ชีววิทยา

BIOLOGY ชีววิทยา เรื่อง วิวัฒนาการ WRITEN BY นางสาว ณัฏฏฐนันทน์ ศรีเภ้า เลขที่ 35 ม.5/6

วิวัฒนาการคืออะไร? วิวัฒนาการ หมายถึง การเปลี่ยนแปลงจากสภาพหนึ่งไปสู่อีกสภาพหนึ่งอย่างค่อย เป็นค่อยไปตามลำ ดับขั้นโดยอาศัยระยะเวลาอันยาวนาน เป็นการพัฒนาอย่างเป็น ระบบ ซึ่งจะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อเผชิญกับสภาวะวิกฤต ทำ ให้ต้องมีการปรับปรุง เปลี่ยนแปลง เพื่อทำ ได้ดีขึ้น หลักฐานที่บ่งบอกถึงวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต หลักฐานจากซากดึกดำ บรรพ์ของสิ่งมีชีวิต หลักฐานจากกายวิภาคเปรียบเทียบ ได้แก่ หลักฐานจากกายวิภาคเปรียบเทียบ ได้แก่ โครงสร้างที่มีลักษณะคล้ายกัน แต่ทําหน้าที่ต่างกันเรียกว่า HoMOLOGOUS STRUCTURE โครงสร้างที่ทําหน้าที่เดียวกัน แต่โครงสร้างต่างกัน เรียกว่า ANALOGOUS STRUCTURE หลักฐานจากคัพภะวิทยาเปรียบเทีย หลักฐานทางชีวภูมิศาสตร์ หลักฐานทางชีววิทยาระดับโมเลกุล

ซากดึกดำ บรรพ์ของสิ่งมีชีวิต โดยปกติเมื่อสิ่งมีชีวิตไม่ว่าจะเป็นพืชหรือสัตว์ตายลงก็มักจะถูกย่อย สลายให้เน่าเปื่อยผุพังลงจนไม่มีซากเหลืออยู่ แต่สำ หรับบางสภาวะ ที่ป้องกันการเปลี่ยนแปลงของซากสิ่งมีชีวิตได้ดี เช่น การอยู่ในน้ำ แข็ง การอยู่ในยางไม้ (อำ พัน) หรือการฝังตัวอยู่ในดินโคลนจนกลาย เป็นหินจะทำ ให้สิ่งมีชีวิตที่ตายลงยังคงเหลือให้เห็นเป็น ซากดึกดำ บรรพ์ (fossil) ซึ่งเป็นหลักฐานสำ คัญที่ทำ ให้เราทราบว่า เคยมีสิ่งมีชีวิตมากมายที่เกิดขึ้นในอดีต หลายชนิดสูญพันธุ์ไปแล้ว เนื้อหาเล็กน้อย ซากดึกดำ บรรพ์จะพบมากในหินชั้นหรือหินตะกอน จึงสามารถคาด คะเนอายุของซากดึกดำ บรรพ์ได้โดยการเปรียบเทียบกับชั้นหิน ซากดึกดำ บรรพ์ที่พบในหินชั้นล่างย่อมมีอายุมากกว่าซากที่พบใน หินชั้นบน และเมื่อพิจารณาถึงโครงสร้างแล้วซากดึกดำ บรรพ์ใน หินชั้นบนจะมีความซับซ้อนและมีโครงสร้างที่ใกล้เคียงกับสิ่งมีชีวิต ในปัจจุบันมากกว่า

สิ่งมีชีวิต DNA สิ่งมีชีวิตทุกชนิด (ยกเว้นไวรัสบางชนิด) ต้องมี ดีเอ็นเอ ข้อนี้เป็น ความจริงที่เราทุกคนอาจไม่เคยสนใจหรือนึกไม่ถึงมาก่อน เพราะ ดีเอ็นเอ เป็นตัวย่อคำ ภาษาอังกฤษของสารหรือโมเลกุลที่ชื่อว่า deoxyribonucleic acid โดยเอาตัว d n และ a มารวมกันเข้าเป็น d-n-a จึงดูออกจะไกลตัวเราไปสักหน่อย เหตุที่ ดีเอ็นเอ เป็นสาร สำ คัญที่ต้องมีในสิ่งมีชีวิตทุกชนิดนั้นก็เป็นเพราะ มันทำ หน้าที่เป็น “สารพันธุกรรม” ที่เป็นตัวเก็บข้อมูลเพื่อเป็นตัวกำ หนดคุณลักษณะ ทุกๆด้านของสิ่งมีชีวิตนั้นๆ การแพร่กระจายของสิ่่งมีชีวิตทางภูมิศาสตร์ หลักฐานการแพร่กระจายของสิ่งมีชีวิตทางภูมิศาตร์ (GEOLOGICAL DISTRIBUTION) เป็น หลักฐาน ที่ได้จากการศึกษา สิ่งมีชีวิตที่แพร่กระจายในบริเวณต่างๆ บนพื้นโลก ซึ่งมีลักษณะที่ แตกต่างกัน และ มีจํานวนมากหลากหลายสปีชี่ส์

แนวคิดเกี่ยวกับวิวัฒนาการของนัก วิทยาศาสตร์ 1. ชอง ลามาร์ก (Jean Lamarck) กฎการใช้และไม่ใช้ (law of use and disuse) คือ อวัยวะส่วนใดที่มี การใช้งานมากจะมี ขนาดใหญ่และแข็งแรงขึ้น ขณะที่อวัยวะที่ไม่ค่อย ได้ใช้งานจะอ่อนแอและเสื่อมลงไป กฎแห่งการถ่ายทอดลักษณะที่เกิดขึ้นใหม่ (law ofinheritance of acquired characteristic) คือ การเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง สิ่งมีชีวิตที่เกิดขึ้นภายในชั่วรุ่นนั้น สามารถ ถ่ายทอดไปยังรุ่นลูกได้

2. ชาร์ลส์ ดาร์วิน ทฤษฎีการคัดเลือกโดยธรรมชาติ (theory of natural selection) คือ สิ่งมีชีวิตบนโลก เป็นรุ่นลูก หลานที่มีลักษณะแตกต่างจากบรรพบุรุษ แต่ลักษณะที่ เหมาะสมเท่านั้นจะถูก คัดเลือกให้ดำ รงอยู่ได้ในสภาพ แวดล้อมนั้น เรียก การปรับตัวเชิงวิวัฒนาการ (evolutionary adaptation) ของสิ่งมีชีวิตให้เข้ากับ สภาพแวดล้อมเพื่อเกิดเป็นสปีชีส์ (species) ใหม่ ดาร์วินสรุปว่า “การคัดเลือกโดยธรรมชาติเป็นแรง ผลักดันที่ก่อให้เกิดวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต” 3. เอินส์ เมียร์ ได้สรุปแนวคิดของดาร์วินไว้ว่า การคัดเลือกโดยธรรมชาติทำ ให้สิ่งมีชีวิตแต่ละตัวมีความ สามารถในการอยู่รอดและให้กำ เนิด ลูกหลานต่างกัน การคัดเลือกโดยธรรมชาติเกิดจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างสิ่ง แวดล้อมที่ประชากรอาศัยอยู่กับ ลักษณะความแปรผัน ทางพันธุกรรมของสมาชิกในประชากร ผลจากการคัดเลือกโดยธรรมชาติทำ ให้ประชากรมีการ ปรับตัวเชิงวิวัฒนาการให้สามารถ ดำ ารงชีวิตอยู่ได้ในสิ่ง แวดล้อมนั้น

พันธุศาตร์ประชากร ประชากร คือ สิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันที่อาศัยอยู่รวมกันในพื้นที่หนึ่งๆ ในช่วง เวลาใดเวลาหนึ่ง สามารถ ผสมพันธุ์ระหว่างกันได้และให้ลูกที่ไม่เป็นหมัน ยีนพูล (gene pool) คือ ยีนทั้งหมดที่มีอยู่ในประชากรในช่วงเวลาหนึ่ง ประกอบด้วย แอลลีล (รูปแบบของยีน) ทุกแอลลีลจากทุกๆ ยีนของสมาชิกทุก ตัวในประชากรนั้น การหาความถี่ของแอลลีลในประชากร ตัวอย่าง การมี antigen ชนิด M หรือ N ถูกควบคุมด้วยยีนที่มีอัลลีล 2 ชนิด ที่มีความเด่นเท่ากัน ทำ ให้มีจีโนไทป์ 3 ชนิดคือ LMLM, LMLN และ LNLN แสดง ลักษณะหมู่ เลือดเป็นหมู่เลือด M, MN และ N ตามลำ ดับ ประชากร หมายถึง หมู่คนหรือสิ่งมีชีวิตสปีชีส์หนึ่ง ที่อาศัยอยู่ในพื้นที่ทาง ภูมิศาสตร์เดียวกัน ในระยะเวลาเดียวกัน วิชาพลศาสตร์ประชากร ศึกษาโครงสร้างประชากรทั้งในแง่ของขนาด อายุ และเพศ รวมถึงภาวะการตาย พฤติกรรมการสืบพันธุ์ และการเพิ่มของ ประชากร ประชากรศาสตร์ ศึกษาพลศาสตร์ประชากรของมนุษย์ นอกจากนี้ ยังมีการศึกษาประชากรในด้านสังคมวิทยา เศรษฐศาสตร์ และภูมิศาสตร์ ประชากรนั้นต้องถือสัญชาติในรัฐที่ตนอยู่ แตกต่างจากบุคคลที่อยู่ภายใต้ อำ นาจรัฐ เช่น คนที่มาเปลี่ยนเที่ยวบินที่ประเทศไทย และ ต้องมีสิทธิพิเศษเหนือ ประชากรที่มาจากรัฐอื่น หากอยู่ในดินแดนของรัฐนั้น ตามสายโลหิต หรือตาม สิทธิที่จะได้รับตามรัฐธรรมนูญ

1. การคัดเลือกโดยธรรมชาติ 2. การผ่าเหล่า (mutation) และการแปรผันพันธุกรรม 3.การอพยพของสมาชิกในประชากร 4.ขนาดของประชากร 5.รูปแบบของการผสมพันธุ์แบ่งเป็น 2 กรณี 1. การผสมพันธุ์แบบสุ่มเป็นรูปแบบที่เกิดขึ้นเป็นส่วนมากในประชากร การผสมพันธุ์แบบสุ่มนี้จะไม่มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงความถี่ยีนใน แต่ละชั่วอายุมากนัก 2. การผสมพันธุ์ที่ไม่เป็นแบบสุ่ม เป็นรูปแบบที่เกิดขึ้นเป็นบางครั้ง โดย มีการเลือกคู่ผสมภายในกลุ่ม ซึ่งมีแนวโน้มที่จะทำ ให้เกิดการผสมพันธุ์ ภายในสายพันธุ์เดียวกัน หรือที่เรียกว่า อินบรีดดิง (inbreeding) อันจะยังผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความถี่ของยีนในประชากรนั้นได้ ปัจจัยที่ทำ ให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความถี่แอลลี่

หลักการของฮาร์ดี-ไวน์เบิร์ก และความสมดุลของประชากร จากหลักการของฮาร์ดี-ไวน์เบิร์ก ประชากรจะอยู่ในสภาพสมดุล เมื่ออยู่ ภายใต้ข้อกำ หนดดังนี้ 1. เป็นประชากรขนาดใหญ่ มีการจัดคู่ผสมพันธุ์แบบสุ่ม (random mating) 2. ยีนที่ควบคุมลักษณะที่ศึกษา มีตำ แหน่งอยู่บนออโตโซม (autosome) 3. ไม่มีมิวเทชัน (no mutation) คือ ไม่มีการเปลี่ยนแปลงรูปแบบของยีน จากแอลลีลหนึ่งไปเป็นอีกแอลลีลหนึ่ง 4. ไม่มีการอพยพ (no migration) คือ ไม่มีการย้ายถิ่นฐานของสมาชิก จากประชากรหนึ่งไปยังอีกประชากรหนึ่ง 5. ไม่มีการคัดเลือก (no selection) คือ ทุกจีโนไทป์ในประชากรมีความ สามารถในการอยู่รอด ผสมพันธุ์ และผลิตลูกหลานได้เท่าๆ กัน 6. การแบ่งเซลล์แบบไมโอซิสดำ เนินไปอย่างปกติ คือเซลล์สืบพันธุ์ทุกเซลล์ที่ ผลิตได้ สามารถทำ หน้าที่ได้ ซึ่งถ้าประชากรใดอยู่ภายใต้ข้อกำ หนดเหล่านี้ ประชากรดังกล่าวจะมีความถี่ แอลลีล และความถี่จีโนไทป์คงที่ในทุกรุ่น ลักษณะนี้เรียกว่าสมดุลของประชากร

การเกิดสปีชีส์ใหม่ เกิดได้หลายประการ เช่น 1. การแยกประชากรของสิ่งมีชีวิตสปีชีส์ใดสปีชีส์หนึ่งออกจากกันนานๆ ตามสภาพภูมิศาสตร์จนเกิดความแตกต่างกันทั้งในด้านรูปร่าง พฤติกรรมและด้านสรีรวิทยา จะทำ ให้เกิดสปีชีส์ใหม่ขึ้นมาได้ 2.การเกิดสปีชีส์ใหม่ต้องอาศัยการคัดเลือกโดยธรรมชาติ และการปรับตัว ให้เข้ากับสิ่งแวดล้อมด้วย ดาร์วินได้เดินทางสำ รวจฝั่งอเมริกาใต้ในปี ค.ศ. 1831 พบความแตกต่าง ของรูปปากในนกฟินซ์ ซึ่งอยู่บนเกาะกาลาปากอส เกาะนี้อยู่ห่างจาก อเมริกาใต้ประมาณ 950.4 กิโลเมตร บนเกาะมีนกฟินซ์ชนิดต่างๆแตกต่าง กันถึง 14 สปีชีส์ ซึ่งดาร์วินสันนิษฐานว่า นกฟินซ์เหล่านี้มีการถ่ายทอด ลักษณะของนกบนแผ่นดินใหญ่ เมื่ออพยพมาอยู่ที่เกาะซึ่งมีอาหารชนิด ต่างๆอย่างละไม่มาก นกแต่ละตัวจึงปรับตัวเพื่อกินอาหารต่างชนิดกัน ทำ ให้ปากไม่เหมือนกันพฤติกรรมต่างๆแตกต่างกันออกไปจนในที่สุดเป็น คนละสปีชีส์

สปีชีส์ทางด้านสัณฐานวิทยา (morphological species)หมายถึง สิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันในลักษณะทางสัณฐานและโครงสร้างทาง กายวิภาคของสิ่งมีชีวิต ใช้เป็นแนวคิดในการศึกษาอนุกรมวิธาน สปีชีส์ทางด้านชีววิทยา หมายถึง สิ่งมีชีวิตที่สามารถผสมพันธุ์กันได้ ในธรรมชาติ ให้กำ เนิดลูกที่ไม่เป็นหมันแต่ถ้าเป็นสิ่งมีชีวิตต่างสปีชีส์ กันก็อาจให้กำ เนิดลูกได้เช่นกันแต่เป็นหมัน

สิ่งมีชีวิตการป้องกันการผสมพันธุ์ข้ามสปีชีส์ด้วยกลไกการแยกกัน ทางการสืบพันธุ์ โดยมีการแบ่งเป็นระยะ ดังนี้ 1. กลไกแบ่งแยกระดับก่อนไซโกต (prezygotic isolating mechanism) ซึ่งเป็นกลไกป้องกันไม่ให้เกิดการปฏิสนธิ ประกอบ ด้วยความแตกต่างในเรื่อง ระยะเวลาผสมพันธุ์ หรือฤดูกาลผสมพันธุ์ที่ต่างกัน (temporal isolation) สภาพนิเวศวิทยาที่แตกต่างกัน (ecological isolation) พฤติกรรมการผสมพันธุ์ที่แตกต่างกัน (behavioral isolation) โครงสร้างอวัยวะสืบพันธุ์ที่แตกต่างกัน (mechanical isolation) สรีรวิทยาของเซลล์สืบพันธุ์ที่แตกต่างกัน (genetic isolation) 2. กลไกแบ่งแยกระยะหลังไซโกต (postzygotic isolating mechanism) ซึ่งหากในกรณีที่กลไกแบบแรกล้มเหลวยังสามารถ ควบคุมได้โดย ลูกที่ผสมได้นั้น ตายก่อนวัยเจริญพันธุ์ ลูกที่ผสมได้เป็นหมัน

BIOLOGY ชีววิทยา เรื่อง วิวัฒนาการ