วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต

ววิ ฒั นาการของสิงมชี ีวติ 13/06/55 (Evolution) แนวคดิ เกยี วกบั ววิ ฒั นาการ สิงมชี ีวติ ชนิดแรก คริสต์ศตวรรษที 17 อริสโตเตลิ (Aristotle) กาํ เนิดขนึ มาบนโลกเมอื นักปราชญ์ชาวกรีก มคี วามคดิ ดงั เดมิ ว่า ชีวติ อุบัติ ประมาณ 3,900 ล้านปี ขนึ มาจากสิงไม่มชี ีวติ เป็ นผู้ตงั ทฤษฏี “The Spontaneous Generation” มาแล้ว ปัจจุบันพบว่า สัตว์มกี ระดกู สันหลงั ปัจจุบัน ลนิ เนียส (Carolus Linnaeus,1707-1778) มสี ิงมชี ีวติ มากมาย กาํ เนิดโลก นกั อนุกรมวธิ านชาวสวเี ดนมคี วามเชือว่า สิงมชี ีวติ แต่ หลายล้านชนดิ ละชนดิ มลี กั ษณะถาวรไม่เปลยี นแปลงไปจากแบบเดมิ อยู่รอบตัวเรา แต่ละชนดิ สัตว์ไม่มกี ระดูกสันหลงั ผลงานสําคญั ของลนิ เนยี ส คอื การศึกษาและจดั จาํ แนกสิงมชี ีวติ เป็ นหมวดหมู่ และการจดั ระบบการตงั ชือของสิงมชี ีวติ โดยใช้หลกั Binomial nomenclature มรี ูปร่างลกั ษณะ แตกต่างกนั ไป โปรคาริโอท ววิ ฒั นาการ หมายถงึ การเปลยี นแปลง ลกั ษณะ บูฟอง (Buffon, 1707-1788) นักวทิ ยาศาสตร์ ชาว ฝรังเศส มคี วามเหน็ ว่า ลกั ษณะของสิงมชี ีวติ พนั ธุกรรมในประชากร ของสิงมชี ีวติ ซึงจะนําไปสู่การ มกี ารเปลยี นแปลงเนืองมาจาก อทิ ธิพลของสภาพแวดล้อม เปลยี นแปลง โครงสร้าง รูปร่าง ลกั ษณะ ฯ “The inheritances of acquired characteristics” เมอื มกี ารเปลยี นแปลงมากจงึ ทาํ ให้เกดิ สิงมชี ีวติ ชนดิ ใหม่ (Species)เกดิ ขึน 1

13/06/55 ลามาร์ค (Lamarck, 1744-1829)นกั วทิ ยาศาสตร์ ชาวฝรังเศส ทนี าํ เสนอทฤษฎวี วิ ฒั นาการเป็ นคนแรก แต่ทฤษฎถี ูกปฏิเสธจากนักววิ ฒั นาการ เนอื งจากไม่ สามารถพสิ ูจน์ได้ ด้วยวธิ ีทางวทิ ยาศาสตร์ ทฤษฎขี อง ลามาร์ค มหี ลกั เกณฑ์ดงั นีคอื ทฤษฎี การใช้และการไม่ใช้ (Theory of use and disused) 1) The Inheritance of acquired characteristics บรรพบุรุษยรี าฟคอสันกว่ายรี าฟปัจจบุ ัน กนิ ใบอ่อนบน 2) Law of use and disuse ยอดไม้เป็ นอาหาร เมอื ใบอ่อนบริเวณด้านล่างถูกกนิ หมด อวยั วะส่วนใหนทถี ูกใช้จะเจริญหรือเพมิ ขนาด ต้องยดื คอเพอื กนิ ยอดไม้ทอี ยู่สูงขึนไป เป็ นเวลานานทาํ ให้ อวยั วะส่วนทไี ม่ถูกใช้จะลดขนาดหรือสูญหายไป คอยาวขนึ เมอื ยรี าฟตวั นมี ลี ูก ลูกทเี กดิ จะคอยาวเหมอื นแม่ ลกั ษณะทเี ปลยี นแปลงนสี ามารถถ่ายทอดไปได้ และเมอื ทาํ เช่นนไี ปหลายชัวรุ่น เป็ นสาเหตใุ ห้ยรี าฟ รุ่นต่อๆ มา มคี อยาวขนึ เรือย จนในทสี ุดมคี อยาวอย่างที เห็นในปัจจบุ ัน ทฤษฎี ลามาร์ค ไม่สามารถทดลองพสิ ูจน์ให้เห็นจริงได้ ผู้ทาํ การทดลองคอื August Weisman นกั วทิ ยาศาสตร์ชาวเยอรมนั ทาํ การทดลอง ตดั หางหนูประมาณ 20 ชัวรุ่นปรากฏว่า หนูทเี กดิ ใหม่ยงั คงมหี างตามปกติ คดั ค้านหลกั เกณฑ์ ของทฤษฏีนี นอกจากนีการศึกษาต่อมาพบว่าการ ถ่ายทอดลกั ษณะ จะผ่านทางเซลสืบพนั ธ์ุ 2

13/06/55 ชาร์ล ดาวนิ : Charles R. Darwin 1809-1882 หม่เู กาะ Galapagos หมเู่ กาะ Galapagos อยแู่ ถบเส้น นักธรรมชาตวิ ทิ ยา ชาวองั กฤษ เป็ นผู้ตงั ทฤษฎี กลไก ศนู ย์สตู ร ในมหาสมทุ ร Pacific หา่ ง การคดั เลอื กโดยธรรมชาติ (Natural Selection) จากประเทศ Ecuador 900 km แม้วา่ หม่เู กาะนจี ะอยแู่ ถบเส้นศนู ย์ สตู ร แตอ่ ากาศก็ไมใ่ ช่วา่ จะร้อน ตลอดเวลา สภาพภมู ิอากาศได้รับ อิทธิพลจากกระแสนาํ เย็นและ กระแสนําอุ่น หมเู่ กาะ Galapagos มี 2 ฤดู คือ ฤดฝู น และ ฤดแู ล้ง ปกติฤดฝู นจะเริมจากเดือน ธันวาคม และกินเวลา 5 เดือน แต่ ในบางปี ไมม่ ีฝนตกเลย หรือบางปี อาจมีฝนตกมาก ซงึ มกั จะเกิดในทกุ 2-7 ปี แนวความคดิ ทนี าํ ไปสู่การนําเสนอทฤษฎวี วิ ฒั นาการ ของ • หมู่เกาะกาลาปากอส ดาร์วนิ ได้แก่ 1. การเดนิ ทางรอบโลกไปกบั เรือ HMS • กาํ เนิดจากภูเขาไฟ ตงั อยู่บริเวณเส้นศูนย์สูตร ห่างจาก Beagle : 1831-1836 ประเทศ อเิ ควดอร์ ประมาณ 600 ไมล์ มกี ระแสนาํ อุ่นและ นําเยน็ ไหลผ่านสัตว์ทพี บ มลี กั ษณะแตกต่างไปจากทอี นื • พชื บนเกาะเป็ นชนิดทนแล้ง H.M.S. Beagle เกาะตา่ งๆมีต้นกําเนดิ มาจาก การระเบิดของภเู ขาไฟ มีเกาะ ดาร์วินได้พฒั นาทฤษฎนี ขี นึ โดยอาศยั ใหญ่บ้างเลก็ บ้าง บนเกาะ การศกึ ษาขณะทอี ายุ 22 ปี และได้ แทบจะไมม่ ีสิงมีชวี ติ อาศยั อยู่ เดนิ ทางไปกบั เรือเดนิ สมทุ ร Beagle เขา ได้เกบ็ ตวั อย่างพืชและสตั ว์ต่างๆจากทวั เลย มีแต่ lava ทีเกิดจาก โลก แหล่งที Darwin ชอบมากทสี ดุ คือ ระเบิดของภเู ขาไฟ หมเู่ กาะกาลาปากอส และทวปี อเมริกา อยา่ งไรก็ตามก็ยงั มีบางสว่ น ของเกาะมีพชื ขึนอย่บู ้าง สว่ น ใหญ่เป็นหญ้าและพมุ่ ไม้ หรือ อาจมีต้นไม้บ้างโดยเฉพาะใน ทีสงู 3

13/06/55 ในบางบริเวณของเกาะ Darwin บนเกาะ Darwin ได้พบ พบวา่ มีสิงมีชีวติ มากมายหลาย เตา่ ขนาดใหญ่ 2 ชนดิ ชนิด ซงึ ทกุ ๆแหง่ จะมีสงิ มีชวี ิตทไี ม่ ซงึ มีนาํ หนกั มากกวา่ เหมือนกนั เลย ความเชืองของสตั ว์ 200 lbs เขาบนั ทกึ ไว้วา่ และความแตกตา่ งของชนิดตา่ งๆบน ตวั หนงึ กําลงั กินต้น เกาะ Darwin ได้เกบ็ ตวั อย่าง กระบองเพชร เมือเขา สิงมีชีวิตเหลา่ นีทงั พืชและสตั ว์หลาย เดนิ เข้าไปใกล้ เตา่ มองดู ชนดิ และจดบนั ทกึ เรืองราวตา่ งๆไว้ เขาแล้วคอ่ ยๆเดนิ จาก ไป สว่ นอีกตวั หนงึ ขู่ มากมาย คํารามเขา และหดหวั ในรูป คอื blue – footed boobies เป็นตวั อยา่ งนกทะเลทพี บทีเกาะกา เข้าไปในกระดอง A blue-footed male booby ลาปากอส ตัวอย่างของนก Finch ชนิดต่างๆบนหมู่เกาะกาลาปากอส จากการที Darwin ท่องเทยี วไปทเี กาะกาลาปากอส เขาเกดิ ความสงสัยเกยี วกบั ความเชือทวี ่า สิงมชี ีวติ มี Darwin ได้พบนกตวั เลก็ ๆในจาํ พวกนก finches ที ลกั ษณะถาวร ไม่มกี ารเปลยี นแปลงจากแบบดงั เดมิ มีลกั ษณะคล้ายกนั อาศยั อยใู่ น habitats และเกดิ มาประมาณไม่กพี นั ปี นัน ถูกต้องหรือไม่ จากการศึกษาบนพนื โลก พบว่าโลกน่าจะเกดิ มานาน ตา่ งๆกนั บนเกาะ เขาสง่ ตวั อยา่ งนกเหลา่ นีไปที British Museum และตอ่ มาพบวา่ นก finches มากแล้ว และมกี ารเปลยี นแปลงตลอดเวลา เหลา่ นีมีความแตกตา่ งกนั แยกได้เป็น 13 species Marine iguanas 2) ความรู้จาก ไลเอลล์ (Charles Lyell, 1797- 1875) นกั ธรณีวทิ ยา ชาวองั กฤษ เขยี นหนังสือธรณีวทิ ยา Darwin ได้ชืนชมและหลงใหลในสตั ว์สดี ําๆชนดิ หนงึ ทเี รียกวา่ marine iguanas เป็น “The Principle of Geology” ไลเอลล์ เป็ นผ้ทู ี สตั ว์เลือยคลานทมี เี ฉพาะทีเกาะกาลกปากอส มีขนาดยาวประมาณ 1 เมตร เขาบนั ทกึ ไว้ สนับสนุนทฤษฎี The Principle of Uniformitarianism ว่ามนั เป็นสตั ว์บกทีกินอาหารจากมหาสมทุ ร มนั กินสาหร่ายทะเล พชื ทะเลทีขนึ ตามโขด “Present is the Key to the Past”โดยเชือว่าสิงทเี กดิ ขนึ หนิ นอกจากนี Darwin ยงั ได้พบอกี ว่า ยงั มี land iguanas อีกชนดิ หนงึ ทกี ินพืชบนบก ในปัจจบุ ันเป็ นอย่างไร ในอดตี จะเป็ นอย่างนัน เป็ นอาหาร 4

13/06/55 ความรู้ทไี ด้จาก มลั ทสั (Thomas Multhus) : จากความรู้ต่างๆ ของวอลเลส 1766-1834 นกั ประชากรศาสตร์ คอื “อตั ราการเพมิ ดาร์วนิ เขยี นหนงั สือ เกยี วกบั กาํ เนิดของสิงมชี ีวติ ของประชากรเป็ นแบบทวคี ูณ ในขณะทอี ตั ราการเพมิ และ ตพี มิ พ์ในปี ค.ศ. 1859 โดยใช้ชือเรืองว่า ของอาหาร เป็ นแบบผลบวกเลขคณติ ” The Origin of Species by Means of Natural Selection หลกั เกณฑ์ต่างๆเหล่านี ต่อมากลายเป็ น ทฤษฎวี วิ ฒั นาการเรียก ทฤษฎกี ารคดั เลอื กโดย ธรรมชาติ The Theory of Natural Selection ความรู้ทไี ด้จาก วอลเลส (Alfred R. Wallace) : หลกั เกณฑ์ ทฤษฎวี วิ ฒั นาการของดาร์วนิ 1823-1913 วอลเลส การศึกษาที หมู่เกาะ Malay 1. สิงมชี ีวติ แต่ละชนิด มคี วามสามารถในการ archipelago เขามแี นวคดิ เช่นเดยี วกบั ดาร์วนิ สืบพนั ธ์ุสูง คอื มลี ูกจาํ นวนมากเช่น ปลา กบ ก้งุ ฯ โดยเขียนบทความเกยี วกบั การคดั เลอื กโดยธรรมชาติ ส่ง 2. สมาชิกในกล่มุ ประชากร มลี กั ษณะแตกต่าง ให้ดาร์วนิ ในชือเรือง “On the Tendency of Varieties to แปรผนั เกดิ จาก gene (สามารถ ถ่ายทอดให้ลูกหลานได้) Depart Indifinitely From the Origin Type” มากบ้างน้อยบ้าง Alfred Russel Wallace 5

13/06/55 3. สมาชิกมกี ารแข่งขัน ในการ หาอาหาร ทอี ยู่อาศัย ทฤษฏวี วิ ฒั นาการของดาร์วนิ ได้รับการยอมรับ และ การหลบหนีศัตรู ตวั ใหนทแี ขง็ แรงกว่า มคี วามสามารถ สนใจศึกษาววิ ฒั นาการเพมิ มากขึน มากกว่าอยู่รอดได้ ตวั ทอี ่อนแอถูกกาํ จดั เกดิ การคดั เลอื ก โดยธรรมชาติ (Natural Selection) แต่ยงั มปี ัญหาบางอย่างเช่น ไม่สามารถอธิบาย ขนั ตอนการแปรผนั และ ความสามารถคงอยู่ใน 4. ตวั ทีถกู คดั เลอื กไว้ สามารถสืบพนั ธ์ ุถ่ายทอด สภาพแวดล้อมได้อย่างไร ลกั ษณะต่อไปยงั ลกู หลาน เมอื กาลเวลาผา่ นไป มกี ารสะสม ลกั ษณะทีเปลยี นแปลงเพิมมากขนึ ในทีสดุ ทําใหก้ ลายเป็ น สิงมีชีวิตชนิดใหม่ หลกั เกณฑ์ทฤษฎวี วิ ฒั นาการของดาร์วนิ เมนเดล (Gregor J. Mendel) ระหวา่ งปี 1822-1884 1. ความสามารถในการสืบพนั ธ์ุสูง บาดหลวง และ นักพฤกษศาสตร์ชาวออสเตรีย 2. มลี กั ษณะแตกต่างแปรผนั ทาํ การทดลองผสมต้นถวั ค้นพบการถ่ายทอดลกั ษณะ 3. การคดั เลอื กโดยธรรมชาติ พนั ธุกรรม ผลการทดลองสนบั สนุนให้เหน็ ว่า การแปรผนั ของลกั ษณะในสิงมชี ีวติ เกดิ ขึนได้อย่างไร (Natural Selection) 4. ตวั ทถี ูกคดั เลอื กไว้ จะสืบพนั ธ์ุและ ดารว์ ิน ไดช้ ือวา่ บิดาแห่งวิวฒั นาการ ถ่ายทอดลกั ษณะต่อไปยงั ลูกหลาน เมนเดล ไดช้ ือว่า บิดาแห่งพนั ธศุ าสตร์ Darwin’s Theory : Natural selection ตวั อย่าง1เรืองยีราฟ ดาร์วินอธิบาย2วา่ ยีราฟบรรพบรุ ุษมีทงั พว3กคอสนั และ คอยาว พวกทมี ีคอยาวสามารถกินยอดไม้บนต้นไม้สงู ได้ จะสามารถ ดาํ รงชีวิตและมีลกู ได้มากกวา่ พวกคอสนั ทําให้ยีราฟคอยาวนเี พิมจํานวน ได้มากขึนในรุ่นตอ่ ๆมา จนในปัจจบุ นั ยีราฟมีคอยาวมากกวา่ บรรพบรุ ุษ 6

13/06/55 7