ภาระงานที่ 2 ส่วนที่1

วิวัฒนาการ

                 ในด้านชีววิทยา วิวัฒนาการ (อังกฤษ: Evolution) คือการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมในประชากรของสิ่งมีชีวิต จากรุ่นหนึ่งสู่รุ่นหนึ่ง วิวัฒนาการเกิดจากกระบวนการหลัก 3 กระบวนการ ได้แก่ ความแปรผัน การสืบพันธุ์ และการคัดเลือก โดยอาศัยยีนเป็นตัวกลางในการส่งผ่านลักษณะทางพันธุกรรม อันเป็นพื้นฐานของการเกิดวิวัฒนาการ ลักษณะเช่นนี้เกิดขึ้นในประชากรเพื่อให้เกิดความแปรผันทางพันธุกรรมเมื่อสิ่งมีชีวิตให้ กำเนิดลูกหลานย่อมเกิดลักษณะใหม่ หรือเปลี่ยนแปลงลักษณะเดิม โดยลักษณะใหม่ที่เกิดขึ้นนี้มีสาเหตุสำคัญ 2 ประการ ประการหนึ่ง เกิดจากกระบวนการกลายพันธุ์ของยีน และอีกประการหนึ่ง เกิดจากการแลกเปลี่ยนยีนระหว่างประชากร และระหว่างสปีชีส์ ในสิ่งมีชีวิตที่มีการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ สิ่งมีชีวิตใหม่ที่เกิดขึ้นจะผ่านกระบวนการแลกเปลี่ยนยีน อันก่อให้เกิดความแปรผันทางพันธุกรรมที่หลากหลายในสิ่งมีชีวิต วิวัฒนาการเกิดขึ้นเมื่อความแตกต่างทางพันธุกรรมเกิดขึ้น จนเกิดความแตกต่างมากขึ้นเรื่อยๆ จนกลายเป็นลักษณะที่แตกต่างกัน
กลไกในการเกิดวิวัฒนาการแบ่งได้ 2 กลไก กลไกหนึ่งคือการคัดเลือกโดยธรรมชาติ (natural selection) อันเป็นกระบวนการคัดเลือกสิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะเหมาะสมที่จะอยู่รอด และสืบพันธุ์จนได้ลักษณะที่เหมาะสมที่สุด และลักษณะที่ไม่เหมาะสมจะเหลือน้อยลง กลไกนี้เกิดขึ้นเพื่อคัดเลือกลักษณะของประชากรที่เกิดประโยชน์ในการสืบ พันธุ์สูงสุด เมื่อสิ่งมีชีวิตหลายรุ่นได้ผ่านพ้นไป ก็จะเกิดกระบวนการปรับตัวของสิ่งมีชีวิต เพื่อให้อยู่ในสิ่งแวดล้อมได้อย่างเหมาะสม
กลไกที่สองในการขับเคลื่อนกระบวนการวิวัฒนาการคือการแปรผันทางพันธุกรรม (genetic drift) อันเป็นกระบวนการอิสระจากการคัดเลือกความถี่ของยีนประชากรแบบสุ่ม การแปรผันทางพันธุกรรมเป็นผลมาจากการอยู่รอด และการสืบพันธุ์ของสิ่งมีชีวิต แม้ว่าการแปรผันทางพันธุกรรมในแต่ละรุ่นนั้นจะเปลี่ยนแปลงเพียงเล้กน้อย แต่ลักษณะเหล่านี้จะสะสมจากรุ่นสู่รุ่น เกิดการเปลี่ยนแปลงทีละเล็กละน้อยในสิ่งมีชีวิต จนกระทั่งเวลาผ่านไปเป็นระยะเวลานาน จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงขึ้นในลักษณะของสิ่งมีชีวิต กระบวนการดังกล่าวเมื่อถึงจุดสูงสุดจะทำให้กำเนิดสปีชีส์ชนิดใหม่ แม้กระนั้น ความคล้ายคลึงกันระหว่างสิ่งมีชีวิตมีข้อเสนอที่เป็นที่รู้จักกันดีคือการสืบเชื้อสายจากบรรพบุรุษ (หรือยีนพูลของบรรพบุรุษ) เมื่อผ่านกระบวนการนี้จะก่อให้เกิดความหลากหลายมากขึ้นทีละเล็กละน้อย
เอกสารหลักฐานทางชีววิทยาวิวัฒนาการชี้ให้เห็นว่ากระบวนการวิวิฒนาการเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นจริง ทฤษฎีอยู่ในช่วงของการทดลอง และพัฒนาในสาเหตดังกล่าว การศึกษาซากฟอสซิล และความหลากหลายทางชีวภาพของสิ่งมีชีวิตทำให้นักวิทยาศาสตร์ช่วงกลางคริสศตวรรษที่ 19 ส่วนใหญ่เชื่อว่าสปีชีส์มีการเปลี่ยนแปลงมาตลอดในระยะเวลาที่ผ่านมา อย่างไรก็ตาม กระบวนการที่ขับเคลื่อนการเปลี่ยนแปลงนี้เป็นปริศนาต่อนักวิทยาศาสตร์ทั่วไป จนกระทั่งปี พ.ศ. 2402 ชาร์ล ดาวิน ตีพิมพ์หนังสือ กำเนิดสปีชีส์ ซึ่งได้อธิบายทฤษฎีวิวัฒนาการโดยกระบวนการคัดเลือกโดยธรรมชาติ หลังการตีพิมพ์หนังสือไม่นาน ทฤษฎีของดาร์วินก็เป็นที่ยิมรับต่อสมาคมวิทยาศาสตร์  ในคริสต์ทศวรรษที่ 1930 การคดเลือกโดยธรรมชาติของดาร์วินเริ่มมีความชัดเจนมากขึ้น หลังจากที่เกรเกอร์ เมนเดล ได้ค้นพบการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม ก่อให้เกิดทฤษฎีวิวัฒนาการสมัยใหม่ โดยเมนเดลได้กล่าวถึงความสัมพันธ์ของ ยูนิต (ซึ่งภายหลังเรียกว่า ยีน) และ กระบวนการ ของการวิวัฒนาการ (การคัดเลือกโดยธรรมชาติ) การศึกษาของเมนเดลทำให้สามารถไขข้อข้องใจถึงวิธีการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุ กรรมจากกระบวนการคัดเลือกโดยธรรมชาติของดาร์วินได้อย่างดี และเป็นหลักการสำคัญของชีววิทยาสมัยใหม่ ซึ่งเป็นการอธิบายกระบวนการดังกล่าวร่วมกับความหลากหลายทางพันธุกรรมบนโลก

 

ลักษณะของวิวัฒนาการ

         นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า ครั้งแรกโลกเป็นหมอกเพลิงที่หลุดออกมาจากดวงอาทิตย์ต่อมาเปลือกโลกค่อย ๆ เย็นตัวลง พร้อม ๆ กับการเปลี่ยนแปลงของสารเคมีตลอดเวลา ครั้งแรกยังไม่มีสารอินทรีย์ มีแต่สารอนินทรีย์เท่า นั้น ซึ่งค่อย ๆ เปลี่ยนแปลงเป็นสารอินทรีย์ ฉะนั้นเมื่อเวลาค่อย ๆ ผ่านไปสารอนินทรีย์จะค่อย ๆ ลดลงพร้อมกับสารอินทรีย์เพิ่มขึ้น แต่ยังไม่มีสิ่งมีชีวิต

วิวัฒนาการทางชีววิทยา

เริ่มแรกจากเซลล์ ๆ จะสร้างสารที่ต้องการจากอาหารได้เติบโต และสืบพันธุ์ได้ และจะต้องมีวิธีที่เซลล์จะได้พลังงานมาใช้ วิธีการนั้นก็คือการหายใจ

ทฤษฎีของวิวัฒนาการ

ทฤษฎีของลามาร์ก (Lamarck's Theory)

 

ลามาร์ค

         ก่อตั้งโดย ฌอง แบพติสท์ เดอ ลามาร์ก (JEAN BAPTISTE DE LAMARCK) (1744 – 1829) วิศวกรชาวฝรั่งเศสซึ่งในบั้นปลายชีวิตได้ศึกษาชีววิทยา ได้เป็นผู้วางรากฐานเกี่ยวกับวิวัฒนาการเป็นคนแรกได้เสนอกฎ 2 ข้อ คือ

1. กฎการใช้และไม่ใช้ (LAW OF USE AND DISUSE)
2. กฎแห่งการถ่ายทอดลักษณะที่เกิดขึ้นใหม่ (LAW OF INHERITANCE OF ACQUIRED CHARACTERISTICS)

จากกฎทั้ง 2 ข้อนี้สรุปได้ว่า สิ่งแวดล้อมมีผลต่อรูปร่างของสัตว์ อวัยวะใด ที่ใช้บ่อย ก็จะเจริญเติบโตขยายใหญ่ขึ้น อวัยวะใดที่ไม่ใช้ก็จะอ่อนแอลงและเสื่อมหายไปในที่สุด ลักษณะที่ได้มาและเสียไปโดยอิทธิพลของสิ่งแวดล้อม โดยการใช้และไม่ใช้จะคงอยู่ และถ่ายทอดไปสู่ลูกหลานโดยทางพันธุกรรม ยกตัวอย่างเช่น ยีราฟสมัยก่อนมีคอสั้น เมื่อยืดคอกินใบไม้สูง ๆ นาน ๆ เข้าคอจะค่อย ๆ ยืดยาวจนเป็นยีราฟปัจจุบัน ขาหลังของปลาวาฬหายไป เนื่องจากใช้หางว่ายน้ำ อย่างไรก็ตามถึงแม้ว่า ลามาร์กจะเป็นผู้วางรากฐานของวิวัฒนาการเป็น คนแรก แต่ลามาร์กไปเน้นการถ่ายทอดลักษณะไปให้ลูกหลานว่าเกิดจากการฝึกปรือซึ่งไม่ ถูกต้อง เนื่องจากในสมัยนั้นวิชาพันธุศาสตร์ยังไม่เจริญ
ไวส์ มันน์ (WEISMANN) ชาวเยอรมันได้ทำการทดลองตัดหางหนู 20 รุ่น เพื่อคัดค้าน ลามาร์ก หนูที่ถูกตัดหางยังคงมีลูกที่มีหาง ไวส์มันน์ อธิบายว่าเนื่องจากสิ่งมีชีวิตประกอบด้วยเซลล์สืบพันธุ์และเซลล์เนื้อเยื่อ เมื่อสิ่งมีชีวิตตายเซลล์สืบพันธุ์เท่านั้นที่ถ่ายทอดให้ลูกหลานได้ (ก่อนตาย) ส่วนเซลล์เนื้อเยื่อจะหมดสภาพไป การที่หนูถูกตัดหางเป็นเรื่องของเซลล์เนื้อเยื่อ ส่วนเซลล์สืบพันธุ์มีการควบคุมการสร้างหาง หนูที่เกิดใหม่จึงยังคงมีหาง ความคิดของไวส์มันน์ตรงกับความรู้เรื่องพันธุ์กรรมสมัยนี้ เขาเรียกการสืบทอดลักษณะนี้ว่า การสืบต่อกันไปของเซลล์ สืบพันธุ์ (THE CONTINUTY OF THE GERM PLASM)

ทฤษฎีการเลือกสรรโดยธรรมชาติของดาร์วิน (Darwin's Theory)

ชาลส์ ดาร์วิน Charles Darwin

ชาร์ลส์ ดาร์วิน เมื่อจบการศึกษาแล้วได้เดินทางรอบโลกไปกับเรือบีเกิล ของรัฐบาลอังกฤษ โดย ดร.จอห์น เฮนสโลว์ เป็นผู้แนะนำ เขาได้นำประสบการณ์จากการศึกษาชนิดของพืชและสัตว์ต่าง ๆ ที่พบในหมู่เกาะกาลาปากอส หมู่เกาะนี้อยู่ในมหาสมุทรแปซิฟิก ดาร์วินได้ท่องเที่ยวมาเป็นเวลา 5 ปี
ค.ศ. 1859 ดาร์วินได้เสนอ ทฤษฎีการเกิดสิ่งมีชีวิตใหม่ เป็นผลอันเนื่องมาจากการคัดเลือกทางธรรมชาติ ทำให้สามารถเข้าใจการกระจายของพืชและสัตว์ ที่มีอยู่ประจำแต่ละท้องถิ่นตามหลักซึ่งภูมิศาสตร์ ดังต่อไปนี้คือ

1. สิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีความสามารถสืบพันธุ์สูง ทำให้ประชากรมีการเพิ่มแบบทวีคูณ
2. ความเป็นจริงในธรรมชาติ ประชากรมิได้เพิ่มขึ้นเป็นแบบทวีคูณเนื่องจากอาหารมีจำนวนจำกัด
3. สิ่งมีชีวิตต้องมีการดิ้นรนต่อสู้เพื่อความอยู่รอด พวกที่มีความเหมาะสมก็จะมีชีวิตอยู่รอด พวกที่ไม่มีความเหมาะสมก็จะตายไป
4. พวกที่อยู่รอดจะมีโอกาสแพร่พันธ์ต่อไป
5. การเกิดสปีชีส์ใหม่เป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงที่ละเล็กละน้อย ตามทัศนะของดาร์วิน กลไกของวิวัฒนาการสภาพแวดล้อม เป็นตัวทำให้เกิดการคัดเลือกทางธรรมชาติขึ้น เพื่อให้ได้ลักษณะที่เหมาะสมและมีโอกาสสืบพันธุ์ต่อไป

ทฤษฎีการผ่าเหล่า (Theory of Mutation)

ทฤษฎีนี้ ฮิวโก เดอ ฟรีส์ (Hugo de Vries) ซึ่งเป็นนักพฤกษศาสตร์ชาวฮอลันดา ตั้งขึ้นใน ค.ศ. 1895 เดอ ฟรีส์ พบพืชดอกชนิดหนึ่ง มีลักษณะแปลกกว่าต้นอื่น ๆ เขาจึงนำเมล็ดของพืชต้นเดิมแบบเก่ามาเพาะ ปรากฏว่าได้ต้นที่มีลักษณะแปลกอยู่ต้นหนึ่ง เมื่อนำเมล็ดของต้นที่มีลักษณะแปลกมาเพาะ จะได้ต้นที่มีลักษณะแปลกทั้งหมดแสดงว่าได้เกิดมีการเปลี่ยนแปลงอย่างกระทัน หันในต้นเดิม เขาจึงตั้งทฤษฎีของการผ่าเหล่า โดยอาศัยข้อเท็จจริงจากการสังเกต และการทดลองดังกล่าวนี้ ซึ่งแสดงให้เห็นว่า พันธุ์ใหม่ ๆ อาจเกิดโดยกระทันหันได้

คำถาม
1.กลไกลในการเกิดวิวัฒนาการแบ่งได้กี่กลไกล อะไรบ้าง?


2.ณอง แบพติสท์  เดอ  ลามาร์ก (JEAN BAPTISTE DE LAMARCK ) (1744-1829) วิศวกรชาวฝรั่งเศสได้วางรากฐานเกี่ยวกับวิวัฒนาการเป็นคนแรกได้เสนอกฎ 2 ข้อ คืออะไรบ้าง?


3.จากกฎทั้ง 2 ข้อนี้สรุปได้ว่าอย่างไร ?