(คู่มือ) หนังสือเรียนสสวท เพิ่มเติมชีววิทยา2

ชวี วิทยา เลม่ 2 บทท่ี 6 | เทคโนโลยที างดเี อน็ เอ 189 เม่อื นำ�ผลติ ภัณฑ์จาก PCR ของยนี ในไมโทคอนเดรยี ของเซลลไ์ ขจ่ ากผู้รับบรจิ าค (A) และ เซลล์ไขจ่ ากผ้บู ริจาค (B) มาตดั ดว้ ยเอนไซม์ HaeIII กำ�หนดให้ ( ) เป็นต�ำ แหนง่ ตดั จำ�เพาะดว้ ยเอนไซมต์ ัดจำ�เพาะ HaeIII DNA ในไมโทคอนเดรียของผบู้ รจิ าค (B) 120 bp 60 bp 30 bp DNA ในไมโทคอนเดรยี ของผ้รู บั บรจิ าค (A) 120 bp 90 bp แถบ DNA ของยีนบนไมโทคอนเดรียที่ตรวจสอบได้จากการตัดด้วยเอนไซม์ HaeIII ของ เซลลไ์ ขข่ องผ้รู บั บริจาค (A) เซลล์ไขข่ องผบู้ รจิ าค (B) เซลลไ์ ขห่ ลงั การยา้ ยนิวเคลียส (C) และ DNA ของยีนบนไมโทคอนเดรียที่ไม่ได้ตัดด้วยเอนไซม์ HaeIII (U) ควรเป็นอย่างไร ให้เขียน แถบ DNA ลงในแผนภาพ ABC U bp 250 200 150 100 50 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

190 บทที่ 6 | เทคโนโลยที างดีเอ็นเอ ชีววิทยา เล่ม 2 แนวการคดิ เมื่อทำ� PCR ของ ยีนในไมโทคอนเดรียในเซลล์ต่าง ๆ แล้วตัดด้วยเอนไซม์ HaeIII นำ�ไป แยกขนาดดว้ ยเจลอิเล็กโทรฟอรซี ิส เซลล์ผ้รู ับบริจาค (A) จะมี DNA 2 ขนาด คือ 120 และ 90 bp เซลลผ์ ูบ้ รจิ าค (B) จะมี DNA 3 ขนาด คือ 120 60 และ 30 bp เซลล์ไข่หลังการย้ายนิวเคลียสเป็นผลสำ�เร็จ (C) ควรมี DNA 3 ขนาดเช่นเดียวกับ เซลล์ผู้บรจิ าค (B) คือ 120 60 และ 30 bp สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชีววทิ ยา เล่ม 2 บทที่ 7 | ววิ ัฒนาการ 191 7บทท่ี | ววิ ฒั นาการ ipst.me/7697 ผลการเรียนรู้ 1. สืบค้นข้อมูลและอธิบายเกี่ยวกับหลักฐานที่สนับสนุนและข้อมูลท่ีใช้อธิบายการเกิด ววิ ฒั นาการของสิง่ มชี ีวติ 2. อธิบายและเปรียบเทียบแนวคิดเกี่ยวกับวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตของชอง ลามาร์กและ ทฤษฎเี ก่ยี วกับววิ ฒั นาการของสง่ิ มชี วี ติ ของชาลส์ ดารว์ นิ 3. ระบุสาระสำ�คัญและอธิบายเงื่อนไขของภาวะสมดุลของฮาร์ดี-ไวน์เบิร์ก ปัจจัยที่ทำ�ให้เกิด การเปลี่ยนแปลงความถ่ีของแอลลีลในประชากร พร้อมท้ังคำ�นวณหาความถี่ของแอลลีล และจโี นไทปข์ องประชากรโดยใชห้ ลักของฮาร์ด-ี ไวน์เบิร์ก 4. สบื คน้ ขอ้ มลู อภิปราย และอธบิ ายกระบวนการเกิดสปีชีส์ใหม่ของสิ่งมชี วี ิต สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

192 บทท่ี 7 | ววิ ฒั นาการ ชีววิทยา เลม่ 2 การวิเคราะหผ์ ลการเรียนรู้ ผลการเรียนรู้ 1. สบื คน้ ขอ้ มลู และอธบิ ายเกยี่ วกบั หลกั ฐานทส่ี นบั สนนุ และขอ้ มลู ทใี่ ชอ้ ธบิ ายการเกดิ ววิ ฒั นาการ ของสิ่งมชี ีวิต จุดประสงค์การเรียนรู้ 1. สบื คน้ ขอ้ มลู อภปิ ราย วเิ คราะห์ และสรปุ หลกั ฐานตา่ ง ๆ ทสี่ นบั สนนุ และขอ้ มลู ทใี่ ชอ้ ธบิ าย การเกดิ ววิ ัฒนาการของสง่ิ มชี ีวติ ทกั ษะกระบวนการ ทักษะแหง่ ศตวรรษที่ 21 จิตวทิ ยาศาสตร์ ทางวิทยาศาสตร์ 1. การสงั เกต 1. การสอื่ สารสารสนเทศและการรู้ 1. ความอยากรู้อยากเห็น 2. การใชว้ จิ ารณญาณ 2. การลงความเหน็ จากขอ้ มูล เทา่ ทนั สอ่ื 3. ความสนใจในวิทยาศาสตร์ 4. การเหน็ คณุ คา่ ทาง วทิ ยาศาสตร์ ผลการเรยี นรู้ 2. อธิบายและเปรียบเทียบแนวคิดเกี่ยวกับวิวัฒนาการของส่ิงมีชีวิตของชอง ลามาร์กและ ทฤษฎเี กย่ี วกบั วิวัฒนาการของสิ่งมีชวี ติ ของชาลส์ ดาร์วนิ จดุ ประสงค์การเรียนรู้ 1. สืบค้นข้อมูล และอธิบายเกี่ยวกับกฎการใช้และไม่ใช้ และกฎการถ่ายทอดลักษณะท่ีเกิด ข้นึ ใหม่ของลามาร์ก 2. สืบค้นข้อมูล และอธิบายเกี่ยวกับทฤษฎีการคัดเลือกโดยธรรมชาติของดาร์วิน และ ยกตวั อย่างววิ ฒั นาการของสิ่งมีชวี ิตซงึ่ ผ่านการคดั เลือกโดยธรรมชาติ 3. อภปิ รายและเปรยี บเทียบแนวคิดเกย่ี วกบั วิวฒั นาการของลามาร์กและดารว์ ิน สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชีววทิ ยา เล่ม 2 บทท่ี 7 | ววิ ฒั นาการ 193 ทักษะกระบวนการ ทกั ษะแหง่ ศตวรรษท่ี 21 จติ วทิ ยาศาสตร์ ทางวทิ ยาศาสตร์ 1. การสังเกต 1. การส่อื สารสารสนเทศและการรู้ 1. ความอยากรู้อยากเหน็ 2. การลงความเหน็ จากขอ้ มลู เทา่ ทันสอื่ 2. การใชว้ ิจารณญาณ ผลการเรยี นรู้ 3. ระบสุ าระส�ำ คญั และอธบิ ายเงอ่ื นไขของภาวะสมดลุ ของฮารด์ -ี ไวนเ์ บริ ก์ ปจั จยั ทที่ �ำ ใหเ้ กดิ การเปลี่ยนแปลงความถ่ีของแอลลีลในประชากร พร้อมทั้งคำ�นวณหาความถี่ของแอลลีล และจีโนไทป์ของประชากรโดยใชห้ ลกั ของฮาร์ด-ี ไวนเ์ บริ ์ก จดุ ประสงค์การเรยี นรู้ 1. อธิบายหลกั การของฮาร์ด-ี ไวนเ์ บริ ก์ และระบเุ งอื่ นไขของสมดลุ ฮารด์ ี-ไวน์เบริ ์ก 2. คำ�นวณหาความถี่ของแอลลีลและความถ่ีของจีโนไทป์ของประชากรโดยใช้หลักการของ ฮาร์ดี-ไวน์เบริ ์ก 3. สืบค้นข้อมูล อธิบาย และสรุปปัจจัยท่ีทำ�ให้เกิดการเปล่ียนแปลงความถี่ของแอลลีลและ ความถ่ีของจีโนไทป์ในประชากรท่สี ง่ ผลตอ่ วิวฒั นาการของสง่ิ มชี ีวติ ทักษะกระบวนการ ทักษะแห่งศตวรรษที่ 21 จิตวิทยาศาสตร์ ทางวทิ ยาศาสตร์ 1. ความอยากรอู้ ยากเห็น 1. การสงั เกต 1. การคดิ อย่างมีวิจารณญาณและ 2. การใชว้ จิ ารณญาณ 2. การใช้จำ�นวน การแกป้ ัญหา 3. ความใจกวา้ ง 3. การลงความเหน็ จากขอ้ มูล 4. ความรอบคอบ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

194 บทที่ 7 | ววิ ฒั นาการ ชวี วิทยา เลม่ 2 ผลการเรียนรู้ 4. สบื ค้นข้อมลู อภปิ ราย และอธบิ ายกระบวนการเกิดสปชี ีส์ใหม่ของสิง่ มชี ีวติ จดุ ประสงค์การเรยี นรู้ 1. อธิบาย และยกตัวอย่างแนวคดิ เก่ียวกับความหมายของสปชี ีสด์ ้านตา่ ง ๆ 2. อธบิ าย และยกตวั อยา่ งการแยกเหตุการสืบพันธุ์ 3. สบื คน้ ข้อมลู อภปิ ราย และอธิบายก�ำ เนดิ สปชี ีส์ ทักษะกระบวนการ ทักษะแห่งศตวรรษที่ 21 จิตวทิ ยาศาสตร์ ทางวทิ ยาศาสตร์ 1. ความอยากรู้อยากเห็น 1. การสงั เกต 1. การส่ือสารสารสนเทศและ 2. การใช้วจิ ารณญาณ 2. การลงความเห็นจากขอ้ มลู การรเู้ ท่าทนั สื่อ 3. ความใจกวา้ ง 4. ความรอบคอบ 2. การคดิ อยา่ งมวี จิ ารณญาณและ การแกป้ ัญหา สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ผงั มโนทัศนบ์ ทท่ี 7 ววิ ัฒนาการของสิง่ มีชีวิต ชีววิทยา เลม่ 2 ศึกษาเกย่ี วกับ หลักฐาน แนวคดิ เกีย่ วกบั ววิ ัฒนาการ พนั ธศุ าสตรป์ ระชากร ก�ำ เนดิ สปซี สี ์ จาก ประกอบดว้ ย ศึกษาเกย่ี วกับ ศกึ ษาเกี่ยวกบั ซากดึกด�ำ บรรพ์ แนวคดิ ของลามารก์ การเปลย่ี นแปลงความถขี่ อง ความหมายของสปีชีส์ แอลลีลและความถ่ีของจโี นไทป์ กายวิภาคเปรียบเทียบ อาศัยหลักการจาก การป้องกันการผสมพนั ธ์ุ ศกึ ษาปัจจัย ขา้ มสปชี ีส์ กฎการใชแ้ ละไมใ่ ช้ เจเนติกดริฟตแ์ บบสมุ่ ศึกษาเก่ียวกับ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี วิทยาเอ็มบรโิ อ กฎการถ่ายทอด การถ่ายเทยีน กลไกการแยกกนั ลกั ษณะทีเ่ กดิ ขนึ้ ใหม่ การผสมพันธุ์แบบไม่สุม่ ทางการสบื พนั ธ์ุ กอ่ นระยะไซโกต ชีววิทยาโมเลกุล แนวคดิ ของดารว์ ิน มิวเทชัน บทท่ี 7 | ววิ ัฒนาการ การคัดเลอื กโดยธรรมชาติ กลไกการแยกกนั การแพร่กระจายของ เสนอ หลักการของฮาร์ด-ี ไวน์เบิรก์ ทางการสบื พันธุ์ ส่งิ มีชีวิตทางภมู ศิ าสตร์ หลังระยะไซโกต ทฤษฎีการคัดเลอื ก โดยธรรมชาติ กำ�เนดิ สปชี ีส์ใหม่ กำ�เนดิ สปีชสี แ์ บบแอลโลพาทริก ก�ำ เนิดสปีชสี แ์ บบซมิ พาทรกิ 195

196 บทที่ 7 | ววิ ัฒนาการ ชีววทิ ยา เลม่ 2 สาระสำ�คัญ สิ่งมีชีวิตในปัจจุบันเป็นลูกหลานที่มีลักษณะที่แตกต่างจากบรรพบุรุษในอดีต โดยผ่านการ เปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมทีละเล็กทีละน้อย มีการสะสมลักษณะที่เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมใน ขณะนั้น ๆ เป็นเวลานานหลายชั่วรุ่น การเปลี่ยนแปลงของส่ิงมีชีวิตจากอดีตจนถึงปัจจุบัน เรียกว่า ววิ ัฒนาการของสงิ่ มีชีวติ หลกั ฐานทบี่ ง่ บอกวา่ สง่ิ มชี วี ติ มวี วิ ฒั นาการศกึ ษาไดจ้ าก ซากดกึ ด�ำ บรรพ์ กายวภิ าคเปรยี บเทยี บ วทิ ยาเอม็ บรโิ อ ชวี วิทยาโมเลกลุ และการแพร่กระจายของส่งิ มชี ีวติ ทางภมู ิศาสตร์ เป็นต้น แนวคิดเกี่ยวกับวิวัฒนาการของส่ิงมีชีวิตท่ีสำ�คัญ ได้แก่ แนวคิดของชอง ลามาร์ก และ ชาลส์ ดารว์ ิน โดยลามาร์กเสนอแนวคดิ เกีย่ วกับวิวัฒนาการโดยอาศัยกฎการใชแ้ ละไมใ่ ช้ และกฎการ ถา่ ยทอดลักษณะท่เี กดิ ข้ึนมาใหม่ ส่วนดาร์วินเสนอแนวคิดเกี่ยวกบั ทฤษฎกี ารคัดเลอื กโดยธรรมชาติ ปจั จบุ นั นกั วทิ ยาศาสตรไ์ ดใ้ ชค้ วามรทู้ างพนั ธศุ าสตรป์ ระชากรในการอธบิ ายการเกดิ ววิ ฒั นาการ ของสิ่งมีชีวิตและปัจจัยที่ทำ�ให้เกิดการเปล่ียนแปลงความถี่แอลลีลในประชากร ได้แก่ เจเนติกดริฟท์ แบบสมุ่ การถา่ ยเทยนี การผสมแบบไมส่ มุ่ มวิ เทชนั และการคดั เลอื กโดยธรรมชาติ โดยปจั จยั ดงั กลา่ ว ทำ�ให้ยีนพูลในประชากรเปลี่ยนแปลงหรือเกิดวิวัฒนาการและทำ�ให้เกิดสิ่งมีชีวิตสปีชีส์ใหม่ข้ึน สิ่งมีชีวิตต่างสปีชีส์กันจะมีกลไกในการป้องกันการผสมพันธ์ุต่างสปีชีส์ สิ่งมีชีวิตสปีชีส์ใหม่เป็นผล มาจากการแยกกันทางการสืบพนั ธ์ุ ซ่ึงมี 2 แนวทาง คือ กำ�เนดิ สปชี ีส์แบบแอลโลพาทรกิ และก�ำ เนดิ สปีชีสแ์ บบซมิ พาทริก เวลาที่ใช้ 2.0 ชั่วโมง บทนีค้ วรใช้เวลาสอนประมาณ 14 ช่วั โมง 3.0 ช่วั โมง 7.1 หลักฐานและขอ้ มูลที่ใชใ้ นการศึกษาววิ ัฒนาการของสงิ่ มีชวี ติ 4.0 ช่วั โมง 7.2 แนวคิดเก่ียวกบั วิวฒั นาการของส่งิ มชี ีวิต 2.0 ชว่ั โมง 7.3 พนั ธุศาสตร์ประชากร 3.0 ชวั่ โมง 7.4 ปัจจัยทที่ ำ�ใหเ้ กดิ การเปลี่ยนแปลงความถ่ขี องแอลลลี 14.0 ชัว่ โมง 7.5 กำ�เนิดสปีชีส ่์ รวม สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชวี วิทยา เล่ม 2 บทท่ี 7 | วิวัฒนาการ 197 เฉลยตรวจสอบความรกู้ อ่ นเรียน 1. สง่ิ มชี วี ิตมกี ารถา่ ยทอดขอ้ มูลทางพันธุกรรมจากรุ่นสู่รนุ่ ผ่านสารพันธกุ รรม 2. ความแปรผันทางพนั ธกุ รรมเปน็ ผลมาจากการแบ่งเซลลแ์ บบไมโอซสิ และไมโทซสิ 3. ส่ิงมีชีวิตสปีชีส์เดียวกันจะมีข้อมูลทางพันธุกรรมเหมือนกัน แต่จะแตกต่างจาก สงิ่ มชี ีวติ สปีชีส์อื่น 4. พี่น้องร่วมพ่อแม่มีความหลากหลายแตกต่างกัน ซึ่งเป็นผลมาจากการสร้าง เซลลส์ บื พนั ธแุ์ ละการรวมกนั ของเซลลส์ ืบพนั ธุ์ 5. ประชากร คือ กลุ่มสิ่งมีชีวิตท่ีอาศัยอยู่ร่วมกันในแหล่งที่อยู่เดียวกันในช่วงเวลา เดยี วกนั 6. การเกิดมิวเทชันทำ�ให้เกิดลักษณะทางพันธุกรรมใหม่ และลูกท่ีได้จะเป็นส่ิงมีชีวิต ชนดิ ใหมซ่ งึ่ มีลักษณะแตกตา่ งจากพอ่ แม่ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

198 บทท่ี 7 | วิวฒั นาการ ชวี วทิ ยา เลม่ 2 แนวการจัดการเรยี นรู้ ครอู าจน�ำ เขา้ สบู่ ทเรยี นโดยใหน้ กั เรยี นดภู าพซากดกึ ด�ำ บรรพต์ า่ ง ๆ เชน่ โครงกระดกู ไดโนเสาร์ หรอื อาจใชข้ า่ วหรอื คลปิ วดี ทิ ศั นเ์ กยี่ วกบั การขดุ คน้ พบซากดกึ ด�ำ บรรพ์ หรอื อาจน�ำ นกั เรยี นไปยงั แหลง่ เรียนรู้เกี่ยวกับซากดึกดำ�บรรพ์ในท้องถิ่น เพื่อกระตุ้นให้นักเรียนเกิดความสงสัยและอยากเรียนรู้ ต่อไป โดยอาจใชต้ วั อย่างคำ�ถามเพอ่ื ใหน้ ักเรยี นอภปิ ราย ดังน้ี ซากดึกดำ�บรรพ์ของสิ่งมีชีวิตที่นักเรียนเห็นมีลักษณะอย่างไร และมีโครงสร้างใดคล้ายกับ ส่ิงมีชีวิตในปัจจุบัน เป็นไปได้หรือไม่ว่ามีการเปลี่ยนแปลงของส่ิงมีชีวิตจากอดีตจนถึง ปัจจุบนั หรอื ครอู าจใช้รูปซากดึกดำ�บรรพข์ องอารค์ ีออพเทอรกิ ซ์ (Archaeopteryx) จากภาพน�ำ บทใน หนังสือเรียน โดยอาจใชค้ ำ�ถามเพอ่ื นำ�เขา้ ส่กู ารอภิปราย ดงั นี้ ซากดกึ ด�ำ บรรพ์ของอาร์คีออพเทอรกิ ซน์ ี้มีโครงสรา้ งใดคล้ายกบั ส่ิงมชี ีวิตใดในปจั จุบนั - ม ีร่องรอยท่ีชัดเจนของการมีขนแบบขนนก (feather) ท่ีบริเวณปีกและหางซึ่งคล้ายกับ สัตวป์ ีกในปัจจบุ นั - มีร่องรอยของกระดูกหางยาว ฟันขนาดเล็ก ขามีเกล็ดซึ่งคล้ายกับสัตว์เลื้อยคลานใน ปจั จุบัน จากหลักฐานซากดึกดำ�บรรพ์ของอาร์คีออพเทอริกซ์นี้เป็นไปได้หรือไม่ว่าสัตว์เล้ือยคลาน และนกในปัจจุบนั จะมบี รรพบุรุษรว่ มกนั เพราะเหตุใด อาจเปน็ ไปได้วา่ สัตว์เล้อื ยคลานและนกมีบรรพบุรษุ ร่วมกัน เนือ่ งจากอารค์ ีออพเทอรกิ ซม์ ี ลกั ษณะบางอยา่ งคลา้ ยนก เชน่ การมีขนแบบขนนกที่บริเวณปีกและหาง ในขณะเดยี วกนั กม็ ลี กั ษณะบางอยา่ งคลา้ ยสตั วเ์ ลอื้ ยคลาน เชน่ ขามเี กลด็ ฟนั ขนาดเลก็ กระดกู หางยาว แต่ ท้ังคตู่ า่ งมีววิ ัฒนาการของตนเอง จนกระท่งั ปจั จบุ นั มีลักษณะทแี่ ตกต่างกนั อยา่ งชัดเจน จากนน้ั ให้นกั เรียนรว่ มกันอภปิ รายโดยใชค้ วามร้จู ากประสบการณเ์ ดมิ ครรู วบรวมคำ�ตอบของ นักเรียนไว้ก่อนเพ่ือให้นักเรียนได้ศึกษารายละเอียดของเน้ือหาในหนังสือเรียน หลังจากนั้นจึงให้ นักเรยี นกลบั มาตรวจสอบว่าคำ�ตอบของนักเรียนถกู ตอ้ งหรือไม่ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชีววิทยา เล่ม 2 บทท่ี 7 | ววิ ัฒนาการ 199 ครอู ธบิ ายเพมิ่ เตมิ จากภาพน�ำ บทวา่ ทงั้ นกและสตั วเ์ ลอ้ื ยคลานในปจั จบุ นั ซง่ึ เชอ่ื วา่ มวี วิ ฒั นาการ มาจากบรรพบุรุษร่วมกันน้ัน ต่างก็มีวิวัฒนาการของตนเองจนมีลักษณะท่ีแตกต่างกันไป โดยกว่านก และสตั วเ์ ลอ้ื ยคลานจะมลี กั ษณะเหลา่ นไ้ี ด้ จะตอ้ งผา่ นการเปลย่ี นแปลงทางพนั ธกุ รรมทลี ะเลก็ ทลี ะนอ้ ย เมอื่ ผา่ นไปเปน็ ระยะเวลานาน ลกั ษณะทเี่ หมาะสมกบั สภาพแวดลอ้ มจะคอ่ ย ๆ ถกู สะสมจนในทสี่ ดุ จงึ มลี ักษณะทแ่ี ตกต่างไปจากบรรพบรุ ษุ ซงึ่ กระบวนการทีก่ ล่าวมาน้ี เรียกว่า วิวฒั นาการ 7.1 หลักฐานและข้อมูลทีใ่ ชใ้ นการศึกษาวิวฒั นาการของส่ิงมีชีวิต จดุ ประสงค์การเรยี นรู้ สบื คน้ ขอ้ มลู อภปิ ราย วเิ คราะห์ และสรปุ หลกั ฐานตา่ ง ๆ ทสี่ นบั สนนุ และขอ้ มลู ทใี่ ชอ้ ธบิ ายการ เกดิ วิวฒั นาการของสิ่งมชี ีวติ แนวการจัดการเรยี นรู้ ครูอาจนำ�เข้าสู่บทเรียนโดยต้ังประเด็นให้นักเรียนร่วมกันอภิปรายว่า ทราบได้อย่างไรว่า ส่ิงมีชีวิตมีวิวัฒนาการ หรือครูใช้คำ�ถามนำ�ในหนังสือเรียนถามนักเรียนว่า หลักฐานและข้อมูลใด บ้างท่ีบ่งบอกถึงการเกิดวิวัฒนาการของส่ิงมีชีวิต ครูควรเปิดโอกาสให้นักเรียนแสดงความคิดเห็น ได้อยา่ งอิสระจากนนั้ ใหน้ กั เรียนตรวจสอบความคิดของนกั เรียนจากการศึกษาในหวั ขอ้ ตอ่ ไป 7.1.1 ซากดกึ ด�ำ บรรพ์ ครูนำ�ข้อมูลเกี่ยวกับซากดึกดำ�บรรพ์ให้นักเรียนศึกษา ซึ่งสามารถหาได้จากเว็บไซต์ของ กรมทรพั ยากรธรณที ีไ่ ดม้ ีการเผยแพรเ่ อกสารและรายงานด้านซากดกึ ดำ�บรรพต์ า่ ง ๆ เชน่ - ซากดึกด�ำ บรรพ์หมาหมี (Maemohcyon potisati) - ซากดึกดำ�บรรพ์เอปโคราช (Khoratpithecus piriyai) ซ่ึงเป็นสกุลและชนิดใหม่ของโลก และอาจเปน็ บรรพบรุ ุษของอรุ ังอตุ ัง - ซากดึกด�ำ บรรพ์ไม้กลายเป็นหนิ จงั หวัดตาก - ซากดกึ ด�ำ บรรพ์หอยขมดกึ ดำ�บรรพ์อายุ 13 ลา้ นปี - ซากดึกด�ำ บรรพ์รอยตีนไดโนเสารท์ า่ อเุ ทน หรอื ครนู �ำ ขา่ วหรอื บทความในหนงั สอื พมิ พห์ รอื อนิ เทอรเ์ นต็ ใหน้ กั เรยี นศกึ ษา โดยตวั อยา่ งขา่ ว อาจเป็นดังนี้ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

200 บทที่ 7 | ววิ ฒั นาการ ชวี วทิ ยา เล่ม 2 ซากดึกดำ�บรรพไ์ ดโนเสาร์ จ า ก น้ี จ ะ มี ก า ร จั ด ส ร้ า ง อ า ค า ร ค ลุ ม ห ลุ ม เมื่อวันท่ี 6 เมษายน 2553 ท่ีห้องประชุม ไดโนเสาร์ และร่วมพัฒนาให้เป็นแหล่งศึกษา พิพิธภัณฑ์สิรินธร ภูกุ้มข้าว อ.สหัสขันธ์ และวิจัยค้นคว้างานทางด้านการวิจัยด้าน จ.กาฬสินธุ์ ได้มีการเปิดโครงการครูวิจัย บรรพชีวนิ นายเลศิ บศุ ย์ กองทอง นายอำ�เภอ ซากดึกดำ�บรรพ์ ร่นุ ท่ี 5 โดย ดร.วราวธุ สุธธี ร คำ�ม่วงกล่าวว่า อำ�เภอและท้องถ่ินจะร่วมกัน ผู้ เ ช่ี ย ว ช า ญ ด้ า น ซ า ก ดึ ก ดำ � บ ร ร พ์ ก ร ม ผลกั ดนั เขา้ แผนพฒั นาจงั หวดั กาฬสนิ ธุ์ พฒั นา ท รั พ ย า ก ร ธ ร ณี แ ถ ล ง ผ ล ก า ร ขุ ด ค้ น แหล่งขุดค้นให้เป็นแหล่งท่องเที่ยว หาก ซากดกึ ด�ำ บรรพท์ ภ่ี นู อ้ ย อ.ค�ำ มว่ ง วา่ กอ่ นหนา้ ประสบผลส�ำ เรจ็ จงั หวดั กาฬสนิ ธจ์ุ ะเปน็ แหลง่ น้ีได้ขุดค้นซากดึกดำ�บรรพ์ไดโนเสาร์ท่ีภูน้อย ศึกษาวิจัยและการท่องเที่ยวด้านบรรพชีวินที่ ได้ 64 ช้ิน โดยเฉพาะกระดูกสะโพกที่มี ส�ำ คญั แหง่ หน่งึ ของโลก ความยาว 150 เซนตเิ มตร กวา้ ง 50 เซนตเิ มตร ท�ำ ใหเ้ ชอ่ื วา่ เปน็ ซากดกึ ด�ำ บรรพท์ ใ่ี หญท่ สี่ ดุ ใน ท่มี า : ผจู้ ัดการออนไลน์ 6 เมษายน 2553 เอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ขนาดความยาวกว่า http://www.manager.co.th/Local/ViewNews. 25 เมตร ทั้งนี้ผลการขุดค้นก้าวหน้ามาก aspx?NewsID=9530000047718 นักวิจัยรวบรวมซากดึกดำ�บรรพ์ได้มากกว่า 200 ชิ้น เมื่อนำ�มาวิจัยพบว่า ในหลุมขุดค้น ซีลาแคนธ์ เป็นซากดึกดำ�บรรพ์ที่มีมากกว่า 2 ตัว มี ชาวประมงอินโดนีเซียจับ \"ซีลาแคนธ์\" ปลา ลักษณะนอนทับถมคล้ายที่ภูกุ้มข้าว แต่ส่ิงที่ ดึกดำ�บรรพ์ที่เชื่อว่าสูญพันธุ์ไปแล้วต้ังแต่ยุค นับว่าพิเศษสุดคือ ช้ินส่วนของหัวกะโหลก ไดโนเสาร์ คาดอาจเป็นบรรพบุรุษสัตว์มี ขนาดความยาวเกือบ 50 เซนติเมตร กับฟัน กระดูกสันหลัง แต่น่าฉงนใจท่ีปลานำ้�ลึก จำ � น ว น 3 - 4 ซี่ ซึ่ ง ยั ง ไ ม่ พ บ ว่ า ต ร ง กั บ สามารถอยไู่ ดน้ านบนผวิ น�้ำ หลงั ถกู จบั ไดถ้ งึ 17 สายพันธ์ุกินพืชที่ใดในโลก จึงยืนยันได้ว่า ชว่ั โมง ยสู ตนิ ูส ลาฮามา (Yustinus Lahama) ซากดึกดำ�บรรพ์ท่ีพบบริเวณภูน้อยมีอายุเก่า ชาวประมงอินโดนีเซียพร้อมลูกชายจับปลา แก่มากกว่า 150 ล้านปี หรือในยุคจูลาสสิค หน้าตาประหลาดยาว 131 เซนติเมตร หนัก ตอนปลาย 51 กิโลกรัม ได้เม่ือวันท่ี 19 พ.ค. ท่ีผ่านมา น า ย อ ดิ ศั ก ดิ์ ท อ ง ไ ข่ มุ ก ต์ อ ธิ บ ดี ก ร ม ขณะท่ีพวกเขาออกหาปลาแถวเกาะสุลาเวสี ทรพั ยากรธรณีกลา่ ววา่ มน่ั ใจวา่ ซากดกึ ด�ำ บรรพ์ ใกล้อุทยานทางทะเลของบูนาเคน (Bunaken ท่ีพบบริเวณภูน้อย จะเป็นสายพันธ์ุกินพืช National Marine Park) ซึ่งเป็นเขตทีม่ ีความ ขนาดใหญท่ เ่ี ปน็ สกลุ ใหม่และยงั ไมพ่ บทใ่ี ดในโลก หลากหลายทางชีวภาพทางนำ้�สูงสุดแห่งหนึ่ง สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชีววิทยา เล่ม 2 บทที่ 7 | วิวัฒนาการ 201 ในโลก หลงั จาก 2 พอ่ ลกู น�ำ ปลายกั ษท์ เ่ี หมอื น ยุคไดโนเสาร์ เพราะไม่พบซากดึกดำ�บรรพ์ หิ น ไ ป ใ ห้ เ พื่ อ น บ้ า น ดู แ ล ะ เ ก็ บ ไ ว้ ท่ี บ้ า น อายุน้อยกว่านั้น ทว่ากลับมีการค้นพบ ประมาณ 1 ชั่วโมง พวกเขาก็นำ�ปลาตัว ซีลาแคนธ์ตวั เปน็  ๆ คร้งั แรกเมือ่ ปี พ.ศ. 2382 ดังกล่าวกลับไปไว้ที่บ่ออนุบาล แต่น่าเสียดาย ในแถบชายฝั่งแอฟริกาสร้างความสนใจไป ที่ปลาลักษณะคล้ายซากดึกดำ�บรรพ์โบราณ ทวั่ โลก จากนนั้ กม็ รี ายงานการพบปลาดงั กลา่ ว ตายลงในอกี 17 ชัว่ โมงถดั มา โดยผู้เชย่ี วชาญ เรื่อย ๆ แม้กระท่งั ในแถบสลุ าเวสีเองกเ็ คยพบ ระบุว่าเป็นเพราะอยู่ในสภาพท่ียากแก่การ มาแล้วเมื่อ 7 ปีกอ่ น ทนี่ ่าสนใจคือ ซีลาแคนธ์ ดำ�รงชีวิต \"ที่จริงปลาตัวน้ีน่าจะตายตั้งแต่ มีรูปร่างของครีบละม้ายคล้ายคลึงกับกระดูก 2 ชั่วโมงแรกท่ีถูกจับขึ้นมาได้ เพราะปลา แขนและขาของสัตว์บกมาก มีระบบการ สายพันธุ์นี้อาศัยอยู่แต่ในนำ้�ลึก (ประมาณ สื บ พั น ธ์ุ ไ ม่ เ ห มื อ น ป ล า ช นิ ด อื่ น คื อ เ มื่ อ 200 ฟุต) และสภาพอากาศหนาวเย็น\" ซี ล า แ ค น ธ์ ไ ด้ รั บ ก า ร ผ ส ม พั น ธ์ุ ก็ จ ะ ฟั ก ตั ว ศ.เกรโว กีรัง (Grevo Gerung) คณะประมง เป็นลูกปลาและยังอาศัยอยู่ในท้องของแม่ มหาวิทยาลัยแซมราตูลังกี (Sam Ratulangi จนกระทงั่ คลอดออกมา และไขป่ ลาซลี าแคนธ์ University) อินโดนีเซียเผย พร้อมท้ัง เ ป็ น ไ ข่ ป ล า ที่ มี ข น า ด ใ ห ญ่ ท่ี สุ ด ใ น โ ล ก มี ตั้งข้อสังเกตว่าเหตุใดปลาตัวนี้กลับอยู่ได้นาน เส้นผ่านศูนย์กลางถึง 9 เซนติเมตร ด้วย ถึง 1 7 ช่ั ว โ ม ง ป ล าโ บ ร าณ ท่ี พ่ อ ลู ก คู่ นี้ ลักษณะดังกล่าวทำ�ให้นักชีววิทยาหลายคน จับได้คือ \"ซีลาแคนธ์ \" (coelacanth) ซ่ึงมี มีความคิดว่าซีลาแคนท์คือบรรพบุรุษของ ซากดึกดำ�บรรพ์เก่าแก่อายุ 60 ล้านปีปรากฏ สัตว์โลกทม่ี ีกระดูกสันหลังทกุ ชนิด อ ยู่ ใ น พิ พิ ธ ภั ณ ฑ์ ป ล า อ อ ส เ ต ร เ ลี ย แ ล ะ นักบรรพชีวินวิทยาเช่ือว่าสูญพันธ์ุไปแล้ว ทมี่ า : ผ้จู ดั การออนไลน์ 22 พฤษภาคม 2550 ป ร ะ ม า ณ 6 0 ล้ า น ปี ก่ อ น พ ร้ อ ม  ๆ กั บ http://www.manager.co.th/Science/ViewNews. aspx?NewsID=9500000058495 จากนั้นให้นักเรียนอภิปรายในประเดน็ ต่าง ๆ โดยอาจใชต้ วั อยา่ งคำ�ถามดังนี้ ซากดกึ ด�ำ บรรพ์ที่ค้นพบบอกอะไรไดบ้ ้าง จากการอภปิ รายนกั เรยี นควรสรปุ ไดว้ า่ ซากดกึ ด�ำ บรรพท์ ค่ี น้ พบเปน็ หลกั ฐานทสี่ นบั สนนุ วา่ ใน อดตี เคยมสี ่ิงมชี ีวิตเหล่าน้ี แต่ในปัจจุบันอาจสูญพนั ธไุ์ ปหรืออาจมลี กั ษณะทีเ่ ปลีย่ นแปลงไป สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

202 บทท่ี 7 | ววิ ฒั นาการ ชีววิทยา เลม่ 2 จากนั้นให้นักเรียนได้สืบค้นข้อมูลเกี่ยวกับการเกิดซากดึกดำ�บรรพ์ และให้นักเรียนร่วมกัน อภปิ รายโดยใช้ตัวอย่างค�ำ ถามดังน้ี ซากดึกดำ�บรรพ์เกดิ ข้ึนไดอ้ ย่างไร ตวั อย่างซากดกึ ดำ�บรรพ์ที่พบปรากฏอยูใ่ นลกั ษณะใดบา้ ง จากการสบื คน้ และอภปิ รายรว่ มกนั นกั เรยี นควรสรปุ ไดว้ า่ ซากดกึ ด�ำ บรรพ์ คอื ซากหรอื รอ่ งรอย ของสง่ิ มชี วี ติ ทีต่ ายไปแล้วอาจจมอยูใ่ นน�ำ้ และมโี คลนหรอื ตะกอนทบั ถมอย่างรวดเร็ว ทำ�ให้แร่ธาตุใน นำ้�ซึมเข้าสู่กระดูกและฟันหรือเนื้อเยื่อ และเกิดการตกผลึกภายในเน้ือเยื่อเม่ือผ่านไปเป็นเวลานาน ตวั อยา่ งซากดกึ ด�ำ บรรพท์ เี่ กดิ จากกระบวนการนที้ พี่ บในประเทศไทย เชน่ โครงกระดกู ไดโนเสารท์ ข่ี ดุ พบในจังหวัดขอนแก่น ไม้กลายเป็นหินท่ีจังหวัดนครราชสีมา สุสานหอย 45 ล้านปีท่ีจังหวัดกระบี่ นอกจากน้ีซากดึกดำ�บรรพ์ยังอาจเกิดขึ้นได้จากสาเหตุอื่น เช่น สิ่งมีชีวิตที่ถูกรักษาสภาพไว้ในยางสน (อำ�พัน) รอยพิมพ์ของใบไม้ รอยเท้าไดโนเสาร์ เป็นต้น จากนั้นครูอาจให้ความรู้เพ่ิมเติมแก่นักเรียน เกี่ยวกับกระบวนการเกิดซากดึกดำ�บรรพ์ในลกั ษณะตา่ ง ๆ ความรเู้ พิ่มเตมิ สำ�หรับครู การเกิดซากดึกด�ำ บรรพ์ ซากดกึ ด�ำ บรรพ์ คอื ซากหรอื รอ่ งรอยของสงิ่ มชี วี ติ ทต่ี ายไปแลว้ เปน็ เวลานานและถกู รกั ษาสภาพ ไว้ ซง่ึ อาจเกิดได้ในหลายลกั ษณะ เชน่ - จมอยใู่ นนำ้� และมีโคลนหรือตะกอนทับถมอยา่ งรวดเร็ว ท�ำ ให้แร่ธาตใุ นนำ�้ ซมึ เข้าสู่ กระดูกและฟัน หรอื เนอ้ื เยื่อ และเกิดการตกผลกึ ท�ำ ใหส้ ว่ นนน้ั  ๆ แข็งขน้ึ - เกดิ เปน็ รอยประทบั อยบู่ นชน้ั ตะกอน เชน่ รอยประทบั ของเปลือกหอย - ถูกเก็บรกั ษาสภาพไวใ้ นยางไม้ เช่น ซากแมลงในอ�ำ พัน นอกจากนซี้ ากดึกดำ�บรรพอ์ าจเป็นรอ่ งรอยทเ่ี กิดจากสิ่งมีชวี ติ เช่น รอยเทา้ ที่อย่ใู นชนั้ ตะกอน มูลสัตว์หรอื เศษอาหารที่อยู่ในกระเพาะ ครูให้ความรู้แก่นักเรียนเพ่ิมเติมว่า สิ่งมีชีวิตบางชนิดท่ีพบมาตั้งแต่อดีตและยังคงมีลักษณะที่ ใกล้เคียงกับปัจจุบันท้ังสัตว์และพืช เช่น ปลาซีลาแคนธ์ แมงดาทะเล หวายทะนอย หญ้าถอดปล้อง และแปะกว๊ ย เปน็ สิ่งมีชวี ติ ทีจ่ ัดว่าเปน็ ซากดกึ ด�ำ บรรพ์ที่มีชวี ิตหรอื สง่ิ มชี ีวติ คงสภาพดึกด�ำ บรรพ์ โดย ครูอาจใชค้ �ำ ถามเพิ่มเตมิ ดงั น้ี สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชวี วิทยา เล่ม 2 บทท่ี 7 | ววิ ัฒนาการ 203 ส่ิงมีชีวติ คงสภาพดึกด�ำ บรรพ์เป็นสิ่งมชี ีวติ ที่พบได้ในปจั จุบันหรอื ไม่ สงิ่ มชี วี ิตคงสภาพดกึ ด�ำ บรรพเ์ ปน็ ส่ิงมีชีวิตที่พบไดใ้ นปัจจบุ ัน สง่ิ มชี วี ติ คงสภาพดกึ ด�ำ บรรพเ์ ปน็ สปชี สี เ์ ดยี วกบั ซากดกึ ด�ำ บรรพท์ ม่ี ลี กั ษณะคลา้ ยกนั หรอื ไม่ สง่ิ มชี วี ติ คงสภาพดกึ ด�ำ บรรพเ์ ปน็ สง่ิ มชี วี ติ ตา่ งสปชี สี ก์ บั ซากดกึ ด�ำ บรรพท์ ม่ี ลี กั ษณะคลา้ ยกนั จากนนั้ ใหน้ ักเรยี นศึกษาภาพซากดึกดำ�บรรพใ์ นหินชั้นต่าง ๆ จากรปู 7.3 ในหนงั สือเรยี น โดย ครูอาจให้ความรู้เพ่ิมเติมแก่นักเรียนว่า ซากดึกดำ�บรรพ์ท่ีมีอายุมากกว่าจะอยู่ในหินชั้นล่างที่มีอายุ มากกว่า และซากดึกดำ�บรรพ์ท่ีมีอายุน้อยกว่าจะพบอยู่ในหินชั้นบนที่มีอายุน้อยกว่า นอกจากน้ี ซากดกึ ด�ำ บรรพท์ มี่ อี ายนุ อ้ ยกวา่ จะมโี ครงสรา้ งทซี่ บั ซอ้ นและมลี กั ษณะใกลเ้ คยี งกบั สงิ่ มชี วี ติ ในปจั จบุ นั มากกว่าซากดึกดำ�บรรพ์ท่ีมีอายุมาก ดังน้ันซากดึกดำ�บรรพ์นอกจากจะเป็นหลักฐานที่แสดงให้เห็น ลำ�ดับการเกิดวิวัฒนาการของส่ิงมีชีวิตแล้วยังเป็นหลักฐานที่บ่งช้ีให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงของสิ่งมี ชีวติ จากอดีตจนถงึ ปัจจุบนั อกี ด้วย จากนนั้ ใหน้ กั เรยี นศกึ ษารปู 7.4 ในหนงั สอื เรยี น ซง่ึ แสดงล�ำ ดบั ววิ ฒั นาการของมา้ จากอดตี จนถงึ ปัจจุบัน โดยใช้หลักฐานจากซากดึกดำ�บรรพ์ของม้าท่ีพบในช่วงเวลาต่าง ๆ และตอบคำ�ถามซ่ึงมีแนว การตอบดงั น้ี จากภาพแสดงวิวัฒนาการของม้าในสมัยไมโอซีนจนมาถึงสมัยพลิโอซีน มีลักษณะใดบ้างที่ เปลย่ี นแปลงไป และการเปลย่ี นแปลงทีเ่ กดิ ขึน้ ใช้เวลานานเท่าใด ม้าในสมัยไมโอซีนยังคงมีน้ิวเท้าหลายนิ้ว ส่วนม้าในสมัยพลิโอซีนมีนิ้วเท้าลดจำ�นวนลงเหลือ เพยี งนว้ิ กลางทมี่ ขี นาดโตขนึ้ และปลายนวิ้ พฒั นาเปน็ กบี มขี ายาวขนึ้ และสงู มากกวา่ มา้ ในสมยั ไมโอซนี นอกจากนีย้ งั มีฟนั กรามใหญ่และรอยหยกั เพม่ิ ข้ึนด้วย โดยการเปลยี่ นแปลงท่เี กิดข้ึน น้ีใช้ระยะเวลาประมาณ 18 ลา้ นปี ครูให้ความรู้เพ่ิมเติมว่า เมื่อพิจารณาจากหลักฐานพบว่าม้าในอดีตน้ันมีขนาดตัวเล็ก มีฟันที่ เหมาะสำ�หรับการกินใบไม้ตามพุ่มไม้ และมีลักษณะนิ้วเท้าที่มีหลายนิ้วซ่ึงเหมาะสำ�หรับการเดินบน พื้นดินที่ออ่ นนมุ่ ในป่า ขณะทม่ี ้าในปจั จบุ นั มขี นาดตวั ใหญ่ มีฟนั ทีเ่ หมาะกบั การกินหญา้ ทเ่ี หนียวกวา่ ใบไม้ และมีลักษณะนวิ้ เท้าเพียงกีบเดยี วซ่งึ เหมาะแกก่ ารวงิ่ ได้อย่างรวดเร็วในท่งุ หญ้า สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

204 บทท่ี 7 | วิวัฒนาการ ชีววิทยา เล่ม 2 ครูควรให้ความรู้เพิ่มเติมแก่นักเรียนด้วยว่าในการคาดคะเนลักษณะของส่ิงมีชีวิตในอดีตน้ัน นักวิทยาศาสตร์ต้องใช้ข้อมูลและรายละเอียดต่าง ๆ เช่น ร่องรอย สภาพแวดล้อมของโลกในยุคนั้น ความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งโครงสรา้ งกบั หนา้ ท่ี และความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งสภาพแวดลอ้ มกบั สง่ิ มชี วี ติ เปน็ ตน้ มาประกอบกับขอ้ มลู ของซากดกึ ด�ำ บรรพ์จงึ สามารถคาดคะเนลักษณะของสิ่งมีชีวติ นัน้ ได้ สำ�หรับแนวค�ำ ตอบของค�ำ ถามวเิ คราะหข์ อ้ มูลในหนังสือเรยี นเปน็ ดงั น้ี กรณศี กึ ษา นำ�ข้อมลู ด้านบนมาเขียนเป็นกราฟ 30 ช้นั หินตื้นำจ�นวนซาก ึดก ำด�บรร ์พที่พบ ( ัตว) 25 ชัน้ หนิ ลกึ 20 15 10 5 0 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 ความยาวของซากดกึ ด�ำ บรรพ์ (cm) จากข้อมลู ข้างต้น แสดงใหเ้ หน็ ถงึ ววิ ฒั นาการไดอ้ ยา่ งไร ซากดกึ ด�ำ บรรพท์ พ่ี บในชน้ั หนิ ลกึ จะมอี ายมุ ากกวา่ ซากดกึ ด�ำ บรรพท์ พ่ี บในชน้ั หนิ ตน้ื ดงั นน้ั จากกราฟจึงแสดงให้เห็นวิวัฒนาการของไทรโลไบทว์ ่ามแี นวโน้มท่ีมีความยาวเพิม่ มากข้ึน จากนั้นครูอาจให้นักเรียนทำ�กิจกรรมเสนอแนะเพื่อสืบค้นข้อมูลเกี่ยวกับซากดึกดำ�บรรพ์ของ สิ่งมีชีวิตที่คน้ พบท้งั ในประเทศไทย หรือตา่ งประเทศ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชีววิทยา เลม่ 2 บทที่ 7 | วิวัฒนาการ 205 กิจกรรมเสนอแนะ ซากดึกดำ�บรรพ์ของสิ่งมชี วี ติ จดุ ประสงค์ 1. สืบคน้ ข้อมลู เกย่ี วกบั ซากดึกด�ำ บรรพท์ ค่ี ้นพบทั้งในประเทศไทยหรือในต่างประเทศ 2. อภิปราย และสรุปความสำ�คัญเก่ียวกับซากดึกดำ�บรรพ์ท่ีนำ�มาเป็นหลักฐานสนับสนุน การเกดิ ววิ ัฒนาการของสง่ิ มีชีวติ 3. นำ�เสนอขอ้ มลู ในรปู แบบต่าง ๆ ในช้ันเรียน แนวการจดั กจิ กรรม 1. ในการทำ�กจิ กรรมเสนอแนะครูอาจใหน้ ักเรียนท�ำ งานเปน็ กลุ่มในการสืบคน้ ขอ้ มลู เกยี่ วกบั ซากดึกดำ�บรรพ์ท่คี ้นพบทงั้ ในประเทศไทยและในตา่ งประเทศจากแหลง่ เรียนรู้ตา่ ง ๆ โดย ซากดึกดำ�บรรพ์น้ันควรมีความหลากหลายและมาจากแหล่งค้นพบต่าง ๆ ตามความสนใจ ของนกั เรียนแตไ่ ม่ควรซ�้ำ กัน และใหน้ กั เรยี นแตล่ ะกลมุ่ อภิปรายในประเดน็ ตา่ ง ๆ ดงั น้ี ซากดกึ ด�ำ บรรพท์ ศ่ี กึ ษามีลกั ษณะใกล้เคยี งกับส่ิงมีชวี ติ กลมุ่ ใด เพราะเหตุใดจึงจดั อยู่ ในกลุ่มของสง่ิ มีชีวิตดังกลา่ ว ซากดึกด�ำ บรรพน์ ้ีมลี กั ษณะแตกตา่ งจากสิ่งมชี ีวิตในกลุม่ ทก่ี ล่าวขา้ งตน้ อยา่ งไร ซากดกึ ดำ�บรรพน์ ส้ี นับสนนุ การเกดิ ววิ ัฒนาการไดอ้ ย่างไร 2. หลังจากการอภิปรายควรให้นักเรียนแต่ละกลุ่มนำ�ความรู้ที่ได้จากการทำ�กิจกรรมมา นำ�เสนอในชั้นเรยี นเพื่ออภปิ รายแลกเปลย่ี นความรู้กนั หรือจัดท�ำ เป็นปา้ ยนเิ ทศ หมายเหตุ ครอู าจแนะน�ำ แหลง่ เรยี นรทู้ นี่ กั เรยี นสามารถไปสบื คน้ ขอ้ มลู เกย่ี วกบั ซากดกึ ด�ำ บรรพ์ โดยอาจค้นหาข้อมูลจากแหล่งเรียนรู้ออนไลน์ของหน่วยงานที่เก่ียวข้อง เช่น พิพิธภัณฑ์ ไดโนเสารภ์ เู วยี ง อ�ำ เภอภเู วยี ง จงั หวดั ขอนแกน่ พพิ ธิ ภณั ฑส์ ริ นิ ธร (พพิ ธิ ภณั ฑไ์ ดโนเสารภ์ กู มุ้ ขา้ ว) อ�ำ เภอสหสั ขนั ธ์ จงั หวัดกาฬสินธ์ุ และพพิ ธิ ภัณฑ์ธรณวี ทิ ยา กรุงเทพมหานคร เปน็ ต้น ครูอาจตัง้ คำ�ถามเพ่มิ เติมให้นกั เรียนอภปิ รายเพอ่ื นำ�ไปสู่หัวขอ้ ถดั ไปดังนี้ การศกึ ษาซากดกึ ด�ำ บรรพเ์ พยี งอยา่ งเดยี ว สามารถสนบั สนนุ การเกดิ ววิ ฒั นาการไดห้ รอื ไม่ เพราะเหตุใด ได้ เนอ่ื งจากซากดกึ ด�ำ บรรพแ์ สดงใหเ้ หน็ วา่ สงิ่ มชี วี ติ ในอดตี มลี กั ษณะแตกตา่ งจากสง่ิ มชี วี ติ ในปจั จบุ นั นา่ จะเกดิ จากการเปลยี่ นแปลงของโครงสรา้ งตา่ ง ๆ โดยใชร้ ะยะเวลาทย่ี าวนาน สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

206 บทท่ี 7 | ววิ ัฒนาการ ชวี วิทยา เลม่ 2 ซงึ่ กค็ อื การเกดิ ววิ ฒั นาการนนั่ เอง แตห่ ลกั ฐานจากซากดกึ ด�ำ บรรพเ์ พยี งอยา่ งเดยี ว อาจไม่ เพียงพอที่จะให้ขอ้ มลู เพราะซากดึกดำ�บรรพท์ ี่ค้นพบมกั ไม่ครบสมบูรณ์ อาจเกิดจากการ ถูกทำ�ลายจากปรากฏการณ์ธรรมชาติ หรือยังไม่ถูกค้นพบ และมีสิ่งมีชีวิตอีกหลายชนิดท่ี ไมม่ ีโอกาสเกิดซากดึกดำ�บรรพ์ได้ ครูอาจช้ีแจงเพิ่มเติมว่า ด้วยเหตุผลดังกล่าวจึงต้องมีหลักฐานจากประจักษ์พยานอื่น ๆ อีกท่ี สนบั สนุนการเกิดวิวัฒนาการของส่งิ มีชวี ิต 7.1.2 กายวภิ าคเปรียบเทยี บ ครูอาจให้นักเรียนพิจารณาหลักฐานกายวิภาคเปรียบเทียบจากรูป 7.5 ในหนังสือเรียน โดย แนะน�ำ ใหน้ กั เรยี นเปรยี บเทยี บกระดกู รยางคค์ หู่ นา้ แลว้ ใหน้ กั เรยี นรว่ มกนั อภปิ รายโดยใชค้ �ำ ถามดงั นี้ โครงสรา้ งของรยางคค์ หู่ น้าของสตั วเ์ หลา่ นม้ี ีความคล้ายกนั อยา่ งไร ความคล้ายกนั ของกระดูกรยางค์จะบอกถงึ ความสัมพันธท์ างวิวฒั นาการหรอื ไม่ อยา่ งไร จากการศึกษาและอภิปรายร่วมกันนักเรียนควรจะสรุปได้ว่า โครงสร้างของรยางค์คู่หน้าของ สัตว์ต่าง ๆ นี้มีองค์ประกอบของกระดูกแต่ละส่วนคล้ายกัน แต่อาจเปลี่ยนแปลงรูปร่าง ขนาด และ จำ�นวน เพ่ือให้สัมพันธ์กับการทำ�หน้าที่และการดำ�รงชีวิตในสภาพแวดล้อมท่ีแตกต่างกัน จึงเป็น หลักฐานสนับสนุนว่าสัตว์มีกระดูกสันหลังเหล่านี้มีวิวัฒนาการมาจากบรรพบุรุษร่วมกัน จากน้ันครู สรุปเกี่ยวกับโครงสร้างกำ�เนิดเดียวกันและอธิบายเพ่ิมเติมเก่ียวกับโครงสร้างกำ�เนิดต่างกัน โดย สง่ิ มชี วี ติ ทมี่ คี วามสมั พนั ธใ์ กลช้ ดิ กนั ทางววิ ฒั นาการจะมโี ครงสรา้ งตา่ ง ๆ ทเี่ ปน็ โครงสรา้ งก�ำ เนดิ เดยี วกนั 7.1.3 วทิ ยาเอ็มบรโิ อ ครูอาจให้นักเรียนศึกษาภาพแสดงพัฒนาการของเอ็มบริโอของสัตว์มีกระดูกสันหลังบางชนิด จากรูป 7.7 ในหนังสือเรียน โดยแนะนำ�ให้นักเรียนพิจารณาเปรียบเทียบถุงคอหอยและหางในระยะ พฒั นาช่วงต่าง ๆ จากนน้ั ให้นกั เรียนร่วมกันอภิปราย โดยอาจใชค้ ำ�ถามดังน้ี พัฒนาการของเอ็มบริโอของสัตว์มีกระดูกสันหลังดังภาพ มีลักษณะที่เหมือนหรือแตกต่าง กันอย่างไร การเจรญิ เตบิ โตในระยะใดทมี่ ีความคลา้ ยกนั รปู ร่างของเอม็ บริโอของมนษุ ยร์ ะยะปลายคล้ายกบั สัตวช์ นดิ ใดมากที่สดุ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชีววทิ ยา เล่ม 2 บทที่ 7 | วิวฒั นาการ 207 จากการอภปิ ราย นกั เรยี นควรสรุปได้ว่าเอ็มบรโิ อในระยะตน้ ของสตั ว์มกี ระดูกสนั หลังทุกชนิด ในภาพมลี กั ษณะคลา้ ยกนั แตใ่ นระยะกลางและระยะปลายจะเรม่ิ มคี วามแตกตา่ งกนั มากขน้ึ นอกจาก นี้เมื่อเปรียบเทียบรูปร่างของเอ็มบริโอในระยะปลาย จะเห็นว่ามนุษย์และวัวยังคงมีความคล้ายกัน มากกว่าสัตว์ชนิดอ่ืน จึงอาจสันนิษฐานได้ว่ามนุษย์และวัวน่าจะมีความสัมพันธ์ท่ีใกล้ชิดกันทาง วิวฒั นาการมากกว่าสัตวช์ นิดอ่ืน 7.1.4 ชวี วทิ ยาโมเลกลุ ครอู าจทบทวนความรเู้ ดมิ ของนักเรยี นโดยใชต้ ัวอย่างคำ�ถามดงั น้ี สารพนั ธุกรรมของสิ่งมชี ีวติ คือสารใด DNA เป็นสารพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ ยกเว้นไวรัสบางชนิดมี RNA เป็น สารพนั ธกุ รรม สิ่งมชี ีวติ มกี ลไกการสังเคราะห์ DNA RNA และโปรตีนเหมือนกนั หรือไม่ อยา่ งไร ส่ิงมีชีวิตทุกชนิดจะมีกลไกการสังเคราะห์ DNA RNA และโปรตีนแบบเดียวกัน โดยใช้ รหสั พนั ธุกรรม (codon) เหมอื นกันในการสงั เคราะห์โปรตนี จากนั้นให้นักเรียนได้สืบค้นข้อมูล อภิปราย และอธิบายหลักฐานทางชีววิทยาโมเลกุลที่ใช้ใน การสนับสนุนความสัมพันธ์ที่ใกล้ชิดกันทางวิวัฒนาการ โดยใช้ตัวอย่างการเปรียบเทียบร้อยละของ ล�ำ ดบั กรดแอมโิ นท่เี หมือนกนั ในสายฮีโมโกลบินระหวา่ งมนษุ ย์ ลิงรีซัส หนู ไก่ กบ และปลาปากกลม ในตาราง 7.1 ในหนงั สอื เรยี น และใหน้ กั เรยี นรว่ มกนั อภปิ รายโดยใชป้ ระเดน็ ค�ำ ถามน�ำ ในหนงั สอื เรยี น ดงั นี้ จากตารางนักเรียนจะอธิบายความใกล้ชิดกันทางวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตอ่ืน ๆ กับมนุษย์ได้ อยา่ งไร มนุษย์มีความสัมพันธ์ท่ีใกล้ชิดกันทางวิวัฒนาการกับลิงรีซัสมากกว่าหนู ไก่ กบและปลาปาก กลมเนอ่ื งจากมรี อ้ ยละของล�ำ ดบั กรดแอมโิ นในฮโี มโกลบนิ ทเี่ หมอื นกนั มากกวา่ สงิ่ มชี วี ติ ชนดิ อน่ื ครสู ามารถศกึ ษาขอ้ มลู เพมิ่ เตมิ เกยี่ วกบั การเปรยี บเทยี บล�ำ ดบั ของกรดแอมโิ นของสง่ิ มชี วี ติ ชนดิ ตา่ ง ๆ ซง่ึ น�ำ มาใชอ้ ธบิ ายความใกลช้ ดิ ทางววิ ฒั นการของสง่ิ มชี วี ติ ไดจ้ ากความรเู้ พม่ิ เตมิ ส�ำ หรบั ครู และ อาจนำ�ไปเป็นตัวอย่างให้นักเรียนศึกษาเพิ่มเติมและร่วมกันอภิปรายเพ่ือทำ�ความเข้าใจเกี่ยวกับ หลักฐานทางชีววทิ ยาโมเลกุลมากยิ่งขน้ึ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ความรูเ้ พมิ่ เตมิ ส�ำ หรับครู 208 บทที่ 7 | ววิ ฒั นาการ การเปรียบเทียบล�ำ ดบั กรดแอมโิ นของโปรตีน hemoglobin alpha chain ของสงิ่ มีชวี ิตต่าง ๆ 10 20 30 40 50 60 70 ....|....|....|....|....|.. . .|....|....|....|....|....|....|....|....| 1 MV L S P A D K T N V K A AWG K V G A H A G E Y G A E A L E RM F L S F P T T K T Y F P H F D L S H G S A Q V K G H G K K V A D A L T N A 2 ...................................................................... 3 ...................................................................... 4 . . . . . D . . KH . . . . . . . . . E . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D . . NK . . . . . . . . . . L . 5 . . . . GE . . S . I . . . . . . I . G . GA . . . . . . . . . . . A . . . . . . . . . . . . . V . . . . . . . . . . . . . . . . . . A . . 6 . . . . A . . . . . I . NC . . . I . G . G . . . . E . . . Q . . . AA . . . . . . . . S . I . V . P . . . . . . A . . . . . . . . . AK . 7 . . . . A . . . N . . . G I F T . I AG . . E . . . . . T . . . . . TTY . P . . . . . . . . . . . . . . . . I . . . . . . . VA . . I E . 8 . . . .A. . .G. . . . . . . . . .G. .A. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .A. . .A. . .K. 9 . . . .A. . . . . . . . . .S. . .G. . . .F. . . . . . . . . .G. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .A. . . . .G. . . .L. 70 80 90 100 110 120 130 140 |. . . .|. . . .|. . . .|. . . .|. . . .|. . . .|. . . .|. . . .|. . . .|. . . .|. . . .|. . . .|. . . .|. . . .|. . 1 AVAHVDDMP NA L S A L S D L HAHK L RVD P VN F K L L S HC L L V T L AAH L P A E F T P AVHA S L DK F L A S V S T V L T S K Y R 2 ......................................................................... 3 ......................................................................... ชวี วทิ ยา เล่ม 2 4 . .G. . . . . .Q. . .K. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 . AG . L . . L . G . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . S . H . . D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 . AD . . E . L . G . . . T . . . . . . . . . . . . . . . . . F . . . . . . . . . . C . H . GD . . . . M . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 . AN . I . . I AGT . . K . . . . . . . . . . . . . . . . . . . GQ . F . . VV . I . H . . AL . . E . . . . . . . . . CA . G . . . . . A . . 8 . . E . L . . L . G . . . E . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . S . . . . . . S . . . SD . . . . . . . . . . . . . . N . . . . . . . . . . 9 . . G . L . . L . G . . . N . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . S . V . . . ND . . . . . . . . . . . . . S . . . . . . . . . . . 1. มนุษย์ 4. ลงิ บาบูนชนิดหนึง่ 7. ไก่ 2. ชิมแปนซี 5. หนบู ้าน 8. ววั 3. อรุ ังอตุ งั 6. หนนู อรเ์ วย์ 9. มา้

การเปรียบเทียบลำ�ดับกรดแอมิโนจำ�นวน 142 กรดแอมิโน ของโปรตีน hemoglobin alpha chain ของส่ิงมีชีวิตต่าง ๆ ชีววิทยา เลม่ 2 ตวั อกั ษรภาษาองั กฤษแตล่ ะตวั แทนกรดแอมโิ น 1 ชนดิ ล�ำ ดบั กรดแอมโิ นของมนษุ ยจ์ ะอยดู่ า้ นบนสดุ เพอ่ื ใชเ้ ปน็ ตวั เปรยี บเทยี บกบั กรดแอมโิ นทมี่ าจากสงิ่ มชี วี ติ อนื่  ๆ กรดแอมโิ นทมี่ ลี �ำ ดบั เหมอื นกบั กรดแอมโิ นของมนษุ ยจ์ ะเปน็ เสน้ ประ สว่ นกรดแอมโิ นทแี่ ตกตา่ ง กนั จะเขยี นเปน็ ตวั อกั ษรแสดงกรดแอมโิ นทตี่ า่ งไปจากกรดแอมโิ นของมนษุ ย์ โดยยง่ิ มลี �ำ ดบั กรดแอมโิ นเหมอื นกนั มาก ยงิ่ แสดงถงึ ความสมั พันธ์ท่ีใกลช้ ิดกันทางสายวิวฒั นาการมาก สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ชนิดของสิง่ มีชวี ติ จำ�นวนของกรดแอมิโนทแี่ ตกต่างจากล�ำ ดบั กรดแอมโิ นของโปรตีน บทท่ี 7 | ววิ ัฒนาการ ทเี่ รียกว่า hemoglobin alpha chain ของมนุษย์ 1. มนษุ ย์ 2. ชมิ แปนซี 0 3. อรุ ังอุตัง 0 4. ลิงบาบนู ชนิดหนึ่ง 0 5. หนบู ้าน 11 6. หนูนอร์เวย์ 19 7. ไก่ 30 8. วัว 42 9. มา้ 17 18 209

210 บทที่ 7 | ววิ ัฒนาการ ชีววทิ ยา เล่ม 2 หลังจากการอภิปรายนักเรียนควรสรุปได้ว่า จากข้อเท็จจริงที่ว่าสิ่งมีชีวิตมี DNA เป็น สารพันธุกรรม และใช้รหัสพันธุกรรมเหมือนกันในการสังเคราะห์โปรตีน จึงนำ�ไปสู่ข้อสันนิษฐานว่า สง่ิ มชี วี ติ เหลา่ นมี้ วี วิ ฒั นาการมาจากบรรพบรุ ษุ รว่ มกนั ดงั นน้ั หลกั ฐานทางดา้ นชวี วทิ ยาโมเลกลุ จงึ เปน็ หลักฐานที่น่าเช่ือถือได้มากและเป็นหลักฐานสำ�คัญที่ใช้สนับสนุนหลักฐานทางด้านอื่น ๆ ครูอาจใช้ ค�ำ ถามเพ่มิ เตมิ เพอื่ น�ำ ไปสู่การอภปิ ราย โดยมีคำ�ถามและแนวคำ�ตอบดงั นี้ การศึกษาวิวัฒนาการจากหลักฐานชีววิทยาโมเลกุลมีข้อได้เปรียบกว่าการศึกษาจาก หลักฐานอน่ื  ๆ อยา่ งไร มีข้อได้เปรียบคือ การใช้หลักฐานด้านอ่ืนอาจไม่ชัดเจน และไม่สามารถระบุความสัมพันธ์ ทางวิวัฒนาการระหว่างกลุ่มส่ิงมีชีวิตท่ีต่างกันได้ แต่หลักฐานชีววิทยาโมเลกุลซึ่งใช้ ความแตกตา่ งของล�ำ ดบั เบส หรอื ล�ำ ดบั กรดแอมโิ นทมี่ อี ยเู่ ปน็ จ�ำ นวนมาก สามารถน�ำ มาใช้ วิเคราะห์เพ่ือหาความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตเหล่านั้นได้ เช่น วาฬซ่ึงไม่มีนิ้วท่ีเห็นได้ ชดั เจนนา่ จะจดั อยคู่ นละอนั ดบั กบั ฮปิ โปโปเตมสั แตก่ ารศกึ ษาทางชวี วทิ ยาโมเลกลุ ชใี้ หเ้ หน็ ว่าวาฬและฮิปโปโปเตมัสมีบรรพบุรุษร่วมกันที่มีวิวัฒนาการแยกออกจากบรรพบุรุษของ สัตวก์ บี อื่น ๆ ดงั รปู บรรพบรุ ษุ ของ สตั วกีบเด่ยี ว สัตวกบี สัตวกบี คู วาฬ ฮปิ โปโปเตมัส สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชวี วทิ ยา เล่ม 2 บทที่ 7 | ววิ ฒั นาการ 211 7.1.5 การแพรก่ ระจายของสิ่งมชี วี ติ ทางภมู ิศาสตร์ ครใู ช้รูป 7.8 แสดงการแพรก่ ระจายของอูฐในแอฟรกิ าและเอเชยี และลามาในอเมรกิ าใต้ แล้ว ให้นักเรียนสืบค้นข้อมูลเพ่ิมเติม และอภิปรายร่วมกันว่า เพราะเหตุใดอูฐและลามาที่แพร่กระจายอยู่ ในบริเวณทอ่ี ยู่ห่างไกลกันในปจั จุบัน จงึ มีความสัมพนั ธ์ใกลช้ ดิ กนั ทางสายวิวัฒนาการ จากการอภิปรายในกรณีการแพร่กระจายของอูฐและลามาน้ัน นักเรียนควรสรุปได้ว่าลักษณะ ของการแพร่กระจายของสิ่งมีชีวิตทางภูมิศาสตร์ สามารถนำ�มาใช้เป็นข้อมูลในการตั้งข้อสันนิษฐาน เกี่ยวกับวิวัฒนาการของส่ิงมีชีวิตได้ โดยเม่ือประกอบกับหลักฐานซากดึกดำ�บรรพ์ และหลักฐานทาง ธรณีวิทยาอื่น ๆ เช่น การท่ีเคยมีบริเวณที่เชื่อมต่อกันในอดีต หรือการแยกจากกันของทวีป จะทำ�ให้ เขา้ ใจถงึ ววิ ฒั นาการของสงิ่ มีชีวติ นนั้ ได้ดยี ง่ิ ขึ้น เม่ือเรียนจบหัวข้อนี้แล้วครูอาจให้นักเรียนสรุปประเด็นสำ�คัญที่ได้จากเน้ือหาเพ่ือให้เข้าใจ เก่ียวกับการใชห้ ลกั ฐานตา่ ง ๆ ในการศกึ ษาววิ ฒั นาการ ซงึ่ อาจสรุปได้ดงั น้ี 1. การศกึ ษาซากดกึ ด�ำ บรรพจ์ ะชว่ ยใหท้ ราบถงึ ชว่ งเวลาโดยประมาณทส่ี ง่ิ มชี วี ติ นน้ั  ๆ ปรากฏ ขน้ึ ในโลก ไดเ้ หน็ รปู รา่ งลกั ษณะของสงิ่ มชี วี ติ นนั้  ๆ ในอดตี และยงั ท�ำ ใหท้ ราบไดว้ า่ สง่ิ มชี วี ติ มีการเปล่ียนแปลงมาอย่างไรจนถึงปัจจุบัน แต่อาจมีข้อจำ�กัดในแง่ของความสมบูรณ์ของ ซากดึกด�ำ บรรพ์ท่ีปรากฏ จงึ ตอ้ งอาศัยหลกั ฐานทางด้านอน่ื  ๆ ประกอบ 2. การเปรยี บเทยี บความคลา้ ยกนั ของโครงสรา้ งของสง่ิ มชี วี ติ ท�ำ ใหเ้ หน็ ความสมั พนั ธท์ างสาย ววิ ัฒนาการของส่ิงมชี ีวติ ได้ 3. สัตว์ทมี่ คี วามใกลช้ ิดกนั ทางสายววิ ัฒนาการ จะมีพฒั นาการของเอม็ บรโิ อคลา้ ยกนั 4. การศึกษาชีววิทยาโมเลกุลเป็นหลักฐานสำ�คัญที่ใช้สนับสนุนหลักฐานทางด้านอ่ืน ๆ เพื่อ บอกถึงความสมั พันธ์ของสายวิวฒั นาการของส่งิ มชี ีวิต 5. สิ่งมีชีวิตที่มีความใกล้ชิดกันทางสายวิวัฒนาการ อาจพบได้ในบริเวณท่ีอยู่ห่างไกลกัน มี สภาพแวดล้อมต่างกัน จงึ มีววิ ฒั นาการปรับเปล่ียนไปตามสภาพแวดลอ้ มท่ีอาศัยอยู่ สรุปได้ว่าหลักฐานต่าง ๆ เหล่านี้ สนับสนุนว่าสิ่งมีชีวิตมีวิวัฒนาการ และใช้เป็นข้อมูลในการ ศึกษาวิวัฒนาการของส่ิงมีชีวิต จากน้ันครูถามนำ�เข้าสู่หัวข้อต่อไปซ่ึงอาจมีแนวคำ�ถามดังน้ี นักวิทยาศาสตรใ์ นอดตี และในปจั จบุ นั มแี นวคิดเก่ียวกับวิวัฒนาการอย่างไร สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

212 บทที่ 7 | ววิ ัฒนาการ ชีววทิ ยา เล่ม 2 แนวการวดั และประเมนิ ผล ด้านความรู้ - หลักฐานที่สนับสนุนและข้อมูลท่ีใช้อธิบายการเกิดวิวัฒนาการของส่ิงมีชีวิตจากการสืบค้น ข้อมลู ตอบค�ำ ถาม อภปิ ราย แะการทำ�แบบฝึกหัด ด้านทักษะ - การสงั เกต และการลงความเหน็ จากขอ้ มลู จากการน�ำ เสนอและการอภปิ รายร่วมกัน - การสือ่ สารสารสนเทศ และการร้เู ท่าทันสือ่ จากการสบื คน้ ข้อมูล และการนำ�เสนอข้อมลู ด้านจติ วิทยาศาสตร์ - ความอยากร้อู ยากเห็น การใชว้ ิจารณญาณ ความสนใจในวิทยาศาสตร์ และการเห็นคุณคา่ ทางวทิ ยาศาสตรจ์ ากการสงั เกตพฤตกิ รรมในการอภปิ รายรว่ มกนั และการมสี ว่ นรว่ มในการ เรยี นการสอนโดยประเมินตามสภาพจรงิ ระหว่างเรยี น 7.2 แนวคิดเกี่ยวกบั ววิ ัฒนาการของสิ่งมชี ีวิต จุดประสงคก์ ารเรยี นรู้ 1. สบื คน้ ขอ้ มลู และอธบิ ายเกย่ี วกบั กฎการใชแ้ ละไมใ่ ช้ และกฎการถา่ ยทอดลกั ษณะทเ่ี กดิ ขน้ึ มาใหม่ของลามารก์ 2. สืบค้นข้อมูล และอธิบายเกี่ยวกับทฤษฎีการคัดเลือกโดยธรรมชาติของดาร์วิน และ ยกตวั อยา่ งวิวัฒนาการของส่งิ มชี วี ิตซงึ่ ผา่ นการคดั เลอื กโดยธรรมชาติ 3. อภิปรายและเปรียบเทียบแนวคดิ เกยี่ วกับวิวฒั นาการของลามาร์กและดาร์วิน สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชีววิทยา เลม่ 2 บทที่ 7 | วิวฒั นาการ 213 แนวการจดั การเรยี นรู้ ครอู าจน�ำ เขา้ สบู่ ทเรยี นโดยพดู คยุ กบั นกั เรยี นวา่ ประจกั ษพ์ ยานจากหลกั ฐานตา่ ง ๆ ดงั ทไี่ ดก้ ลา่ ว มาแลว้ ท�ำ ให้ทราบว่าสงิ่ มีชวี ติ มีการเปล่ยี นแปลงหรอื เกดิ วิวฒั นาการ ครคู วรเปิดโอกาสใหน้ ักเรียนได้ ต้ังคำ�ถามท่ีนักเรยี นอยากทราบเกยี่ วกบั ววิ ัฒนาการ ซงึ่ คำ�ถามอาจเปน็ ดังนี้ สง่ิ มชี วี ติ ในอดตี มกี ารเปลยี่ นแปลงมาจนเปน็ สง่ิ มชี วี ติ ปจั จบุ นั หรอื เกดิ ววิ ฒั นาการไดอ้ ยา่ งไร ครูชี้แจงเพ่ิมเติมว่าคำ�ถามของนักเรียนได้มีนักวิทยาศาสตร์ให้ความสนใจมานานแล้ว และมี แนวคิดเกยี่ วกับววิ ัฒนาการท่นี า่ สนใจ ซึ่งนักเรยี นจะไดศ้ ึกษาในหวั ขอ้ ต่อไป 7.2.1 แนวคิดเกี่ยวกบั ววิ ัฒนาการของลามารก์ ครอู าจใหน้ กั เรยี นสบื คน้ ขอ้ มลู เกย่ี วกบั แนวคดิ เกยี่ วกบั ววิ ฒั นาการของลามารก์ จากหนงั สอื เรยี น เพื่อร่วมกันอภิปรายว่าแนวคิดของลามาร์กมีความน่าเชื่อถือมากน้อยแค่ไหน เพราะเหตุใด โดยอาจ ยกกรณขี องยรี าฟทม่ี คี อยาวโดยใช้คำ�ถามดังน้ี ลามาร์กเชอ่ื ว่าอะไรเป็นแรงผลักดนั ที่ท�ำ ให้ส่งิ มีชวี ติ มีการเปลี่ยนแปลง สภาพแวดลอ้ มเปน็ แรงผลักดันทำ�ให้สง่ิ มีชีวติ มกี ารเปล่ียนแปลง นักเรียนจะใช้แนวคิดของลามาร์กในการอธิบายการเปล่ียนแปลงรูปร่างของยีราฟท่ีมี ลกั ษณะคอยาวขึ้นไดอ้ ย่างไร ในอดีตยีราฟอาจมีลักษณะคอสั้น เม่ืออาหารบริเวณพ้ืนดินมีไม่เพียงพอเนื่องจากมีการ แก่งแย่งแขง่ ขันกันสงู ท�ำ ใหย้ รี าฟพยายามยดื คอเพือ่ กนิ ใบไม้บนตน้ ไมส้ ูง ๆ อยูเ่ สมอ ทำ�ให้ มคี อยาวขน้ึ ลกั ษณะดงั กลา่ วนม้ี กี ารถา่ ยทอดไปยงั รนุ่ ตอ่ ไปท�ำ ใหย้ รี าฟในปจั จบุ นั มลี กั ษณะ คอยาว นกั เรียนคดิ ว่าถา้ โครงสร้างของสิ่งมชี วี ิตมลี กั ษณะเปล่ยี นแปลงไปเน่อื งจากการใชง้ านมาก หรือน้อย ลักษณะทเี่ ปล่ยี นแปลงไปนั้นจะถ่ายทอดไปยงั รุ่นลกู ไดห้ รอื ไม่ เพราะเหตุใด ลกั ษณะของสงิ่ มชี วี ติ ทเี่ ปลย่ี นแปลงไปจากการใชง้ านมากหรอื นอ้ ย อาจไมส่ ามารถถา่ ยทอด ไปยังรุ่นลูกได้ เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงนี้เกิดข้ึนกับเซลล์ร่างกาย และไม่ได้เป็น การเปล่ียนแปลงท่ีระดับพันธุกรรม จากข้อเท็จจริงน้ีทำ�ให้กฎท้ังสองตามแนวคิดของ ลามารก์ ไม่เปน็ ทีย่ อมรบั สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

214 บทท่ี 7 | วิวฒั นาการ ชีววิทยา เลม่ 2 ค�ำ ถามในหนงั สอื เรียนมแี นวคำ�ตอบ ดังนี้ ยกตัวอย่างกรณีการเปลี่ยนแปลงลักษณะของสิ่งมีชีวิตท่ีไม่เป็นไปตามแนวคิดเก่ียวกับ ววิ ฒั นาการของลามาร์ก พรอ้ มให้เหตุผล ตัวอย่างเช่น นักกีฬาเพาะกายมีการบริหารกล้ามเน้ือจนมีขนาดใหญ่ขึ้นเพ่ือใช้ในการแข่งขัน หรอื ชา่ งไมท้ ท่ี �ำ งานหนกั ท�ำ ใหผ้ วิ หนงั บรเิ วณฝา่ มอื หนาและหยาบขน้ึ จากกรณที งั้ 2 น้ี ลกั ษณะ ทเ่ี ปลย่ี นไปนสี้ ง่ ผลตอ่ เซลลข์ องรา่ งกายสว่ นนนั้  ๆ เชน่ เซลลก์ ลา้ มเนอื้ หรอื เซลลผ์ วิ หนงั บรเิ วณ ฝา่ มอื ไมไ่ ดเ้ กดิ ขน้ึ ในเซลลส์ บื พนั ธแุ์ ละไมไ่ ดเ้ ปน็ การเปลยี่ นแปลงทรี่ ะดบั พนั ธกุ รรม ลกั ษณะที่ เปลี่ยนไปนจี้ ึงไมส่ ามารถถา่ ยทอดจากรุ่นหนง่ึ ไปยงั อกี รุ่นหน่ึงได้ จากการอภิปรายและตอบคำ�ถาม นักเรียนควรสรุปได้ว่าไม่สามารถพิสูจน์ได้ว่าลักษณะของ ส่งิ มีชวี ิตทีเ่ กดิ จากการใช้และไม่ใชน้ ้ันสามารถถ่ายทอดไปยงั รุน่ ต่อไปได้ 7.2.2 แนวคดิ เก่ียวกบั วิวัฒนาการของดารว์ นิ ครูอาจให้นักเรียนไปสืบค้นข้อมูลการศึกษาค้นคว้าของดาร์วินจากหนังสือเรียน และร่วมกัน อภปิ รายโดยมแี นวค�ำ ถามดงั นี้ หนังสือของชาลส์ ไลเอลล์มอี ทิ ธิพลตอ่ แนวคิดของชาลส์ ดาร์วินอยา่ งไร หนังสือของชาลส์ ไลเอลล์ทำ�ให้ดาร์วินได้แนวคิดว่า เปลือกโลกยังมีการเปล่ียนแปลงได้ ดงั นนั้ ส่งิ มีชีวติ กน็ า่ จะมีการเปล่ียนแปลงได้เชน่ กัน การศกึ ษาหนงั สือ An Essay on the Principle of Population ของโทมัส มัลทสั ส่งผลต่อ แนวคดิ วิวัฒนาการของชาลส์ ดาร์วินอย่างไร หนงั สอื ของมลั ทสั ซง่ึ กลา่ ววา่ การเตบิ โตของประชากรมนษุ ยถ์ กู จ�ำ กดั เนอ่ื งจากปจั จยั ตา่ ง ๆ เชน่ การขาดแคลนอาหาร ภยั ธรรมชาติ สงคราม โรคภยั ไข้เจบ็ ทำ�ใหด้ าร์วินได้แนวคิดวา่ ในธรรมชาตกิ ม็ ีปัจจยั ตา่ ง ๆ ทสี่ ง่ ผลใหส้ มาชิกของประชากรส่งิ มีชีวติ ทีม่ ีลักษณะเหมาะสม กับสภาพแวดล้อมอย่รู อดและสบื พนั ธใุ์ ห้ลกู หลานได้มากกวา่ ในขณะทส่ี มาชกิ ที่มีลักษณะ ไมเ่ หมาะสมกจ็ ะคอ่ ย ๆ ลดลงและอาจหายไปได้ในท่ีสดุ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชวี วิทยา เลม่ 2 บทท่ี 7 | วิวัฒนาการ 215 จากน้นั ครูใหน้ กั เรยี นศึกษารูป 7.13 ในหนงั สือเรียนที่แสดงลักษณะจะงอยปากของนกฟนิ ช์ที่ พบในหมเู่ กาะกาลาปากอสแลว้ อภปิ รายเกยี่ วกบั ความหลากหลายของนกฟนิ ชบ์ นหมเู่ กาะกาลาปากอส โดยมแี นวค�ำ ถามดงั นี้ เพราะเหตใุ ดนกฟนิ ชใ์ นหมเู่ กาะกาลาปากอสจงึ มลี กั ษณะคลา้ ยคลงึ กบั นกฟนิ ชท์ อี่ าศยั บน ทวปี อเมรกิ าใต้ อาจเปน็ ไปไดว้ า่ บรรพบรุ ษุ ของนกฟนิ ชใ์ นหมเู่ กาะกาลาปากอสเปน็ นกฟนิ ชท์ อ่ี พยพมาจาก ทวปี อเมรกิ าใต้ และไดแ้ พรก่ ระจายด�ำ รงชวี ติ อยบู่ นเกาะตา่ ง ๆ จนกระทงั่ มวี วิ ฒั นาการเปน็ นกฟนิ ช์หลากหลายสปีชสี ์ ดังเชน่ ท่พี บในปัจจบุ ัน นักเรียนจะอธิบายเก่ียวกับการเกิดนกฟินช์หลายสปีชีส์บนหมู่เกาะกาลาปากอส โดยใช้ ทฤษฎขี องดารว์ ินได้อย่างไร นกฟินช์ที่อพยพมาจากแผ่นดินใหญ่ไปอาศัยอยู่ตามเกาะต่าง ๆ ซึ่งมีสภาพแวดล้อม แตกตา่ งกนั ทง้ั ภายในเกาะเดยี วกนั และระหวา่ งเกาะ จงึ มกี ารกนิ อาหารทแ่ี ตกตา่ งกนั ไปตาม สภาพแวดล้อม ทำ�ให้นกฟินช์ท่ีมีจะงอยปากเหมาะสมกับอาหารในสภาพแวดล้อมน้ันมี โอกาสอยู่รอดได้ดีกว่า และมีโอกาสถ่ายทอดลักษณะดังกล่าวไปยังรุ่นต่อ ๆ ไป ทำ�ให้ นกฟินช์ในแต่ละเกาะมีลักษณะของจะงอยปากแตกต่างกันมากข้ึน และเม่ือลักษณะอ่ืนๆ มีการเปล่ียนแปลงไปตามสภาพแวดล้อมด้วย ในที่สุดเกิดเป็นนกฟินช์หลาย ๆ สปีชีส์ใน ปจั จบุ นั จากการศึกษาของดาร์วิน วิวัฒนาการเป็นการคัดเลือกส่ิงมีชีวิตท่ีเกิดข้ึนโดยธรรมชาติ ซ่ึง เปน็ การเปลย่ี นแปลงของลกั ษณะตา่ ง ๆ ตามสภาพแวดลอ้ มอยา่ งคอ่ ยเปน็ คอ่ ยไป ซง่ึ ตอ้ งใชร้ ะยะเวลา นานหลายชวั่ รนุ่ โดยหนงึ่ ในหลกั ฐานทด่ี ารว์ นิ ใชอ้ า้ งองิ และสนบั สนนุ แนวความคดิ เกยี่ วกบั การคดั เลอื ก โดยธรรมชาติ คอื การทมี่ นษุ ยส์ ามารถคดั เลอื กสง่ิ มชี วี ติ เพอ่ื ใหม้ ลี กั ษณะตามความตอ้ งการ ซง่ึ ครอู าจ จะใชก้ รณกี ารปรบั ปรงุ พนั ธข์ุ องกะหล�่ำ ปา่ และการปรบั ปรงุ สายพนั ธสุ์ นุ ขั ในความรเู้ พมิ่ เตมิ ในหนงั สอื เรยี น เพื่อใหน้ กั เรียนเขา้ ใจมากขึน้ โดยใชค้ �ำ ถามเพิ่มเติม ดงั น้ี สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

216 บทที่ 7 | วิวฒั นาการ ชวี วทิ ยา เล่ม 2 กะหล่ำ�พนั ธ์ใุ หม่ทีเ่ กดิ ขึ้นมลี กั ษณะเปลย่ี นแปลงไปจากกะหล�ำ่ ป่าหรอื ไมอ่ ยา่ งไร มีการเปล่ียนแปลงไป คือ จะมีลักษณะ ขนาดลำ�ต้น ใบและดอก แตกต่างจากกะหล่ำ�ป่า ตวั อยา่ งกะหล�่ำ พนั ธใุ์ หมท่ ไ่ี ด้ เชน่ กะหล�ำ่ ดอก คะนา้ กะหล�่ำ ปลี บรอคคอลี กะหล�่ำ ปม และ บรัสเซลสเปราท์ เป็นตน้ การคดั เลอื กพนั ธ์โุ ดยมนุษยเ์ หมือนหรือแตกตา่ งจากการคดั เลอื กโดยธรรมชาติอยา่ งไร แตกต่างกันคือ การคัดเลือกพันธ์ุโดยมนุษย์จะได้ลักษณะของสิ่งมีชีวิตตามความต้องการ ของมนุษย์ และทำ�ให้ส่ิงมีชีวิตมีการเปล่ียนแปลงในเวลาไม่กี่ช่ัวรุ่น แต่การคัดเลือกโดย ธรรมชาตเิ ปน็ การเปลยี่ นแปลงเพอ่ื ใหเ้ หมาะสมกบั สภาพแวดลอ้ ม และเปน็ การเปลย่ี นแปลง ท่ีเกดิ ขึ้นอยา่ งชา้  ๆ ในเวลาหลายชัว่ รุ่น การทสี่ นุ ขั ถกู คดั เลอื กพนั ธโุ์ ดยมนษุ ย์ ท�ำ ใหเ้ กดิ สนุ ขั พนั ธตุ์ า่ ง ๆ นน้ั คดิ วา่ มผี ลดหี รอื ผลเสยี อย่างไร มผี ลดีคือ ไดส้ นุ ัขท่มี ีลักษณะและนิสัยตรงความต้องการของมนุษย์ เช่น พดุ เดลิ้ และชิวาวา เป็นสุนัขพันธ์ุที่มีขนาดเล็ก นิยมเล้ียงไว้เพ่ือเป็นเพื่อนคลายเหงา ขณะท่ีไซบีเรียนฮัสก้ีที่มี ขนาดใหญ่ แข็งแรง สามารถนำ�มาฝึกให้ลากเล่อื น สว่ นผลเสยี คอื ลกั ษณะบางลักษณะของ สนุ ขั ทไี่ มต่ รงกบั ความตอ้ งการของมนษุ ยก์ จ็ ะหายไป ท�ำ ใหค้ วามหลายหลายทางพนั ธกุ รรม ของสนุ ขั ลดลง จากนั้นครูอาจให้นักเรียนยกตัวอย่างเพ่ิมเติมเกี่ยวกับการคัดเลือกพันธุ์ของส่ิงมีชีวิตอื่นใน ท้องถ่ินของนักเรียน เช่น การคัดเลือกพันธ์ุข้าว ข้าวโพด การคัดเลือกพันธุ์ไก่ และการคัดเลือกพันธุ์ ปลาทับทิม เป็นต้น พร้อมท้ังอภิปรายว่า ลักษณะใดที่มนุษย์คัดเลือกไว้ หรือในการปรับปรุงพันธ์ุ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชีววทิ ยา เลม่ 2 บทที่ 7 | วิวัฒนาการ 217 ความรเู้ พิ่มเตมิ ส�ำ หรบั ครู การคดั เลอื กพนั ธขุ์ า้ วโพดเทียน พนั ธสุ์ โุ ขทยั 1 ข้าวโพดเทียนเป็นข้าวโพดฝักสดท่ีได้รับความนิยมในการบริโภคมากชนิดหน่ึง พันธ์ุท่ี เกษตรกรปลูกเปน็ พันธ์ุพ้นื เมืองท่ีเกษตรกรเก็บเมลด็ พนั ธเ์ุ อง และใชป้ ลกู ต่อเนอื่ งมาเปน็ เวลา นานท�ำ ใหล้ กั ษณะตา่ ง ๆ มคี วามแปรปรวนสงู ผลผลติ ทไี่ ดไ้ มม่ คี ณุ ภาพ จงึ ไดม้ กี ารปรบั ปรงุ พนั ธ์ุ ข้าวโพดเทยี นให้มีลักษณะทางการเกษตรดี ผลผลิตสงู และคณุ ภาพดี ข้าวโพดเทียนพันธ์ุสุโขทัย 1 ได้จากการปรับปรุงพันธ์ุข้าวโพดเทียนพันธ์ุ T-033 ซ่ึง รวบรวมจากจงั หวดั เชยี งใหม่ ในปี 2526 เรม่ิ ด�ำ เนนิ การปรบั ปรงุ พนั ธใุ์ นฤดฝู น ปี 2531 ทส่ี ถานี ทดลองพชื ไร่ ศรสี �ำ โรง จงั หวดั สโุ ขทยั โดยปลกู และคดั เลอื กตน้ ทม่ี ลี กั ษณะดี ท�ำ การผสมตวั เอง 1 ครงั้ น�ำ ฝกั ทไี่ ดม้ าปลกู ผสมขา้ มกนั อยา่ งอสิ ระ และท�ำ การคดั เลอื กหมปู่ ระยกุ ต์ เพอ่ื เพม่ิ ความ สม�ำ่ เสมอของลกั ษณะตา่ งๆ เชน่ ความสงู ตน้ ความสงู ของต�ำ แหนง่ ฝกั ขนาดฝกั และฝกั ทม่ี เี มลด็ สีขาว ลกั ษณะเดน่ ของขา้ วโพดเทยี นพนั ธสุ์ โุ ขทยั 1 คอื ใหผ้ ลผลติ สงู กวา่ พนั ธุ์พนื้ เมอื ง นำ�้ หนกั ฝกั ทงั้ เปลอื กของฝกั ทง้ั หมดสงู กวา่ พนั ธพ์ุ น้ื เมอื ง มคี ณุ ภาพในการบรโิ ภคดกี วา่ พนั ธพ์ุ น้ื เมอื ง คอื มรี สชาติหวานเลก็ น้อย ความน่มุ เหนียวดี ไม่ตดิ ฟนั และมกี ล่ินหอมชวนรบั ประทาน สามารถ ปลกู ไดท้ กุ ภาคของประเทศ มกี ารปรบั ตวั ไดด้ ใี นสภาพแวดลอ้ มตา่ งๆ และใหผ้ ลผลติ สงู มรี สชาติ ดีกว่าพันธพ์ุ นื้ เมอื ง ท่ีมา : เดลินิวส์ 5 มกราคม 2558 https://www.dailynews.co.th/agriculture/291586 โดยมนุษยน์ ัน้ มขี อ้ ดีข้อเสียอยา่ งไร จากนนั้ ครแู ละนกั เรยี นรว่ มกนั สรปุ ทฤษฎกี ารคดั เลอื กโดยธรรมชาติ และตอบค�ำ ถามในหนงั สอื เรยี นโดยมีแนวทางค�ำ ตอบดงั น้ี จากค�ำ กลา่ วทวี่ า่ “แมลงทไี่ ดร้ บั สารฆา่ แมลงท�ำ ใหเ้ กดิ ความตา้ นทานตอ่ สารฆา่ แมลงมากยง่ิ ขนึ้ ” นักเรยี นเห็นด้วยกับค�ำ กลา่ วนหี้ รือไม่ ให้เหตุผลประกอบ ไม่เห็นด้วย เนื่องจากสารฆ่าแมลงไม่ได้ทำ�ให้แมลงมีความต้านทานต่อสารฆ่าแมลงเกิดขึ้น แต่อาจมีแมลงบางตัวท่ีมียีนต้านทานต่อสารฆ่าแมลงจะถูกคัดเลือกโดยธรรมชาติให้มีโอกาส อยู่รอด และให้กำ�เนิดลูกหลานในรุ่นต่อ ๆ ไปทำ�ให้ยีนต้านทานต่อสารฆ่าแมลงในประชากร สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

218 บทที่ 7 | วิวฒั นาการ ชวี วทิ ยา เล่ม 2 เพ่มิ มากขน้ึ เพราะเหตุใดการสืบพันธ์ุแบบอาศัยเพศของส่ิงมีชีวิตจึงมีความสำ�คัญต่อการคัดเลือกโดย ธรรมชาติ การสืบพันธ์ุแบบอาศัยเพศเกิดจากการรวมกันของเซลล์สืบพันธ์ุเพศผู้และเซลล์สืบพันธ์ุเพศ เมีย ทำ�ให้เกิดการรวมกันใหม่ของยีนในรูปแบบต่าง ๆ เกิดความแปรผันทางพันธุกรรมซ่ึง ธรรมชาตจิ ะเปน็ ตวั คัดเลอื กลกั ษณะทางพนั ธกุ รรมทเ่ี หมาะสมไว้ในประชากร ครอู าจใชค้ �ำ ถามเพม่ิ เตมิ เพอ่ื ใหน้ กั เรยี นเปรยี บเทยี บแนวคดิ เกยี่ วกบั ววิ ฒั นาการของลารม์ ารก์ และดาร์วนิ ทีไ่ ดเ้ รียนมา ดงั นี้ นักเรียนคิดว่าแนวคิดเกี่ยวกับวิวัฒนาการของลามาร์กและดาร์วินเหมือนกันหรือแตกต่าง กนั อย่างไร แนวคิดเก่ียวกับวิวัฒนาการของลามาร์กและดาร์วินเหมือนกันคือสภาพแวดล้อมเป็นแรง ผลกั ดนั ทที่ �ำ ใหส้ ง่ิ มชี วี ติ มวี วิ ฒั นาการ โดยลกั ษณะทเ่ี หมาะสมกบั สภาพแวดลอ้ มจะอยรู่ อด แตม่ ขี อ้ แตกตา่ งคอื แนวคดิ เกย่ี วกบั ววิ ฒั นาการของลามารก์ เปน็ การเปลย่ี นแปลงทเี่ กดิ ขน้ึ กับส่ิงมีชีวิตซ่ึงเป็นผลมาจากการใช้หรือไม่ใช้โครงสร้าง และสามารถถ่ายทอดลักษณะนั้น ไปยังรุ่นต่อไปได้ ในขณะที่แนวคิดเก่ียวกับวิวัฒนาการของดาร์วิน กล่าวคือลักษณะของ ส่ิงมีชีวิตมีความแตกต่างที่เรียกว่าความแปรผันของลักษณะ ซึ่งส่ิงมีชีวิตที่มีลักษณะท่ี เหมาะสมกบั สภาพแวดลอ้ มทดี่ ำ�รงชวี ติ อยู่ จะมโี อกาสอยู่รอดและสบื พันธุ์ตอ่ ไปได้ จากน้ันให้นักเรียนสืบค้นข้อมูลเก่ียวกับทฤษฎีวิวัฒนาการสังเคราะห์ในการอธิบายกลไกการ เกิดวิวัฒนาการโดยให้นักเรียนอภิปรายสรุปร่วมกัน โดยใช้คำ�ถามเพิ่มเติมซ่ึงมีแนวการตอบคำ�ถาม ดังน้ี ขน้ั ตอนใดของกลไกการเกดิ ววิ ัฒนาการทด่ี ารว์ ินไม่สามารถอธบิ ายได้ ดารว์ นิ ไมส่ ามารถอธบิ ายไดว้ า่ ความแปรผนั ทางพนั ธกุ รรมของประชากรเกดิ ขน้ึ ไดอ้ ยา่ งไร ววิ ฒั นาการของสง่ิ มชี วี ติ เกดิ กบั สงิ่ มชี วี ติ แตล่ ะตวั หรอื กบั ประชากรของสง่ิ มชี วี ติ จงอธบิ าย วิวัฒนาการจากการคัดเลือกโดยธรรมชาติให้ความสำ�คัญกับประชากรซึ่งเป็นหน่วยของ ววิ ฒั นาการ โดยสงิ่ มชี วี ติ แตล่ ะตวั ในประชากรเดยี วกนั มคี วามแปรผนั แตกตา่ งกนั ลกั ษณะ ทางพันธุกรรมใดท่ีเหมาะสมกับสภาพแวดล้อมก็จะถูกคัดเลือกและประสบความสำ�เร็จใน สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชวี วิทยา เลม่ 2 บทท่ี 7 | ววิ ัฒนาการ 219 การสืบพนั ธ์ุ และถ่ายทอดลกั ษณะดงั กล่าวไปยงั รุน่ ต่อๆ ไป ท�ำ ใหเ้ กิดววิ ัฒนาการขึ้น จากน้ันให้นักเรียนได้ศึกษาเก่ียวกับพันธุศาสตร์ประชากรว่าเกี่ยวข้องกับกลไกการเกิด วิวัฒนาการของสิง่ มีชีวิตอยา่ งไร แนวการวดั และประเมินผล ด้านความรู้ - แนวคิดเกยี่ วววิ ัฒนาการของส่ิงมีชวี ติ ของชอง ลามารก์ และทฤษฎเี กยี่ วกบั ววิ ฒั นาการของ สิ่งมีชีวิตของชาลส์ ดาร์วิน จากการสืบค้นข้อมูล อภิปราย นำ�เสนอข้อมูล และการทำ� แบบฝึกหดั ดา้ นทักษะ - การสงั เกต และการลงความเห็นข้อมูลจากการตอบคำ�ถามและการอภิปรายรว่ มกนั - การสือ่ สารสารสนเทศและการรเู้ ทา่ ทนั สอื่ จากการสื่อคน้ ข้อมลู ดา้ นจิตวิทยาศาสตร์ - ความอยากรอู้ ยากเหน็ และการใชว้ จิ ารณญาณจากการสงั เกตพฤตกิ รรมในการตอบค�ำ ถาม และการอภปิ รายรว่ มกนั 7.3 พนั ธศุ าสตรป์ ระชากร จุดประสงค์การเรียนรู้ 1. อธบิ ายหลักการของฮาร์ด-ี ไวนเ์ บริ ์ก และระบุเง่ือนไขของสมดุลฮารด์ -ี ไวน์เบิร์ก 2. คำ�นวณหาความถ่ีของแอลลีลและความถี่ของจีโนไทป์ของประชากรโดยใช้หลักการของ ฮารด์ ี-ไวนเ์ บริ ก์ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

220 บทที่ 7 | ววิ ฒั นาการ ชีววิทยา เล่ม 2 แนวการจดั การเรยี นรู้ ครนู �ำ เขา้ สบู่ ทเรยี นโดยทบทวนความรเู้ ดมิ เกย่ี วกบั ความหมายของประชากร จากนน้ั ใหน้ กั เรยี น สืบค้นข้อมูลเกี่ยวกับการศึกษาทางพันธุศาสตร์ประชากรและอภิปรายร่วมกัน ซ่ึงควรสรุปได้ว่า พนั ธศุ าสตรป์ ระชากรเปน็ การศกึ ษาเกยี่ วกบั การเปลยี่ นแปลงความถข่ี องแอลลลี และการเปลยี่ นแปลง ความถ่ีของจีโนไทป์ของประชากร รวมทั้งปัจจัยที่ทำ�ให้ความถี่ของแอลลีลและความถี่ของจีโนไทป์ เปล่ยี นแปลงทำ�ใหส้ ง่ิ มชี วี ิตเกดิ ววิ ฒั นาการ ครูให้ข้อมูลเพ่ิมเติมว่าวิวัฒนาการเป็นการเปล่ียนแปลงท่ีเกิดข้ึนในระดับประชากร ไม่ใช่ การเปลี่ยนแปลงท่ีเกิดข้ึนกับสมาชิกแต่ละตัวในประชากรนั้น ดังน้ันการเปล่ียนแปลงที่ทำ�ให้ได้ ลักษณะใหม่เกิดขึ้นในประชากรจนทำ�ให้เกิดวิวัฒนาการได้นั้นต้องเกิดจากการเปล่ียนแปลง ความถขี่ องแอลลลี ในประชากร 7.3.1 ความถข่ี องแอลลีลและความถี่ของจโี นไทป์ ครใู หน้ กั เรยี นศกึ ษาการหาความถขี่ องแอลลลี และความถข่ี องจโี นไทปใ์ นประชากรจากหนงั สอื เรียน ครูอาจอธิบายเพิ่มโดยอาศัยตัวอย่างของประชากรไม้ดอกในหนังสือเรียน จากน้ันให้นักเรียน สรปุ ซึ่งอาจมแี นวทางในการสรุปไดด้ ังนี้ ความถี่ของแอลลีล คือ จำ�นวนของแอลลีลใดแอลลีลหน่ึงของยีนที่ต้องการศึกษาในยีนพูลต่อ จ�ำ นวนแอลลลี ทง้ั หมดของยนี ทต่ี อ้ งการศกึ ษาในยนี พลู เชน่ ในการศกึ ษาลกั ษณะสดี อกของประชากร ไมด้ อกทถี่ กู ควบคมุ โดยยนี 2 แอลลลี คอื R ควบคมุ ลกั ษณะดอกสแี ดง และ r ควบคมุ ลกั ษณะดอกสขี าว ในประชากรไม้ดอก 1,000 ต้น มีจโี นไทปด์ ังน้ี RR = 640 ต้น Rr = 320 ต้น rr = 40 ตน้ สามารถค�ำ นวณหาจำ�นวนแอลลีล R และ r ไดด้ งั น้ี จ�ำ นวนแอลลลี ทั้งหมด = 1,000 × 2 = 2,000 แอลลีล จีโนไทป์ RR จ�ำ นวน 640 ตน้ จะมีแอลลลี R = 640 + 640 = 1,280 แอลลลี จีโนไทป์ Rr จ�ำ นวน 320 ตน้ จะมแี อลลีล R = 320 แอลลลี และแอลลลี r = 320 แอลลีล จโี นไทป์ rr จำ�นวน 40 ต้น จะมีแอลลลี r = 40 + 40 = 80 แอลลลี สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชวี วิทยา เล่ม 2 บทที่ 7 | ววิ ฒั นาการ 221 ความถีข่ องแอลลลี สามารถค�ำ นวณไดจ้ าก ความถี่ของแอลลีล R = จ�ำ นวนแอลลีล R = 1,280 + 320 = 1,600 = 0.8 จ�ำ นวนแอลลลี ทง้ั หมด 2,000 2,000 ความถข่ี องแอลลีล r = จำ�นวนแอลลีล r = 320 + 80 = 400 = 0.2 2,000 จำ�นวนแอลลลี ท้งั หมด 2,000 ความถี่ของจีโนไทป์ คือ จำ�นวนสมาชิกท่ีมีจีโนไทป์แต่ละแบบของยีนที่ต้องการศึกษาเมื่อคิด เปน็ สดั สว่ นหรอื รอ้ ยละตอ่ จ�ำ นวนสมาชกิ ทงั้ หมดในประชากรนน้ั จากตวั อยา่ งของประชากรไมด้ อกที่ กล่าวขา้ งตน้ ความถ่ขี องจีโนไทป์ สามารถคำ�นวณได้ดงั นี้ ความถ่ขี องจโี นไทป์ RR = จำ�นวนสมาชิกท่มี จี ีโนไทป์ RR = 640 = 0.64 จำ�นวนสมาชกิ ทั้งหมด 1,000 ความถข่ี องจีโนไทป์ Rr = จำ�นวนสมาชิกท่มี จี ีโนไทป์ Rr = 320 = 0.32 จำ�นวนสมาชิกท้ังหมด 1,000 ความถข่ี องจีโนไทป์ rr = จ�ำ นวนสมาชกิ ท่มี ีจโี นไทป์ rr = 40 = 0.04 จำ�นวนสมาชกิ ท้งั หมด 1,000 ครูอาจให้นักเรียนคิดวิเคราะห์ต่อไปว่า ความถี่ของแอลลีลและความถี่ของจีโนไทป์ใน ประชากรนี้จะมีค่าเท่าเดิมหรือไม่ในช่ัวรุ่นต่อ ๆ ไป หรือจะเกิดการเปล่ียนแปลงได้ ถ้ามี การเปล่ียนแปลงจะเกิดจากสาเหตุใดได้บ้าง จากนั้นให้นักเรียนศึกษาเกี่ยวกับหลักการของ ฮาร์ด-ี ไวน์เบิรก์ ในหวั ข้อ 7.3.2 7.3.2 หลักการของฮาร์ดี-ไวนเ์ บริ ก์ บทความ ครอู าจใหน้ กั เรยี นสบื คน้ ขอ้ มลู เพอ่ื ศกึ ษาเกย่ี วกบั หลกั การของฮารด์ -ี ไวนเ์ บริ ก์ จากหนงั สอื เรยี น และจากตวั อยา่ งของประชากรไมด้ อกในหนงั สอื เรยี น และอภปิ รายเพอ่ื ใหไ้ ดข้ อ้ สรปุ วา่ ถา้ ประชากรใด มีลักษณะเป็นไปตามเงื่อนไขของฮาร์ดี-ไวน์เบิร์ก ความถี่ของแอลลีลและความถ่ีของจีโนไทป์ใน ประชากรจะมคี ่าคงทใี่ นทกุ  ๆ ช่วั รุน่ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

222 บทท่ี 7 | วิวัฒนาการ ชวี วทิ ยา เลม่ 2 ครใู หน้ ักเรยี นรว่ มกนั อภิปรายโดยใชค้ ำ�ถามเพิม่ เตมิ ดงั น้ี ถา้ พจิ ารณาประชากรของสตั วช์ นดิ หนง่ึ ทอ่ี าศยั อยบู่ นเกาะแหง่ หนงึ่ ประชากรของสตั วบ์ น เกาะแหง่ นมี้ แี นวโนม้ ทคี่ วามถขี่ องแอลลลี ของยนี ใดยนี หนงึ่ ในประชากรจะเปลยี่ นแปลงไป หรอื ไม่ เพราะเหตุใด ค�ำ ตอบอาจมไี ด้หลากหลาย เช่น ประชากรของสตั ว์ชนดิ น้มี ขี นาดใหญม่ าก ซงึ่ ถ้าหากไมม่ ี มวิ เทชนั ไมม่ กี ารถา่ ยเทยนี ระหวา่ งประชากร สตั วท์ กุ ตวั มโี อกาสผสมพนั ธไ์ุ ดเ้ ทา่ กนั ไมเ่ กดิ การคัดเลือกโดยธรรมชาติ ความถี่ของแอลลีลในประชากรนี้จะไม่เปลี่ยนแปลง แต่หากมี การอพยพเข้าของประชากรสัตว์ชนิดเดียวกันจากท่ีอื่นก็อาจทำ�ให้ความถี่ของแอลลีล เปลยี่ นแปลงได้ ครูให้นักเรียนศึกษาการนำ�หลักการของฮาร์ดี-ไวน์เบิร์กมาใช้ในการหาจำ�นวนประชากรท่ีเป็น พาหะของโรคโลหติ จางชนดิ ซกิ เคลิ เซลลจ์ ากตวั อยา่ งโจทยใ์ นหนงั สอื เรยี น แลว้ ตอบค�ำ ถามตรวจสอบ ความเขา้ ใจ เฉลยตรวจสอบความเขา้ ใจ ถา้ ประชากรนอี้ ยใู่ นสมดลุ ฮารด์ -ี ไวนเ์ บริ ก์ ความถข่ี องแอลลลี ดอ้ ยในประชากรมแี นวโนม้ การเปลี่ยนแปลงอยา่ งไรต่อไปในอกี 50 ช่วั รุ่น มีแนวโนม้ คงท่ีไมม่ ีการเปล่ียนแปลง เพราะเหตใุ ดในธรรมชาติ ประชากรสว่ นใหญ่จงึ ไมอ่ ยใู่ นสมดุลฮาร์ดี-ไวนเ์ บิรก์ เนอ่ื งจากในธรรมชาตมิ ปี จั จยั ทเี่ กย่ี วขอ้ งหลายปจั จยั ประชากรสว่ นใหญจ่ งึ ไมเ่ ปน็ ไปตาม เงื่อนไขที่ทำ�ให้ประชากรอยู่ในสมดุลฮาร์ดี-ไวน์เบิร์ก เช่น มีการเกิดมิวเทชัน หรือเกิด การคดั เลอื กโดยธรรมชาติอยตู่ ลอดเวลา จากน้ันใหน้ กั เรยี นท�ำ กิจกรรม 7.1 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชีววทิ ยา เล่ม 2 บทที่ 7 | วิวฒั นาการ 223 กิจกรรม 7.1 การใช้หลักการของฮาร์ด-ี ไวน์เบิรก์ จุดประสงค์ ค�ำ นวณหาความถ่ขี องแอลลลี และความถี่ของจโี นไทป์โดยใชห้ ลกั การของฮารด์ ี-ไวนเ์ บิร์ก เวลาท่ีใช้ (โดยประมาณ) 20 นาที แนวการตอบกจิ กรรม 1. ในพ้นื ทแี่ ห่งหนึ่งมีประชากรจ�ำ นวน 400 คน ถ้าประชากรน้ีมีความถีข่ องแอลลีล A = 0.6 และแอลลลี a = 0.4 และอยใู่ นสมดลุ ฮารด์ -ี ไวนเ์ บริ ก์ จงหาจ�ำ นวนคนทม่ี จี โี นไทปแ์ บบตา่ ง ๆ ประชากรทม่ี จี ีโนไทป์ AA หรอื p2 = 0.6 x 0.6 = 0.36 ดงั นัน้ มจี �ำ นวนประชากรที่มจี โี นไทป์ AA = 0.36 x 400 = 144 คน ประชากรที่มจี ีโนไทป์ Aa หรือ 2pq = 2 x 0.6 x 0.4 = 0.48 ดังนน้ั มีจ�ำ นวนประชากรทมี่ จี โี นไทป์ Aa = 0.48 x 400 = 192 คน ประชากรที่มีจโี นไทป์ aa หรอื q2 = 0.4 x 0.4 = 0.16 ดังนั้นมจี ำ�นวนประชากรทมี่ จี โี นไทป์ aa = 0.16 x 400 = 64 คน 2. ลกั ษณะหมู่เลอื ด Rh เปน็ ลักษณะทีค่ วบคมุ โดยยีน 1 โลกสั บนออโตโซมมี 2 แอลลีล มกี าร แสดงออกแบบเด่นสมบูรณ์ ลักษณะเลอื ดหมู่ Rh- เป็นลักษณะดอ้ ย (dd) ในประชากรกลุม่ หนึ่งพบวา่ มปี ระชากรเลอื ดหมู่ Rh- อยู่ 16% เมื่อประชากรนอ้ี ยู่ในสมดุลฮารด์ ี-ไวน์เบิรก์ จงคำ�นวณหาความถีข่ องแอลลลี ในประชากร เลอื ดหมู่ Rh- เป็นลักษณะด้อยจงึ มคี วามถีข่ องจโี นไทป์ dd เท่ากับ q2 = 16 = 0.16 100 ดังนน้ั ความถ่ีของแอลลีล d ในประชากรเทา่ กับ 0.4 ขณะทคี่ วามถ่ีของแอลลลี D ในประชากรเท่ากบั 1 - 0.4 = 0.6 3. ประชากรของหนู ณ ทุ่งหญ้าแห่งหน่ึง อยู่ในสมดุลฮาร์ดี-ไวน์เบิร์ก พบว่าประชากรหนู ร้อยละ 36 มีขนสีเทาซ่ึงเป็นฮอมอไซกัสรีเซสสีฟ (bb) ส่วนหนูที่เหลือมีขนสีดำ�ซ่ึงเป็น ลักษณะเด่น สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

224 บทท่ี 7 | ววิ ฒั นาการ ชวี วทิ ยา เล่ม 2 3.1 ความถข่ี องแอลลีล b ในยีนพลู ของประชากรเปน็ เทา่ ใด ความถข่ี องแอลลีล b ในยีนพลู ของประชากรเทา่ กับ 0.6 3.2 จำ�นวนรอ้ ยละของประชากรหนทู มี่ ีจโี นไทป์แบบเฮเทอโรไซกัสเป็นเทา่ ใด ประชากรหนูขนสเี ทาทเ่ี ปน็ ลักษณะด้อยมีความถขี่ องจโี นไทป์เท่ากับ q2 = 36 = 0.36 100 ดงั นน้ั ความถ่ขี องแอลลีล b (q) ในประชากรเท่ากับ 0.6 ขณะทีค่ วามถี่ของแอลลลี B (p) ในประชากรเทา่ กับ 1 – 0.6 = 0.4 ดงั นน้ั สามารถหาความถขี่ องจโี นไทปข์ องประชากรทมี่ จี โี นไทปแ์ บบเฮเทอโรไซกสั ได้ จากคา่ 2pq ซง่ึ มคี า่ เทา่ กบั 2 × 0.4 × 0.6 = 0.48 หรอื คดิ เปน็ รอ้ ยละ 48 ของประชากร หนทู ัง้ หมด 3.3 ถ้าประชากรหนูมีจำ�นวน 500 ตัว จะมีหนูที่มีลักษณะขนสีดำ�ที่มีจีโนไทป์แบบ ฮอมอไซกัสกี่ตัว ประชากรหนูท่มี ีลกั ษณะขนสีด�ำ ทีม่ ีจโี นไทปแ์ บบฮอมอไซกสั สามารถหาได้จากค่า p2 ซง่ึ มคี า่ เทา่ กบั 0.4 ×0.4 = 0.16 ถา้ ประชากรหนมู จี �ำ นวน 500 ตวั จะมหี นทู ม่ี ลี กั ษณะ ขนสีดำ�ทีม่ จี โี นไทปแ์ บบฮอมอไซกัสเทา่ กบั 0.16 × 500 = 80 ตัว สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชีววิทยา เล่ม 2 บทท่ี 7 | วิวฒั นาการ 225 ความรู้เพิ่มเติมสำ�หรบั ครู กรณีที่ลักษณะควบคุมโดยมัลติเปิลแอลลีลก็สามารถใช้แนวคิดของฮาร์ดี-ไวน์เบิร์กได้ เช่น ระบบหมเู่ ลอื ด ABO ควบคุมโดย 3 แอลลีล คือ IA IB และ i ซง่ึ มีความถขี่ องแอลลีลเท่ากบั p q และ r ตามล�ำ ดบั โดย p + q + r =1 และมคี วามถีข่ องจีโนไทป์เทา่ กบั (p + q + r)2 = p2 + 2pq + 2qr + r2 + 2pr + q2 =1 ตวั อย่าง ถา้ ความถ่ีของแอลลีล IA = 0.27 ความถ่ีของแอลลลี IB = 0.06 ความถขี่ องแอลลีล i = 0.67 ถ้าประชากรนี้อยใู่ นสมดลุ ฮาร์ดี-ไวนเ์ บริ ์ก ในประชากร 100,000 คน จะมีจโี นไทป์แบบ เฮเทอโรไซกัสสำ�หรบั หม่เู ลือด A จำ�นวนกีค่ น ความถขี่ องเลือดหมู่ A (IAi) คือ 2pr = 2 × 0.27 × 0.67 = 0.3618 แสดงว่าในประชากรน้ี มีจีโนไทป์แบบเฮเทอโรไซกัสสำ�หรับเลือดหมู่ A จำ�นวน 0.3618 × 100,000 = 36,180 คน สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

226 บทท่ี 7 | ววิ ฒั นาการ ชีววิทยา เล่ม 2 แนวการวดั และประเมนิ ผล ดา้ นความรู้ - หลักการของฮาร์ดี-ไวน์เบิร์ก เงื่อนไขของสมดุลฮาร์ดี-ไวน์เบิร์ก และการหาความถี่ของ แอลลลี และจโี นไทปข์ องประชากรโดยใชห้ ลกั การของฮารด์ -ี ไวนเ์ บริ ก์ จากการตอบค�ำ ถาม การอภปิ ราย และการท�ำ กิจกรรม ด้านทักษะ - การสงั เกต การใชจ้ �ำ นวน และการลงความเหน็ จากขอ้ มลู จากการตอบค�ำ ถาม การอภปิ ราย และการทำ�กจิ กรรม - การคดิ อย่างมวี จิ ารณญาณและการแกป้ ญั หาจากการตอบค�ำ ถาม และการอภิปราย ด้านจิตวิทยาศาสตร์ - ความอยากรอู้ ยากเหน็ การใชว้ จิ ารณญาณ ความใจกวา้ ง และความรอบคอบจากการสบื คน้ ข้อมลู การตอบค�ำ ถาม การอภปิ ราย และการมสี ว่ นรว่ มในการเรยี นการสอน โดยประเมิน ตามสภาพจรงิ ระหวา่ งเรียน สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชีววิทยา เลม่ 2 บทที่ 7 | ววิ ัฒนาการ 227 7.4 ปจั จยั ทีท่ ำ�ให้เกิดการเปล่ยี นแปลงความถ่ีของแอลลีล จดุ ประสงค์การเรียนรู้ อธิบายและสรุปปัจจัยที่ทำ�ให้เกิดการเปล่ียนแปลงความถ่ีของแอลลีลและความถี่ของจีโนไทป์ ในประชากรที่สง่ ผลตอ่ วิวฒั นาการของสิง่ มชี วี ติ แนวการจดั การเรียนรู้ ครูทบทวนหลักการของฮาร์ดี-ไวน์เบิร์ก ว่าจะเกิดข้ึนได้ต้องมีเง่ือนไขใดบ้าง ขณะเดียวกัน ใน ธรรมชาติเงื่อนไขดังกล่าวเกดิ ขนึ้ ได้ยาก ดงั นน้ั ความถีข่ องแอลลลี ของประชากรสามารถเปลี่ยนแปลง ไดท้ �ำ ใหป้ ระชากรไมอ่ ยใู่ นสมดลุ ฮารด์ -ี ไวนเ์ บริ ก์ การเปลย่ี นแปลงความถขี่ องแอลลลี ในประชากรท�ำ ให้ โครงสร้างทางพันธุกรรมของประชากรเปลี่ยนแปลง น่ันคือประชากรเกิดวิวัฒนาการข้ึน จากนั้นให้ นกั เรยี นสบื คน้ ขอ้ มลู เกยี่ วกบั ววิ ฒั นาการจลุ ภาคและววิ ฒั นาการมหภาค และอภปิ รายรว่ มกนั เพอ่ื สรปุ ว่าวิวัฒนาการจุลภาคสามารถศึกษาได้จากการศึกษาเก่ียวกับการเปลี่ยนแปลงความถ่ีของแอลลีลใน ประชากร จากนั้นครูอธิบายและยกตัวอย่างวิวัฒนาการจุลภาค เช่น การด้ือยาปฏิชีวนะของแบคทีเรีย การดื้อสารฆ่าแมลงของแมลงบางชนิด พร้อมท้ังอธิบายและยกตัวอย่างวิวัฒนาการมหภาค เช่น นกฟินชส์ ปีชสี ต์ ่าง ๆ บนหมู่เกาะกาลาปากอส ครูอาจต้ังคำ�ถามเพิ่มเติมว่า มีปัจจัยใดบ้างที่ทำ�ให้เกิดการเปล่ียนแปลงความถี่ของแอลลีล ในประชากร โดยให้นักเรียนสืบค้นข้อมูลจากในหนังสือเรียน ซ่ึงจากการสืบค้นนักเรียนควรจะบอก ได้วา่ ปัจจยั ตา่ ง ๆ ทีท่ ำ�ใหป้ ระชากรเกดิ ววิ ัฒนาการได้ คอื 1. เจเนตกิ ดรฟิ ต์แบบสมุ่ 2. การถา่ ยเทยนี 3. การผสมพันธ์ุแบบไม่สมุ่ 4. มิวเทชัน 5. การคดั เลือกโดยธรรมชาติ ครูอาจใช้คำ�ถามนำ�ในหนังสือเรียนเพื่อนำ�ไปสู่การอภิปรายว่า ปัจจัยต่าง ๆ เหล่าน้ีทำ�ให้ ประชากรเกิดววิ ฒั นาการไดอ้ ยา่ งไร สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

228 บทที่ 7 | ววิ ัฒนาการ ชีววิทยา เล่ม 2 - เจเนตกิ ดริฟตแ์ บบสุ่ม บทความ ครูให้นักเรียนศึกษารูป 7.16 ในหนังสือเรียนซึ่งแสดงการเปล่ียนแปลงความถี่ของแอลลีลซึ่ง เกิดข้ึนอย่างไม่เจาะจงของประชากรไม้ดอก เพื่อทำ�ความเข้าใจการเปลี่ยนทางพันธุกรรมอย่าง ไมเ่ จาะจง และเนน้ ใหเ้ หน็ วา่ ประชากรขนาดเลก็ มโี อกาสเกดิ การเปลย่ี นทางพนั ธกุ รรมอยา่ งไมเ่ จาะจง มากกว่าประชากรขนาดใหญ่ เช่น เมื่อเปรียบเทียบประชากรไม้ดอกในบริเวณหนึ่งซึ่งมีจำ�นวน 10,000 ต้น กับประชากรไม้ดอกชนิดเดียวกันในอีกบริเวณหนึ่งท่ีมีจำ�นวน 10 ต้น หากแอลลีลใด แอลลีลหนึ่งในประชากรทั้งสองนี้มีความถี่เท่ากับ 0.1 เท่ากัน ซึ่งเมื่อคำ�นวณโดยใช้สมการของ ฮาร์ด-ี ไวน์เบริ ์กจะพบว่าประชากรท่ีมขี นาด 10,000 ตน้ จะมีตน้ ทม่ี แี อลลลี น้อี ยู่ 1,900 ตน้ (ต้นท่ีมี จีโนไทป์ Rr จำ�นวน 1,800 ต้น และจีโนไทป์ rr จำ�นวน 100 ต้น) ในขณะที่ประชากรท่ีมีจำ�นวน 10 ตน้ จะมีตน้ ท่มี แี อลลลี นี้เพยี ง 2 ต้น (ตน้ ทม่ี จี โี นไทป์ Rr จำ�นวน 2 ตน้ ) ดงั นน้ั จะเห็นได้วา่ ประชากร ท่ีมี 10 ต้น มีโอกาสท่ีแอลลีลน้ีจะหายไปจากยีนพูลของประชากรสูงกว่าประชากรท่ีมี 10,000 ต้น และให้นักเรียนตอบคำ�ถามในหนงั สอื เรยี น ซง่ึ มีแนวค�ำ ตอบดังน้ี มีสาเหตุใดบ้างท่ีทำ�ให้ความถี่ของแอลลีลในแต่ละชั่วรุ่นของประชากรไม้ดอกในรูปมีการ เปล่ยี นแปลง คำ�ตอบอาจมีได้หลากหลายขึ้นอยู่กับความรู้เดิมและประสบการณ์ของนักเรียน เช่น ไม้ดอก บางต้นถกู สัตวข์ นาดใหญ่ทำ�ลายโดยการเหยยี บหรือถูกกนิ ไมม่ โี อกาสไดผ้ สมพันธุ์จึงไม่มีลูก จากนนั้ ครใู หน้ กั เรยี นศกึ ษาขอ้ มลู เพมิ่ เตมิ โดยใชส้ ถานการณท์ ท่ี �ำ ใหเ้ กดิ เจเนตกิ ดรฟิ ตแ์ บบสมุ่ ท่ีพบในธรรมชาติ 2 สถานการณ์คือ ปรากฏการณ์คอขวดและปรากฏการณ์ผู้ก่อตั้ง เพ่ือให้นักเรียน ทำ�ความเข้าใจเกย่ี วกับการเกดิ การเปลย่ี นทางพนั ธุกรรมอย่างไม่เจาะจงได้ดียิง่ ข้ึน - การถ่ายเทยนี ครูให้นกั เรียนศกึ ษารปู 7.18 ในหนงั สอื เรยี นเก่ียวกบั การถ่ายเทยีน แล้วตอบคำ�ถามตรวจสอบ ความเขา้ ใจ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชวี วิทยา เล่ม 2 บทท่ี 7 | ววิ ฒั นาการ 229 เฉลยตรวจสอบความเข้าใจ จากตัวอยา่ งประชากรไม้ดอกทงั้ 2 กลุ่ม ความถขี่ องแอลลีลในประชากรมีแนวโน้มทีจ่ ะ เกิดการเปลย่ี นแปลงอย่างไร ประชากรมแี นวโนม้ ในการเปล่ยี นแปลงความถ่ขี องแอลลีลท้ังทางฝง่ั ดา้ น A และ B โดย ฝ่ัง A ความถี่ของแอลลีล r มีแนวโน้มลดลง ในขณะท่ีฝ่ัง B ความถ่ีของแอลลีล r มี แนวโนม้ เพ่มิ ข้นึ การถา่ ยเทยนี ระหวา่ ง 2 ประชากรหากเกิดขึ้นต่อไปเร่ือย ๆ อาจท�ำ ให้ ความถข่ี องแอลลีลในประชากรทัง้ 2 เท่ากัน การอพยพเข้าและออกของประชากร จะทำ�ให้ความถี่ของแอลลีลในประชากรมี การเปลี่ยนแปลงเสมอไปหรือไม่ เพราะเหตใุ ด ไม่เสมอไป เน่ืองจากถ้าแอลลีลที่มีการเคลื่อนย้ายเข้าสู่ประชากรเท่ากับแอลลีลท่ีมีการ เคล่ือนย้ายออกจากประชากร จะทำ�ให้สัดส่วนหรือความถี่ของแอลลีลแต่ละชนิดของ ประชากรไม่มกี ารเปลีย่ นแปลง และตอบคำ�ถามในหนงั สือเรียนซ่งึ มีแนวการตอบดงั นี้ ปัจจุบันคนไทยแต่งงานกับชาวต่างชาติมากขึ้น อาจทำ�ให้ความถ่ีของแอลลีลในประชากรใน ประเทศไทยมแี นวโน้มที่จะเปลยี่ นแปลงไปอย่างไร เพราะเหตุใด ทำ�ให้มีการแพร่กระจายของแอลลีลใหม่ในยีนพูลของประชากรท้องถ่ิน มีความแปรผันทาง พนั ธกุ รรมในหมปู่ ระชากรทอ้ งถ่นิ เพมิ่ มากขน้ึ และถ้าเหตุการณ์ดังกลา่ วด�ำ เนนิ ไปเรือ่ ย ๆ อาจ ทำ�ให้ความแตกตา่ งของยีนพูลระหว่างกลุ่มประชากรเชอื้ ชาตติ ่าง ๆ ลดลง ครูอาจยกตัวอย่างเพ่ิมเติมเกี่ยวกับการถ่ายเทยีนของยุงรำ�คาญชนิดหน่ึงที่มียีนต้านทานต่อ สารฆ่าแมลง สมาชิกท่ีมีความต้านทานต่อสารฆ่าแมลง เมื่อย้ายออกไปสู่ประชากรกลุ่มใหม่และ ผสมพนั ธกุ์ บั สมาชกิ ในประชากรกลมุ่ ใหม่ จะท�ำ ใหม้ กี ารถา่ ยเทแอลลลี ตา้ นทานสารฆา่ แมลงสปู่ ระชากร กลุ่มใหมท่ ีอ่ าศัยในภมู ิประเทศอืน่  ๆ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

230 บทที่ 7 | ววิ ฒั นาการ ชีววิทยา เล่ม 2 จากนั้นครูให้นักเรยี นศกึ ษาปัจจัยอน่ื  ๆ ทที่ �ำ ให้เกดิ การเปล่ยี นแปลงความถข่ี องแอลลลี ดังน้ี - การผสมพันธุ์แบบไมส่ มุ่ - มวิ เทชัน - การคดั เลอื กโดยธรรมชาติ แลว้ ใหน้ ักเรียนทำ�กจิ กรรม 7.2 กจิ กรรม 7.2 การคัดเลอื กโดยธรรมชาติ จุดประสงค์ สรปุ การเปลี่ยนแปลงความถี่ของแอลลีลที่เกดิ ขึน้ จากการคดั เลือกโดยธรรมชาติ เวลาทใี่ ช้ (โดยประมาณ) 20 นาที แนวการตอบกจิ กรรม การเปลี่ยนแปลงความถขี่ องแอลลลี ในประชากรผีเสื้อในเมอื ง A และเมือง B เป็นอย่างไร ในเมือง A ความถ่ีของแอลลีลที่ควบคุมลักษณะสีเทาของผีเส้ือจะเพิ่มมากข้ึน เนื่องจากมี จ�ำ นวนประชากรผเี สอ้ื สเี ทามากกวา่ สดี �ำ แตใ่ นเมอื ง B ความถข่ี องแอลลลี ทคี่ วบคมุ ลกั ษณะ สดี ำ�ของผเี สื้อจะเพิม่ มากขน้ึ เน่ืองจากมีจ�ำ นวนประชากรผีเสื้อสดี ำ�มากกวา่ สีเทา ธรรมชาติมีส่วนเกี่ยวข้องต่อการเปล่ียนแปลงความถ่ีของแอลลีลที่ทำ�ให้เกิดการคัดเลือก ลักษณะในประชากรผีเสอ้ื สปีชีสน์ อี้ ย่างไร ในธรรมชาติผีเส้ือชนิดนี้เป็นเหยื่อของนก นกทำ�หน้าที่เสมือนเป็นผู้คัดเลือกผีเส้ือที่มี ลกั ษณะเหมาะสมกบั สภาพแวดลอ้ มใหอ้ ยูร่ อด ท้งั น้สี ภาพแวดล้อมมสี ว่ นเกี่ยวข้องตอ่ การ เปลี่ยนแปลงความถ่ีของแอลลีลของผีเส้ือ คือ ผีเสื้อที่มีสีปีกที่กลมกลืนกับสภาพแวดล้อม ในเมืองจะมีโอกาสอยู่รอดมากกว่า ทำ�ให้ผีเส้ือเหล่าน้ันถูกคัดเลือกและสามารถอยู่รอดได้ ต่อไป และทำ�ให้ความถี่ของแอลลีลท่คี วบคุมลักษณะทเี่ หมาะสมน้ันมากตามไปดว้ ย สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชวี วทิ ยา เลม่ 2 บทที่ 7 | วิวฒั นาการ 231 จากน้ันให้นกั เรียนตอบคำ�ถามในหนังสือเรียนจากรูป 7.19 ซงึ่ มีแนวในการตอบคำ�ถาม ดงั นี้ เพราะเหตุใดต๊ักแตนใบไม้จึงมีชีวิตรอดได้ดีในสภาพแวดล้อมน้ี และส่ิงท่ีเป็นตัวคัดเลือกใน ธรรมชาติคืออะไร เนื่องจากตั๊กแตนใบไม้ มีลักษณะรูปร่างและสีท่ีกลมกลืนกับใบไม้ซึ่งเป็นแหล่งท่ีอยู่อาศัย จึงมี ชีวิตรอดได้ดีในสภาพแวดล้อมนี้เน่ืองจากไม่ถูกล่าเป็นอาหาร ดังน้ันผู้ล่าจึงเป็นตัวคัดเลือกที่ เกิดข้ึนในธรรมชาติ ถ้าสภาพแวดล้อมท่ีตั๊กแตนใบไม้อาศัยอยู่เปล่ียนแปลงไปจากเดิม โอกาสในการอยู่รอดของ ประชากรตั๊กแตนใบไมจ้ ะยงั คงเหมือนเดิมหรอื ไม่ เพราะเหตใุ ด โอกาสในการอยรู่ อดของประชากรตก๊ั แตนใบไมน้ า่ จะไมเ่ หมอื นเดมิ เนอื่ งจากถา้ สภาพแวดลอ้ ม เปล่ียนแปลงไปอาจทำ�ให้รูปร่างและสีของตั๊กแตนไม่กลมกลืนไปกับสภาพแวดล้อมแบบใหม่ ท�ำ ใหถ้ กู ผลู้ า่ เหน็ ไดง้ า่ ยกวา่ ในสภาพแวดลอ้ มแบบเกา่ จงึ อาจสง่ ผลใหป้ ระชากรของตกั๊ แตนถกู ผลู้ า่ จับกนิ ไดง้ า่ ย โอกาสในการอยู่รอดของประชากรตก๊ั แตนใบไม้จึงลดลง จากน้นั ให้นกั เรยี นตอบค�ำ ถามตรวจสอบความเข้าใจ เฉลยตรวจสอบความเข้าใจ การแปรผนั ทางพนั ธกุ รรม มวิ เทชนั และการคดั เลอื กโดยธรรมชาตทิ �ำ ใหเ้ กดิ ววิ ฒั นาการ สงิ่ มีชวี ิตได้อย่างไร มวิ เทชนั เปน็ การเปลยี่ นแปลงทที่ �ำ ใหเ้ กดิ แอลลลี ใหม ่ๆ ทส่ี ะสมไวใ้ นยนี พลู ของประชากร ที่ทำ�ให้เกิดความแปรผันทางพันธุกรรมของประชากร ในประชากรที่มีความแปรผัน ทางพันธุกรรมน้ัน สิ่งมีชีวิตใดท่ีมีลักษณะเหมาะสมกับสภาพแวดล้อมท่ีอาศัยอยู่ใน ขณะนนั้ กจ็ ะถูกคดั เลอื กโดยธรรมชาต ิ ทำ�ใหเ้ กดิ ววิ ฒั นาการของส่งิ มีชวี ิต สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

232 บทท่ี 7 | ววิ ฒั นาการ ชวี วทิ ยา เลม่ 2 แนวการวดั และประเมินผล ด้านความรู้ - ปจั จยั ทที่ �ำ ใหเ้ กดิ การเปลยี่ นแปลงความถขี่ องแอลลลี และความถข่ี องจโี นไทปใ์ นประชากร ทสี่ ง่ ผลตอ่ ววิ ฒั นาการของสง่ิ มชี วี ติ จากการตอบค�ำ ถาม การอภปิ ราย และการท�ำ กจิ กรรม ดา้ นทักษะ - การสังเกตและการลงความเห็นจากข้อมูลจากการตอบคำ�ถาม การอภิปราย และการทำ� กจิ กรรม - การคิดอยา่ งมวี ิจารณญาณและการแก้ปัญหาจากการตอบค�ำ ถาม และการทำ�กจิ กรรม ดา้ นจติ วิทยาศาสตร์ - ความอยากรู้อยากเห็น การใช้วิจารณญาณ และความรอบคอบจากการสืบค้นข้อมูล การตอบคำ�ถาม การทำ�กิจกรรม และการมีส่วนร่วมในการเรียนการสอน โดยประเมิน ตามสภาพจริงระหว่างเรยี น 7.5 ก�ำ เนดิ สปีชสี ์ จุดประสงค์การเรียนรู้ 1. อธิบาย และยกตัวอย่างแนวคดิ เกย่ี วกบั ความหมายของสปชี สี ด์ า้ นต่าง ๆ 2. อธบิ าย และยกตวั อย่างการแยกเหตกุ ารสบื พนั ธุ์ 3. สืบคน้ ข้อมูล อภิปราย และอธิบายก�ำ เนดิ สปชี ีส์ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชวี วิทยา เลม่ 2 บทท่ี 7 | ววิ ัฒนาการ 233 แนวการจดั การเรยี นรู้ ครูทบทวนปัจจัยท่ีทำ�ให้เกิดการเปล่ียนแปลงความถี่ของแอลลีล ท่ีนำ�ไปสู่การเปลี่ยนแปลง โครงสร้างทางพันธุกรรมของประชากร เรียกว่า วิวัฒนาการระดับจุลภาค ซึ่งเม่ือการเปล่ียนแปลง ดังกล่าวมมี ากพอ อาจนำ�ไปสูก่ ารเกดิ สปชี ีส์ใหม่ เรยี กว่า วิวัฒนาการระดับมหภาค และใช้ค�ำ ถามน�ำ ในหนงั สอื เรียนวา่ สปชี ีสม์ ีความหมายอยา่ งไร เพอ่ื ใหน้ กั เรียนไดศ้ กึ ษาตอ่ ในหัวข้อ 7.5.1 7.5.1 ความหมายของสปชี ีส์ ครูให้นักเรียนศึกษารูป 7.20 ในหนังสือเรียนแล้วถามคำ�ถามในหนังสือเรียนว่า นกในรูปมี ลักษณะคลา้ ยคลึงกนั มาก บอกไดห้ รือไมว่ ่าเปน็ สปีชสี เ์ ดียวกันหรือตา่ งสปชี สี ์ เพราะเหตุใด ครูเปิดโอกาสให้นักเรียนอภิปรายโดยใช้ความรู้เดิมที่มีอยู่ ซึ่งนักเรียนอาจจะตอบได้ว่า ไม่สามารถบอกได้จากลักษณะภายนอก อาจศึกษาจากข้อมูลทางพันธุกรรม หรืออาจให้นก 2 ตัวน้ี ผสมพนั ธกุ์ นั หากสามารถผสมพนั ธกุ์ นั และใหล้ กู หลานสบื ทอดตอ่ ไปไดแ้ สดงวา่ เปน็ นกสปชี สี เ์ ดยี วกนั แต่ถ้าให้ลูกท่ีเป็นหมันหรือลูกที่ค่อย ๆ อ่อนแอลงเร่ือย ๆ ในแต่ละช่ัวรุ่น หรือนก 2 ตัวน้ี ไม่สามารถผสมพันธุ์และให้กำ�เนิดลูกได้ แสดงว่าต่างสปีชีส์กัน ซ่ึงการใช้เกณฑ์ดังข้างต้นเป็นการใช้ เกณฑ์ตามความหมายของสปีชีส์ทางด้านชีววิทยา จากน้ันครูให้ความรู้เพิ่มเติมว่า มีแนวคิดเก่ียวกับ ความหมายของสปชี สี ท์ างดา้ นอื่น ๆ เชน่ 1. สปีชีส์ทางด้านสัณฐานวิทยา 2. สปีชสี ์ทางดา้ นสายววิ ัฒนาการ จากนน้ั ครใู หข้ อ้ มลู เพม่ิ เตมิ วา่ การจดั สปชี สี โ์ ดยอาศยั ความหมายของสปชี สี ใ์ นดา้ นใดดา้ นหนงึ่ นน้ั อาจไมส่ ามารถใชไ้ ดใ้ นทกุ สถานการณห์ รอื ไมส่ ามารถใชก้ บั สงิ่ มชี วี ติ ไดท้ กุ ชนดิ และใหน้ กั เรยี นตอบ คำ�ถามในหนังสอื เรยี น การศึกษาเพ่ือจำ�แนกสปีชีส์ของซากดึกดำ�บรรพ์ควรใช้ความหมายของสปีชีส์ตามแนวคิดใด เพราะเหตใุ ด การจำ�แนกสปีชีส์ของซากดึกดำ�บรรพ์น่าจะใช้หลักฐานทางด้านสัณฐานและโครงสร้างทาง กายภาพ ซงึ่ เปน็ การจดั สปชี สี โ์ ดยใชค้ วามหมายทางดา้ นสณั ฐานวทิ ยา เนอ่ื งจากซากดกึ ด�ำ บรรพ์ สูญพันธ์ุไปแล้วจึงไม่สามารถใช้การจัดสปีชีส์โดยใช้ความหมายทางด้านชีววิทยาซึ่งอาศัย หลักฐานด้านการผสมพนั ธแ์ุ ละให้กำ�เนดิ ลกู หลานได้ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

234 บทที่ 7 | วิวฒั นาการ ชีววทิ ยา เลม่ 2 ครูอาจใช้คำ�ถามในหนังสือเรียนเพื่อน�ำ เข้าสู่การสืบค้นข้อมูลในหัวข้อ 7.5.2 ว่า ในธรรมชาติ มีส่ิงมีชีวิตต่างสปีชีส์อยู่รวมกันจำ�นวนมาก สิ่งมีชีวิตเหล่านี้มีกลไกป้องกันการผสมพันธุ์ข้าม สปชี ีส์ไดอ้ ยา่ งไร 7.5.2 การแยกเหตกุ ารสบื พนั ธุ์ ครูให้นักเรียนสืบค้นข้อมูลเก่ียวกับกลไกการป้องกันการผสมพันธ์ุข้ามสปีชีส์หรือการแยกเหตุ การสืบพนั ธุ์ พรอ้ มทงั้ ยกตัวอย่างของส่ิงมีชวี ติ ในท้องถิน่ เพ่ิมเติมเพือ่ ประกอบการอภปิ ราย จากการสืบค้นข้อมูลและอภิปรายร่วมกัน นักเรียนควรสรุปได้ว่าส่ิงมีชีวิตต่างสปีชีส์กันมี การแยกเหตุการสบื พนั ธุ์อยู่ 2 ระดับ คือ การแยกเหตุการสืบพันธ์กุ ่อนระยะไซโกต และ การแยกเหตุ การสืบพนั ธ์ุหลังระยะไซโกต การแยกเหตุการสืบพันธ์ุก่อนระยะไซโกต ได้แก่ สิ่งมีชีวิตต่างสปีชีส์กันอาจมีแหล่งที่อยู่ ตา่ งกนั มพี ฤตกิ รรมตา่ งกนั มชี ว่ งเวลาในการผสมพนั ธต์ุ า่ งกนั มโี ครงสรา้ งของอวยั วะสบื พนั ธแ์ุ ตกตา่ งกนั หรอื มสี รรี วทิ ยาของเซลลส์ บื พนั ธแุ์ ตกตา่ งกนั ท�ำ ใหเ้ ซลลส์ บื พนั ธข์ุ องสงิ่ มชี วี ติ ตา่ งสปชี สี ก์ นั ไมส่ ามารถ ผสมพันธกุ์ นั ได้ การแยกเหตุการสืบพันธุ์หลังระยะไซโกต ทำ�ให้ลูกผสมที่เกิดจากส่ิงมีชีวิตต่างสปีชีส์กัน ไม่สามารถเจริญเติบโตเป็นตัวเต็มวัยหรือสืบพันธุ์ต่อไปได้ ได้แก่ ลูกผสมตายก่อนถึงวัยเจริญพันธุ์ ลกู ผสมเป็นหมัน และลกู ผสมลม้ เหลว จากนั้นใหน้ ักเรียนสบื คน้ ข้อมูลเพ่ิมเตมิ เพ่ือตอบค�ำ ถามในหนังสอื เรียน ซง่ึ มแี นวคำ�ตอบดงั น้ี มา้ มโี ครโมโซมจ�ำ นวน 64 โครโมโซม สว่ นลามจี �ำ นวนโครโมโซม 62 โครโมโซม ลอ่ ควรมจี �ำ นวน โครโมโซมเท่าใด และเพราะเหตุใดล่อจงึ เปน็ หมัน ล่อเกิดจากเซลล์สืบพันธ์ุของม้าท่ีมีจำ�นวน 32 โครโมโซม และเซลล์สืบพันธ์ุของลาท่ีมีจำ�นวน 31 โครโมโซม ดังน้ันล่อจะมีโครโมโซมจำ�นวน 63 โครโมโซม ล่อเป็นหมันเพราะใน การแบ่งเซลล์แบบไมโอซิสเพื่อสร้างเซลล์สืบพันธุ์ โครโมโซมของม้ากับลาจะไม่มาเข้าคู่กัน ทำ�ให้ไดเ้ ซลล์สบื พนั ธทุ์ ี่ผิดปกติ นอกจากลอ่ แลว้ มลี ูกผสมทเี่ กดิ จากสิง่ มชี ีวติ ต่างสปีชสี ์ชนิดใดอีกบา้ ง ลูกผสมที่เกิดจากส่ิงมีชีวิตต่างสปีชีส์ เช่น ไทกอน (tigon) เกิดจากเสือเพศผู้ผสมกับสิงโต เพศเมีย และไลเกอร์ (liger) เกิดจากสงิ โตเพศผ้ผู สมกับเสือเพศเมยี สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชีววิทยา เลม่ 2 บทที่ 7 | ววิ ฒั นาการ 235 7.5.3 กำ�เนดิ สปีชสี ใ์ หม่ ครูทบทวนว่าการเปล่ียนแปลงโครงสร้างทางพันธุกรรมของยีนพูลในประชากร ทำ�ให้สิ่งมีชีวิต เกิดวิวัฒนาการเป็นส่ิงมีชีวิตสปีชีส์ใหม่ และต้ังคำ�ถามเพ่ือนำ�ไปสู่การค้นคว้าและการอภิปรายว่า สปชี ีสใ์ หมเ่ กิดได้อย่างไร จากนั้นให้นักเรียนได้ศึกษารูป 7.25 กำ�เนิดสปีชีส์แบบแอลโลพาทริก และรูป 7.27 กำ�เนิดสปีชีสแ์ บบซิมพาทริก โดยใหน้ กั เรยี นอภปิ รายร่วมกันโดยใชต้ วั อยา่ งคำ�ถามดังน้ี เพราะเหตุใดการแบง่ แยกทางภูมศิ าสตร์จงึ ทำ�ให้เกดิ สง่ิ มีชวี ติ สปชี ีส์ใหม่ เนื่องจากอุปสรรคที่มาขวางกั้นทำ�ให้ประชากรที่เคยอาศัยอยู่ในพื้นที่เดียวกันถูกแบ่งแยก ออกจากกันเป็นประชากรย่อย ๆ ซึ่งไม่สามารถถ่ายเทยีนระหว่างประชากรย่อยได้ ทำ�ให้ ลักษณะต่าง ๆ รวมท้ังโครงสร้างทางพันธุกรรมของแต่ละประชากรย่อยมีการปรับเปลี่ยน ไปตามสภาพแวดลอ้ มทีอ่ าศยั อยจู่ นกระทั่งเกดิ ววิ ัฒนาการเปน็ สิง่ มีชีวติ ตา่ งสปชี สี ก์ นั การเกดิ สปีชสี ใ์ หม่ในเขตภมู ิศาสตร์เดยี วกนั เกิดข้ึนไดอ้ ยา่ งไร เกิดจากการเปล่ียนแปลงทางพันธุกรรมของสมาชิกบางกลุ่มในประชากร เช่น การเกิด พอลิพลอยดีในพืช หรือเกิดจากพฤติกรรมการเลือกแหล่งท่ีอยู่ของสัตว์ ทำ�ให้ไม่สามารถ ผสมพนั ธก์ุ บั สมาชกิ ประชากรดง้ั เดมิ แลว้ ใหก้ �ำ เนดิ ลกู หลานได้ จงึ ไมเ่ กดิ การถา่ ยเทยนี ท�ำ ให้ เกดิ วิวัฒนาการเป็นสิง่ มีชวี ติ สปชี ีสใ์ หม่ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

236 บทที่ 7 | วิวัฒนาการ ชีววทิ ยา เล่ม 2 เฉลยตรวจสอบความเขา้ ใจ เพราะเหตุใดประชากรของส่ิงมีชีวิตที่แยกออกจากกันในลักษณะน้ี เม่ือกลับมาอยู่ ร่วมกันอีกครั้งจึงไมส่ ามารถผสมพนั ธก์ุ นั ได้อกี เนื่องจากสภาพแวดล้อมของประชากรที่แยกออกจากกันน้ีอาจแตกต่างกัน เป็นเหตุให้ แ ต่ ล ะ ป ร ะ ช า ก ร ต่ า ง ก็ มี วิ วั ฒ น า ก า ร ใ ห้ มี ลั ก ษ ณ ะ ห รื อ พ ฤ ติ ก ร ร ม เ ห ม า ะ ส ม กั บ สภาพแวดล้อมที่ตนอาศัยอยู่ เมื่อผ่านไปเป็นระยะเวลานาน ประชากรทั้งสองจะ แตกต่างกันมากจนถ้ากลับมาอยรู่ ่วมกนั จะไมส่ ามารถผสมพนั ธุก์ นั ได้ ส่วนคำ�ถามในหนังสอื เรียนมแี นวการตอบดงั น้ี กลไกใดท่ีทำ�ให้สมาชิกของประชากรเดียวกันและอาศัยอยู่ในพ้ืนท่ีเดียวกันไม่สามารถเกิดการ ถ่ายเทยนี ระหวา่ งกันได้ เกิดจากการแยกเหตกุ ารสืบพันธุ์ (reproductive isolation) ปจั จัยใดบา้ งท่ีท�ำ ให้เกดิ แตนสปีชีส์ใหมข่ ึ้นในบรเิ วณเดยี วกนั เน่ืองจากมีการนำ�ต้นมะเดื่อสปีชีส์ใหม่เข้ามาปลูกในบริเวณดังกล่าว และมีการเปลี่ยนแปลง ยีนบางยีนในแตนบางตัว ทำ�ให้แตนท่ีมียีนท่ีเปลี่ยนแปลงไปเลือกท่ีจะกินและอาศัยอยู่ใน ตน้ มะเดอ่ื สปชี สี ใ์ หม่ จงึ เกดิ การแยกเหตกุ ารสบื พนั ธเุ์ นอ่ื งจากแหลง่ ทอี่ ยตู่ า่ งกนั ท�ำ ใหเ้ มอื่ ระยะ เวลาผา่ นไปโครงสรา้ งทางพนั ธกุ รรมของแตนทงั้ สองกลมุ่ จะคอ่ ย ๆ เปลยี่ นแปลงไปจนแตกตา่ ง กนั และเกดิ เปน็ สปชี สี ใ์ หม่ ความรเู้ พ่ิมเติมส�ำ หรับครู แตนเป็นแมลงท่ีช่วยในการถ่ายเรณูของมะเด่ือ ช่อดอกของมะเด่ือมีลักษณะแบบ ไฮแพนทอเดยี ม (hypanthodium) ซง่ึ เกดิ จากฐานชอ่ ดอกเจรญิ และโคง้ เขา้ หากนั จนมลี กั ษณะ คล้ายรูปถ้วยที่มีโพรงอยู่ภายในและมีช่องเปิดเล็ก ๆ อยู่ที่ปลายด้านบน ทำ�ให้แมลงสามารถ เข้าไปในโพรงได้ ผนงั ดา้ นในของโพรงมีดอกยอ่ ยแยกเพศจำ�นวนมาก โดยดอกยอ่ ยเพศเมยี จะ บานและพร้อมผสมพันธ์ุก่อนดอกย่อยเพศผู้ ในขณะที่ช่อดอกของมะเดื่อยังเจริญไม่เต็มที่ แตนเพศเมียที่อุ้มไข่มาด้วยจะบินเข้าสู่โพรงภายในช่อดอกของมะเดื่อพร้อมทั้งนำ�เรณูของ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชีววิทยา เลม่ 2 บทที่ 7 | วิวัฒนาการ 237 มะเดอื่ จากชอ่ ดอกอน่ื มาดว้ ย ขณะทแ่ี ตนเพศเมยี วางไขบ่ นดอกยอ่ ยจะเกดิ การถา่ ยเรณทู ตี่ ดิ มา ใหก้ บั ดอกยอ่ ยเพศเมยี อนื่  ๆ ในชอ่ ดอกนนั้ ตอ่ มารงั ไขข่ องดอกยอ่ ยทถี่ กู วางไขจ่ ะมลี กั ษณะเปน็ ปมดอกและมีตัวอ่อนของแตนอยู่ภายใน ส่วนดอกย่อยที่ได้รับเรณูแต่ไม่มีตัวอ่อนของแตนจะ เจริญเป็นผลย่อย เม่ือเวลาผ่านไปตัวอ่อนของแตนเพศผู้จะฟักออกมาจากปมดอกก่อนและ ผสมพันธ์ุกับแตนเพศเมียท่ียังอยู่ในปมดอก ต่อมาแตนเพศเมียท่ีได้รับการผสมพันธุ์แล้วจะ อมุ้ ไขแ่ ละฟกั ออกจากปมดอกซงึ่ เปน็ ชว่ งเวลาเดยี วกบั ทด่ี อกยอ่ ยเพศผเู้ จรญิ เตม็ ท่ี แตนเพศเมยี จะอุ้มไข่และบินออกจากผลมะเดื่อโดยมีเรณูของมะเดื่อติดออกมาด้วย และไปยังดอกมะเด่ือ ดอกใหมเ่ พือ่ วางไข่ ดงั รูป 1 ชอ งเปด ท่ปี ลาย 2 ชอดอกมะเดอ่ื แตนเพศเมยี อมุ ไขที่ผสมแลว แตนเพศเมียวางไขบนดอกยอยบางดอก พรอ มกับพาเรณขู องมะเดอ่ื และถายเรณู ดอกยอยทถ่ี กู วางไขจ ะมี เขาไปในโพรงภายในชอ ดอกมะเดอ่ื ลกั ษณะเปนปมและมตี ัวออ นของแตน อยูภายใน สวนดอกยอยเพศเมียทไ่ี ดร บั เรณแู ตไ มม ตี ัวออ นจะเจรญิ เปน ผล 4 3 แตนเพศเมยี ท่ีอมุ ไขฟก ออกมาจาก เม่ือผลมะเดอ่ื เจริญเต็มท่ี แตนเพศผู ปมดอก และบินพาเรณูของ จะฟกจากปมดอกออกมากอ น และ ดอกยอ ยเพศผูไปดว ยและไปวางไข ผสมกบั แตนเพศเมยี ที่ยังอยูใ นปมดอก ที่ดอกมะเดอ่ื ชอดอกใหม แตนเพศผู ท่ฟี ก จากปมดอก สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

238 บทท่ี 7 | วิวัฒนาการ ชีววิทยา เล่ม 2 จะเห็นได้ว่าแตนมีส่วนช่วยในการถ่ายเรณูของมะเด่ือซ่ึงดอกย่อยเพศผู้และเพศเมีย เจรญิ ไมพ่ รอ้ มกนั และวงชวี ติ ของแตนท�ำ ใหแ้ ตนเพศเมยี ไมม่ โี อกาสเจอและผสมกบั แตนเพศผู้ ท่ีฟักจากต่างช่อดอก เมื่อเกิดการเปล่ียนแปลงของยีนซึ่งทำ�ให้แตนที่มียีนท่ีเปล่ียนแปลงไป เลอื กไปวางไขแ่ ละอาศยั อยใู่ นมะเดอ่ื สปชี สี ใ์ หม่ แตนกลมุ่ ทม่ี ยี นี ทเ่ี ปลย่ี นแปลงไปจงึ ไมม่ โี อกาส พบและผสมพนั ธกุ์ บั แตนกลมุ่ ทยี่ งั คงวางไขแ่ ละอาศยั อยใู่ นชอ่ ดอกของมะเดอื่ สปชี สี เ์ ดมิ จงึ ไมม่ ี การถ่ายเทยีนระหว่างแตนทั้งสองกลุ่ม เมื่อเวลาผ่านไป แตนท้ังสองกลุ่มจึงต่างค่อย ๆ มีวิวัฒนาการของตนเองจนแตกต่างกันมากข้ึนเรื่อย ๆ และเกิดเป็นสปีชีส์ใหม่ท่ีแตกต่างกัน ในทส่ี ดุ กจิ กรรมเสนอแนะ : การปรบั ปรุงพนั ธ์พุ ชื แบบพอลิพลอยดี จดุ ประสงค์ 1. สืบค้นข้อมูล อภิปราย และสรุปการใช้เทคโนโลยีทางการเกษตรในการปรับปรุงพันธุ์พืช แบบพอลิพลอยดี 2. น�ำ เสนอขอ้ มลู ในชน้ั เรยี นหรือจดั ทำ�เป็นปา้ ยนเิ ทศ แนวการจัดกิจกรรม ครอู าจใหน้ ักเรียนทำ�งานเปน็ กล่มุ ในการสืบค้นขอ้ มลู อภปิ ราย และน�ำ เสนอการปรบั ปรงุ พันธุ์พืชแบบพอลพิ ลอยดใี นประเด็นต่อไปน้ี 1. ตัวอยา่ งพืช 2. ขั้นตอนการทำ�พอลพิ ลอยดี 3. ประโยชน์ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี