-48- เอกสารประกอบการเรยี นรายวชิ า ว32242 รายวชิ าชวี วทิ ยา4 3. มหายคุ ซโี นโซอิก อยใู่ นชว่ ง 65 ลา้ นปกี ่อนจนถึงปจั จุบนั แบ่งเป็น 3 ยุคยอ่ ย คือ ยุคพาลีโอจนี อยู่ในชว่ ง 65-24 ล้านปกี อ่ น ทวปี อเมรกิ าเคล่อื นท่ีเข้าหาเอเชีย สตั ว์เลยี้ งลูกด้วยนม แพรพ่ ันธ์แุ ทนทีไ่ ดโนเสาร์ มที ัง้ พวกกนิ พชื และกนิ เนื้อ บนบกเตม็ ไปด้วยปา่ และทงุ่ หญ้า ในทะเลมวี าฬ ยคุ นีโอจีน อยใู่ นช่วง 24-1.8 ลา้ นปกี ่อน เป็นช่วงเวลาของสตั ว์ร่นุ ใหมซ่ ึ่งเปน็ บรรพบุรุษของสัตว์ใน ปจั จุบัน รวมท้ังลิงยืนสองขาซง่ึ เป็นบรรบุรษุ ของมนุษย์ (Homo erectus) ยุคควอเทอนารี ช่วง 1.8 ล้านปีก่อนถึงปัจจุบัน เกิดยุคน้ำแข็งร้อยละ 30 ของซีกโลกเหนือ เริ่มมี เสือเขยี้ วโคง้ แมมมอธ และหมถี ำ้ มนษุ ย์เรม่ิ รจู้ ักทำเกษตรกรรม เลี้ยงสตั ว์ และอตุ สาหกรรม การศึกษาทางธรณีวิทยายืนยันว่าโลกมีอายุประมาณ 4500 ล้านปีและหลักฐานทางวิวัฒนาการ ช้วี า่ ส่ิงมชี วี ิตเริ่มกำเนิดขึน้ ในโลกน้ปี ระมาณ 3200 - 3800 ล้านปมี าแลว้ ในปี 1979 Hans Pflug และ H. Jaeschke-Boyer ได้ทำการสำรวจชั้นหินที่เก่าแก่ที่สุดในกรีนแลนด์ ซึ่งมีอายุประมาณ 3800 ล้านปี พบว่ามีฟอสซิลโครงสรา้ งคล้ายเซลล์ และได้ตั้งชือ่ ว่า Isosphaera ซึ่งมีลักษณะคลา้ ย ยีสต์ อยา่ งไรกต็ ามมีนักวิทยาศาสตร์อีกกลุ่มเชื่อว่าสิ่งมีชีวิตริ่มแรกคือสิ่งมชี วี ติ ทชี่ ื่อวา่ Eobacterium isolatum และ Archaeospheroides barbertonensis ซง่ึ มอี ายปุ ระมาณ 3200 ลา้ นปี ส่ิงมีชีวติ พวกแรก ไดแ้ ก่ เซลลโ์ ปรคารีโอท (prokaryotic cell) ซง่ึ เป็นเซลลท์ ่มี รี ปู ร่างงา่ ย ๆ ไมม่ ี นวิ เคลียส เช่น แบคทีเรีย สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน สิ่งมีชีวิตพวกแรกนี้สามารถเติบโต และดำรงชีวิตอยู่ใน สภาวะที่ไม่มี ออกซิเจนได้ นอกจากนี้สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินสามารถสังเคราะห์แสง โดยใช้น้ำเป็นแหล่ง ให้อะตอมไฮโดรเจน มีผลให้เกิดออกซิเจนในบรรยากาศ ซึ่งเมื่อสะสมมากขึ้นจะเกิดการเปลี่ยนแปลงในชั้นบรรยากาศ ทำให้เซลล์ต่าง ๆ กล่มุ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั
ววิ ฒั นาการ (EVOLUTION) -49- มีการพัฒนาระบบการหายใจอยา่ งมีประสทิ ธภิ าพขนึ้ ในท่สี ุดกม็ เี ซลล์ยูคารโี อต (eukaryotic cell) ถือกำเนิดข้ึนมา เซลล์ยูคาริโอทเป็นเซลล์ที่มีโครงสร้างซับซ้อน มีนิวเคลียส และ ออร์แกเนลล์หลายอย่างที่สำคัญคือ ไมโทคอนเดรีย (mitochondria) และคลอโรพลาสต์ (chloroplast) กำเนิด ของเซลล์ยูคารีโอทเป็นจุดสำคัญนำไปสู่วิวัฒนาการของ สง่ิ มชี วี ติ หลายเซลลแ์ ละเกิดเป็นส่ิงมีชีวิตหลากหลายชนิดข้นึ ท่วั โลก จากหลักฐานทางววิ ัฒนาการหลาย ๆ ประการชใี้ หเ้ หน็ ว่าสงิ่ มชี วี ิตแตล่ ะประเภทมีการเปล่ยี นแปลงท่ีใช้ระยะ ตา่ งกนั บางประเภทมีวิวัฒนาการโดยใชร้ ะยะเวลาน้อย ขณะทบ่ี างประเภทใช้ระยะเวลานานมาก ในการเปลี่ยนแปลง ตัวอย่างเช่น วิวัฒนาการของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมใช้ระยะเวลาไม่นานนักในการ เปลี่ยนแปลง จึงพบว่ามีสัตว์เลี้ยงลูก ด้วยนมมากมายหลายชนิด ขณะที่วิวัฒนาการของปลาเป็นไปอย่างช้า ๆ เช่น ปลา lungfish ในปัจจุบันมีลักษณะ คลา้ ยคลงึ กับซากดกึ ดำบรรพ์ท่ีพบเมอ่ื 150 ลา้ นปมี าแลว้ นอกจากนี้หลักฐานจากซากดึกดำบรรพ์ยังพบว่า มีสิ่งมีชีวิตบางสปีชีส์ (species) สูญพันธุ์ (extinction) ไปแล้ว ซึ่งหมายความว่าไม่สามารถพบสปีชีส์นั้นๆ ที่ยังมีชีวิตอยู่เลย จึงเป็นการสิ้นสุดสปีชีส์ สาเหตุสำคัญของการ สูญพันธุ์คือการเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลันของภูมิประเทศ หรือภูมิอากาศทำให้สปีชีส์ นั้น ๆ ไม่สามารถปรับตัวได้ทนั ถูกทำลายไปทัง้ หมด วิวฒั นาการเปน็ การเปล่ียนแปลงลักษณะตา่ ง ๆ แบบคอ่ ยเปน็ ค่อยไปถ้าสิ่งมีชีวิตมีลักษณะท่ีช่วยให้อยู่รอดได้ ก็จะสืบพันธุ์ต่อไป แต่ถ้าขาดลักษณะที่เป็นประโยชน์ต่อการดำรงชีวิตก็ยากที่จะอยู่รอดจนสืบพันธุ์และในที่สุดก็จะ สญู พนั ธ์ุไป แนวคิดเกยี่ วกบั เรือ่ งวิวัฒนาการ จากการศึกษาของนักวิทยาศาสตร์ทำให้เชื่อได้ว่าสิ่งมีชีวิตในปัจจุบันกับอดีตนั้นมีความ แตกต่างกัน สิ่งมีชีวิตบางชนิดมีลักษณะใกล้เคียงกับสมัยก่อนแต่บางชนิดก็แตกต่างออกไปมาก แสดงว่าสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ นั้นมี วิวัฒนาการ แนวคิดของการเกิดวิวฒั นาการที่น่าสนใจได้แก่ แนวคดิ ของลามารค์ แนวคดิ ของดารว์ ิน แนวคดิ ของเดอฟรีย์ และ นกั วทิ ยาศาสตรร์ ุน่ ใหม่ ๆ อีกมากมาย ➢ แนวคิดของลามารค์ Jean – Beptiste Lamarck (ค.ศ. 1744 - 1829) ชาวฝรั่งเศสได้เสนอแนวคิดเกี่ยวกับวิวัฒนาการของ สงิ่ มีชวี ติ ว่า สภาพแวดล้อมทำใหส้ ่ิงมชี ีวติ เกิดการเปล่ยี นแปลง สิ่งมีชีวิตต้องปรบั ตัวใหเ้ ข้ากบั สภาพแวดล้อม ลามาร์คได้เสนอแนวความคิดเกี่ยวกับวิวัฒนาการโดยอาศัยหลักฐานจากซากดึกดำบรรพ์ซึ่งมีรูปร่าง ไม่สลับซับซ้อนโดยเชื่อว่าสภาพแวดล้อมและอาหารเป็นปัจจัยสำคัญที่ ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของอวัยวะ การเกิดอวัยวะใหม่ ๆ ของสิ่งมีชีวิตเป็นผลเนื่องมาจากความต้องการของสิ่งมีชีวิตนั้น ๆ ตราบใดที่มีการใช้อวัยวะนั้น จะยงั คงอยู่และเจริญแข็งแรง ถา้ ไมม่ ีการใช้อวัยวะ นน้ั จะค่อย ๆ หดหายไป ซึ่งลักษณะดังกล่าวนี้สามารถถ่ายทอดให้ ลกู หลานรนุ่ ต่อ ๆ ไปได้ ลามาร์ค ยกตัวอยา่ งยีราฟ เขากล่าวว่าเดิมบรรพบรุ ุษของยีราฟ มคี อสัน้ ขาสั้น กินหญ้าตาม กล่มุ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั
-50- เอกสารประกอบการเรยี นรายวชิ า ว32242 รายวชิ าชวี วทิ ยา4 พน้ื ดนิ เป็นอาหาร ตอ่ มาหญา้ ตามพ้ืนดนิ มีไมเ่ พียงพอ ตอ้ งยดื คอกินใบไม้ ท่อี ยู่สงู ซง่ึ ต้องใช้ขาเขยง่ เท้าใหส้ ูง คอและขา จึงยาวขึ้นกวา่ เดิม และลักษณะดังกล่าว ถ่ายทอดใหล้ กู หลานทำให้ยีราฟปัจจบุ ันมคี อยาว ลามารค์ เช่อื ว่าสิ่งมีชวี ิตมพี ลังชวี ติ (Vital force) ภายในเปน็ แรงผลกั ดันใหเ้ ปลย่ี นแปลงตัวเองอยู่ ตลอดเวลา เขาเสนอสมมตฐิ าน 2 ข้อ คอื (1) Law of use and disuse มีสาระสำคัญว่า มสี าระสำคญั ว่า อวยั วะหรอื ช้ินส่วนของอวัยวะถกู ใชง้ าน มาก ๆ จะมกี าร แปรเปล่ยี นให้เหมาะสมต่อการดำรงชวี ติ ในสภาวะแวดลอ้ มท่เี ปลยี่ นแปลงไป ส่วน อวยั วะใดไม่ได้ใชง้ าน จะคอ่ ยๆ ลีบและเส่ือมลง จนในท่สี ดุ อวยั วะดังกล่าวจะลดรปู หายไป (2) The inheritance of acquired characters มีสาระสำคัญวา่ ลักษณะท่ีเปลย่ี นแปลงไป และมี ประโยชน์ต่อการ ดำรงชวี ิต จะถูกถา่ ยทอดไปยงั รุน่ ลูกเพ่อื ดำรงเผา่ พันธุต์ อ่ ไป จากสมมติฐาน 2 ข้อน้ี ลามาร์คเชื่อวา่ ส่ิงมีชีวติ ชนดิ ใหมม่ ีวิวัฒนาการเปลี่ยนแปลงมาจากสิง่ มีชีวติ ดัง้ เดิม โดยการถ่ายทอดลกั ษณะท่เี ป็นประโยชนต์ ่อ ๆ กันมาเป็นเวลาหลายชว่ั อายุ ➢ แนวคดิ ของดารว์ ิน Charles Darwin (ค.ศ.1809 - 1882) นกั ธรรมชาตวิ ิทยาชาวอังกฤษ เสนอทฤษฎีวิวฒั นาการเรียกว่า ทฤษฎี การคัดเลือกตามธรรมชาติ (Theory of Species by Natural Selection) จากการสังเกตของดาร์วินพบว่า สิ่งมีชีวิตทุกชนิดจะผลิตลูกหลานเป็นจำนวนมาก และลูกหลานแต่ละตัวอาจมีความแตกต่างกัน ลูกหลานเหล่านี้จะมี การดิ้นรนแก่งแย่งเพื่อความอยู่รอดของชีวิตพวกที่เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมเท่านั้นจะถูกธรรมชาติคัดเลือกให้รอด ชีวิต และถา่ ยทอดลักษณะท่ีเหมาะสมเหลา่ นั้นให้กบั สงิ่ มชี วี ติ รุ่นตอ่ มา ดาร์วินอธิบายว่าตามสภาพธรรมชาติสิ่งมชี วี ิตที่มีความสามารถปรบั ตัวเขา้ กับสภาพแวดลอ้ มได้ดีกว่าพวกอ่นื จะสามารถดำรงชีวติ อยู่ และถ่ายทอดลกั ษณะทีเ่ หมาะสมต่อไป ดาร์วิน เสนอแนวคิดเรื่องบรรพบุรุษของยีราฟว่า ประชากรของยีราฟในอดีตมีทั้งพวกคอสั้น และคอยาว ปะปนกัน พวกคอยาวมีโอกาสหากินได้มากกว่า สามารถกินยอดพืชบริเวณที่สูง ๆ ได้ และสามารถเห็นศัตรูได้ก่อน พวกคอส้ันจึงรอดชวี ติ ได้มากกว่าพวกคอยาวจึงสามารถดำรงพันธ์ุตอ่ มาได้ กลุ่มสาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั
ววิ ฒั นาการ (EVOLUTION) -51- แนวคิดของดาร์วินได้มาจากหนังสือชื่อ Principles of geology เขียนโดย ชาลส์ ไลเอลล์ ซึ่งกล่าวถึงการ เปลี่ยนแปลงของเปลือกโลกและหนังสือ An essay on the principle of population เขียนโดยโทมัส มัลทัส ซึ่งกล่าวถึงการเพิ่มจำนวนประชากรมนุษย์ว่ามีแนวโน้มเพ่ิมขึ้นเป็นทวีคูณหรือตามอัตราเรขาคณิต และข้อมูลทาง ธรรมชาติท่ีเขาเก็บรวบรวมได้ขณะที่ออกเดินทางไปกับเรือสำรวจตามแนวฝ่ังทวีปรอบโลก การสำรวจตามแนวฝ่ังของ ทวปี อเมริกาใต้ และหมู่เกาะในมหาสมุทรแปซฟิ ิก ดาร์วินได้พบว่า พืชและสัตว์ที่พบบนพื้นทวีปและหมู่เกาะมีความคล้ายคลึงกันแต่ไม่เหมือนกัน ตัวอย่างเช่น ดาร์วินสังเกต พบว่านกฟินซ์ 13 สปีชีส์ที่พบบนหมู่เกาะกาลาปากอส (Galapagos) ซึ่งอยู่ในมหาสมุทรแปซิฟิก มีจะงอยปากที่มีขนาดและรูปร่างต่าง ๆ กันตาม ความเหมาะสมของประเภทอาหารที่นกแต่ละชนิดกิน นกเหล่านี้มี ความคล้ายคลึงกับนกบนผืนแผ่นดินใหญ่ ดาร์วินเชื่อว่า นกเหล่านี้ต่างมีบรรพบุรุษร่วมกัน คือ อาศัยอยู่ บนทวีป อเมริกาใต้มาก่อน แต่มีการอพยพย้ายถิ่นไปอยู่ที่หมู่เกาะ และมีการแยกย้ายไปอยู่ในถิ่นอาศัยที่ แตกต่างกัน จงึ มกี ารปรบั ตวั ไปตามสภาพแวดลอ้ ม เม่อื ระยะเวลานานมากขึ้นจงึ มีวิวฒั นาการเปล่ียนแปลง ไปเปน็ นกสปีชสี ใ์ หม่ กล่มุ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั
-52- เอกสารประกอบการเรยี นรายวชิ า ว32242 รายวชิ าชวี วทิ ยา4 ในทฤษฎีวิวัฒนาการของดาร์วิน การคัดเลือกตามธรรมชาติ (natural selection) เป็นกลไกสำคัญที่ทำให้ เกิดการเปลยี่ นแปลงในประชากรของส่ิงมีชีวติ สปีชีสห์ น่งึ ๆ ซ่งึ การเปลี่ยนแปลงน้ีนำไปสกู่ ารเกดิ ส่ิงมชี ีวติ สปชี ีส์ใหม่ขึ้น ได้ ดาร์วนิ เสนอกลไกการคดั เลอื กตามธรรมชาตขิ นึ้ จากขอ้ สงั เกตซง่ึ เปน็ สภาวะธรรมชาตขิ องสง่ิ มีชีวติ บนโลก คอื 1. การเพิ่มจำนวนประชากรสิ่งมีชีวิตมีแนวโน้มในการผลิตรุ่นลูกจำนวนมากทำให้มีจำนวน ประชากรมาก เกินไป (overpopulation) 2. การแขง่ ขนั (competition) มีการแข่งขันระหว่างสมาชิกในประชากร เพอื่ ความอยู่รอด การแข่งขันน้ีเป็น การแก่งแย่งทรัพยากรที่มีอยู่จำกัดในสภาวะแวดล้อมหนึ่ง ๆ โดยเฉพาะการแก่งแย่งสิ่งจำเป็นในการ ดำรงชวี ิต เชน่ อาหาร พื้นท่อี ยู่อาศัย เป็นต้น 3. ความแปรผันของลักษณะ (variation) สมาชิกในประชากรมีความแตกต่างกัน ในรูปร่างหรือ พฤติกรรม ลักษณะ ฯลฯ ซ่งึ ความแตกต่างน้ีสามารถส่งทอดไปยงั รนุ่ ลกู ได้ การคดั เลือกตามธรรมชาติอธิบายวา่ สิ่งมีชีวิตจะมลี ักษณะแตกตา่ งกนั แม้จะเกิดจากพ่อแม่เดียวกัน สิ่งมีชีวิตท่ีมี ลักษณะเหมาะกับการดำรงชีวิตจะสามารถอยู่รอดและสืบพันธุ์ถ่ายทอดลักษณะดังกล่าวไปยังรุ่นต่อ ๆ ไป ทำให้สิง่ มีชีวติ มโี อกาสสะสมลกั ษณะที่แตกตา่ งกนั มากขึน้ เมื่อเวลาล่วงเลยมานานขน้ึ จากขอ้ สังเกตขา้ งตน้ เมือ่ ทรพั ยากรมจี ำกดั สมาชิกในประชากรท่ีมจี ำนวนมากมกี ารแกง่ แย่งกัน เฉพาะสมาชิก ที่เหมาะสมในสภาวะแวดล้อมขณะนั้นเท่านั้นที่จะเหลือรอดชีวิตอยู่ได้ (survival to produce) และสามารถสืบพันธ์ุ ผลิตลูกหลานในรุ่นต่อ ๆ ไปได้จึงมีโอกาสในการส่งทอดลักษณะไปยังรุ่นลูก ส่งผลให้มีการเปลี่ยนแปลงลักษณะใน ประชากรเกดิ ขึน้ ชา้ ๆ จนในทส่ี ุดทำให้ววิ ฒั นาการเกดิ เปน็ สปีชีส์ใหม่ สรุปตามแนวคิดของดาร์วินก็คือ สิ่งมีชีวิตหลากหลายสปีชีส์บนโลก มาจากการสืบทอดลักษณะที่ เปลี่ยนไปของสปีชีส์ดึกดำบรรพ์ โดยกลไกที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลง คือ การคัดเลือกตามธรรมชาติ และใช้ระยะเวลาทย่ี าวนาน กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทุมวนั
ววิ ฒั นาการ (EVOLUTION) -53- ➢ แนวคดิ ของของ ฮิวโก เดอ ฟรสี ์ : ทฤษฎีการผ่าเหล่า ( Mutation theory ) ฮิวโก เดอ ฟรีส์ (De Vries, Hugo : 1843-1935) นักพฤกษศาสตร์ ชาว ฮอลแลนด์ ได้เสนอแนวคิดของการ เกิดสปีชีส์ใหม่ว่า เนื่องมาจากมีการผันแปรของหน่วยพันธุกรรมเกิดขึ้น การผันแปรนี้เรียกว่า\"การผ่าเหล่า\" (Mutation) เมื่อนำเอาความรู้เกี่ยวกับความผันแปรของหน่วยพันธุกรรม มาอธิบายร่วมกับทฤษฎีการคัดเลือกโดย ธรรมชาติของดารว์ นิ อาจอธบิ ายการเกิดวิวัฒนาการของสง่ิ มีชีวิตได้ดังนี้ เมอื่ มีการผ่าเหล่าเกิดข้ึนอาจจะได้ลักษณะที่ เป็นประโยชน์ หรือลักษณะที่ไม่เป็นผลดีต่อสิ่งมีชีวิตน้ัน ๆ โดยวิธีการคัดเลือกโดยธรรมชาติ ลักษณะที่เอื้ออำนวย ประโยชน์ต่อการอยู่รอดของชีวิตเหมาะกับสภาพแวดล้อมขณะนั้นสิ่งมีชีวิตนั้นจะถูกคัดเลือกไว้ เมื่อมีการรอดชีวิต ทำให้มีโอกาสแพร่ลูกหลานได้มากกว่า เมื่อระยะเวลาผ่านไปนานๆ พวกที่มีลักษณะที่มิได้ถูกคัดเลือกไว้จะค่อย ๆ ลดลงจนในที่สุดจะเหลือแต่พวกที่มีลักษณะเหมาะกับการอยู่รอด สปีชีส์ต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นในโลกจึงเป็นผลเนื่องมาจาก การสะสมลักษณะผันแปรท่ีเป็นคณุ ต่อสิง่ มีชวี ติ กลมุ่ นน้ั ๆ เปน็ ระยะเวลาอันยาวนานจนได้ส่งิ มีชวี ิตชนิดใหม่ ๆ ขน้ึ ➢ แนวคดิ ทฤษฎซี นิ เทตกิ (The modern synthesis) ตามแนวคิดของลามาร์ค และดาร์วิน มีส่วนที่เกี่ยวข้องกับการสืบทอดลักษณะปรากฏอยู่ด้วย อย่างไรก็ตาม ทั้งลามาร์คและดาร์วินไม่สามารถอธิบายว่าการสืบทอดลักษณะเกิดขึ้นได้อย่างไร แต่กฎการถ่ายทอดลักษณะของ เมนเดล สามารถนำมาอธิบายการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตได้ จึงได้มีการเสนอ ทฤษฎี The modern synthesis ข้ึนประมาณปี ค.ศ. 1940 โดยนักวทิ ยาศาสตร์หลายคนเช่น R.A. Fisher , J.B.S. Haldane และ Sewall Wright เป็นต้น เป็นทฤษฎีผสมผสานระหว่างแนวความคิดต่าง ๆ ของ ดาร์ วิน และ เดอฟรีส์ ผนวกกบั ความรู้ทางด้านพันธุศาสตร์ ประชากรศาสตร์ และยังได้นำความรู้ทางคณิตศาสตร์ และสถิติมาใช้กับประชากรใน ธรรมชาติด้วย กล่าวได้ว่าการเกิดวิวัฒนาการเกิดจากการ เปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมและการคัดเลือกโดย ธรรมชาติ ซ่ึงในทฤษฎีซินเทติกน้ี หน่วยย่อยที่เกิด วิวัฒนาการคือประชากรโดยสมาชิกในประชากรมีความแตกต่าง ทางพันธุกรรมซง่ึ ทำให้มีการคดั เลือกสมาชิกที่เหมาะสมไว้ มีการเปล่ยี นแปลงโครงสร้างทางพันธุกรรมของประชากรที ละเลก็ ละนอ้ ยเกิดวิวฒั นาการกลายเปน็ สปีชสี ใ์ หม่ กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทุมวนั
-54- เอกสารประกอบการเรยี นรายวชิ า ว32242 รายวชิ าชวี วทิ ยา4 หลักฐานเกยี่ วกบั วิวัฒนาการของส่ิงมีชวี ิต ในปัจจุบันเชื่อกันว่าวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตเป็นไปได้จริง เพราะมีหลักฐานหลายอย่าง เช่น หลักฐานจาก ซากดกึ ดำบรรพ์ ความคลา้ ยคลึงของโครงสรา้ งของส่งิ มีชวี ติ แบบแผนการเจริญเตบิ โตของเอมบรโิ อ การปรับปรุงพันธ์ุ ทท่ี ำให้เกดิ ลักษณะใหม่ การแพรก่ ระจายทีท่ ำให้สิ่งมีชวี ิตชนิดเดยี วกันอาศยั ในท้องถ่ินต่าง ๆ ตลอดจนความคล้ายคลึง ของสารที่สร้างขึ้นโดยส่ิงมีชีวิตต่างชนิดกัน 1. ซากดึกดำบรรพ์ (Fossil) หมายถึงส่วนที่เป็นร่างกาย หรือร่องรอยของสิ่งมีชีวิตที่กลายเป็นหิน หรือที่ จมอยู่ในน้ำแข็ง ในบ่อน้ำมัน ในยางไม้ เช่น ซากชิ้นส่วนของอวัยวะ รอยเท้า (footprint) รอยพิมพ์ (mold) ของส่ิงมีชวี ิตหรือซากส่งิ มชี วี ิตรวมท้ังวัตถุท่เี ก่ียวข้องกบั ส่ิงมชี วี ิต ซ่ึงถกู ขดุ ค้นข้ึนมา ซากดึกดำบรรพ์มักถูกค้นพบในชั้นหินตะกอน โดยซากดึกดำบรรพ์ถูกเก็บรักษาไว้ในช้ันหินโดยบังเอิญ เช่น ซากหรือชิ้นส่วนของสิ่งมีชีวิตซึ่งควรเน่าเปื่อยผุสลายไปแต่โดยบังเอิญทำให้ไม่มีการเน่าเปื่อยเกิดขึ้น อาจเนื่องจาก สภาวะแวดล้อมไมเ่ หมาะสมตอ่ การเจริญของแบคทเี รียซึง่ เป็นผยู้ ่อยสลายที่สำคัญ เปน็ ตน้ ซากดึกดำบรรพ์ของสัตว์มีกระดูกสัตว์หลังที่พบบ่อย ๆ คือ ชิ้นส่วนของกระดูกแต่ในบางครั้งชิ้นส่วนที่เป็น เนื้อเยื่ออ่อน ๆ ถูกเก็บรักษาไว้ได้เชน่ กัน โดยการที่แร่ธาตุบางชนิดเช่น เหล็ก ซิลิกาแทรกซึมเข้าไปอยู่ในเนื้อเยื่อส่วน น้ัน ๆ ทำให้มันคงสภาพอยู่ได้ และเกบ็ รกั ษาไว้ภายใตช้ ้ันหินหรือกลายเป็นหินไปเอง ความรู้ทางธรณีวิทยาสามารถใช้ ในการคำนวณอายุของหินได้ ดังนั้นจึงสามารถทราบอายุของซากดึกดำบรรพ์ได้ จากอายุของชั้นหินที่พบซากดึกดำ บรรพ์นน้ั ๆ หรือวดั จากกัมมันตรังสี (14C) ที่ เหลืออยู่ในของซากน้นั จากซากดึกดำบรรพ์ชนิดต่าง ๆ ที่ถูกขุดค้นขึ้นมาทำให้นักวิทยาศาสตร์ผู้ศกึ ษาซากดึกดำบรรพ์ ของพืช และ สัตว์สามารถคาดคะเน หรือลงความเห็นเกี่ยวกับวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตได้ เห็นได้ว่าซากดึกดำบรรพ์จึงเป็น หลักฐานอย่างหนึ่งที่แสดงถึงโครงสร้างของสิ่งมีชีวิตในอดีตที่ปรากฏในโลกเป็นเวลาหลายล้านปี แต่ส่วนใหญ่ถูก ทำลายไปโดยมนษุ ย์ หรือโดยการเปลยี่ นแปลงของเปลือกโลก ทำใหไ้ ด้หลกั ฐานไม่มากนัก กล่มุ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั
ววิ ฒั นาการ (EVOLUTION) -55- บันทกึ ของซากดึกดำบรรพบ์ อกให้ทราบวา่ !!!! สิ่งมีชีวิตหลากหลายที่พบอยู่ในโลก ปัจจุบันนี้มิได้เกิด ขึ้นมาในทันทีทันใด ชีวิตเริ่มและอยู่ในน้ำ สิ่งมีชีวิตบนบก เกิดขึ้นภายหลังนานมาก ขณะที่สัตว์ชนิดใหม่แต่ละชนิด มีวิวัฒนาการสัตว์ชนิดเก่าก็จะลด จำนวนลงสัตว์ที่ปรับตัวได้ ไม่ดีนักมักจะสูญพันธุ์ ซากดึกดำบรรพ์บางชนิดจะให้ข้อมูลท่ี ช่วยให้เรารู้ว่า สัตว์บางกลุ่มวิวัฒนาการมาอย่างไร นัก ธรณีวิทยาได้พบซากพืช สัตว์ในหิน ซ่ึงเป็นข้อยืนยันว่า ส่ิงมชี วี ิตมี ววิ ัฒนาการแน่นอน เช่น มีผู้พบซากของนกโบราณ ชอื่ Archeopteryx เปน็ นกโบราณมชี ีวติ อยูเ่ มื่อ 150 ล้านปีมาแลว้ (ยุคจูราซคิ (Jurassic) จากซากดึกดำบรรพ์ทำ ใหเ้ ราทราบวา่ นกนี้มีหางยาวและปากมีฟัน แบบสัตวเ์ ล้ือยคลาน แต่ตัวมขี นแบบขนนก กระดูกมีลกั ษณะเป็นพวก นก ซากดกึ ดำบรรพน์ ้เี ปน็ ตัวเช่ือมทีแ่ สดงว่าสัตวเ์ ล้ือยคลานและนกวิวฒั นาการมาจากบรรพบุรษุ รว่ มกนั หลักฐานของการวิวัฒนาการที่เห็นได้ครบถ้วน คือการวิวัฒนาการของม้า ซึ่งม้าในเริ่มแรกตัวเล็ก สูงราว 11 นิ้วเท่านั้น ขาหน้ามี 4 นิ้ว และนิ้วที่ 5 เป็นชิ้นนิดเดียว ขาหลังไม่มี นิ้วท่ี 1 และนิ้วที่ 5 เหลือชิ้นนิดเดียว ทั้งขาหน้าและขาหลัง นิ้วกลางยาวที่สุด และได้มีวิวัฒนาการเรื่อยมาจนถึงปัจจุบัน เชื่อว่าวิวัฒนาการของม้า เกิดขึ้นตั้งแต่ 60 ล้านปีที่ผ่านมาซึ่งตอนนั้นสภาพท้องที่ส่วนใหญ่เป็นที่ลุ่ม มีต้นไม้เล็ก และพุ่มไม้ ซึ่งสามารถใช้ เป็นที่ซ่อนให้พ้นจากผูล้ า่ แต่เมื่อ 1 ล้านปีก่อน สภาพแวดล้อมเปล่ียนไปทุ่งหญ้าแทนท่ีต้นไม้และพุ่มไม้ ไม่มีที่ให้ สัตวซ์ ่อนตวั สตั วท์ ว่ี ง่ิ ไดเ้ ร็วจะมโี อกาสหนีรอดจากผ้ลู ่าได้มากขนึ้ และรอดชีวิต สัตว์คอยาวจะมองเห็นผู้ล่าได้ดีกว่า เท้าแบบที่นิ้วเท้าแผ่ออกช่วยไม่ให้สัตว์จมลงไปในพื้นที่ชื้นแฉะแต่ไม่เหมาะกับการวิ่งเร็ว ม้าสมัยใหม่มีขายาว และวิ่งด้วยนิ้วเท้าเพียงนิ้วเดียว มันสามารถเคลื่อนที่ได้รวดเร็วบนพื้นแข็ง ม้าจะวิ่งได้เร็วบนพื้นที่ชื้นแฉะหรือไม่ บรรพบุรุษของม้าสมัยใหม่อาจมีขนาดเล็กกว่าม้าปัจจุบันมาก จึงสามารถหลบซ่อนผู้ล่าได้ แต่ด้วยการ เปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมธรรมชาติจึงเลือก สัตว์ที่สามารถวิ่งได้เร็วกว่าผู้ล่า มีอีกเหตุผลหนึ่งที่ทำไม ธรรมชาตจิ ึงเลือกสัตว์คอยาว นนั่ คือลกั ษณะน้ชี ว่ ยให้การเล็มหญ้าในท่งุ หญ้าใหม่เป็นไปได้ดี มา้ ปัจจุบนั สูง 64 น้ิว ขาหน้ามองเห็น นิ้วกลางนิ้วเดียว ส่วนนิ้วที่ขนาบสองข้างหายไปเหลือเป็นเกล็ดเล็ก ๆ พอติดอยู่เท่านั้น ววิ ฒั นาการของม้าจนถึงปัจจบุ ันเปน็ เวลากว่า 50 ลา้ นปี สำหรับพชื มีการเปลยี่ นแปลงของอวัยวะสืบพันธ์ุและอวัยวะภายในมากกวา่ ภายนอก การค้นพบซากพืชจะได้ ไม่ครบเหมือนสัตว์ แต่นักวิทยาศาสตร์เขา้ ใจว่า วิวัฒนาการของพืชเริ่มตน้ จากสาหร่าย จนกระทั่งถึงพวกเทอริโดไฟต์ และพืชดอกในปจั จบุ นั กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั
-56- เอกสารประกอบการเรยี นรายวชิ า ว32242 รายวชิ าชวี วทิ ยา4 2. กายวิภาคเปรียบเทียบ (Comparative anatomy) เป็นการศึกษาเปรียบเทียบโครงสร้างของอวัยวะ ของสง่ิ มีชวี ิตชนิดต่าง ๆ ทำการศึกษาเปรียบเทยี บจุดกำเนิด หน้าที่ และการทำงานของโครงสรา้ งตา่ งๆ โดยเฉพาะใน กลมุ่ ทใี่ กล้เคยี งกนั เพราะสงิ่ มชี วี ิตทีม่ ตี น้ ตระกูลเดียวกนั ย่อมจะมลี ักษณะรว่ มกนั หรือ คล้ายคลึงกัน อยา่ งไรก็ตามความคล้ายกนั ในบางอยา่ งมิได้หมายความว่ามบี รรพบุรุษร่วมกัน ความคลา้ ยคลงึ กนั อาจเป็นผล จากวิวัฒนาการมาจากต้นตระกูลเดียวกัน (divergent) หรืออาจวิวัฒนาการจากต้นตระกูลที่แตกต่างกัน (convergent) ตัวอย่างเช่น การศึกษาเปรียบเทียบระหว่างปีกของนก แผ่นครีบของ ปลาโลมา ปีกของค้างคาว และแขนของคน ทำใหท้ ราบวา่ อวัยวะตา่ งๆ ที่มาจากสัตว์ต่างชนิดกันน้ีมี โครงสร้างพ้นื ฐานคล้ายคลงึ กนั แม้ว่ามันจะ ทำหน้าที่แตกตา่ งกัน ความคล้ายคลงึ กันน้ี ชี้ให้เห็นว่าสตั ว์เหล่านีม้ ีสัมพันธ์กันในเชิงววิ ัฒนาการ อวัยวะที่มีโครงสร้าง เหมือนหรือคล้ายกัน แต่ทำหน้าที่ต่างกันเรียกว่า อวัยวะที่เป็นโฮโมโลกัส (Homologous organ) ซึ่งนักชีววิทยา เชื่อวา่ homologous organ มวี ิวฒั นาการมาจากจดุ กำเนิดเดียวกัน เช่นนกและคา้ งคาว ต่างมปี กี ทว่ี ิวัฒนาการมา จากรยางค์คหู่ นา้ ของบรรพบรุ ษุ เดยี วกนั แตม่ ีการเปลีย่ นแปลงไปเพื่อใหเ้ หมาะสมต่อการดำรงชีวติ ของแต่ละชนดิ เช่น ปีกของนกมขี นขึ้นปกคลุม ขณะที่ปีกค้างคาวมีลักษณะเป็นแผน่ พงั ผดื เชื่อมติดกัน ในการศึกษาเปรียบเทียบโครงสร้างของอวัยวะนี้ นอกจากอวัยวะที่เป็นโฮโมโลกัสกันแล้วยังมีอวัยวะท่ี เป็น แอนาโลกัส (Analogous organ) ซึ่งหมายถึงอวัยวะที่ทำหน้าที่เหมือนกันแต่มีพื้นฐานโครงสร้างต่างกัน เช่น ปีกของแมลง และปีกของนก ซึ่งต่างก็ทำหน้าที่ในการบินเหมือนกัน แต่โครงสร้างปีกแมลงไม่มี กระดูกค้ำจุน ขณะที่ ปีกนกมีกระดูกเป็นส่วนประกอบด้วย ดังนั้นนกและแมลงจึงมีวิวัฒนาการที่ห่างไกลกัน โดยสรุปแล้ว homologous organ เป็นหลกั ฐานทีบ่ อกความสมั พันธ์ใกล้ชิดภายในกลุม่ ส่ิงมชี วี ิต ขณะท่ี Analogous organ เป็นหลักฐานช้ีให้เห็น ว่าส่ิงมชี วี ิตน้นั ๆ ไม่มคี วามสมั พันธก์ ัน 3. หลกั ฐานจากร่องรอยของอวัยวะทไี่ มใ่ ช้งาน (vestigial organ) อวัยวะบางอย่างของสัตว์ที่ไม่ใช้งาน แต่ยังคงมีอยู่ในร่างกายของสัตว์นั้นมีขนาดลดลง ในขณะที่สัตว์อื่นยังมี อวัยวะนั้นที่มีขนาดใหญ่และใช้งานได้ดี แสดงว่าสิ่งมีชีวิตนั้นอาจมีวิวัฒนาการมาจากบรรพบุรุษเดียวกัน เช่น ไส้ติ่ง และกล้ามเนื้อที่ใบหูของคน เป็นต้น vestigial organ จึงถูกใช้เป็นหลักฐานในเชิงวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต เชน่ กัน กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทุมวนั
ววิ ฒั นาการ (EVOLUTION) -57- 4. คพั ภะวทิ ยา (Embryology) ตัวอ่อนในช่วงชีวิตต้น ๆ ของสิ่งมีชีวิตจะมีการเปลี่ยนแปลงอย่าง รวดเร็ว จากความซับซ้อนน้อยกว่าไปสู่ ความซบั ซ้อนมากกว่า จงึ อาจเป็นไปไดว้ ่าสิ่งมชี ีวิตมีวิวัฒนาการจากสิง่ มีชีวิตที่มีลักษณะคล้ายคลึงกับเอมบริโอ ดังนั้น สิ่งมีชีวิตที่มีเอมบริโอคล้ายกันจึงน่าจะมีบรรพบุรุษร่วมกัน ตัวอ่อนของสัตว์หลายชนิดมีความคล้ายคลึงกันมากจนใน บางครั้งไม่สามารถแยกออกว่าเป็นตัวอ่อนของสัตว์อะไรตัวอย่าง เช่น ตัวอ่อนของปลา กบ ไก่ หมู และคนมีลักษณะ เหมือนกันหลายประการ เช่น การมีช่องเหงือก การมีหัวใจมีลักษณะเป็นท่อยังไม่มีการแบ่งแยกเป็นช่องขวาซ้าย เปน็ ตน้ อยา่ งไรก็ตามเมือ่ ตวั อ่อนเหล่าน้ีพัฒนาเป็นตวั เต็มวัยแลว้ ลักษณะร่วมเหลา่ นก้ี จ็ ะหมดไป จากการศึกษาเปรียบเทยี บตัวอ่อนน้ี นักชีววิทยาเชื่อว่า สัตว์มีกระดกู สันหลังชั้นสูง เช่น ไก่ สัตว์เลี้ยงลูกด้วย นมมีวิวัฒนาการมาจากสัตว์มีกระดูกสันหลงั ชั้นต่ำกว่า ได้แก่ ปลา เมื่อระยะเวลาผ่านไปทำให้มีการเปลี่ยนแปลงทาง พันธุกรรมเกิดข้นึ ทำใหม้ วี วิ ัฒนาการแตกแขนงออกไปเป็นสัตวม์ ีกระดกู สนั หลงั ช้ันสงู หลากหลายชนดิ Embryo ของสิง่ มชี วี ิตต่างๆ เฮคเคล และ มัลเลอร์ (E.H. Haeckel และ HJ. Muller) สรุปการเจริญเติบโตตามลำดับของตวั อ่อนว่า \"การ เจริญเติบโตพัฒนาตามลำดับของสิ่งมีชีวติ จะย้อนรอยลกั ษณะต่าง ๆ ของ บรรพบุรุษ\" ซึ่งต่อมา แนวความคิดนี้ได้รับ การเชือ่ ถือ และตั้งเป็นทฤษฎี เรียกว่า ทฤษฎกี ารย้อนรอยบรรพบรุ ษุ (The recapitulation theory) กลุ่มสาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั
-58- เอกสารประกอบการเรยี นรายวชิ า ว32242 รายวชิ าชวี วทิ ยา4 5. การปรบั ปรงุ พนั ธุพ์ ืชและสตั ว์ ทำให้มกี ารคัดเลือกลักษณะบางลักษณะให้มโี อกาสถ่ายทอดไปยังรุ่นต่อไป โดยเกณฑ์ในการคัดเลือกของกระบวนการปรับปรุงพันธุ์พืชและสัตว์เป็นไปตามความต้องการของมนุษย์เช่น รูปร่าง ขนาด สี รส ทมี่ นุษยต์ ้องการ ทำให้ลกั ษณะของส่งิ มีชีวิตท่ีถกู ถ่ายทอดไปยังร่นุ ตอ่ ไป เปลี่ยนแปลงไปจากเดมิ การปรับปรุงพันธุ์เช่นนี้มีทั้งผลดีและผลเสีย ผลดีได้แก่ ได้พันธุ์ใหม่ตามที่ต้องการ เช่นให้ผลผลิตสูง มีขนาด ใหญ่ สีสวยงามเปน็ ต้น ทำให้วิวัฒนาการของส่ิงมชี วี ิตนัน้ เกิดได้เร็วขึ้น ผลเสีย ได้แก่ คุณสมบัติของสิ่งมีชวี ติ พันธุ์ใหม่ บางลกั ษณะที่ดีอาจจะหายไปเนื่องจากถูกคดั ทิ้งเชน่ ความต้านทาน โรคและแมลงบางอยา่ ง 6. การแพร่กระจายของพชื และสตั ว์ ส่งิ กดี ขวางทางภูมิศาสตร์ก่อใหเ้ กิดการเปลย่ี นแปลงวิวฒั นาการเน่ืองจาก ตอ้ งมีการปรับตวั ทำให้ส่งิ มีชวี ติ แตกตา่ งกันกระจายอย่ทู ่วั โลก กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทุมวนั
ววิ ฒั นาการ (EVOLUTION) -59- 7. ชีววิทยาโมเลกุล (molecular biology) ปัจจุบันการศึกษาในระดับโมเลกุลมีมากขึ้นและสามารถนำมา เป็นหลักฐานแสดงวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตได้ โดยการศึกษาลำดับนิวคลีโอไทด์บนโมเลกุล DNA หรือลำดับ และชนิดของกรดอะมิโนบนสายโพลีเปปไทด์ เปรียบเทียบระหว่างสิ่งมีชีวิต ตัวอย่างเช่น การเปรียบ DNA ของคน, ชะนี และชิมแพนซี พบว่าระหว่างคน และชิมแพนซีมีความแตกต่างระหว่างนิวคลีโอไทด์ ประมาณ 3 เปอร์เซ็นต์ ขณะระหว่างคนและชะนีมีความแตกต่างประมาณ 5 เปอร์เซ็นต์ แสดงว่าคนมี วิวฒั นาการ ใกลเ้ คียงกับชมิ แพนซีมากกวา่ ชะนี เปน็ ตน้ Pattern of evolution รูปแบบการเปลีย่ นแปลงทีพ่ บจากหลักฐานต่าง ๆ มี 3 แบบ คือ (A) Divergent evolution : เป็นการวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตที่เกิดขึ้นจากการแตกแยกมาจากบรรพบุรุษ เดียวกนั เช่น แมมมอธ ช้างแอฟริกา ช้างเอเชยี ต่างก็มบี รรพบุรุษรว่ มกนั (B) Convergent evolution : เป็นรูปแบบการเปลี่ยนแปลงที่สิ่งมีชีวิตสองกลุ่มที่ไม่มีความสัมพันธ์ใกล้ชิด กนั แตอ่ าจอยูใ่ นสภาพแวดล้อมแบบเดยี วกัน จึงมีววิ ฒั นาการจนไดล้ ักษณะทคี่ ล้ายคลึงกนั เชน่ นกและ ค้างคาว ปลา ฉลามและปลาโลมา (C) Parallel evolution : เป็นแบบการเปลี่ยนแปลงแบบคู่ขนานของสิ่งมีชีวิตท่ีอาจมีบรรพบุรุษตา่ งกันหรอื อาศัยอย่ใู นพื้นที่ทแี่ ตกตา่ งแต่มีข้ันตอน ชว่ งตา่ ง ๆ ทพี่ ฒั นาการคลา้ ย ๆ กันเช่น สตั ว์เลี้ยงลกู ดว้ ยน้ำนมที่มี placenta ในอเมริกาเหนอื และสัตวพ์ วก musupial ในออสเตรเลีย กลุ่มสาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั
-60- เอกสารประกอบการเรยี นรายวชิ า ว32242 รายวชิ าชวี วทิ ยา4 กลุ่มสาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั
ววิ ฒั นาการ (EVOLUTION) -61- ววิ ัฒนาการของมนษุ ย์ มนุษย์เป็นสัตว์มีประดูกสันหลังที่เลี้ยงลูกด้วยน้ำนม (Class Mammalia, Order Primate, Genus Homo, Specie H.sapiens) ลักษณะเด่นของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมในออร์เดอร์ไพรเมต มีลักษณะสำคัญคือ มีนิ้วมือและ นิ้วเท้า 5 นิ้ว ปลายนิ้วมีเล็บแบน (Nail) นิ้วมือยาว หัวแม่มือพับขวางนิ้วอื่น ๆ ได้ ทำให้จับวัตถุ ต่าง ๆ ได้ดี แขนขาเคลือ่ นที่ไดโ้ ดยรอบ สมองใหญ่ จมกู สน้ั ตาชิดกัน ขากรรไกรหอ้ ยต่ำ ใช้ประสาทตา มองเหน็ มากกวา่ ใช้จมูกดม กลนิ่ สัตว์ในออรเ์ ดอร์ไพรเมตที่มชี วี ติ อยู่ในปัจจุบนั แบง่ ออกเปน็ 2 Suborder คอื 1. Suborder Prosimii ไดแ้ ก่ ลิงลม (lemurs) นางอาย (lorises) และลิงทารซ์ ิเออร์ (tarsier) 2. Suborder Anthropoidea ได้แก่ ลิงโลกใหม่ (ไม่มีในประเทศไทย มีลักษณะรูจมูกกว้าง หางยึด เกาะได้ดี) ลิง โลกเกา่ (ไดแ้ ก่ ลงิ บาบนู ลงิ แสม ลงิ กัง คา่ ง ซง่ึ มีลักษณะรจู มูกชิด ใช้หางยดึ กง่ิ ไม้ได้ และ พวกโฮมนิ อยด์) ซ่ึงแบ่ง ออกเปน็ 2 family คือ ������ Family Pongidae คือพวกวานร (ape) หรือวานรมนุษย์ (man ape) เป็นลิงใหญ่ไม่มีหางแขนยาวกว่าขา เดิน 4 ขา จะเดิน 2 ขาเม่ือตกใจ มเี ขี้ยวใหญ่ และยาวกวา่ ฟันในแถวเดียวกัน พบ เป็นซากดึกดำบรรพ์อายุ 12-15 ล้านปีก่อน สตั ว์ปจั จุบันทอี่ ย่ใู น family น้ีได้แก่ ลิงอุรงั อตุ งั ซิ มแปนซี กอริลลา และชะนี ������ Family Homenidae คือพวกมนุษย์และมนุษย์วานร เดิน 2 ขา มีเขี้ยวเล็ก และยาวไม่เกินระดับของฟัน อืน่ ๆ ในแถวเดยี วกัน แบ่งออกเป็น 3 จีนสั คือ (1) Genus Ramapithecus มีอยู่เมือ่ 10-14 ล้านปีกอ่ น (2) genus Australopithecus มอี ยเู่ ม่ือ 3-5 ลา้ นปีกอ่ น สองจนี ัสนจี้ ัดวา่ เปน็ พวกมนษุ ยว์ านร (ape man) มีซากดึกดำบรรพ์ใกล้เคียงกับมนุษย์ (จีนัสโฮโม) มาก รู้จักนำวัสดุ ในธรรมชาติมาใช้เป็นเครื่องมือ แต่ยังไม่รู้จักประดษิ ฐ์เครอื่ งมอื และสะสมเคร่ืองมือ จึงไม่จดั วา่ เปน็ มนุษยแ์ ทจ้ รงิ (3) Genus Homo มีอยู่เมื่อ 2-4 ล้านปีก่อน คือมนุษย์ มีลักษณะที่สำคัญคือ สามารถประดิษฐ์เคร่ืองมือ และสะสมเครอื่ งมอื ไว้ เปน็ บรรพบุรษุ ของมนุษย์ กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทุมวนั
-62- เอกสารประกอบการเรยี นรายวชิ า ว32242 รายวชิ าชวี วทิ ยา4 มนุษยย์ ุคตา่ ง ๆ - มนษุ ย์ออสตราโลพเิ ธคัส พบทางแอฟริกาใต้ มรี ่างกายและสมองเล็ก แขน ขา ฟัน คล้ายมนุษย์ ปัจจบุ นั มาก มี มันสมอง และความคิดอ่านต่ำ ลักษณะเด่นคือ ขากรรไกรใหญ่หน้าผากสั้น ลาตัว ค่อนข้างตั้งตรงแตกสาขา ออกไปหลายพนั ธ์ุ ออสตราโลพิเธคัส แปลว่าลงิ ไมม่ หี าง พบทางตอนใต้ของโลก ขุดพบครัง้ แรกทโ่ี ยฮนั เนสเบริ ก์ คาดว่าน่าจะมี ชวี ิตเม่ือประมาณ 4-1.3 ล้านปกี ่อน เชื่อว่า A. afarensis เปน็ ต้นตระกลู ของออสตราโลพิ เธคัสอืน่ ๆ - มนษุ ย์ปกั กง่ิ (Pekin man) มีชวี ิตอยเู่ ม่อื 5 แสนปีท่ีแล้วร่วมกับมนษุ ย์ยุคนั้นหลายสายพนั ธ์ุเช่น Steinhei man, Swanscombe man (ซ่ึงเช่อื ว่าเป็นบรรพบุรุษของมนษุ ย์นแี อนเดอร์ทัลและมนษุ ย์ปัจจุบนั ) Pithecanthropus หรือมนุษย์ปักกิ่ง น่าจะเกี่ยวข้องกับมนุษย์ชวา แต่มีขนาดสมองที่โตกว่า รูปร่างใกล้ มนุษย์ปัจจุบัน เริ่มใช้ภาษา รู้จัก ประดษิ ฐ์ ใช้มีด ขวาน และรูจ้ กั ใชไ้ ฟ - มนุษยน์ แี อนเดอรท์ ัล และโครมันยอง มชี ีวติ อยเู่ ม่ือ 5 หนน่ื ปีท่ีแล้ว เปน็ ยคุ ท่มี นษุ ย์แตกแยกสาขาออกไป หลายพันธ์ุ และมีการผสมพันธุร์ ะหวา่ งมนุษยต์ า่ งพันธส์ุ ายพนั ธม์ุ นุษย์ในยคุ น้ีได้แก่ - Neanderthal man เป็นมนุษย์ถ้ำ อยู่ในยุคน้ำแข็งสุดท้าย หน้าผากกว้าง รูปร่างล่ำสัน สมองเติบโต รู้จัก ประดษิ ฐ์ และใชเ้ คร่อื งมือหนิ กระจายอยู่ท่วั ไป สูญพันธไุ์ ปเม่ือ 3-4 หมน่ื ปี - Cro-Magnon man เชื่อว่าได้เข้ามาแทนที่มนุษย์นีแอนเดอร์ธัล มีลักษณะสูงใหญ่ มีโครงกระดูก สมส่วน สมองใหญ่ เชอ่ื ว่าเป็นกลมุ่ ท่ีนำวัฒนธรรมใหม่ ๆ จากเอเชียสยู่ ุโรป - Broken Hill man หรอื Rhodesian man ซ่งึ นา่ จะมีความเกีย่ วข้องกับมนษุ ย์ซัลดันฮา กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทุมวนั
ววิ ฒั นาการ (EVOLUTION) -63- - Solo man เปน็ มนุษย์ทพี่ บในเกาะชวา มีลักษณะเหมอื นนีแอนเดอรธ์ ลั มนษุ ยน์ แี อนเดอร์ธลั (ซา้ ย) และภาพมนษุ ย์โครมันญอง (ขวา) กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั
-64- เอกสารประกอบการเรยี นรายวชิ า ว32242 รายวชิ าชวี วทิ ยา4 - มนษุ ยย์ ุคใหม่เริ่มต้ังแต่เมื่อ 1 หม่ืนปีที่แล้ว หลงั จากทีน่ ีแอนเดอร์ธลั สญู พันธุ์ พบมนษุ ยย์ คุ หินใหม่ เป็นยุคที่ ใกล้กับมนุษยป์ ัจจุบนั มาก สร้างเครื่องมือเครื่องใช้ที่ปราณีต และมีประสิทธภิ าพอยูร่ ่วมกันเป็นสังคมเครือญาติ (Clan community) หากินร่วมกัน แบ่งงาน และแบ่งปันไม่มีชนชั้นมีการนำลูกสัตว์เล็ก ๆ มาเลี้ยง และเริ่มมีการเพาะปลูก มี 4 กลุ่มมนุษยค์ ือ - Coucasoids - Mongoloids - Negroids and Bach man - Australiods กล่มุ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทุมวนั
ววิ ฒั นาการ (EVOLUTION) -65- ใบงานที่ 3 ววิ ัฒนาการ 1. ปรากฏการณค์ อขวดมีความสำคญั อย่างไร (มช.52) 1. ได้ลักษณะทางพันธุกรรมทีด่ ีย่ิงข้ึนในประชากรร่นุ ใหม่ 2. ทำให้ประชากรทย่ี า้ ยไปทอี่ ยู่ใหม่มีความถขี่ องแอลลีลเปลย่ี นไป 3. ส่งผลต่อการถา่ ยเทเคล่ือนยา้ ยยีนระหวา่ งประชากรต่างกล่มุ ในทตี่ า่ งๆ 4. ทำให้โครงสรา้ งพนั ธุกรรมประชากรเปลย่ี นไปเพราะประชากรมขี นาดเล็กลง 2. การศึกษาสาขาใดทที่ ำใหเ้ ราทราบถงึ แนวคิดวิวฒั นาการสงั เคราะห์ได้ดีที่สดุ (มช.52) 1. ชวี ภูมิศาสตร์ 2. อนกุ รมวิธาน 3. บรรพชวี ินวิทยา 4. พันธศุ าสตร์ประชากร 3. โลกของเราเร่ิมมีมนษุ ย์ปรากฏขน้ึ มาในยุคใด (มช.53) 1. มหายุคมโี ซโซอกิ ยคุ ไทรแอสซสิ 2. มหายุคมีโซโซอิก ยคุ ครีเทเซียส 3. มหายคุ ซโี นโซอคิ ยุคควอเทอนารี 4. มหายคุ ซีโนโซอกิ ยคุ เทอเทยี รี 4. ข้อใดผดิ (มช.54) 1. ชาลส์ ดารว์ ินเดินทางดว้ ยเรือบเี กลิ ได้เดนิ ทางแวะมาท่ีเกาะกาลาปากอส 2. อัลเฟรด รชั เชล วอลเลช ไดเ้ สนอผลงานทม่ี ีแนวคิดตรงกบั ของ ชอง ลาร์มาร์ก 3. หนังสือเร่ือง origin of species by means of Natural selection เขยี นโดยชาลส์ ดาร์วิน 4. ชอง ลามาร์ก เสนอว่าการเปลยี่ นแปลงโครงสรา้ งของส่ิงมีขวี ิตทเ่ี กิดขนึ้ ภายในช่วั รุ่นนั้น สามารถถา่ ยทอด ไปยังลูกหลานได้ 5. ขอ้ ใดที่ระบยุ คุ และส่งิ มีชวี ิตที่มใี นยคุ นน้ั ได้ถูกต้อง (มข.52) 1. จูแรสซิก มไี ดโนเสาร์ สัตว์เล้ียงลกู ดว้ ยนม พชื เมล็ดเปลอื ย พชื ดอก แมลงปอโบราณ 2. เพอรเ์ มยี น มไี ดโนเสาร์ สัตวเ์ ล้ียงลกู ดว้ ยนม พชื เมลด็ เปลือย แมลงปอโบราณ 3. คาร์บอนิเฟอรัส มีไดโนเสาร์ พืชเมลด็ เปลือย แปลงปอโบราณ 4. ดิโวเนียน มพี ืชเมล็ดเปลอื ย พืชดอก แมลงปอโบราณ กลุ่มสาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั
-66- เอกสารประกอบการเรยี นรายวชิ า ว32242 รายวชิ าชวี วทิ ยา4 6. ข้อใดแสดงสมมตฐิ านของรูปขา้ งลา่ ง (มข.52) สมมตฐิ าน ข. หนอนเกดิ จากเน้ือเนา่ ก. สง่ิ มีชีวติ มีกำเนดิ จากสิ่งมชี วี ติ ง. หนอนแมลงวันเขา้ ดักแด้เป็นตัวเต็มวยั ค. การย่อยสลายเป็นกระบวนการในระบบนิเวศ 1. ก 2. ก และ ข 3. ก ข และ ง 4. ก ข ค และ ง 7. ข้อใดผดิ จากทฤษฎกี ารคัดเลอื กตามธรรมชาติ (O-net’53) 1. เม่ือกอ่ นยีราฟมีทัง้ คอส้ันและคอยาว ตอ่ มาเมื่อสง่ิ แวดล้อมเปลย่ี นไปยีราฟคอสนั้ ไม่สามารถอยรู่ อดได้ จึงสญู พันธเ์ุ หลอื แต่ยรี าฟคอยาว 2. เม่ือกอ่ นยีราฟคอส้นั แต่ตอ่ มายดื คอกินใบไม้สูงๆ คอจึงยาว ลกั ษณะคอยาวถา่ ยทอดไปถงึ ลูก จงึ ทำให้ ยีราฟรนุ่ หลังคอยาว 3. แมลงศตั รพู ชื ทนทานต่อยาฆ่าแมลง เพราะแมลงตัวทกี่ ลายพันธ์เุ กิดการด้ือยาสามารถอยูร่ อดมลี กู หลาน ตอ่ ไปได้ 4. กระต่ายป่ามีสนี ้ำตาลจะดูกลมกลนื กับทงุ้ หญ้า แมวป่าจงึ ล่ากระต่ายป่าสีขาวเปน็ อาหารไดโ้ ดยง่าย 8. ขอ้ ใดถูกต้องเกยี่ วกับมวิ เทชัน 1. มีอัตราการเกิดไดส้ ูงตามธรรมชาติ 2. เกิดไดท้ งั้ ระดบั โครโมโซมและดีเอ็นเอ 3. เกิดข้นึ ไดเ้ ฉพาะในเซลล์ท่กี ำลังแบง่ ตัว 4. มิวเทชันในเซลล์ทกุ ชนดิ สามารถดา่ ยทอดไปยงั รุ่นลกู หลานได้ กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทุมวนั
ววิ ฒั นาการ (EVOLUTION) -67- 9. การคดั เลอื กโดยธรรมชาตไิ มใ่ ช่สาเหตขุ องการเกิดเหตกุ ารณ์ข้อใด (7วิชา 55) 1. การเกดิ สปีชสี ์ใหมจ่ ากการแบ่งแยกทางภมู ศิ าสตร์ 2. การเกิดพอลิพลอยด์ในสิ่งมีชีวิตสปชี สี ์เดยี วกนั 3. การด้ือยาปฏชิ ีวนะของแบคทเี รยี บางสายพนั ธุ์ 4. การดือ้ สารฆา่ แมลงของแมลงศัตรูพืชศัตรสู ัตว์ 5. การเกดิ สปชี ีส์ใหม่ในเขตภูมิศาสตร์เดยี วกนั 10. สมมตฐิ าน 2 สมมติฐานที่พยายามอธบิ ายกำเนิดของมนุษยใ์ นยคุ ปัจจบุ ันนั้นแตกตา่ งกันอยา่ งไร (7วิชา 55) 1. สมมติฐานแรกกล่าววา่ Homo sapiens มีวิวัฒนาการมากจาก Homo erectus แต่สมติฐานท่ีสองกลา่ วว่า Homo sapiens มีวฒั นาการมาจาก Hamo habilis 2. สมมติฐานแรกกว่าวา่ Homo sapiens มวี ัฒนาการเกิดขนึ้ นอกทวีปแอฟริกา แต่สมมติฐานที่สองกลา่ วว่า Homo sapiens มีววิ ฒั นาการเกิดขึน้ ในทวปี แอฟรกิ า 3. สมมตฐิ านแรกกลา่ ววา่ มนษุ ยใ์ นยุคปจั จบุ ันมวี ิวัฒนาการมาจากมนุษย์นีแอนเดอรท์ ัล แต่สมมติฐานทส่ี อง กล่าววา่ มนุษย์ใรยคุ ปัจจบุ นั มวี วิ ฒั นาการมาจากมนษุ ย์โครแมนยัง 4. สมมตฐิ านแรกกว่าวา่ Homo sapiens เป็นมนุษย์สปีชีส์แรกที่อพยพออกจากแอฟริกา แต่สมมตฐิ านที่สอง กลา่ วว่า Homo sapiens เปน็ มนุษยส์ ปี ีชสี ์แรกทีอ่ พยพออกจากแอฟริกา 5. สมมตฐิ านแรกกว่าววา่ มนุษย์ในปัจจุบนั เชอ้ื ขาตติ า่ งๆมวี ิวฒั นาการมาจากมนุษยห์ ลายสปีชีสิ์ แต่สมมติฐาน ท่สี องกลา่ วว่ามนุษยใ์ นปัจจุบันเชอื้ ชาติตา่ งๆมีวัฒนาการมาจาก Homo electus 11. กระบวนการในข้อใดไม่เปน็ กลไกทนี่ ำไปสู่การเกิดวิวฒั นาการ (7วิชา 56) 1. การคดั เลือกสายพนั ธพุ์ ชื และสตั วโ์ ดยมนุษย์ 2. การผสมพันธุ์แบบสุม่ ของสมาชกิ ในประชากรที่มีขนาดใหญ่ 3. การผสมพนั ธ์ุระหว่างกระรอกสีปชสี ์เดยี วกนั แตเ่ คยอยู่แยกกนั คนละเกาะ 4. การเลอื กกนิ เฉพาะผเี สือ้ ทม่ี ีสีฉดู ฉาดเหน็ ได้ชัดในธรรมชาตโิ ดยผู้ลา่ ต่างๆ 5. การเกดิ มวิ เทชนั ในระดับยนี ทำใหส้ มาชกิ บางสว่ นในประชากรมีลกู น้อยลง กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทุมวนั
-68- เอกสารประกอบการเรยี นรายวชิ า ว32242 รายวชิ าชวี วทิ ยา4 12. ข้อใดให้คำจำกดั ความของวัฒนาการถกู ต้องที่สุด (7วชิ า 56) 1. การเปล่ียนแปลงฟโี นไทปข์ องประชากร 2. การเปลี่ยนแปลงจีโนไทปข์ องสมาชิกในประชากร 3. การเปลี่ยนแปลงของลกั ษณะต่างๆท่ีพบในประชากร 4. การเปล่ียนแปลงความถี่ของแอลลีลในยนี พูลของประชากร 5. การเปลย่ี นแปลงของลกั ษณะตา่ งๆทเี่ กดิ ขึ้นอย่างชา้ ๆและใชเ้ วลานาน 13. กระบวนการใดเป็นอปุ สรรคตอ่ การเกดิ สปีชสี ์ใหมจ่ ากการแบ่งแยกทางภมู ศิ าสตร์ 1. gene flow 2. founder effect 3. natural selection 4. bottleneck effect 5. non-random mating 14. ถ้าสงิ่ มชี วี ติ ไมเ่ กดิ มวิ เทชันเลย อาจจะเกิดเหตุการณใ์ ดตอ่ ไปน้ี (O-net 51) 1. สิง่ มชี ีวิตบางชนดิ อาจสญู พนั ธุ์ 2. จำนวนประชากรของสิ่งมชี ีวิตจะคงท่ี 3. จำนวนเผา่ พนั ธุข์ องสิ่งมีชีวิตจะเทา่ เดิม 4. สง่ิ มชี วี ติ ในอดตี และปัจจบุ ันไม่แตกตา่ งกัน 15. จากแผนภาพแสดงววิ ฒั นาการของส่ิงมชี ีวิต A B C และ D ข้อใดถูกต้อง (7 วิชา 57) 1. A เป็นบรรพบรุ ุษของ B C และ D 2. A B และ C มีวิวฒั นาการมาจาก D 3. A B C D มีบรรพบุรุษร่วมกนั 4. D มวั วิ ฒั นาการเกดิ ขน้ึ ก่อน A B และ C 5. A มีววิ ฒั นาการไปเป็น B C และ D ตามลำดับ กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั
พันธุศาสตรป์ ระชากร (POPULATION GENETICS)
-70- เอกสารประกอบการเรยี นรายวชิ า ว32242 รายวชิ าชวี วทิ ยา4 บทท่ี 4 พันธุศาสตร์ประชากร (Population Genetics) ความรู้ทางด้านพันธุศาสตร์และประชากรศาสตร์ทำให้พบว่าในสภาวะปกติ ถ้าไม่มีการเปลี่ยนแปลง ใด ๆ ทั้งในด้านพันธุกรรม ขนาดของประชากร และสิ่งมีชีวิตของประชากรนั้น ๆ มีการผสมพันธุ์อย่างอิสระ การกระจายของยีนจะไม่มีการเปลี่ยนแปลง ผลรวมของยีนทั้งหมดของประชากรจะคงท่ี การถ่ายทอดยีนจาก ประชากรรุ่นหนึ่งไปยังประชากรรุ่นถัดไปของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดในประชากรจะอยู่ใน สภาพสมดุลซึ่งจะไม่มี วิวัฒนาการเกิดขึ้น แต่ถ้าสภาพสมดุลทางพันธุกรรมถูกรบกวนจนมีการเปลี่ยนแปลง เกิดขึ้นจะมีผลทำให้เกิด วิวัฒนาการข้นึ สิ่งมีชีวิตบนโลกแต่ละสปีชีส์มีการกระจายตัวอยู่ทั่วไป เป็นประชากร (population) กลุ่มต่าง ๆ ที่มีโครงสร้างพันธุกรรมแตกต่างกัน ประชากรในที่นี้หมายความถึงกลุ่มสิ่งมีชีวิตสปีชีส์หนึ่งที่อาศัยอยู่ร่วมกัน ภายในบริเวณหนึ่ง โดยสมาชิกภายในกลุ่มสามารถผสมพันธุ์ซึ่งกันและกัน สามารถสืบทอดลักษณะต่อไปได้ ดงั น้นั สมาชิกของประชากรหนง่ึ ๆ จึงมี gene pool รว่ มกัน ยีนพูล (gene pool) หมายถึง ยีน (gene) ทั้งหมดในประชากร ณ ช่วงเวลาหนึ่ง ประกอบด้วยยีน ทุก ตำแหน่งที่อยู่ในสมาชิกทุกคนในประชากร อย่างไรก็ตามการศึกษาโครงสร้างพันธุกรรมของประชากร หนึ่ง ๆ ไม่สามารถทำได้กับยีนทุกตำแหน่งจึงใช้ยีนบางกลุ่มเป็นตัวแทน โดยเทียบเป็นความถี่ของยีน (gene frequency) และความถีข่ องจโี นไทป์ (genotypic frequency) วิวัฒนาการเป็นการเปลี่ยนแปลงลักษณะของกลุ่มประชากร ไม่ใช่เพียงแต่มีการเปลี่ยนแปลงของ สิ่งมีชีวิตแต่ละตัวเท่านั้น แม้ว่าจุดเริ่มต้นของการเปลี่ยนแปลงจะมาจากหน่วยย่อยของสมาชิกของกลุ่ม ประชากรคือการเปลี่ยนแปลงของยีนและการรวมกลุ่มของยีนที่ทำให้เกิดลักษณะที่แตกต่างไปจากเดิม เช่น ถ้ามยี ีนหน่ึงเกิดการเปล่ยี นแปลง แตย่ นี น้ีไม่ไดแ้ พร่ไปในกลมุ่ ประชากร หรือไม่มีการถ่ายทอดไปยังรนุ่ ต่อ ๆ ไป จะไม่จัดว่าเกิดววิ ฒั นาการ วิวัฒนาการจึงไม่ใช่เพียงแค่มีการเปลี่ยนแปลงลักษณะยีนใหม่เท่านั้น แต่ต้องมี การเปลี่ยนแปลงความถี่ของยีนในกลุ่มประชากรด้วย การศึกษาความถี่ของยีนในกลุ่มประชากรเป็น การศึกษาพันธศุ าสตร์เชิงประชากร ตวั อย่าง ยีน A ในประชากรหนึ่งประกอบด้วยอัลลีล (allele) 2 อัลลีล คือ A และ a โดยมีอัลลีล A 90 เปอร์เซ็นต์ และอัลลีล a 10 เปอร์เซ็นต์ ดังนั้นความถี่ของอัลลีล A ใน gene pool = 0.9 และความถ่ี ของอัล ลีล a = 0.1 เมื่อระยะเวลาผ่านไปถ้าพบว่ามีการเปลี่ยนแปลงความถี่ของยีน A เกิดขึ้น แสดงว่า ประชากร มีวิวัฒนาการ ซึ่งถ้าสามารถตรวจสอบปัจจัยที่เป็นต้นเหตุให้มีการเปลี่ยนแปลงความถี่ของยีนเกิดขึ้นได้ ปัจจยั น้นั ๆ ก็คอื ปจั จัยทีท่ ำใหเ้ กดิ ววิ ฒั นาการน่นั เอง กลุ่มสาระการเรยี นรวู้ ิทยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธิตมหาวทิ ยาลยั ศรีนครนิ ทรวิโรฒ ปทุมวนั
พนั ธุศาสตรป์ ระชากร (Population Genetics) -71- จากตัวอย่างข้างต้น สามารถคำนวณค่าความถี่ของบุคลลที่มีจีโนไทป์ต่างๆ ในประชากรรุ่นถัดไป โดย กำหนดว่าทุกจีโนไทป์ในประชากรมีโอกาสอยู่รอดเพื่อสืบพันธุ์เท่า ๆ กัน เมื่อความถี่ของ A = 0.9 และ ความถี่ของ a = 0.1 ใน gene pool ดังนั้นจึงมีไข่และสเปิร์มที่มีอัลลีล A = 0.9 และอัลลีล a = 0.1 เช่นกัน ในการผสมระหว่างไข่และสเปิร์มซึ่งเกิดขึ้นแบบสุ่มจะให้บุคคลที่มีจีโนไทป์ต่าง ๆ กัน ดังแสดงในตาราง ต่อไปน้ี Sperm 0.9A 0.1a Egg 0.9A 0.81AA 0.09Aa 0.1a 0.09Aa 0.01aa ผลจากการผสมพันธุ์พบว่าในประชากรในรุ่นถดั ไปจะพบบุคคลท่ีมีจีโนไทป์ต่าง ๆ ด้วยความถี่ต่อไปนี้ AA = 0.81, Aa = 0.18 และ aa = 0.01 เมื่อประชากรรุ่นนี้สร้างเซลล์สืบพันธุ์จะพบเซลล์สืบพันธุ์ที่มีอัลลีล A และอัลลลี a ดว้ ยความถี่ดงั แสดงในตาราง ความถี่ของ genotype ความถ่ีของเซลลส์ ืบพันธ์ุ A ความถขี่ องเซลล์สืบพนั ธ์ุ a AA=0.81 0.81 0 Aa=0.18 0.09 0.09 aa=0.01 0 0.01 รวม 0.90 0.10 นั่นคือ gene pool ของประชากรรุ่นถัดไปมีความถี่ของอัลลีล A = 0.9 และความถี่ของอัลลีล a = 0.1 ซึ่งเมื่อเปรียบเทียบกัน gene pool ของประชากรรุ่นทีแ่ ล้วพบว่าไม่มีการเปลี่ยนแปลงความถี่ของอลั ลีลเกิดขึ้น ความถี่ของจีโนไทป์ในรุ่นต่อ ๆ ไปก็จะไม่เปลี่ยนแปลงเช่นกัน (AA = 0.81 Aa = 0.18 และ aa = 0.01) ประชากรทไ่ี มม่ ีการเปล่ียนแปลงความถ่ีของยนี และความถี่ของจโี นไทป์เกดิ ขึน้ เรียกว่าประชากรอยู่ ในภาวะสมดุล (equilibrium population) ซ่งึ เปน็ ภาวะท่จี ะไมเ่ กิดววิ ฒั นาการ ในปี ค.ศ. 1908 G.H. Hardy ชาว อังกฤษ และ W.Weinberg ชาวเยอรมนั ได้ค้นพบความจริงข้อน้ี และเสนอเป็นกฎของฮาร์ดี - ไวน์เบริ ์ก (Hardy – Weinberg Law) ที่มใี จความว่า “ในประชากรขนาดใหญ่ ทมี่ ีการผสมพนั ธ์รุ ะหว่างสมาชกิ แบบส่มุ (random mating) ความถ่ีของยนี และความถี่ของจีโนไทป์ ใน รุ่นถดั ไปจะไมม่ กี ารเปลีย่ นแปลง ถ้าไม่มี ปัจจัยต่อไปนี้ คือ mutation , migration และ selection เกิดขึน้ ” กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธิตมหาวทิ ยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ ปทมุ วนั
-72- เอกสารประกอบการเรยี นรายวชิ า ว32242 รายวชิ าชวี วทิ ยา4 จากกฎของฮาร์ดี - ไวนเ์ บิร์ก พิจารณายนี 1 คู่ ที่ประกอบด้วย 2 อลั ลลี เมื่อกำหนดให้ p = ความถข่ี องอลั ลีลเด่น และ q = ความถีข่ องอลั ลีลด้อย ความถีร่ วมของบุคคลท่ีมจี ีโนไทป์แบบตา่ ง ๆ มีค่าเท่ากับ 1 เขยี นเปน็ สมการ (Hardy - Weinberg equation) ได้ดังนี้ ������2 + 2������������ + ������2 = 1 โดยท่ี p2 = ความถข่ี องบุคคลทมี่ จี ีโนไทปแ์ บบ homozygous dominance q2 = ความถี่ของบุคคลท่มี จี ีโนไทปแ์ บบ homozygous recessive และ 2pq = ความถขี่ องบคุ คลทมี่ ีจีโนไทปแ์ บบ heterozygous วิธกี ารคำนวณ ความถขี่ องยีน(อัลลีล) และความถ่ีของจโี นไทป์ ในประชากรธรรมชาติไม่สามารถคำนวณค่าความถี่ของยีน และความถี่จีโนไทป์โดยตรงได้จึงต้อง ประมาณจากความถี่ของฟีโนไทป์ (Phenotype) ของบุคคลในประชากรตัวอย่างซึ่งมีการสุ่มสำรวจจาก ประชากร ตัวอยา่ งที่ 1 กรณีที่ทราบว่าลักษณะที่สำรวจมีการควบคุมด้วยยีนที่มีการข่มระหว่างอัลลีลแบบไม่สมบูรณ์ (incomplete dominance) ซึ่งทำให้สามารถแยกบุคคลที่มีจีโนไทป์แบบ heterozygous ออกจาก homozygous dominance ได้เช่น ในการสุ่มสำรวจสีของดอกไม้ในประชากรไม้ดอกชนิดหนึ่ง จำนวน 500 ต้น พบว่า มีต้นท่ีมีสีดอกต่าง ๆ กนั ดังน้ี (ลักษณะสดี อกถูกควบคมุ ดว้ ยยนี 1 คู่ โดย R ควบคุมดอกสแี ดงและ r ควบคมุ ดอกสีขาว) ลักษณะสดี อก สีแดง สขี าว สีชมพู จำนวนต้น 320 160 20 Genotype ความถ่ี genotype ดงั น้นั ใน gene pool ของประชากรไม้ดอกชนดิ นี้ มคี วามถ่ีของอัลลีล R = _____ และ อลั ลลี r = _____ กลมุ่ สาระการเรียนรู้วทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลัยศรีนครนิ ทรวิโรฒ ปทมุ วัน
พนั ธศุ าสตรป์ ระชากร (Population Genetics) -73- ตัวอย่างที่ 2 กรณีที่ลักษณะที่ศึกษาถูกควบคุมด้วยยีนที่มีการข่มระหว่างอัลลีลแบบสมบูรณ์ (complete dominance) ทำให้ไม่สามารถแยกบุคคลที่มีจีโนไทป์แบบ heterozygous ออกจากบุคคลที่มีจีโนไทป์แบบ homozygous dominance ได้ ในการสำรวจลักษณะฟีโนไทป์ในประชากรจึงพบฟีโนไทป์สองแบบ คือ บุคคลที่มีลักษณะเด่น (ซงึ่ มจี ีโนไทป์ได้ 2 แบบ) และบุคคลท่มี ลี กั ษณะด้อย การคำนวณความถ่ีของยีน และ ความถ่ีของจีโนไทป์ทำได้ โดยสมมติให้ประชากรอยู่ในสภาวะสมดุลตามกฎของฮาร์ดีไวน์เบิร์ก และใช้ สมการฮาร์ดีไวน์เบิร์กในการ คำนวณความถี่ของจีโนไทป์เช่น ในการสำรวจโรคพันธุกรรมชนิดหนึ่งซึ่งถูก ควบคุมด้วยยีนด้อย (d) พบว่า บคุ คล 100 คนมีคนเป็นโรคน้ี 4 คน และบุคคลที่ไม่เปน็ โรค 96 คน ซง่ึ บคุ คล ท่มี ลี ักษณะปกติว่าอาจมจี ีโนไทป์ DD หรอื Dd กไ็ ด้ ขณะที่บคุ คลที่เปน็ โรคมจี โี นไทปเ์ พยี งแบบเดยี ว คือ dd กำหนดให้ p = ความถขี่ องอัลลลี D q = ความถี่ของอัลลลี d ดังน้นั บุคคลทเ่ี ป็นโรคในประชากรน้พี บด้วยความถี่ 0.04 (dd = 0.04) สามารถคำนวณความถ่ีของอัลลีล d ไดโ้ ดยการถอดรากท่ี 2 ของ 0.04 คือ 0.2 (d = 0.02) เพราะว่า p + q = 1 p=1 –q = 1 - 0.2 = 0.8 แสดงวา่ ในประชากรน้ีมีความถ่ีของอลั ลลี D = 0.8 ซึ่งเม่ือรู้คา่ ความถ่ีของยนี แลว้ สามารถคำนวณ ความถ่ี ของจีโนไทป์แบบต่าง ๆ ในประชากรไดโ้ ดยแทนคา่ p และ q ในสมการ p2 + 2pq + q2 = (0.8)(0.8) + 2(0.8)(0.2) + (0.2)(0.2) = 0.64 + 0.32 + 0.04 = 1 จากสมการ 2pq คือ ความถีข่ องบุคคลท่ีมจี โี นไทป์แบบ heterozygous ในประชากร ดังนั้นในบุคคล 100 คน ที่ทำการสำรวจจะมีบุคคลที่เป็นพาหะ (จีโนไทป์ Dd) ของโรคนี้ 32 คน (0.32 x 100) และ p2 คือความถี่ของ บุคคลที่มีจีโนไทป์แบบ homozygous dominance (DD) ซึ่งในบุคคล 100 คนมีจำนวน 64 คน (0.64 x 100) กลุม่ สาระการเรยี นร้วู ทิ ยาศาสตร์ โรงเรียนสาธติ มหาวิทยาลัยศรนี ครนิ ทรวิโรฒ ปทมุ วนั
-74- เอกสารประกอบการเรยี นรายวชิ า ว32242 รายวชิ าชวี วทิ ยา4 ปจั จยั ที่ทำให้เกิด microevolution (Causes of microevolution) กลไกที่ทำให้เกิดวิวัฒนาการคือ ปัจจัยที่ทำให้ความถี่ของยีนเปลี่ยนแปลงซึ่งได้แก่ การกลายพันธ์ุ การคัดเลือกโดยธรรมชาติ การอพยพ ขนาดประชากร และรูปแบบของการสืบพันธ์ุ การเปลี่ยนแปลงความถี่ ของยีนหรือความถีข่ องจโี นไทป์ของประชากร ทำให้ประชากรใหม่มีความแตกต่างจากประชากรเดมิ เมื่อเวลา ผ่านไปการเปลี่ยนแปลงทีละเล็กละน้อยค่อย ๆ สะสม ส่งผลให้ประชากรสองกลุ่มมีความแตกต่างทาง พันธุกรรมอย่างสิ้นเชิง จนในที่สุดเกิดเป็นสิ่งมีชีวิตสปีชีส์ใหม่ ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงความถ่ีของยีนใน ประชากรก็คอื การเกดิ Microevolution นั่นเอง ปัจจยั ท่เี ปน็ ข้อกำหนดในกฏฮารด์ ีและไวน์ เบริ ์ก ได้แก่ 1. การอพยพ (migration หรอื gene flow) หมายถงึ การอพยพจากประชากรหน่งึ เข้าสู่ ประชากร อีกกลุ่มหนึ่งอยู่เรื่อย ๆ โดยมีการผสมพันธุ์ระหว่างผู้ที่อพยพเข้ามาและสมาชิกของประชากรเดิม ส่งผลให้ ความถขี่ องยนี ในประชากรรนุ่ ต่อไปเปล่ียนแปลงได้ ดังน้นั การอพยพเข้าและออกจงึ เปน็ สาเหตสุ ำคัญทำให้เกิด การเปลี่ยนแปลงของยนี 2. Mutation (การกลายพันธ์ุ) การเปลี่ยนแปลงจากอัลลีลหน่ึงเป็นอกี อัลลีลหน่ึง เช่น A a เป็นการ ก่อให้เกิดอัลลีลใหม่ ๆ เข้าสู่ประชากร ยีนแต่ละตัวมีอัตราในการกลายแตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น A มีอัตรา ในการกลายเป็น a เท่ากับ 10-4 สมมติว่าประชากรมีความถี่ของ A = 1 (p = 1) ถ้ามีการกลายของ A เกิดขึ้น ในเซลล์สืบพันธ์ุ 104 ตัวจะมีเซลล์สืบพันธุ์ที่เป็น a = 1 ตัว (ที่เกิดจากการกลายของ A) เพราะฉะนั้นภายหลัง การผสมพนั ธ์ุ ประชากรรุ่นลกู จะมคี วามถ่ีของ A ลดลง 3. Genetic drift หมายถึง การเปลี่ยนแปลงความถี่ของแอลลีลที่เกิดขึ้นในประชากรที่มีขนาดเล็ก ไม่ไดเ้ กิดจากการคัดเลือกโดยธรรมชาติ ทำใหบ้ างแอลลีลไม่มีโอกาสถา่ ยทอดไปยงั ร่นุ ลูกได้ ที่พบในธรรมชาติมี 2 สถานการณ์ คอื ปรากฏการณ์คอขวด (Bottleneck effect) และ ผลกระทบจากผกู้ อ่ ต้ัง (Founder effect) 3.1 ปรากฏการณ์คอขวด (Bottleneck effect) เกิดขึ้นเมื่อมีเหตุการณ์อะไรที่มาทำให้ประชากรลดลงอย่างรวดเร็วในเวลาอันสั้น เช่น แผน่ ดนิ ไหว นำ้ ท่วม ภูเขาไฟระเบดิ หรือแม้แตก่ ารล่าอยา่ งบา้ คลง่ั ของมนุษย์ กลมุ่ สาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธิตมหาวิทยาลยั ศรนี ครนิ ทรวิโรฒ ปทมุ วนั
พนั ธศุ าสตรป์ ระชากร (Population Genetics) -75- 3.2 ผลกระทบจากผู้กอ่ ตั้ง (Founder effect) เกดิ ขน้ึ เม่ือกลุม่ เล็กกลมุ่ หนง่ึ จากกลุ่มประชากรดง้ั เดมิ แยกตัวไปต้ังกลุ่มใหม่ ความถ่ีอัลลลี ใน กลุ่มใหม่ทส่ี มุ่ มาจากกลุ่มเดมิ อาจไม่เหมือนกบั กลุ่มเดิมเลย 4. Natural selection ความแตกต่างของความสามารถในการสืบพันธุ์ของสมาชิกในประชากร ในสภาพแวดลอ้ มหนง่ึ ๆ ถา้ สมาชกิ ของประชากรแต่ละ phenotype มีความแตกตา่ งกันในการถ่ายทอดยีนไป ยังรุ่นลูกจะมีการคัดเลือกตามธรรมชาตเิ กิดขึ้น เช่นในสภาวะแวดล้อมทีม่ ีโรคระบาด สมาชิกที่มี phenotype A (จีโนไทป์ AA และ Aa) สามารถทนทานอยู่ภายใต้สภาวะนี้ดีกว่า phenotype a (จีโนไทป์ aa) จึงมีโอกาส อยู่รอดและถ่ายทอดยีนไปได้มากกว่า ประชากรรุ่นลูกจึงมีการเปลี่ยนแปลงความถี่ของยีน รูปแบบในการ คัดเลือกมี 3 แบบ 1. Stabilizing selection : เป็นการคัดเลือกลักษณะกลาง ๆ ที่มีมากในประชากรไว้ประชากร ค่อนข้างคงท่ี 2. Directional selection : เป็นการคัดเลือกเฉพาะลักษณะที่มีอยู่น้อยในประชากร โดยคัดเลือก เพียงด้านใด ดา้ นหน่ึงเทา่ นนั้ มักเกิดข้นึ เมื่อสภาพแวดลอ้ มมกี ารเปลี่ยนแปลงอย่างคงที่ และตอ่ เนือ่ ง 3. Disruptive selection : เป็นการคดั เลือกลักษณะที่มีน้อยในประชากรไว้ทง้ั สองด้าน สง่ ผลให้ ประชากร แบ่งแยกเป็นสองกลุ่มในทส่ี ดุ กลุ่มสาระการเรยี นรู้วทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธิตมหาวิทยาลัยศรีนครนิ ทรวิโรฒ ปทุมวนั
-76- เอกสารประกอบการเรยี นรายวชิ า ว32242 รายวชิ าชวี วทิ ยา4 5. Nonrandom mating หมายถึงการผสมพันธแ์ุ บบเลือกลักษณะ เช่น 5.1 Inbreeding การผสมพันธุ์ระหว่างสมาชิกที่มีความใกล้ชิดกัน ส่งผลให้บุคคลที่เป็น homozygotes เพิ่มขึ้นในประชากรตัวอย่าง ในสัตว์ ได้แก่ การผสมหรือการแต่งงานระหว่าง เครอื ญาติ (inbred or inbreeding) ในพชื ได้แก่ การผสมภายในดอก / ตน้ เดยี วกัน 5.2 Assortative mating การผสมโดยการเลือกลกั ษณะ เช่น เลอื กลักษณะทเี่ หมือนตัวเอง หรอื เลือก ลักษณะทแ่ี ตกต่าง เปน็ ตน้ ความแปรผันทางพันธุกรรม (genetic variation) Genetic variation หมายถึง ความแตกต่างทางพันธกุ รรมระหวา่ งสมาชิกในประชากร เป็นสว่ น สำคญั ทท่ี ำให้สมาชกิ ของประชากรสามารถตอบสนองตอ่ การเปลยี่ นแปลงของสภาพแวดลอ้ มในประชากร ตาม ธรรมชาตินน้ั สมาชิกแต่ละบุคคลยอ่ มไม่มบี คุ คลใดมีพนั ธุกรรมเหมอื นกันเลย (ยกเวน้ ฝาแฝดเหมือน) ความ แตกตา่ งนี้มแี หลง่ ที่มาท่สี ำคัญ คอื 1. การกลายพันธุ์ (mutation) เปน็ การนำอลั ลีลใหม่ ๆ เขา้ ส่ปู ระชากร เปน็ ปรากฏการณ์ท่ีเกิดข้ึนกับ ยีนทุก ตำแหนง่ โดยเกิดแบบสมุ่ (random) แต่มอี ัตราการเกิดคอ่ นข้างต่ำ การกลายทเี่ กิดขนึ้ อาจเป็น การกลาย ที่เป็น point mutation ซึ่งหมายถึงการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นกับโมเลกุล DNA และ chromosome mutation เป็นการเปลี่ยนแปลงที่เกิดกับโครโมโซม อัลลีลใหม่ ๆ ที่เกิดขึ้นใน ประชากรอาจจะ เหมาะสมในสภาวะแวดลอ้ มหนงึ่ ๆ ทำใหม้ โี อกาสแพรก่ ระจายในประชากรได้ กลมุ่ สาระการเรียนรูว้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรียนสาธิตมหาวทิ ยาลัยศรนี ครินทรวโิ รฒ ปทุมวัน
พนั ธศุ าสตรป์ ระชากร (Population Genetics) -77- 2. Sexual reproduction ในกระบวนการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศนั้น ประกอบด้วยการสร้างเซลล์ สืบพันธ์ุ และการปฏิสนธิ โดยกระบวนการสร้างเซลล์สืบพันธุซ์ ึ่งเกิดโดยวิธีการแบ่งเซลล์แบบไมโอซสิ (meiosis) ซึ่งทำให้ได้เซลล์ที่มียีนแตกต่างกัน เนื่องจากมีการรวมกลุ่มแบบใหม่ของยีน (gene recombination) เกิดขึ้น ขณะที่การปฏิสนธิ (fertilization) ทำให้ได้บุคคลที่มีจีโนไทป์ต่าง ๆ กัน เกดิ ขึ้น ในประชากร ความผันแปรทางพันธกุ รรมในประชากร ความแปรผันระหว่างบุคคล (individual variation) หมายถึง การที่บุคคลที่เป็นสมาชิกของ ประชากรมี genotype ต่าง ๆ กัน ซึ่งการมีจีโนไทป์ต่าง ๆ กันน้ี ส่งผลให้ลักษณะที่ปรากฏ (phenotype) ใน ประชากรมีความแตกต่างกันด้วย กล่าวคือมี phenotypic variation เกิดขึ้น การที่ประชากรหนึ่ง ๆ มลี กั ษณะ หน่งึ ๆ มากกวา่ 1 แบบขน้ึ ไป เรยี กว่าประชากรอยู่ในสภาวะ Polymorphism ความแปรผันทางพนั ธุกรรมระหวา่ งประชากร ������ Geographic variation เปน็ ความแตกต่างระหว่างประชากรที่อาศัยอยู่ในบรเิ วณท่ีมีสภาพทางภมู ศิ าสตร์ แตกต่างกันเชน่ หมีข้วั โลกกับหมใี นเขตอบอนุ่ หมีข้ัวโลก (ซา้ ย) และหมีในเขตอบอนุ่ (ขวา) ������ Clinal variation เปน็ ความแตกต่างระหวา่ งประชากรกลมุ่ ย่อยทอี่ ยู่ในบริเวณเดียวกันหรือใกล้เคียงกนั โดยแหล่งท่อี ยมู่ ีความแตกต่างของสภาพแวดลอ้ มเปน็ ระดบั กระรอกสองชนดิ ที่อาศัยตา่ งพน้ื ท่ีในแกรนแคนย่อน กลุ่มสาระการเรียนรู้วทิ ยาศาสตร์ โรงเรียนสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรีนครินทรวโิ รฒ ปทมุ วนั
-78- เอกสารประกอบการเรยี นรายวชิ า ว32242 รายวชิ าชวี วทิ ยา4 การกำเนดิ สปชี สี ์ (Origin of Species) สปชี สี ท์ างชีววิทยา หมายถงึ ประชากรของส่ิงมีชวี ติ ท่ีมยี นี พูลรว่ มกนั ท่ีสามารถสบื พนั ธุ์กนั ได้ ทำให้เกิด การถ่ายเทเคลื่อนย้ายยีนในประชากรที่มียีนพูลกลุ่มเดียวกัน ถ้าสิ่งมีชีวิตต่างสปีชีส์กันจะถูกยับยั้งไม่ให้เกิด การถ่ายเทเคลื่อนย้ายยนี โดยกลไกการแบ่งแยกระยะกอ่ นไซโกต และระยะหลงั ไซโกต สปชี สี ์ ใหม่เกดิ จากการ เปลี่ยนแปลงวิวัฒนาการของสปีชีส์เดิมซึ่งการเปลี่ยนแปลงนี้เป็นผลจากการแยกกัน ทางการสืบพันธ์ุ การแยกกนั ทางสภาพภมู ศิ าสตร์ หรือการเปลย่ี นแปลงจำนวนโครโมโซม 1. Biological species หมายถึง กลมุ่ ประชากรทส่ี มาชกิ ของกลมุ่ สามารถผสมพันธุ์ระหวา่ งกันแลว้ ให้ ร่นุ ลูกทสี่ มบรู ณ์พนั ธ์ุ 2. Speciation หมายถึง กระบวนการทนี่ ำไปสู่การเกิดสปีชีส์ใหม่ โดยทส่ี ปชี สี ใ์ หม่เกิดจากการ เปลี่ยนแปลงทีละเลก็ ละน้อยของสปชี ีสเ์ ดิม มี 2 แบบ คอื 2.1 Anagenesis (Phyletic speciation) เป็นการเกิดสปีชสี ์โดยการเปล่ียนแปลงช้า ๆ ของสปีชีส์เดิม 2.2 Cladogenesis (True speciation) เป็นการเกิดสปีชสี ์ โดยมีการแตกแยกออกมาจากสปชี สี ์ เดิมแล้วเปลี่ยนแปลงเป็นสปีชสี ์ใหม่ ข้ันตอนการเกดิ speciation 1. ประชากรมีการแบ่งแยกจากกัน ทำให้ไม่มีการผสมระหว่างสมาชิกแต่ละกลุ่ม ส่งผลให้ประชากร แตล่ ะกล่มุ มีความแตกต่างทางพันธุกรรม 2. มีการพัฒนากลไกในการแบ่งแยกเชิงสืบพันธุ์ (Reproductive Isolation Mechanisms : RIMS) ข้ึน 3. เมื่อ RIMS มีการพัฒนาอย่างสมบูรณ์ จะทำให้ไม่สามารถผสมพันธุ์กับสปีชีส์เดิมได้เกิดเป็น สปชี ีส์ใหม่ กลมุ่ สาระการเรยี นรูว้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรียนสาธติ มหาวิทยาลัยศรีนครนิ ทรวิโรฒ ปทุมวัน
พนั ธศุ าสตรป์ ระชากร (Population Genetics) -79- Reproductive Isolation Mechanisms (RIMS) เป็นกลไกการแยกจากกันเชิงสืบพันธุ์ที่สิ่งมีชีวิตแต่ละ สปี ชสี พ์ ัฒนาข้นึ มา เพ่อื ปอ้ งกนั การผสมขา้ มสปีชสี ์ แบ่งเปน็ 2 กลุ่มใหญ่ คือ 1. Prezygotic mechanism ปอ้ งกนั ไม่ให้มกี ารผสมพนั ธ์ุ / การปฏิสนธิ 1.1 Spatial isolation : การแบง่ แยกโดยสภาพภมู ิศาสตร์ เชน่ มี ภเู ขา ทะเล ขวางกน้ั 1.2 Ecological isolation : การแบง่ แยกโดยถน่ิ ที่อยู่อาศัย (habitat) ตา่ งกนั 1.3 Seasonal isolation : แบง่ แยกโดยมฤี ดูกาลในการผสมพันธ์ตุ า่ งกัน รวมท้งั มีช่วงเวลาในการดำเนิน กิจกรรมในการดำรงชีวิตต่างกนั 1.4 Behavioral isolation : การแบง่ แยกจากกนั โดยมีพฤตกิ รรมแตกตา่ งกนั เชน่ การมีสญั ญาณในการ เรยี กคผู่ สมตา่ งกัน 1.5 Structural isolation : การมโี ครงสรา้ งของอวัยวะสืบพนั ธุ์ท่ตี า่ งกัน 1.6 Gametic mortality : มกี ารผสมพันธุ์ แต่ไม่มีการปฏสิ นธิ 2. Postzygotic mechanism ป้องกนั ไมใ่ ห้มกี ารถา่ ยทอด gene ไปยงั ร่นุ ลูก / รุ่นต่อไป 2.1 Zygotic mortality : มีการผสมเกิดขนึ้ แตล่ ูกผสมตาย 2.2 Reduced reproductivity : ใหล้ ูกผสมเกดิ ขน้ึ แตล่ ูกผสมเป็นหมัน 2.3 Hybrid breakdown : ลูกผสมใหล้ กู ได้ แตร่ นุ่ ลกู ตายหรือเปน็ หมัน กลุ่มสาระการเรียนรวู้ ิทยาศาสตร์ โรงเรียนสาธติ มหาวิทยาลยั ศรีนครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วัน
-80- เอกสารประกอบการเรยี นรายวชิ า ว32242 รายวชิ าชวี วทิ ยา4 กลไกการเกิดสปีชสี ์ 1. Allopatric speciation : เป็นการเกดิ สปีชสี ์ใหมโ่ ดยมีสภาพภูมิศาสตรเ์ ป็นเครื่องกีดขวาง (geographic barrier) แบ่งแยกประชากรออกเปน็ กลมุ่ ย่อย 2. Sympatric speciation : การเกิดสปีชีส์ โดยประชากรแบ่งแยกเป็นกลุ่มย่อย โดยไม่มีสภาพทาง ภมู ศิ าสตร์เปน็ ตวั กดี ขวาง 3. Quantum speciation : การเกิดสปีชีส์ใหม่โดยรวดเร็ว ใช้ระยะเวลาสั้นๆ เช่น การเกิดสปีชีส์ใหม่ โดยการเพ่ิมชุดโครโมโซม อย่างไรก็ตามมนุษย์ก็ได้ทำการผสมข้ามพันธ์ุ (hybrid) ทำให้ได้สิ่งมีชีวิตที่ปกติแล้วจะไม่เกิดตาม ธรรมชาติเช่น Hinney (a) ซึ่งเกิดจากม้าตัวผู้ ผสมกับลาตัวเมีย Mule (b) ซึ่งเกิดจากม้าตัวเมีย ผสมกับลา ตัวผู้ Liger (c1, c2) ซึ่งเกิดจากเสือตัวเมีย และ สิงโตตัวผู้ Tigon (d) ซึ่งเกิดจากเสือตัวผู้ และ สิงโตตัวเมีย Zebroid (e) ลูกผสมระหว่าง ม้าลาย และม้า Zedonk (f) ลูกผสมระหวา่ ง ม้าลาย และลา Chimera หรือ Geep (g) ซึ่งเกิดจากการผสมแพะกับแกะนอกจากนี้ก็มีการผสมระหว่างสุนัขป่ากับสุนัขบ้าน (Wolf Dog) ลามะ(Llama) กับอูฐ (Cama) โลมากับวาฬ (Wolphin) แมวป่ากับแมวบ้าน (Chausie Cat) ไบซันกับวัว (Beefalo) ฯลฯ สัตว์ลูกผสมทเ่ี กิดข้นึ เหลา่ นีบ้ างชนิดไม่เป็นหมันแตบ่ างชนิดก็เป็นหมัน นอกจากการสร้างลูกผสมข้ามสายพันธุ์แล้ว มนุษย์ยังสามารถทำการตัดต่อยีนบางชนิดเข้าไปในสัตว์ เช่น ยีนสร้างสารเรืองแสงนำไปใส่ในปลา หรือกระต่าย ทำให้เกิดปลาเรืองแสง และกระต่ายเรืองแสงขึ้น เปน็ ต้น กลมุ่ สาระการเรียนรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ ปทุมวนั
พนั ธุศาสตรป์ ระชากร (Population Genetics) -81- บันทกึ เพ่ิมเติม กล่มุ สาระการเรียนร้วู ิทยาศาสตร์ โรงเรียนสาธิตมหาวิทยาลยั ศรนี ครินทรวิโรฒ ปทุมวัน
-82- เอกสารประกอบการเรยี นรายวชิ า ว32242 รายวชิ าชวี วทิ ยา4 บันทึกเพ่ิมเติม กล่มุ สาระการเรียนรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวิโรฒ ปทุมวนั
พนั ธศุ าสตรป์ ระชากร (Population Genetics) -83- บรรณานกุ รม สมาน แก้วไวยุทธ. (2553). ชีววทิ ยา ม.4 เล่ม 1. กรงุ เทพฯ : ไฮเอด็ พบั ลชิ ชง่ิ จำกัด สถาบันส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี. (2562). หนงั สอื เรยี นรายวชิ าเพมิ่ เติมวิทยาศาสตร์ ชีววิทยาชั้นมธั ยมศึกษาปที ี่ 5 เล่ม 4. สำนกั พิมพ์จฬุ าลงกรณ์มหาวทิ ยาลยั :กรงุ เทพฯ Sylvia S. Mader. (2016). Biology. McGraw-Hill Education. Newyork. Urry, Cain, Wasserman, Minorsky&Reece. ( 2020) . Biology. 12th ed. Benjamin Cummings Publishing Company Inc., California. กลุ่มสาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรียนสาธติ มหาวิทยาลยั ศรนี ครินทรวิโรฒ ปทุมวนั
-84- เอกสารประกอบการเรยี นรายวชิ า ว32242 รายวชิ าชวี วทิ ยา4 คณะผจู้ ดั ทำเอกสารประกอบการจัดการเรียนรู้ ท่ปี รกึ ษา ผอู้ ำนวยการ โรงเรยี นสาธิตมหาวทิ ยาลยั ศรีนครินทรวิโรฒ ปทุมวนั อาจารยโ์ ชติวทิ ย์ ธรรมสุจิตร รองผูอ้ ำนวยการฝา่ ยวชิ าการ อาจารย์วฒั นโชติ เพง็ พริง้ โรงเรยี นสาธิตมหาวทิ ยาลัยศรนี ครินทรวโิ รฒ ปทมุ วนั อาจารย์ศักด์ิสทิ ธ์ิ โอปณั ณา หัวหน้ากลมุ่ สาระการเรียนรวู้ ิทยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธิตมหาวทิ ยาลยั ศรนี ครินทรวโิ รฒ ปทุมวัน ผูร้ วบรวมและเรยี บเรยี ง กลุ่มสาระการเรียนรวู้ ทิ ยาศาสตร์ อาจารยศ์ ักรินทร์ อะจมิ า โรงเรียนสาธติ มหาวทิ ยาลัยศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทุมวัน ผพู้ ิจารณาเอกสารประกอบการเรยี น กลุ่มสาระการเรยี นรวู้ ิทยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวิทยาลัยศรีนครนิ ทรวิโรฒ ปทมุ วนั อาจารยศ์ ิรลิ กั ษณ์ คงมนต์ โรงเรยี นสาธิตมหาวิทยาลยั ศรีนครินทรวิโรฒ ปทมุ วนั ผอู้ อกแบบปก นายธิตพิ งศ์ เหรียญรกั วงศ์ กลุ่มสาระการเรยี นรู้วิทยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครินทรวิโรฒ ปทมุ วัน
Search
