธก์ุ ับตัว เมียได้เฉพาะที่เปน็ สปีชีสเ์ ดียวกนั ซง่ึ มลี กั ษณะทเ่ี ฉพาะแตกตา่ งในสปีชสี ต์ ่าง ๆ 21 Evolution Biology M.6: Benchamarachuthit Chantahaburi School

6. สรรี วทิ ยาของเซลล์สบื พันธท์ุ ่ีแตกตา่ งกนั (Ganetic isolation) โดยเซลล์สืบพันธขุ์ องแตล่ ะสปีชสี ต์ ่างกัน ทาให้ปฏิสนธิกนั ไมไ่ ด้ 2. การเพิม่ จานวนชุดโครโมโซม หรือพอลิพลอยดี (Polyploidy) สปชี ีสใ์ หม่เกิดจากเซลลส์ ืบพันธ์ุท่ีมีโครโมโซมมากกว่าปกติ (2n) เมือ่ มโี อกาสมาปฏสิ นธิกนั จะได้ ไซโกตท่มี โี ครโมโซมเป็น 4 ชดุ (4n หรือ Tetraploid) การเกิดพอลิพลอยดี อาจเกดิ จากการเพิ่มจานวนชดุ โครโมโซมของส่ิงมชี วี ติ สปีชสี ์เดยี วกนั เรียกวา่ ออโตพอลิพลอยดี (Autopolyploidy) หรอื เกดิ จากพ่อแม่เปน็ ส่ิงมีชวี ิตต่างสปชี ีส์กัน เรียกว่า อัลโลพอลิ พอพลอยดี (Allopolyploidy) ปรากฏการณ์พอลพิ ลอยดเี กิดมากในพชื แตพ่ บน้อยมากในสตั ว์ ตัวอย่างอัลโลพอลพิ ลอยดี เช่น - การเกดิ หญ้าชนดิ ใหม่ Sparina Anglia (4n = 122) จากการผสมในรนุ่ แรก คอื หญา้ พ้ืนเมอื ง อเมริกา s. alterniflora (2n = 62) กับหญา้ พ้ืนเมอื งยโุ รป s. maritima (2n = 60) แลว้ ไดล้ ูกผสม s. townsendii (2n = 61) แล้วเกดิ การเพ่ิมโครโมโซมเป็น 2 เท่า (Spontaneous doubling) กลายเป็นสปีชสี ์ใหม่ s. Anglia (4n = 122) - การเกิดลูกผสมระหว่างผักกาดแดงกับกะหลา่ ปลี ซ่งึ มีโครโมโซม 4n = 36 จาก ผักกาดแดง (2n = 18) กับกะหล่าปลี (2n = 18) แสดงลักษณะและการผสมระหว่างผักกาดแดงกับกะหล่าปลี 22 Evolution Biology M.6: Benchamarachuthit Chantahaburi School

3. การปรับตัวของปรสติ ต่อโฮสทช์ นิดใหม่ การปรับตัวของปรสิตต่อโฮสท์ชนิดใหม่ทาให้ปรสิตเกิดเป็นสปีชีส์ใหม่ เน่ืองจากปรสิตมี ความจาเพาะกับโฮสทช์ นดิ ใหม่ จึงต้องมีการปรับตัวใหม้ ีการดารงชวี ติ ที่ตา่ งจากเดมิ จนเกดิ เป็นสปชี สี ์ใหม่ในทส่ี ุด วิวฒั นาการในโลกทกี่ าลงั พฒั นา  ววิ ัฒนาการกบั มลภาวะ ปัจจุบนั ปัญหามลภาวะทาให้สิง่ มีชวี ิตตอ้ งปรับตวั ให้อย่รู อดมฉิ ะนน้ั จะถูกคัดเลือก หรือ กาจัดออกไป เชน่ แบคทเี รียบางชนิดสามารถอาศัยอยู่ในบ่อน้าร้อนบางชนิดอยู่ในน้าเสีย แหล่งทิ้งเศษเหล็ก หรือ สังกะสี นักวิทยาศาสตร์สามารถสกัดเอาเอนไซม์ที่เก่ียวข้องกับการสังเคราะห์ DNA ซึ่งเป็นเทคโนโลยียุคใหม่ สามารถใช้จลุ นิ ทรีย์มาทาลายโลหะในน้า หรอื กาจัดอินทรียสารในนา้ ได้  การคัดเลอื กตามธรรมชาติในคน การวิวัฒนาการโดยการคัดเลือกตามธรรมชาติเกิดขึ้นกับส่ิงมีชีวิตทุก ๆ ชนิด รวมทัง้ คน เช่น การระบาดของโรคโลหิตจางชนิดซิกเคิลเซลล์ (sickle cell anemia) ถูกควบคุมโดยยีนด้อยในออ โตโซม  วิวัฒนาการรว่ มกัน (coevolution) หมายถึง การววิ ัฒนาการร่วมกันของสิ่งมีชีวิต 2 ชนิดจนสามารถอยู่ร่วมกัน ได้ในสภาวะสมดุล เช่น การคัดเลือกตามธรรมชาติท่ีเกิดข้ึนกับพันธ์ุกระต่ายท่ีต้านทานเชื้อไวรัสและที่เกิดขึ้นกับ พันธุ์ไวรัสชนิดท่ีไม่รุนแรงท่ีจะทาให้กระต่ายตาย ส่งผลให้ทั้งกระต่ายและไวรัสสามารถปรับตัวร่วมกันและ วิวัฒนาการรว่ มกนั มาไดจ้ นถึงสภาวะสมดลุ หมายเหตุ การวิวัฒนาการร่วมกันมักพบอยู่เสมอ ๆ ระหว่าง พืช กับ เชื้อแบคทีเรีย หรือ พืช กับ เช้ือไวรัส หรือ สตั ว์ กับ จลุ นิ ทรยี ์ตา่ ง ๆ แม้กระทง่ั ไวรสั โรคเอดส์ (HIV) ก็อยูร่ ะหวา่ งกระบวนการคดั เลือกตามธรรมชาติและการ ปรับตวั พร้อม ๆ กบั การปรบั ตัวของมนุษย์ในเชงิ การพัฒนาภูมคิ มุ้ กนั เพือ่ ตอ่ ต้านกับภัยจากเชอ้ื โรคดงั กล่าว  เช้ือโรคดือ้ ยา ยารกั ษาโรค และยาปฏิชีวนะที่นามาใช้รักษาโรคท่ีติดเช้ือแบคทีเรียอย่างได้ผล ในอดตี ปัจจบุ ันพบว่าแบคทีเรยี ด้ือยาปฏิชีวนะดังกล่าว จึงรักษาโรคไม่หาย (เพราะเกิดการคัดเลือกตามธรรมชาติ โดยกลไกทางพันธุกรรมของเชื้อแบคทีเรีย) ยกเว้น เพนนิซิลิน เป็นยาปฏิชีวนะชนิดแรกท่ียังมีประสิทธิภาพดีอยู่ จนถงึ ปัจจุบนั  การดือ้ สารฆ่าแมลง เช่น การใช้ดีดีที มาฆ่าแมลงศัตรูพืช คร้ังแรกได้ผลเกือบ 100% ต่อมามี แมลงสามารถดื้อยาเพิม่ ข้นึ เกิดการคัดเลอื กตามธรรมชาติขึ้น บทเรยี นดงั กลา่ วชว่ ยสอนให้มนุษย์ต้องใช้ความระวัง อย่างมากในการนาสารเคมีชนิดใหม่ ๆ มาใช้ฆ่าแมลงศัตรูพืช และแมลงพาหะในปัจจุบัน (ส่ิงท่ีดีท่ีสุดสาหรับ ธรรมชาติ และสิ่งแวดล้อม คอื การนาสารเคมี หรือ ยาธรรมชาติท่ีสกัดจากพืชสมุนไพร มาใช้ในทางการเกษตร และทางการแพทย์ตามแบบเทคโนโลยที ่ีได้จากภมู ปิ ัญญาท้องถน่ิ เช่น ชาวไทยและชาวเอเชยี ทง้ั หลาย ววิ ัฒนาการของมนษุ ย์ คนจัดอยใู่ น Phylum Chordata เพราะมีโนโตคอร์ตตอนเปน็ ตวั อ่อน อยูใ่ น Class Mammalia เพราะ เลี้ยงลกู ด้วยนา้ นม และอยใู่ น Order Primate เพราะมลี กั ษณะที่สาคัญดงั น้ี 23 Evolution Biology M.6: Benchamarachuthit Chantahaburi School

1. มีนว้ิ หัวแมม่ ือพับขวางฝา่ มือได้ 2. มีเล็บแบนติดกับนิว้ 3. นิ้วและฝา่ เทา้ แบนติดพ้นื 4. มเี ต้านม 1 คู่อยบู่ ริเวณหน้าอก 5. ขาหน้าเปลย่ี นไปเพือ่ ใช้ประโยชน์หลายประการ เชน่ ใชจ้ บั ส่ิงของ 6. ตาอยทู่ างดา้ นหนา้ ทัง้ 2 ขา้ ง (สัตว์อืน่ ๆ อย่ดู า้ นขา้ ง) Order Primate แบ่งออกเปน็ 2 suborder คอื 1. Suborder Prosimil เป็นไพรเมตชน้ั ตา่ ไดแ้ ก่ ลงิ ลม ลงิ ทารเ์ ซยี ร์ (tarsier) และตัวลเี มอร์ (lemur) 2. Suborder Anthropoidea เปน็ ไพรเมตชนั้ สงู แบ่งออกเป็น 3 superfamily คอื 2.1 Superfamily Ceboidea ได้แก่ ลิงมีหางโลกใหม่ (new world monkey) เช่น ลิงมาโมเซต (marmoset) ลิงโฮวเลอร์ (howler) ลิงคาปูชนิ (capuchin) 2.3 Superfamily Hominoidea แบ่งออกเป็น 2 Family คือ 1) Family Pongidae จัดเป็นพวกลงิ ไม่มหี าง (ape) ได้แก่ ชะนี อรุ ังอตุ ัง กอริลลา และ ชมิ แพนซี 2) Family Horninidae ไดแ้ ก่ มนษุ ย์ วิวัฒนาการของมนุษย์แยกจากลิงโลกเก่าเป็นลิงไม่มีหาง (ape) และมีขนาดใหญ่ โดยมีลาดับของ วิวฒั นาการ ดงั นี้  Ramapithecus ยงั เปน็ ลกั ษณะคลา้ ยลิงมาก จึงเรยี กวา่ มนษุ ยว์ านร (ape man) มเี ขย้ี วยาวไม่เกิน ระดับฟันอ่ืน ๆ ในแถวเดียวกัน เดิน 2 ขา มีชีวิตอยู่ประมาณ 10 – 14 ล้านปี ขนาดสมอง 300 ลูกบาศก์ เซนตเิ มตร น้าหนักตัว 25 กิโลกรัม  Homo habilis มอี ายปุ ระมาณ 2 ล้านปมี าแลว้ พบในแอฟรกิ าตอนใตแ้ ละตะวันออก เดิน 2 ขาคล้าย คน แขนยาวกวา่ ขา ขนาดสมอง 650 – 800 ลูกบาศกเ์ ซนติเมตร น้าหนักตัว 35 กิโลกรัม เป็นพวกแรกท่ีสามารถ ใช้เครอื่ งมือหนิ ในการแลเ่ น้อื สตั ว์เป็นอาหารได้  Homo erectus ซากดึกดาบรรพ์ท่ีพบในทวีปแอฟริกา มีอายุประมาณ 1.6 ล้านปี นอกจากนี้ยังพบ ในทวีปเอเชยี ทเี่ กาะชวา จงึ เรียกว่า มนุษยช์ วา และพบทป่ี ระเทศจีนทเี่ รียกว่า มนุษย์ปักกิ่ง มีรูปร่างใหญ่ กระดูก แข็งแรง น้าหนักประมาณ 55 กิโลกรัม ขนาดสมอง 800 – 1,000 ลูกบาศก์เซนติเมตร เป็นพวกแรกที่รู้จักใช้ไฟ ชว่ ยในการทาอาหาร เดินตวั ตรงข้นึ กวา่ พวกบรรพบรุ ษุ ถือวา่ เป็นมนุษย์แรกเร่มิ ประดษิ ฐ์ขวานแบบไมม่ ดี า้ มได้  Australopithecus มชี ีวิตอยูเ่ ม่ือ 3 – 5 ล้านปี ยังไม่รู้จักประดิษฐ์เคร่ืองมือเครื่องใช้ แต่สามารถนา วัสดุต่าง ๆ ในธรรมชาติมาใช้เป็นเคร่ืองมือได้ สายท่ีวิวัฒนาการไปเป็นมนุษย์มาจาก Australopithecus afarensis ซึ่งเดินอยู่บนพื้นราบ กินท้ังผลไม้และเมล็ดพืชเป็นอาหาร มีขนาดสมองใกล้เคียงลิงอุรังอุตัง คือ 24 Evolution Biology M.6: Benchamarachuthit Chantahaburi School

ประมาณ 400 ลกู บาศกเ์ ซนตเิ มตร สูงประมาณ 4 ฟุต น้าหนกั ตวั 25 กโิ ลกรัม เดินเกอื บตรง มลี กั ษณะคล้ายลิงคือ ขากรรไกรใหญ่ ฟนั ใหญ่ กะโหลกเล็ก และไมม่ คี าง  Homo sapiens neanderthalensis ไดแ้ ก่ มนษุ ย์นีแอนเดอรท์ ลั พบในยุโรป อายุประมาณ 1 – 2 แสนปี มรี ปู ร่างเตยี้ และส้ันกว่ามนุษย์ปัจจุบัน มีน้าหนักมากและแข็งแรง ขนาดสมอง 1,300 ลูกบาศก์เซนติเมตร นา้ หนักตวั 55 กิโลกรัม ยงั มีลกั ษณะคล้ายลงิ อยู่ แตเ่ ดนิ ตวั ตรง รจู้ ักใชห้ นิ เปน็ อาวุธ  Homo sapiens sapiens ได้แก่ มนุษย์โครมายอง พบเมื่อ 25,000 – 50,000 ปีมาแล้ว ความสูง เฉล่ยี ชาย 6 ฟุต หญงิ 5 ฟุต 5 น้วิ ขายาว ใช้เทา้ คลอ่ ง ลักษณะเหมือนมนุษย์ปจั จุบัน หนา้ ผากตงั้ ตรง หัวค้ิวไม่เป็น สัน มีคาง ฟันและขากรรไกรไม่ย่ืนงองุ้ม กะโหลกใหญ่ประมาณ 1,400 ลูกบาศก์เซนติเมตร น้าหนักตัว 60 กิโลกรัม รู้จักใช้กระดกู เปน็ เคร่อื งประดับ มคี วามสามารถเชงิ ศิลป์ มีการแกะสลักไว้ตามถ้า พบในประเทศฝรั่งเศส และสเปน ภาพแสดงสายวิวฒั นาการของมนุษย์ 25 Evolution Biology M.6: Benchamarachuthit Chantahaburi School

แบบทดสอบ สมดลุ ฮารด์ ี ไวน์เบิร์ก คาชแี้ จง จงแสดงวิธีทาโดยละเอยี ด 1. ลักษณะผวิ เผอื ก ควบคมุ โดยยนี ดอ้ ย (a) ในออโตโซม ประชากรหนึ่ง มีความถ่ีของอัลลีล a = 0.6 ประชากรอยู่ ในสภาพสมดุลตามหลักของฮาร์ดี - ไวนเ์ บิรก์ ควรจะมีคนท่ีเป็นพาหะสาหรับอัลลลี นเี้ ป็นอตั ราสว่ นประมาณเท่าใด ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2. จากการที่กล่าวว่า ถ้าสัดสว่ นของจีโนไทป์ไมม่ ีการเปลี่ยนแปลงรนุ่ แลว้ รุน่ เลา่ สิง่ มีชวี ติ ก็คงไมม่ วี วิ ัฒนาการซึง่ ฮาร์ดี และไวนเ์ บริ ก์ ไดแ้ สดงด้วยหลักคณิตศาสตร์ออกมาเป็นกฎของฮาร์ดีและไวนเ์ บิรก์ ดงั นนั้ ถ้าสัดส่วนของ อัลลีลทยี่ ีนตาแหนง่ A มอี ัลลลี A 50% และ a 50% คาดว่าสัดสว่ นของจโี นไทป์รนุ่ ลกู จะเปน็ อย่างไร? ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 3. ผีเสอื้ กลางคนื (peppered moth) มยี ีนด้อยควบคมุ ลักษณะสีขาว ยีนเดน่ ควบคุมลักษณะสีดา ถ้าผีเสือ้ สีขาว 640 ตัว สดี า 360 ตวั และประชากรอย่ใู นสมดุลฮาร์ดีไวนเ์ บริ ก์ จงหาว่ามีผเี สอ้ื ทเ่ี ป็น heterozygote ก่ตี ัว? ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 26 Evolution Biology M.6: Benchamarachuthit Chantahaburi School

ชือ่ ........................................................................................................................ ชัน้ ..................... เลขท่ี.................. แบบทดสอบ เรอื่ ง สมดุลฮาร์ดี – ไวน์เบริ ์ก 1. พ้นื ท่แี หง่ หนึง่ มีประชากร 400 คน ถ้าประชากรน้มี คี วามถ่ยี นี A=0.6 และยนี a=0.4 ถ้าประชากรอยู่ในสมดุล ฮารด์ ี - ไวน์เบิร์ก ประกอบดว้ ยคนทมี่ ีจโี นไทปใ์ ดบา้ ง และแตล่ ะจีโนไทปม์ จี านวนกคี่ น ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2. ประชากรหนู ณ ท่งุ หญา้ แหง่ หนง่ึ อยใู่ นสมดลุ ของฮารด์ ี - ไวนเ์ บิร์ก พบวา่ 36% ของประชากรหนเู ป็นสเี ทา ซ่งึ เป็นลักษณะดอ้ ย (aa) นอกนนั้ เป็นหนูสีดาซ่งึ เป็นลักษณะเด่น ถ้าประชากรหนมู ี 500 ตัว จะมหี นูท่ีมลี ักษณะขนสี ดาทม่ี จี ีโนไทปแ์ บบ homozygous กีต่ วั ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 27 Evolution Biology M.6: Benchamarachuthit Chantahaburi School

ววิ ัฒนาการของส่งิ มีชีวิต แบบทดสอบ จงเลือกคาตอบทีถ่ ูกตอ้ ง 1. แขนของคนและปีกนกมีโครงสรา้ งที่เหมือนกนั แสดงวา่ 1) นกมีกาเนดิ มาจากสัตวเ์ ล้ยี งลูกดว้ ยนม 2) นกและสตั ว์เล้ยี งลกู ดว้ ยนมมีบรรพบุรษุ รว่ มกัน 3) นกและสัตวเ์ ลยี้ งลูกดว้ ยนมมกี ารปรบั ตัวตอ่ การบนิ ไดด้ ี 4) สตั วเ์ ลี้ยงลกู ด้วยนมมกี ารปรับตัวในสภาพแวดลอ้ มได้น้อยกวา่ นก 2. ทฤษฎีของชาลส์ ดารว์ ิน มีจุดออ่ นในแงใ่ ด 1) อายขุ องโลก 2) การลาดับซากดกึ ดาบรรพอ์ ย่างต่อเนอ่ื ง 2) วธิ กี ารถ่ายทอดลกั ษณะทางพนั ธกุ รรม 4) ชาลส์ ดารว์ นิ ไม่มขี อ้ สงสยั ใด ๆ 3. อาจกล่าวไดว้ ่าสายวิวัฒนาการของพวกไบรโอไฟตเ์ ปน็ เส้นทางตนั เนื่องจาก 1) ไมม่ ีรากทแี่ ท้จริง 2) เนอ้ื เยอ่ื ท่ใี ชใ้ นการลาเลยี งมกี ารพัฒนาน้อย 2) ในวงชีวิตมแี กมโี ทไฟตเ์ ป็นช่วงชวี ติ ที่เด่น 4) การสืบพันธ์ุแบบอาศยั เพศต้องอาศัยนา้ 4. อวยั วะคูใ่ ดท่ีมีจุดเริ่มต้นทางววิ ัฒนาการเหมอื นกัน (Homologous structure) 1) แขนและขาของชะนี (รยางคค์ ู่บนและคลู่ ่างของชะน)ี 2) ปีกแมลงวันและปกี ค้างคาว 3) หางงแู ละทอ้ งแมลงวัน 4) ปีกคา้ งคาวและปกี นกกระจอก 5. ขอ้ ใดอธิบายอวัยวะที่ Homologous ไดถ้ ูกต้อง ต้นกาเนิด ความสมั พันธ์ระหวา่ งสง่ิ มชี ีวิต ต่างกัน มาก 1) ต่างกัน น้อย เหมือนกัน มาก 2) เหมือนกนั น้อย 3) 4) 6. หลักฐานใดท่ีสนับสนุนการเปล่ยี นแปลงวิวัฒนาการของสิง่ มชี ีวติ ได้เดน่ ชดั ที่สุด 1) หลกั ฐานจากซากโบราณ 2) หลักฐานจากโครงสรา้ งรา่ งกาย 3) หลกั ฐานการปรับปรงุ พนั ธุ์พืชและสตั ว์ 4) ชวี วทิ ยาเชิงโมเลกลุ (DNA) 7. แนวโน้มพน้ื ฐานในววิ ฒั นาการของพืชบกจากต่าไปสงู คือ 1) การแยกกันอย่างชดั เจนระหวา่ งช่วง Gametophyte กบั Sporophyte 2) การลดของช่วง Haploid 3) การลดของชว่ ง Asexual 28 Evolution Biology M.6: Benchamarachuthit Chantahaburi School

4) การเพ่มิ ความซับซอ้ นของ Gametophyte 3) Chemosynthetic 4) Autotrophic 8. ส่งิ มชี ีวิตเรมิ่ แรกบนโลกน้ี น่าจะเป็นพวกใดมากทส่ี ุด จานวน ลกู ท่ีสบื พันธุ์ 1) Photosynthetic 2) Heterotrophic 9. ไขท่ ฟ่ี ักเปน็ ตวั 2 2 นก ไข่ทีว่ าง 8 3 19 2 4 22 9 39 5 47 10. ความเชอ่ื ของ เจ บี ลามาร์ค ในขอ้ ใดท่ีไม่เปน็ ทย่ี อมรับในปัจจุบัน 1) ในบางคร้งั เปน็ การยากที่จะแยกส่ิงมีชีวติ ชนดิ หนึง่ จากสิง่ มชี วี ิตอ่นื โดยใช้รูปพรรณสัณฐานเปน็ เกณฑ์ 2) สง่ิ มีชีวติ มีการแปรผนั ของลักษณะ 3) ลกั ษณะทเี่ หมาะสมสามารถถ่ายทอดทางพนั ธกุ รรมได้ 4) สิ่งมีชวี ติ สามารถปรับตัวเองใหเ้ ขา้ กบั สง่ิ แวดลอ้ ม 11. หลกั ฐานท่ีพบว่ามีส่งิ มชี ีวิตบนโลกมีอายุเกา่ แก่ท่ีสุดนั้นมีอายเุ ท่าใด 1) 32 ล้านปี 2) 600 ล้านปี 3) 3,500 ลา้ นปี 4) 4,500 ล้านปี 12. ชาลส์ ดาร์วิน อธบิ ายทฤษฎวี วิ ัฒนาการวา่ 1) พระเจ้าเปน็ ผู้กาหนดว่าส่ิงมชี ีวิตชนดิ ใดจะมกี ารววิ ัฒนาการ 2) สง่ิ มีชีวติ ท่ีสามารถปรบั ตวั ได้ดี สามารถที่จะมีชีวติ อยู่และสืบพันธไุ์ ด้มาก 3) ส่งิ มีชีวิตมีรปู แบบของววิ ฒั นาการท่ีตายตวั 4) สิ่งแวดล้อมเป็นสาเหตุท่ีสาคัญให้สิ่งมชี วี ติ มกี ารปรับตวั 13. ขอ้ ใดอธิบายอวยั วะท่ี Analogous ได้ถกู ต้อง ตน้ กาเนดิ ความสมั พันธร์ ะหว่างสิ่งมชี ีวิต 1) ตา่ งกัน มาก ต่างกัน น้อย 2) เหมือนกัน มาก 3) เหมอื นกนั นอ้ ย 4) 14. ข้อใดไมใ่ ช่ส่วนของทฤษฎวี วิ ัฒนาการของชาร์ลส์ ดาร์วิน 1) ในแต่ละสปีชสี ์ สงิ่ มชี ีวติ มีความแปรผนั 29 Evolution Biology M.6: Benchamarachuthit Chantahaburi School

2) ลูก ๆ ที่มฟี ีโนไทปไ์ ม่เหมาะสมกับส่ิงแวดลอ้ มจะตายไป 3) สิ่งมีชีวติ มแี นวโนม้ ท่จี ะมีลกู จานวนมากเกนิ กวา่ ทส่ี งิ่ แวดลอ้ มจะรบั ได้ 4) ความแปรผันใดแต่ละสปชี ีส์เปน็ ผลของส่ิงแวดลอ้ ม 15. ขอ้ ใดไม่ใช่ตัวอยา่ งของ Natural selection (การคัดเลือกโดยธรรมชาติ) 1) การพฒั นาเพดดีกรี (Pedigree) ของสุนขั พนั ธสุ์ แปเนียล 2) ผีเสอ้ื กลางคืนมสี ีดาในเมืองอุตสาหกรรม (Industrial melanism) 3) การตา้ นยาปฏิชวี นะของเช้ือแบคทเี รีย 4) การอยู่รอดของเหาแมว้ ่าจะใช้ DDT 16. การตรวจสอบเหมาะท่ีสดุ ในการระบสุ ายพันธุร์ ะหวา่ งสง่ิ มีชีวติ 2 สปีชีส์ คือ การตรวจสอบ 1) DNA และกรดอะมโิ นในพอลิเพฟไทด์ 2) โครงสรา้ งรา่ งกายในระดบั อวยั วะและเซลล์ 3) ฟอสซลิ ของสง่ิ มีชวี ิตที่ปรากฏต่อเนื่องในยคุ ต่าง ๆ 4) การเจริญเตบิ โตในระยะเอม็ บริโอของสิง่ มีชีวิตกลมุ่ ต่าง ๆ 17. ขอ้ ใดไม่เกยี่ วข้องกับทฤษฎกี ารคดั เลอื กโดยธรรมชาติของชาลส์ ดารว์ นิ 1) การตอ่ สู้เพ่ือความอยรู่ อด 2) การแปรผนั ของพันธกุ รรม 3) การเปลย่ี นแปลงของสง่ิ แวดล้อม 4) ความสามารถในการแพรพ่ นั ธุ์แบบไมอ่ าศยั เพศ 18. การเปรียบเทยี บช่องเหงือกกบั ท่อยสู เตเชียน ในเชิงวิวฒั นาการถือว่าเป็นหลกั ฐานอะไร 1) หลกั ฐานจากซากดกึ ดาบรรพข์ องส่ิงมีชีวติ 2) หลกั ฐานจากการปรบั ปรงุ พนั ธ์พุ ชื และสตั ว์ 3) หลกั ฐานจากการศกึ ษาดา้ นชวี วิทยาเชงิ โมเลกุล 4) หลกั ฐานจากการเจรญิ เติบโตของเอม็ บริโอ 19. หลกั ฐานใดละเอียดทีส่ ดุ ในการบง่ บอกสายสมั พนั ธ์ระหว่างสิ่งมีชวี ติ 1) หลักฐานจากซากดึกดาบรรพข์ องสง่ิ มชี วี ติ 2) หลักฐานจากการศึกษากายวภิ าคเปรียบเทียบ 3) หลกั ฐานจากการปรับปรงุ พนั ธพ์ุ ชื และสตั ว์ 4) หลกั ฐานจากการศึกษาดา้ นชีววิทยาเชงิ โมเลกุล 20. หลักฐานของวิวฒั นาการในข้อใดใช้สนบั สนนุ ว่าส่ิงมชี ีวิตทั้งหลายตา่ งกม็ กี าเนดิ มาจากบรรพบุรุษแรกเร่มิ ชนดิ เดียวกันได้ดีท่สี ุด ก = หลักฐานจากการศกึ ษาด้านชวี วทิ ยาเชิงโมเลกลุ ข = หลักฐานจากการเจริญเติบโตของเอ็มบรโิ อ ค = หลกั ฐานจากการเปรยี บเทยี บโครงสรา้ ง ง = หลักฐานจากการปรับปรงุ พนั ธุ์พืชและสัตว์ 1) ก 2) ข 3) ก และ ค 4) ข และ ง 30 Evolution Biology M.6: Benchamarachuthit Chantahaburi School

21. ขอ้ ใดสอดคล้องกับกฎแห่งการใชแ้ ละไม่ใช้ (Law of use and disuse) ของลามาร์ค 1) ทารกแรกเกดิ เป็นกลมุ่ อาการดาวนจ์ งึ เสียชวี ิตแตเ่ ยาวว์ ัย 2) ผเี สือ้ กลางคนื ในเมอื งอุตสาหกรรมมีพนั ธ์ลุ าตวั สดี ามาก 3) ยรี าฟในปัจจบุ ันคอยาวเนือ่ งจากพยายามยืดคอกนิ ยอดไม้ 4) การตา้ นยาปฏิชีวนะของแบคทีเรยี ทก่ี ่อให้เกดิ โรค 22. หลกั ฐานทางวิวัฒนาการใด มสี ว่ นคลา้ ยคลงึ กบั แนวคิดทฤษฎกี ารคัดเลือกโดยธรรมชาติของชาลส์ ดาร์วิน มาก ทสี่ ดุ 1) หลกั ฐานจากซากดึกดาบรรพ์ 2) หลักฐานจากการเจริญเตบิ โตของเอม็ บรโิ อ 3) หลักฐานจากการปรับปรงุ พันธุ์พืชและสตั ว์ 4) หลักฐานการศกึ ษาในชีววทิ ยาเชิงโมเลกุล 23. นักวิทยาศาสตร์สงั เกตซากดกึ ดาบรรพใ์ นหินชนั้ ตา่ ง ๆ พบวา่ ซากดึกดาบรรพข์ องสิ่งมชี ีวติ ทีอ่ ยู่ในหินชั้นบนมี โครงสร้างซับซ้อนกวา่ และมจี านวนชนิดมากกวา่ ในหินช้ันลา่ ง ปรากฏการณ์นี้นา่ จะเป็นหลักฐานช้ใี หเ้ หน็ ว่า ก = วิวัฒนาการเกิดขนึ้ กับส่งิ มชี วี ติ ข = สิ่งมีชีวิตมีการเปลี่ยนแปลงตามกาลเวลา ค = สง่ิ มีชีวติ ในหนิ ชั้นบนมวี ิวัฒนาการสูงกว่าสง่ิ มชี ีวติ ในหนิ ชั้นล่าง 1) ถูกเฉพาะขอ้ ก และ ข 2) ถูกเฉพาะขอ้ ก และ ค 3) ถูกเฉพาะขอ้ ข และ ค 4) ถกู ทงั้ ขอ้ ก, ข และ ค 24. ข้อมลู ใดสาคญั ทีส่ ุด ทดี่ ารว์ ินได้ยดึ ถอื ในทฤษฎกี ารคดั เลอื กโดยธรรมชาตขิ องเขา 1) พนั ธุกรรม 2) กายวภิ าคเปรยี บเทียบ 3) ซากดกึ ดาบรรพข์ องสงิ่ มชี ีวติ 4) แบบแผนการเจรญิ เติบโตในระยะเอม็ บริโอ 25. ความเหมาะสมของสง่ิ มชี ีวติ ในแง่การคัดเลอื กโดยธรรมชาติตามแนวคดิ ของดาร์วิน ไดแ้ ก่ ก = ชว่ งอายุทยี่ าวนานของสิง่ มชี ีวิต ข = จานวนลกู หลานทผี่ ลิตได้มากมาย ค = ความแขง็ แรงทางรา่ งกายของสิ่งมีชวี ิต ง = ความสามารถทจี่ ะถ่ายทอดยนี ทเ่ี หมาะสมไปยงั รุ่นตอ่ ๆ ไปได้ 1) เฉพาะข้อ ข 2) เฉพาะขอ้ ง 3) เฉพาะข้อ ก และ ค 4) เฉพาะข้อ ข, ค และ ง 26. ในกระบวนการทางววิ ฒั นาการของสง่ิ แวดลอ้ ม เป็นทยี่ อมรับกันวา่ 1) โครงสรา้ งอย่างง่าย เป็นลกั ษณะกา้ วหนา้ กว่าโครงสรา้ งทซี่ ับซอ้ น 2) โครงสร้างทลี่ ดรูปลง เป็นลักษณะก้าวหนา้ กว่าโครงสรา้ งท่ีไมล่ ดรูป 3) การมเี พศผู้และเพศเมียอย่ใู นตัวเดียวกันกา้ วหนา้ มากกวา่ แยกกันอยู่ 4) การหายใจแบบใช้ออกซิเจน มมี ากอ่ นการหายใจแบบไม่ใชอ้ อกซิเจน 27. ความเช่ือของลามาร์คในข้อใด ที่ไม่เป็นท่ียอมรับในปจั จบุ ัน 1) ส่งิ มชี วี ติ มกี ารแปรผันของลักษณะ 31 Evolution Biology M.6: Benchamarachuthit Chantahaburi School

2) ส่งิ มีชีวิตสามารถปรบั ตัวเองใหเ้ ข้ากบั ส่ิงแวดลอ้ ม 3) ลกั ษณะทเี่ หมาะสมสามารถถ่ายทอดทางพันธุกรรมได้ 4) ในบางคร้ังเป็นการยากท่ีจะแยกสิง่ มชี ีวติ ชนิดหน่งึ ออกจากสิ่งมชี วี ิตชนดิ อนื่ โดยใช้รูปพรรณสัณฐาน เปน็ เกณฑ์ 28. ดาร์วิน อธิบายทฤษฎีววิ ัฒนาการว่า ก = สิง่ มชี วี ติ มีรูปแบบของววิ ัฒนาการที่ตายตัว ข = สง่ิ แวดลอ้ มเป็นสาเหตุสาคัญให้สงิ่ มชี ีวติ มีการปรบั ตัว ค = อวยั วะใดทไ่ี ด้มาดว้ ยอิทธิพลของส่ิงแวดล้อมจะถูกถ่ายทอดตอ่ ๆ ไปได้ ง = สงิ่ มีชวี ติ ทส่ี ามารถปรับตัวได้ดี สามารถทจี่ ะมีชีวิตอยู่และสบื พนั ธุ์ได้มาก 1) เฉพาะขอ้ ก 2) เฉพาะขอ้ ง 3) เฉพาะขอ้ ข และ ค 4) เฉพาะข้อ ข และ ง 29. ปจั จัยใดที่ทาให้สงิ่ มชี วี ติ มีวิวัฒนาการอยา่ งมีทิศทาง 1) มิวเทชัน 2) การรวมตัวใหม่ของยนี 3) การแปรผกผันของยีน (Genetic drift) 4) การคัดเลือกโดยธรรมชาติ 30. ขอ้ ใดสอดคล้องกับทฤษฎกี ารคัดเลือกโดยธรรมชาตขิ องชาลส์ ดาร์วนิ 1) เดก็ ทารกทม่ี ีความผิดปกติทางพันธกุ รรมจะเสียชีวิตตั้งแตเ่ ยาว์วัย 2) ต่อไปภายภาคหนา้ มนษุ ย์เราจะมแี ขนขาเลก็ ลง ศรี ษะโตขน้ึ 3) นักกฬี ายกน้าหนักจะมแี ขนขาขนาดใหญ่ แขง็ แรง 4) เต่านา มีขา 4 ขา สาหรบั ใช้เดิน แตต่ ะพาบนา้ มีขาคู่หนง่ึ เปลยี่ นเป็นใบพาย (Peddle) 32 Evolution Biology M.6: Benchamarachuthit Chantahaburi School

แบบทดสอบ จงเลือกคาตอบท่ีถูกต้อง 1. โดยทว่ั ไปสง่ิ ท่ีทาใหส้ มดลุ ตามกฎของ ฮารด์ ี - ไวน์เบิร์ก เสียไปคอื 1) การเกิดมวิ เทชนั 2) การอพยพยา้ ยถิน่ 3) การคดั เลือกพันธุโ์ ดยธรรมชาติ 4) การผสมพันธใุ์ นสายพนั ธเ์ุ ดียวกนั 2. ผเี สอื้ กลางคนื (Peppered moth) มยี ีนดอ้ ยควบคมุ ลักษณะสีขาว ยีนเด่นควบคุมลกั ษณะสีดา ถ้ามีผเี สื้อขาว 640 ตวั สดี า 360 ตวั และประชากรอยู่ในสมดุล ฮารด์ ี - ไวนเ์ บริ ก์ จงหาวา่ มีผเี สือ้ ท่ีเปน็ Heterozygote กต่ี วั 1) 40 2) 80 3) 160 4) 320 3. การแตกแขนงสปชี ีสข์ องพชื กับสัตว์แบบใดน่าจะเกิดได้ในอัตราเรว็ กว่ากนั เพราะเหตุใด 1) พืช เพราะการชักนายนี โครโมโซม และความทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงของยนี สูงกว่าสตั ว์ 2) พชื เพราะมีความหลากหลายทางชวี ภาพมากกวา่ สัตว์ 3) สตั ว์ เพราะมกี ารปรับตัวได้ดกี ว่าพืช 4) สัตว์ เพราะมีการเคลอ่ื นยา้ ยอพยพเขา้ ออก ทาใหเ้ กดิ Gene flow ไดส้ งู กว่า 4. ฟอสซลิ ของมนุษย์ Australopithecines ถกู พบครง้ั แรกที่ใด 1) แอฟรกิ า 2) เอเชยี 3) อเมรกิ า 4) ออสเตรเลยี 5. ขอ้ ใดเป็นจริงเก่ยี วกับววิ ัฒนาการรว่ มกัน (coevolution) ของสิ่งมีชวี ติ 2 สปีชีส์ (species) 1) สิง่ มชี วี ติ ทัง้ 2 สปีชีส์ มีต้นกาเนดิ ในระยะเวลาใกล้เคียงกัน 2) สงิ่ มีชีวติ ท้ัง 2 สปชี ีส์ มกี ารปรบั ตวั ให้เหมาะสมกับสภาพแวดลอ้ มอย่างเดยี วกนั 3) สิ่งมีชวี ิตแต่ละสปีชสี ์มีอิทธิพลตอ่ ความหนาแน่นของประชากรของสิ่งมชี วี ติ สปชี ีสอ์ ่นื ๆ 4) การปรับตัวของสงิ่ มีชวี ติ สปชี สี ์หน่งึ มผี ลทาให้เกดิ การเปลีย่ นแปลงเฉพาะด้านววิ ฒั นาการของส่งิ มชี วี ติ อีกสปชี สี ์ 6. ประชากรประเทศหน่ึงมีจานวน 100 ล้านคน และอยใู่ นสภาวะสมดลุ ฮารด์ ี - ไวนเ์ บิรก์ แล้ว พบวา่ อตั ราการเกิด ของเดก็ ที่มียีนนาโรค A มเี ท่ากับ 64 คน ใน 10,000 คน และโรคนม้ี ียีนด้อยควบคุมลักษณะ อยากทราบวา่ จานวน ประชากรที่เป็นพาหะของโรคนี้มีจานวนเทา่ ใด 3) 14.72 x 106 คน 1) 7.36 x 106 คน 2) 9.2 x 107 คน 4) 16 x 106 คน 33 Evolution Biology M.6: Benchamarachuthit Chantahaburi School

7. มิวเทชนั ในขอ้ ใด น่าจะมีผลตอ่ การเกดิ สปชี ีส์ใหมข่ องพืชดอกมากทสี่ ุด 1) การเปลยี่ นแปลงชนิดของเบสใน DNA 2) การเปล่ยี นแปลงลาดับของเบสใน DNA 3) การขาดหายไปหรือเพ่ิมข้นึ มาของโครงสรา้ งโครโมโซม 4) การเพิม่ จานวนชุดของโครโมโซม 8. การเกิดสปีชีส์ใหม่ของนกฟินซบ์ นหมเู่ กาะกาลาปากอสเปน็ แบบใด 1) Anagenesis 2) Cladogenesis 3) Sympatric speciation 4) Allopatric speciation 9. โดยประมาณการ ส่ิงมชี ีวิตทป่ี รากฏอยบู่ นโลกปจั จบุ ันมีประมาณรอ้ ยละเท่าใดของจานวนชนดิ สิ่งมชี วี ติ ทงั้ หมด ทเ่ี คยปรากฏในโลกเรา 1) นอ้ ยกว่า 1 2) 1 – 5 3) 10 – 20 4) 40 – 50 10. สงิ่ มีชวี ิต 2 สปชี ีส์ ที่มีลกั ษณะใกล้เคียงกันมาก และอาศยั อย่ใู นแหลง่ ที่อยเู่ ดยี วกัน ไม่สามารถผสมพนั ธ์ุกนั ได้ เพราะเหตใุ ด ก = มีฤดกู ารผสมพนั ธ์ตุ า่ งกัน ข = โครงสรา้ งอวยั วะเพศต่างกนั ค = ความแตกตา่ งกนั ในพฤตกิ รรมเกยี้ วพาราสี ง = โครโมโซมไม่สามารถเขา้ คกู่ ันได้ (Synapsis) 1) เฉพาะข้อ ก และ ข 2) เฉพาะขอ้ ค และ ง 3) เฉพาะข้อ ก, ข และ ค 4) ท้งั ขอ้ ก, ข, ค และ ง 11. ถา้ แยกประชากรยอ่ ยออกจากประชากรบรรพบุรษุ จะเกิดผลอย่างไรในระยะยาว 1) การปรบั ตัว (Adaptation) 2) การแยกแขนงสปชี ีส์ (Speciation) 3) วิวฒั นาการสายตรง (Phyletic evolution) 4) จลุ ววิ ัฒนาการ (Microevolution) 12. พืช A และ B มีจานวนโครโมโซมในไข่ (n) เท่ากบั B และ 12 ตามลาดับ สว่ นพชื C เป็นสปีชีสใ์ หม่ซง่ึ เกิดจาก Allopolyploid ระหวา่ งพืช A กบั B ดังน้นั พืช C ควรมีจานวนโครโมโซมเทา่ ใด 1) 20 2) 40 3) 80 4) 120 13. ถา้ ประชากร 2 บรเิ วณมกี ารติดต่อและถา่ ยทอดยนี (Gene flow) กนั อย่างสม่าเสมอ จะมีอะไรเกิดขน้ึ กบั ประชากรท้งั 2 บริเวณน้นั 1) มีความแตกตา่ งของจีโนไทปเ์ พมิ่ ขึ้น 2) ประชากรมีความเหมาะสมลดลงอย่างมาก 3) มีความถ่อี ัลลีลใกล้เคียงกนั มาก 4) มีความแตกต่างแปรผนั ทางพันธกุ รรมลดลง 14. เพราะเหตใุ ดกระบวนการ Speciation จงึ เกิดขึ้นอยา่ งรวดเร็วในประชากรย่อยท่ีอยู่บริเวณรอบนอกของ ประชากรบรรพบรุ ุษ 1) ยังคงมีการตดิ ต่อกนั ทางภมู ิศาสตรก์ บั ประชากรกล่มุ ใหญ่ 2) แรงกดดันในการคัดเลอื กมีไม่มากในประชากรย่อยนน้ั 3) ประชากรมีขนาดเลก็ และอยู่ในบรเิ วณจากัด จนขาดยีนโฟล์วกบั กลมุ่ บรรพบรุ ุษ 34 Evolution Biology M.6: Benchamarachuthit Chantahaburi School

4) ยังมกี ารแลกเปลยี่ นยนี หรอื ยีนโฟลว์ ระหว่างประชากรกลุ่มใหญ่ 15. ข้อใดแสดงการปรบั ตัวแบบกระจาย (Adaptive radiation) 1) แขนคน ปกี นก ใบพายของโลมา 2) ปีกแมลง ปกี นก ปกี กระรอกบิน 3) ไรซอยด์ ขนราก ราก 4) นกเพนกวิน ปลาโลมา Ichthyosaur 16. พืชท่อี ยบู่ รเิ วณเดยี วกัน จะเกดิ การแยกแขนงสปชี ีสแ์ บบใดเป็นไปได้มากท่ีสดุ 1) Phyletic evolution 2) Allopatric speciation 3) Sympatric speciation 4) เฉพาะข้อ 1) และ 2) 17. ในการศกึ ษาสายวิวฒั นาการของสิ่งมชี วี ิตในแฟมลิ โี ฮมินตี ีนัน้ ไดอ้ าศยั ข้อมูลจากหลักฐานในขอ้ ใด 1) ซากดกึ ดาบรรพ์เทา่ นั้น 2) ซากดึกดาบรรพ์และการเปรยี บเทียบโครงสรา้ ง 3) หลักฐานในขอ้ 2) และการเจริญเตบิ โตของเอม็ บรโิ อ 4) หลกั ฐานในขอ้ 2) และขอ้ มลู ด้านชวี วิทยาเชิงโมเลกุล 18. สง่ิ มชี ีวติ ในจนี ัสรามาพเิ ทคัส เป็นตน้ สายวิวฒั นาการไปเป็นสตั วป์ ระเภทใด 1) กอริลลา 2) อรุ งั อุตงั 3) ชิมแพนซี 4) ออสตราโลพิเทคัส 19. เพราะเหตุใดมนษุ ยย์ ุคใหมส่ ามารถทาให้ตวั เองมีชวี ติ อยรู่ อด และแพร่พันธไ์ุ ดด้ ีกวา่ มนษุ ย์ยคุ แรก 1) เกิดมิวเทชัน และความแปรผันทางพนั ธกุ รรม 2) สภาวะสง่ิ แวดลอ้ มในโลกเปล่ียนแปลงไป อากาศอบอุ่นขึ้น เหมาะสมกับการมีชวี ิตรอดของมนุษย์ 3) ปัจจัยข้อ 1) และ 2) ร่วมกัน 4) มวี ัฒนธรรมท่ีเจริญกว่ามาก 20. ประชากรมนุษยเ์ พิ่มอย่างรวมเรว็ มาก (Exponential growth) ในระยะ 200 ปีมาน้ี เนือ่ งจากสาเหตุอะไร 1) ความก้าวหนา้ ทางอุตสาหกรรม ทาให้ผลผลติ สูงข้ึน 2) ความกา้ วหน้าทางการเกษตร ทาให้มนษุ ยม์ ีอาหารเพมิ่ ขน้ึ 3) ความก้าวหน้าทางการศกึ ษา ทาใหก้ ารคุมกาเนิดไม่ไดผ้ ล 4) ความก้าวหน้าทางการแพทยแ์ ละสาธารณสขุ ทาให้ Carrying capacity ขยายข้นึ 21. ประชากรกระต่ายมสี ีดาพันธ์ุแท้ (AA) เพศผู้ 30 ตัว สีดาพนั ธุไ์ ม่แท้ (Aa) เพศเมีย 30 ตวั สว่ นสีขาวพันธุแ์ ท้ (aa) มี 20 คู่ เม่อื ปลอ่ ยให้ผสมพนั ธุ์อย่างอิสระ โอกาสทจี่ ะได้กระตา่ ยสขี าวในรนุ่ ถัดไปมีประมาณร้อยละเท่าใด 1) 20% 2) 30% 3) 40% 4) 50% 22. จากรปู กะโหลกศีรษะของมนุษยว์ านรจนถงึ มนษุ ยโ์ ครแมนยัน ขอ้ ใดเรียงลาดับตามวิวฒั นาการได้ถูกตอ้ ง (ก) (ข) (ค) (ง) 4) (ข) (ก) (ค) (ง) 1) (ก) (ข) (ค) (ง) 2) (ค) (ข) (ก) (ง) 3) (ข) (ค) (ก) (ง) 35 Evolution Biology M.6: Benchamarachuthit Chantahaburi School

23. ถ้าประชากรมคี ณุ สมบตั ิตามหลกั ฮาร์ดี - ไวนเ์ บิรก์ มีอัลลีลควบคุมลักษณะเผอื กประมาณรอ้ ยละ 4 จะมีคน เผือกในประชากรน้ปี ระมาณร้อยละเท่าใด 1) 0.16 2) 8 3) 16 4) 20 24. ถ้านาแมลงหว่ีตาต่ี (aa) 30 คู่ ตามปกติพันธุ์แท้ 10 คู่ และพันทาง 10 คู่ ผสมกันแบบสุม่ แมลงหวร่ี ุ่นลกู จะมี ตาต่ีกเ่ี ปอรเ์ ซ็นต์ 1) 4 2) 16 3) 27 4) 49 25. แผนภาพต่อไปน้ี แสดงขนั้ ตอนการเกิดสปีชสี ์ จงเรยี งลาดับให้ถูกต้อง 1) ก ข ค ง จ 2) ก จ ค ง ข 3ก ข จ ง ค 4) ก จ ง ค ข 26. การเกดิ สง่ิ มชี ีวติ สปชี ีสใ์ หม่ (New species) ตามแผนภาพขอ้ 25 เป็นแบบทีเ่ รยี กว่า 1) Allopatric speciation 2) Sympatric speciation 3) Phyletic evolution 4) Cladogenesis 27. หลกั ฐานทางววิ ัฒนาการในข้อใดมสี ว่ นคลา้ ยคลึงกับแนวคิดทฤษฎกี ารคดั เลอื กโดยธรรมชาติของชาลส์ ดาร์วนิ มากทสี่ ดุ 1) หลักฐานจากซากดกึ ดาบรรพ์ 2) หลกั ฐานจากการเจรญิ เติบโตของเอ็มบรโิ อ 3) หลกั ฐานจากการปรบั ปรุงพันธ์ุพชื และสตั ว์ 4) หลกั ฐานจากโครงสร้างรา่ งกาย 28. ถา้ นกฟนิ ซบ์ นหมเู่ กาะกาลาปากอสมีหลายสปชี ีส์ กลไกใดจะเป็นสาเหตุสาคญั ท่ีทาใหเ้ กดิ นกฟินซ์สปชี สี ์ตา่ ง ๆ บนหมูเ่ กาะเหลา่ นัน้ เปน็ สาคัญเร่มิ แรก 1) กลไกการแบง่ แยกโดยสภาพภูมิศาสตร์ 2) กลไกการแบง่ แยกทางการสบื พนั ธุ์ 3) กลไกการเพิ่มจานวนชุดโครโมโซม 4) กลไกการอพยพยา้ ยถิ่นเข้ามาถ่นิ ฐานใหม่ 29. ปัจจยั สาคญั ที่สุดท่ีใช้ในการวิเคราะหเ์ ปรยี บเทยี บววิ ัฒนาการของมนุษย์คือ 1) กระดกู ขา 2) กะโหลกศรี ษะ 3) กระดูกแขน 4) ความสูงรา่ งกาย 30. ลาดับวิวัฒนาการของมนุษย์ มีสายววิ ัฒนาการมาเปน็ ลาดบั ตามขอ้ ใด ถ้ากาหนดให้ ก = Homo erectus ข = Homo habilis ค = Homo sapiens sapiens ง = Homo sapiens neanderthalensis 1) ก ข ค ง 2) ข ก ค ง 3ข ก ง ค 4) ก ข ง ค 36 Evolution Biology M.6: Benchamarachuthit Chantahaburi School