วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต

วิวัฒนาการ หมายถึง การเปลี่ยนแปลงจากสภาพหนึ่งไปสู่อีกสภาพหนึ่งในลักษณะของการค่อยเป็นค่อยไปตามลำดับขั้นโดยอาศัยระยะเวลาอันยาวนาน         วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต จึงหมายถึง การเปลี่ยนแปลงทีละน้อยจากสิ่งมีชีวิตแบบดั้งเดิมสืบต่อกันมาจนกลายเป็นสิ่งมีชีวิตในปัจจุบันที่แตกต่างจากสิ่งมีชีวิตดั้งเดิมสืบต่อกันมาจนกลายเป็นสิ่งมีชีวิตในปัจจุบันที่แตกต่างจากสิ่งมีชีวิตดั้งเดิมอันเป็นผลจากพันธุกรรมและสิ่งแวดล้อม        นักพันธุศาสตร์และวิวัฒนาการชาวรัสเซีย ได้กล่าวไว้ดังนี้ “วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตคือ กระบวนการเปลี่ยนแปลงส่วนประกอบ ของพันธุกรรมของประชากรที่เกิดขึ้นต่อเนื่องกัน  โดยการเปลี่ยนแปลงนี้อาจเกิดขึ้นเพียงบางส่วนหรือทั้งหมดอันเป็นผลมาจาก ปฏิกิริยาที่สิ่งมีชีวิตมีการปรับตัวให้เหมาะสมกับสิ่งแวดล้อม  กระบวนการนี้เมื่อเกิดขึ้นแล้วจะไม่มีการย้อนกลับเป็นอย่างเดิมอีก

ที่มา : http://www.krusarawut.net/file.php/43/pic/logo/Z8861_chart-BD-resize.jpg

สิ่งมีชีวิตที่ปรากฏอยู่ในโลกปัจจุบันมีความหลากหลาย ทั้งที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงวิวัฒนาการทั้งของสิ่งมีชีวิต และสิ่งแวดล้อมควบคู่กัน โดยมีอยู่ประมาณ 3-5ล้านชนิดย่อมสะท้อนให้เห็นถึงความหลากหลายทางนิเวศวิทยา และ แหล่งที่อยู่อาศัยอันเกิดจากผลกระทบย้อนกลับไปกลับมาระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสภาวะแวดล้อมอาจกล่าวได้ว่าการเกิด ความหลากหลายของสภาะวแวดล้อมเอื้ออำนวยให้เพิ่มความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตชนิดต่างๆเป็นเงาตามตัวไปด้วย อย่างไรก็ตามธรรมชาติย่อมมีความสมดุลเกิดขึ้นเสมอดังนั้นการเพิ่มความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตจึงถูกจำกัดด้วย กระบวนการธรรมชาติบางอย่าง โดยเฉพาะการสูญพันธ์

กำเนิดสปีชีส์

1 . ความหมายของสปีชีส์        1.1 สปีชีส์ทางด้านสัณฐานวิทยา หมายถึง สิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันในลักษณะทางสัณฐานและโครงสร้างทางกายวิภาคของสิ่งมีชีวิต ใช้เป็นแนวคิด ในการศึกษาอนุกรมวิธาน        1.2 สปีชีส์ทางด้านชีววิทยา หมายถึง สิ่งมีชีวิตที่สามารถผสมพันธุ์กันได้ในธรรมชาติ ให้กำเนิดลูกที่ไม่เป็นหมันแต่ถ้าเป็นสิ่งมีชีวิตต่างสปีชีส์กัน ก็อาจให้กำเนิดลูกได้เช่นกันแต่เป็นหมัน แนวคิดของสปีชีส์ทางด้านชีววิทยาโดยพิจารณาความสามารถในการผสมพันธุ์และให้กำเนิดลูกหลานที่ไม่เป็นหมัน ในธรรมชาติมีสิ่งมีชีวิตต่างสปีชีส์กันอยู่ด้วยกันจำนวนมาก กลไกที่แบ่งแยกการสืบพันธุ์มีผลยับยั้งมิให้เกิดการผสมาจแบ่งได้เป็น 2 ระดับ คือพันธ์ข้ามสปีชีส์ อ        1. กลไกแบ่งแยกระดับก่อนไซโกต (prezygotic isolating mechanism) เป็นกลไกป้องกันไม่ให้เกิดการปฏิสนธิ อันประกอบด้วยความแตกต่างในเรื่องต่อไปนี้            1.1 ระยะเวลาผสมพันธุ์ หรือฤดูกาลผสมพันธุ์ที่ต่างกัน (temporal isolation)            1.2 สภาพนิเวศวิทยาที่แตกต่างกัน (ecological isolation)           1.3 พฤติกรรมการผสมพันธุ์ที่แตกต่างกัน (behavioral isolation)            1.4 โครงสร้างอวัยวะสืบพันธุ์ที่แตกต่างกัน (mechanical isolation)            1.5 สรีรวิทยาของเซลล์สืบพันธุ์ที่แตกต่างกัน (genetic isolation)        2. กลไกแบ่งแยกระยะหลังไซโกต (postzygotic isolating mechanism) ถ้าหากในกรณีที่กลไกแบบแรกล้มเหลวยังสามารถควบคุมได้โดย            2.1 ลูกที่ผสมได้ตายก่อนวัยเจริญพันธุ์

ที่มา : http://nlab.usc.edu/drupal/system/files/u21/Eeditha2.jpg 2.2 ลูกที่ผสมได้เป็นหมัน ภาพ ไทกอน ที่มา : http://topicstock.pantip.com/wahkor/topicstock/2009/04/X7784992/X7784992-22.jpg ภาพ : ไลเกอร์ ที่มา : http://img138.imageshack.us/img138/3254/li2gu8.png

ภาพ : ล่อ ที่มา : http://www.chomthai.com/forum/picture/1236530364.jpg 2.3 ลูกที่ผสมล้มเหลว 2. การเกิดสปีชีส์ใหม่      2.1 การเกิดสปีชีส์ใหม่จากการแบ่งแยกทางภูมิศาสตร์ กลไกการเกิดสปีชีส์ใหม่ลักษณะนี้ เกิดจากประชากรดั้งเดิมในรุ่นบรรพบุรุษที่เคยอาศัยอยู่ในพื้นที่เดียวกัน เมื่อมีอุปสรรคมาขวางกั้น เช่น ภูเขา แม่น้ำ ทะเล เป็นต้น ทำให้ประชากรในรุ่นบรรพบุรุษที่เคยอาศัยอยู่ในพื้นที่เดียวกัน เกิดการแบ่งแยก ออกจากกันเป็นประชากรย่อยๆและไม่ค่อยมีการถ่ายเทเคลื่อนย้ายยีนระหว่างกัน ประกอบกับประชากรแต่ละแห่งต่างก็มีการปรับเปลี่ยน องค์ประกอบทางพันธุกรรมเป็นไปตามทิศทางการคัดเลือกโดยธรรมชาติจนกระทั่งเกิดเป็นสปีชีส์ใหม่ เนื่องจากประชากรได้แยกกันอยู่ตามสภาพ ภูมิศาสตร์จนขาดการติดต่อกันเป็นเวลานาน เนื่องจากมีสิ่งกีดขวางทางภูมิศาสตร์ ผล ทำให้เกิด sub species เป็น species ใหม่ กระรอก 2 สปีชีส์ในรัฐอริโซนา ประเทศสหรัฐอเมริกาซึ่งมีลักษณะใกล้เคียงกันมาก แต่พบว่าอาศัยอยู่บริเวณขอบเหว แต่ละด้านของแกรนด์แคนยอนซึ่งเป็นหุบผาที่ลึกและกว้าง นักชีววิทยาเชื่อกันว่ากระรอก 2 สปีชีส์นี้เคยอยู่ในสปีชีส์เดียวกันมาก่อน ที่จะเกิดการแยกของแผ่นดินขึ้น

ภาพ การเกิดสปีชีส์ใหม่ของกุ้งในมหาสมุทรแปซิฟิกและทะเลคาริเบียนจากกุ้งสปีชีส์เดียวกันแต่ถูกแยกกัน ด้วยสภาพทางภูมิศาสตร์ ที่มารูปภาพ : http://www.atom.rmutphysics.com/CHARUD/scibook/bio2/chapter6/image/imagedifuse1.jpg 2.2 การเกิดสปีชีส์ใหม่ในเขตภูมิศาสตร์เดียวกัน เป็นการเกิดสปีชีส์ใหม่ในถิ่นอาศัยเดียวกับบรรพบุรุษ โดยมีกลไกมาป้องกันทำให้ไม่สามารถผสมพันธุ์กันได้ แม้ว่าจะอยู่ในพื้นที่เดียวกันก็ตาม การเกิดสปีชีส์ใหม่ลักษณะนี้เห็นได้ชัดเจนในวิวัฒนาการของพืช เช่น การเกิดพอลิพลอยดีของพืชในการเพิ่มจำนวนชุดของโครโมโซม ภาพ กล้วยพันธุ์ต่าง ๆ ที่มารูปภาพ : http://www.ipst.ac.th/biology/Article-pic/year4th/no36/thaibanana1.jpg การพัฒนากับวิวัฒนาการ       1. การดื้อสารฆ่าแมลง ตัวอย่างเช่นการใช้สาร DDT ปราบแมลงศัตรูที่ได้ผลดีมากในระยะแรกเมื่อประมาณ 50 ปีมาแล้ว แต่ปัจจุบันสารดังกล่าวไม่สามารถทำร้ายแมลงหลายร้อยชนิดได้ โดยที่แมลงสามารถสร้างเอนไซม์ย่อยสลายสาร DDT ได้ก่อนที่จะออกฤทธิ์มีผลให้เกิดการดื้อสารดังกล่าว        2. การดื้อยาปฏิชีวนะ เป็นการปรับตัวของเชื้อแบคทีเรียบางชนิด เช่น แบคทีเรียที่ทำให้เกิดวัณโรค หนอง ฝี ปวดท้อง ท้องร่วง อันเนื่องมาจากการคัดเลือกโดยธรรมชาติโดยกลไกทางพันธุกรรมของเชื้อแบคทีเรีย ที่มีต่อยาปฏิชีวนะที่มนุษย์ได้พัฒนาและสังเคราะห์ขึ้นมา อาจมาจากสาเหตุที่เชื้อโรคเหล่านี้ได้รับสารเคมีในตัวยาที่ต่ำกว่าขนาด แล้วทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงพันธุ์ใหม่ที่สามารถอยู่รอดได้

พันธุศาสตร์ประชากร

พันธุศาสตร์ประชากร        ประชากร  หมายถึง กลุ่มของสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่รวมกันในพื้นที่หนึ่งๆ โดยสมาชิกในประชากรของสิ่งมีชีวิตนั้นสามารถสืบพันธุ์ระหว่างกันได้และให้ลูกที่ไม่เป็นหมัน  ในประชากรหนึ่งๆจะประกอบด้วยสมาชิกที่มียีนควบคุมลักษณะต่างๆจำนวนมาก ยีนทั้งหมดที่มีอยู่ในประชากรในช่วงเวลาหนึ่ง เรียกว่ายีนพูล (gene pool) ซึ่งประกอบด้วยแอลลีล (allele)ทุกแอลลีลจากทุกยีนของสมาชิกทุกตัวในประชากรนั้น
      ดังนั้นพันธุศาสตร์ประชากร เป็นการศึกษาเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงความถี่ของยีน (gene  frequency) หรือการเปลี่ยนแปลงความถี่ของแอลลีล( allele frequency) ที่เป็นองค์ประกอบทางพันธุกรรมของประชากร และปัจจัยที่ทำให้ความถี่ของแอลลีลเปลี่ยนแปลง สิ่งที่น่าสนใจคือเราจะศึกษาความถี่ของแอลลีลในประชากรได้อย่างไร
1 การหาความถี่ของแอลลีลในประชากร
      สิ่งมีชีวิตที่เป็นดิพลอนด์ในแต่ละเซลล์มีจำนวนโครโมโซมเพียง 2 ชุด และแต่ละยีนจะมี 2 แอลลีล ดังนั้นถ้าเรารู้จำนวนจีโนไทป์แต่ละชนิดของประชากร เราจะสามารถหาความถี่ของจีโนไทป์ ( genotype  frequency) และความถี่ของแอลลีลในประชากรได้จากตัวอย่างดังนี้
      ในกลุ่มประชากรไม้ดอกชนิดหนึ่งที่ลักษณะสีดอกถูกควบคุมโดย ยีน 2 แอลลีล คือ R ควบคุมลักษณะดอกสีแดงเป็นลักษณะเด่น และ  r  ควบคุมลักษณะดอกสีขาวซึ่งเป็นลักษณะด้อย ในประชากรไม้ดอก 1,000 ต้น มีดอกสีขาว 40 ต้น และดอกสีแดง 960 ต้น โดยกำหนดให้เป็นดอกสีแดงที่มีจีโนไทป์ RR 640 ต้น และดอกสีแดงมีจีโนไทป์ Rr 320 ต้น ดังแสดงในภาพที่ 19-15

ที่มา : สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี กระทรวงศึกษาธิการ . หนังสือเรียนสาระการเรียนรู้พื้นฐานและเพิ่มเติมชีววิทยาเล่ม 5 หน้า 131 . พิมพ์ครั้งที่ 3 .  สำนักพิมพ์คุรุสภาลาดพร้าว . 2550 .
        ดังนั้นในประชากรไม้ดอกนี้จะมีความถี่ของแอลลีล R = 0.8 และความถี่ของแอลลีล r = 0.2 ถ้าประชากรไม้ดอกนี้มีโอกาสผสมพันธุ์ได้เท่าๆกัน นักเรียนคิดว่าความถี่ของแอลลีล และความถี่ของจีโนไทป์ในประชากรรุ่นต่อไปเป็นอย่างไร
2 ทฤษฎีของฮาร์ดี-ไวน์เบิร์ก
        จี เอช ฮาร์ดี ( G.H. Hardy )  และดับเบิลยู  ไวน์เบิร์ก ( W. Weinberg ) ได้ศึกษายีนพูลของประชากร และได้แสนอทฤษฎีของ ฮาร์ดี-ไวน์เบิร์ก ( Hardy – Weinberg Theorem) ขึ้นโดยกล่าวว่าความถี่ของแอลลีลและความถี่ของจีโนไทป์ในยีนพูลของประชากรจะมีค่าคงที่ในทุกๆรุ่น ถ้าไม่มีปัจจัยบางอย่างมาเกี่ยวข้อง เช่น  มิวเทชัน  การคัดเลือกโดยธรรมชาติ  การอพยพ  แรนดอมจีเนติกดริฟท์ (randomgenetic drift)  และการถ่ายเทเคลื่อนย้ายยีน ( gene  flow) เป็นต้น ซึ่งปัจจัยดังกล่าวก็จะได้ศึกษาในหัวข้อต่อไป
       เราสามารถทฤษฎีของ ฮาร์ดี-ไวน์เบิร์ก ได้จากตัวอย่างประชากรไม้ดอกในภาพที่ 19-15  พบว่ายีนพูลของประชากรรุ่นพ่อแม่นั้นมีความถี่ของแอลลีล R = 0.8  และ  r = 0.2 ถ้าสมาชิกทุกต้นในประชากรมีโอกาสผสมพันธุ์ได้เท่าๆกันแล้วเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้ และเซลล์สืบพันธุ์เพศเมียที่มีแอลลีล R มีความถี่ = 0.8 และ r มีความถี่ = 0.2 เมื่อมีการรวมกันของเซลล์สืบพันธุ์ ประชากรไม้ดอกในรุ่นลูกจะมีจีโนไทป์ดังแสดงในภาพที่ 19-16

ที่มา : สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี กระทรวงศึกษาธิการ . หนังสือเรียนสาระการเรียนรู้พื้นฐานและเพิ่มเติมชีววิทยาเล่ม 5 หน้า 132 . พิมพ์ครั้งที่ 3 .  สำนักพิมพ์คุรุสภาลาดพร้าว . 2550 .
ดังนั้นความถี่ของจีโนไทป์ของประชากรในรุ่นลูกมีดังนี้
RR = 0.64                 2Rr = 0.32                 rr = 0.04
      และจากความถี่ของจีโนไทป์ในรุ่นลูกดังกล่าว แสดงว่าความถี่ของแอลลีลในรุ่นลูกมีความถี่ของแอลลีล R = 0.8  และ   r = 0.2
      นั่นคือ ประชากรไม้ดอกในรุ่นลูกยังคงมีความถี่ของจีโนไทป์ และความถี่ของแอลลีลเหมือนประชากรในรุ่นพ่อแม่  หรืออาจกล่าวได้ว่ายีนพูลของประชากรอยู่ในภาวะสมดุลของ ฮาร์ดี-ไวน์เบิร์ก (  Hardy – Weinberg Equilibrium  หรือ  HWE ) 
      จากตัวอย่างประชากรไม้ดอกสีแดง และสีขาวที่กล่าวมาแล้วนั้น สีของดอกไม้เป็นลักษณะทางพันธุกรรมที่ควบคุมด้วยยีน 2 แอลลีล คือ R และ r จะอธิบายสมการของ ฮาร์ดี-ไวน์เบิร์ก ได้ดังนี้
      กำหนดให้  p  คือความถี่ของแอลลีล  R = 0.8
                    q  คือความถี่ของแอลลีล   r =  0.2
      และ  p +  q  =  1  นั่นคือ ผลรวมความถี่ของแอลลีลของยีนหนึ่งๆในประชากรมีค่าเท่ากับ 1
     ดังนั้นอาจกล่าวได้ว่า p = 1 – q  หรือ  q = 1 – p
เมื่อเซลล์สืบพันธุ์รวมตัวกัน ความถี่ของจีโนไทป์ในรุ่นต่อไปจะเป็นไปตามกฎของการคูณคือ
      ความถี่ของจีโนไทป์ RR  คือ  p2 = ( 0.8 )2 = 0.64
      ความถี่ของจีโนไทป์ rr    คือ  q2 = ( 0.2 )2   = 0.04
และความถี่ของจีโนไทป์  Rr   คือ  2pq = 2(0.8)(0.2)=0.32                                                                              
เมื่อรวมความถี่ของทุกจีโนไทป์จะมีค่าเท่ากับ 1
นั่นคือ  p2 + 2pq + q2 = 1
      จากสมการของฮาร์ดี-ไวน์เบิร์ก สามารถนำมาใช้หาความถี่ของแอลลีล และความถี่ของจีโนไทป์ของยีนพูลในประชากรได้
      ดังนั้นเมื่อประชากรอยู่ในสมดุลของฮาร์ดี-ไวน์เบิร์ก ความถี่ของแอลลีล และความถี่ของจีโนไทป์ในยีนพูลของประชากรจะคงที่ ไม่มีการเปลี่ยนแปลงไม่ว่าจะถ่ายทอดพันธุกรรมไปกี่รุ่นก็ตาม หรืออีกนัยหนึ่งคือ ไม่เกิดวิวัฒนาการนั่นเอง
      ประชากรจะอยู่ในสมดุลของฮาร์ดี-ไวน์เบิร์กได้  จะต้องมีเงื่อนไขดังนี้
1. ประชากรมีขนาดใหญ่
2. ไม่มีการถ่ายเทเคลื่อนย้ายยีนระหว่างกลุ่มประชากร
3. ไม่เกิดมิวเทชัน ซึ่งจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของแอลลีลในประชากร
4. สมาชิกทุกตัวมีโอกาสผสมพันธุ์ได้เท่ากัน
5. ไม่เกิดการคัดเลือกโดยธรรมชาติ โดยสิ่งมีชีวิตทุกตัวมีโอกาสอยู่รอด และประสบความสำเร็จในการสืบพันธุ์ได้เท่าๆกัน
3 การประยุกต์ใช้ทฤษฎีของฮาร์ดี-ไวน์เบิร์ก
     เราสามารถนำทฤษฎีของฮาร์ดี-ไวน์เบิร์ก มาใช้ประโยชน์ในการคาดคะเนความถี่ของแอลลีลที่เกี่ยวข้องกับโรคทางพันธุกรรมในยีนพูลของประชากร เช่นโรคโลหิตจางชนิดซิกเคิลเซลล์ ถ้าทราบจำนวนคนที่เป็นโรคนี้ซึ่งถูกควบคุมด้วยยีนด้อย จะสามารถประมาณจำนวนประชากรที่เป็นพาหะของยีนที่ทำให้เกิดโรคนี้ได้
     ตัวอย่างเช่น ในประชากรทางภาคตะวันออกเฉียงเหนือ จังหวัดหนึ่งมีคนเป็นโรคโลหิตจางชนิดซิกเคิลเซลล์  จำนวน 9 คน จากจำนวนประชากรทั้งหมด 10,000 คน  ดังนั้นจะสามารถคาดคะเนความถี่ของแอลลีลที่ทำให้เกิดโรคในประชากรของจังหวัดนี้ได้ โดยกำหนดให้จีโนไทป์ aa  แสดงลักษณะของโรคโลหิตจางชนิดซิกเคิลเซลล์
     ดังนั้นความถี่ของ  aa  คือ  q2  =  
                                           =  0.0009
                                      q   =  0.3
      แสดงว่าในประชากรแห่งนี้ มีความถี่ของแอลลีลที่ทำให้เกิดโรคโลหิตจางชนิดซิกเคิลเซลล์ เท่ากับ 0.03 หรือประมาณร้อยละ 3  นั่นเอง

ที่มา : สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี กระทรวงศึกษาธิการ . หนังสือเรียนสาระการเรียนรู้พื้นฐานและเพิ่มเติมชีววิทยาเล่ม 5 หน้า 130-134 . พิมพ์ครั้งที่ 3 .  สำนักพิมพ์คุรุสภาลาดพร้าว . 2550 .

ปัจจัยที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความถี่ของแอลลีน

1. การคัดเลือกโดยธรรมชาติ        2. การผ่าเหล่า (mutation) และการแปรผันทางพันธุกรรม        3. การอพยพและการเคลื่อนย้ายประชากร        4. ขนาดของประชากร        5. รูปแบบของการผสมพันธุ์ 1. การคัดเลือกโดยธรรมชาติ        ในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ความสามารถในการสืบพันธุ์จะเพิ่มจํานวนได้สูงมาก หากไม่มีปัจจัยที่จํากัดการเพิ่มจํานวนแล้ว สิ่งมีชีวิตทั้งหลายคงจะล้นโลก แต่ตามที่เป็นจริง จํานวนของสิ่งมีชีวิตค่อนข้างจะคงที่ เนื่องจากกระบวนการคัดเลือกโดยธรรมชาติ (natural selection) ซึ่งอาศัยหลักเกณฑ์พื้นฐานว่าจะไม่มีลักษณะทางกรรมพันธุ์ชุดเดียวที่เหมาะสมต่อสภาพความเป็นอยู่ ของสิ่งมีชีวิตในแต่ละแหล่งที่อยู่อาศัย ฉะนั้นการคัดเลือกโดยธรรมชาติจึงต้องมีปัจจัยสําคัญ คือ ความสามารถในการสืบพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตเพื่อการถ่ายทอดลักษณะแตกต่าง ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ และสิ่งมีชีวิตนั้นต้องอยู่ใต้อิทธิพลของสิ่งแวดล้อมผลของการคัดเลือกโดยธรรมชาติ จะได้สิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะสปีชีส์เดียวกันที่มีความแตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัดทางกรรมพันธุ์ ซึ่งเรียกว่าโพลีมอร์ฟิซึม (polymorphism)       ตัวอย่างเช่น  สีและลวดลายบนเปลือกหอย :หอยชนิด Cepaea memorials เปลือกมีสีเหลือง นํ้าตาลชมพู ส้มแดง และยังมีชนิดที่มีลวดลาย เป็นเส้นพาดไปตามเปลือก จากการศึกษาพบว่าในแหล่งที่อยู่ที่มีลักษณะเรียบๆ เช่น บริเวณโคลนตมหรือทรายจะพบหอที่มีลักษณะเปลือกเป็น สีเรียบๆมากกว่าลักษณะอื่นๆส่วนในป่าหญ้าจะพบว่ามีหอยที่เปลือกลายมากกว่าลักษณะอื่นแต่ในที่บางแห่งก็พบ หอยทั้งเปลือกมีลาย และหอยเปลือกสีเรียบอยู่ในที่เดียวกันซึ่งพบว่าหอยเปลือกสีเรียบมีความทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ได้ดีกว่าหอยเปลือกลาย ดังนั้นนอกจากความสัมพันธ์ของเหยื่อและผู้ล่าแล้ว ยังน่าจะเกี่ยวข้องกับการปรับตัวทางสรีระอีกด้วย

ภาพ หอย Cepaea memorials ที่มีลายเปลือกต่างกัน ที่มา : http://www.thaigoodview.com/files/u19987/Cepaea_nemoralis_.jpg ที่มา : http://www.thaigoodview.com/files/u19987/Cepaea_nemoralis_2.jpg

สีของผีเสื้อกลางคืน ผีเสื้อกลางคืนชนิด Bristom betularia ซึ่งมีอยู่มากในประเทศอังกฤษอาศัยอยู่ตามต้นไม้ที่มีไลเคนส์เกาะอยู่เต็ม สีตัวของมันจึงเป็นสีอ่อนจางซึ่งช่วยใ ห้มันอําพรางตัวได้ดี จนกระทั่งประมาณปี 1845 ซึ่งเป็นช่วงปีที่มีการปฏิวัติอุตสาหกรรมในเขตเมือง จะมีเขม่าควันจากปล่องควันของโรงงานอุตสาหกรรมฟุ้งกระจายไปทั่วในอากาศ เริ่มมีผู้พบผีเสื้อกลางคืนสปีชีส์เดียวกันน ี้แต่มีสีดําเข้มขึ้นกว่าเดิมปรากฏขึ้นในเขตเมืองแมนเชสเตอร์ ซึ่งเป็นเขตที่มีการอุตสาหกรรมใหญ่และมีกลุ่มควันจากโรงงานอุตสาหกรรมทําลายพวกไลเคนส์ตามเปลือกไม้ และทําให้ต้นไม้มีสีดําเต็มไปหมด ต่อมในช่วงเวลาไม่ถึงร้อยปีพบผีเสื้อกลางคืนที่มีสีดําเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว จนเกือบทั้งหมดเป็นผีเสื้อสีดํา

ภาพ การปรับตัวของผีเสื้อกลางคืนชนิดเดียวกันแต่อยู่ในสภาพแวดล้อมต่างกัน ที่มา : http://www.azizstan.ac.th/th/images/stories/evolution/moth.jpg

2. การผ่าเหล่า (mutation) และการแปรผันทางพันธุกรรม
       การผ่าเหล่า (mutation) เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติของสิ่งมีชีวิตการผ่าเหล่า
หรือมิวเทชันมีทั้งที่เกิดกับเซลล์ร่างกายซึ่งเรียกว่าโซมาติคมิวเทชัน (somatic mutation)
และที่เกิดกับเซลล์สืบพันธุ์เรียกว่าแกมีติคมิวเทชัน (gametic mutation) มิวเทชันที่มีผล
ต่อขบวนการวิวัฒนาการมาก คือ มิวเทชันที่เกิดกับเซลล์สืบพันธุ์ เนื่องจากสามารถถ่ายทอด
ไปสู่รุ่นต่อๆไปได้ มิวเทชันทําให้เกิดการแปรผันทางพันธุกรรม นอกจากนั้นในกระบวนการ
สืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ จะมีการแบ่งเซลล์ด้วยวิธีไมโอซิสเพื่อสร้างเซลล์สืบพันธุ์ ในกระบวนการ
ไมโอซิสจะมีครอสซิงโอเวอร์ (crossing over) โดยมีการแลกเปลี่ยนชิ้นส่วนของโฮโมโลกัส
โครโมโซมซึ่งมีผลทําให้อัลลีลของยีนเกิดการเปลี่ยนตําแหน่งได้รวมทั้งการรวมกลุ่มกันอย่าง
อิสระของโครโมโซม ที่แยกตัวจากคู่ของมันแล้วเป็นผลให้ยีนต่างๆ ได้ รวมกลุ่มกันใหม่
ในแต่ละรุ่น ดังนั้น การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศจึงช่วยให้ยีนต่างๆ ทั้งเก่าและใหม่ได้มีโอกาส
รวมกลุ่มกัน (gene recombination) ในรูปแบบต่างๆ ทั้งขบวนการมิวเทชันและขบวนการ
สืบพันธุ์แบบอาศัยเพศเป็นสาเหตุที่ทําให้สิ่งมีชีวิตเกิดความแปรผันทางพันธุกรรมอย่างมากมาย
3.การอพยพของสมาชิกในประชากร
       สิ่งมีชีวิตบางชนิดมีการอพยพเข้าหรือออกของสมาชิก ส่งผลให้ มีการหมุนเวียนพันธุกรรม
หรือที่เรียกว่าการไหลของยีน (gene flow) เกิดขึ้นระหว่างประชากรย่อยๆ ซึ่งการอพยพจะทํา
ให้สัดส่วนของอัลลีลเปลี่ยนแปลงไป ในประชากรที่มีขนาดใหญ่มากๆ การอพยพเข้าหรือ
อพยพออกของสมาชิกอาจจะเกือบไม่มีผลต่อสัดส่วนของยีนในกลุ่มประชากรเลย แต่ถ้า
ประชากรมีขนาดเล็ก เมื่อมีสมาชิกอพยพออกไปทําให้กลุ่มประชากรสูญเสียยีนบางส่วน
ทําให้มีโอกาสในการถ่ายทอดหรือแลกเปลี่ยนยีนกับกลุ่มยีนนั้นน้อยลงไป หรือไม่มีโอกาส
เลยในทางกลับกัน การอพยพเข้าของประชากรในกลุ่มประชากรขนาดเล็ก จะทําให้เกิด
การเพิ่มพูนบางส่วน หรือบางยีนใหม่เข้ามาในประชากร มีผลทําให้เกิดความแปรผันทาง
พันธุกรรมของประชากร
4.ขนาดของประชากร
       การเปลี่ยนแปลงขนาดของประชากร มีบทบาทสําคัญต่อการเปลี่ยนแปลงความถี่ยีน
และโครงสร้างของยีนพูล (gene pool) ซึ่งเกิดจากโอกาส หรือความบังเอิญ หรือจาก
ภัยธรรมชาติ ประะชากรที่มีขนาดใหญ่และมีการผสมพันธุ์แบบสุ่มจะไม่พบว่ามีการ
เปลี่ยนแปลงความถี่ของยีนมากมายอย่างมีนัยสําคัญ แต่ถ้าเป็นประชากรขนาดเล็ก
จะมีผลอย่างมาก การเปลี่ยนแปลงผกผันทางพันธุกรรมอย่างฉับพลันอย่างไม่มีทิศทาง
แน่นอน หรือการเปลี่ยนแปลงความถี่ของยีนอย่างฉับพลันโดยเหตุบังเอิญตามธรรมชาติ
ที่เกิดขึ้นแบบสุ่ม ไม่สามารถคาดการณ์ทิศทางการเปลี่ยนแปลงความถี่ของยีนได้แน่
นอนเช่นนี้เรียกว่าเจเนติกดริฟต์(geneticdrift)เป็นกลไกที่สําคัญอย่างหนึ่งที่ทําให้ความถี่ของยีน
มีการเบี่ยงเบนจนเกิดการเปลี่ยนแปลงความถี่ของยีน
      ตัวอย่าง   ของปรากฏการณ์นี้ได้แก่ วิวัฒนาการของสัตว์ชนิดใหม่ที่เกิดขึ้น่ตามหมู่เกาะต่างๆ ใน
มหาสมุทรแปซิฟิก ดังตัวอย่างของแมลงหวี่ชนิดต่างๆ ที่เกิดบนหมู่เกาะฮาวาย

       ภาพ ปรากฏการณ์ เจเนติกดริฟต์ ของแมลงหวี่
ที่มา : http://www.rmutphysics.com/charud/scibook/bio2/chapter6/image/image017.jpg
หมายเหตุ : gene pool หมายถึง ยีนโดยรวมซึ่งแลกเปลี่ยนกันระหว่างสิ่งมีชีวิต โดย
เฉพาะในเผ่าพันธุ์เดียวกัน เปรียบเหมือนมีบ่อของยีน ซึ่งสิ่งมีชีวิตนำมาฝากและนำไปใช้

รูปแบบของการผสมพันธุ์

สิ่งมีชีวิตส่วนมากจะมีรูปแบบการสืบพันธุ์ แบบอาศัยเพศอย่างเด่นชัด โดยแบ่งเป็น2 กรณี คือ
       1. การผสมพันธุ์ แบบสุ่ม เป็นรูปแบบที่เกิดขึ้นเป็นส่วนมากในประชากร การผสมพันธุ์แบบสุ่มนี้จะไม่มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงความถี่ยีนในแต่ละชั่วอายุมากนัก
       2. การผสมพันธุ์ที่ไม่เป็นแบบสุ่ม เป็นรูปแบบที่เกิดขึ้นเป็นบางครั้ง โดยมีการเลือกคู่ผสมภายในกลุ่ม ซึ่งมีแนวโน้มที่จะทําให้เกิดการผสมพันธุ์ภายในสายพันธุ์เดียวกัน หรือที่เรียกว่าอินบรีดดิง (inbreeding) อันจะยังผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความถี่ของยีนในประชากรนั้นได้ เพราะถ้าเป็นการผสมภายในสายพันธุ์เดียวกัน และประชากรมีขนาดเล็กย่อมจะมีโอกาสที่ยีนบางยีนเพิ่มความถี่สูงขึ้นในรุ่นต่อมา และในที่สุดจะไม่มีการแปรผันของยีนเกิดขึ้นโดยส่วนใหญ่ อาจเป็นสภาพโฮโมไซกัส และเป็นสาเหตุให้ยีนบางยีนมีความคงที่ (fix) และบางยีนสูญหายไป

ทฤษฎีวิวัฒนาการของลามาร์ค

ทฤษฎีของลามาร์ค

  ชอง ลามาร์ค (Jean Lamarck) นักวิวัฒนาการชาวฝรั่งเศสได้เสนอความคิดใน
เรื่องวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตไว้เป็น 2 ข้อ คือ

1. กฎแห่งการใช้ และไม่ใช้ (law of use and disuse) มีใจความสําคัญว่า “ลักษณะ
ของสิ่งมีชีวิตผันแปรได้ตามสภาพแวดล้อม อวัยวะใดที่ใช้อยู่บ่อยๆ ย่อมขยายใหญ่ขึ้น
ส่วนอวัยวะใดที่ไม่ได้ใช้จะค่อยๆ ลดขนาด อ่อนแอลงและหายไปในที่สุด”

2. กฎแห่งการถ่ายทอดลักษณะที่เกิดขึ้นใหม่ (law of inheritance of acquired
characteristics) มีใจความว่า “ลักษณะที่ได้มาใหม่ หรือเสียไปโดยอิทธิพลของสิ่ง
แวดล้อมโดยการใช้ และไม่ใช้จะคงอยู่ และสามารถถ่ายทอดลักษณะที่เกิดใหม่นี้ไปสู่รุ่น
ลูกรุ่นหลานต่อไปได้ ”

   ตัวอย่างของสิ่งมีชีวิตที่ลามาร์ค ยกมาอ้างอิง ได้แก่

๐ พวกนกน้ำ โดยกล่าวว่านกที่หากินบนบกจะไม่มีแผ่นพังผืดหนังต่อระหว่างนิ้วเท้าส่วนนก
ที่หากินในนํ้ามีความต้องการใช้เท้าโบกพัดนํ้าสําหรับการเคลื่อนที่ ผิวหนังระหว่างนิ้วเท้า
จึงขยายออกต่อกันเป็นแผ่น และลักษณะนี้ถ่ายทอดไปสู่รุ่นลูกหลานได้

             

                      รูป เปรียบลักษณะเท้าของนกที่หากินบนบกและในน้ำ
                                                (ที่มา : http://wings.av/kids.com)

๐ ยีราฟซึ่งในปัจจุบันมีคอยาว ลามาร์คได้อธิบายว่า ยีราฟในอดีตคอสั้นกว่าปัจจุบัน
 (จากหลักฐานของซากดึกดำบรรพ์) แต่ได้มีการฝึกฝนยืดคอเพื่อพยายามกินใบไม้จาก
ที่สูงๆ ทําให้คอยาวขึ้น การที่ต้องเขย่งเท้ายืดคอทําให้ยีราฟมีขายาวขึ้นด้วย ลักษณะที่มี
ีคอยาวขึ้นและขายาวขึ้นนี้ถ่ายทอดมาสู่ยีราฟรุ่นต่อมา

  

                         
                         
                                  




รูป วิวัฒนาการของยีราฟคอยาวตามทฤษฎีของลาร์มาร์ค
    ( ที่มา : http://necsi.org:16080/projects/evolution/)

๐ สัตว์พวกงู ซึ่งไม่มีขาปรากฏให้เห็น แต่จากโครงกระดูกยังมีซากขาเหลือติดอยู่ ซึ่งลามาร์ค
อธิบายว่างูอาศัยอยู่ในสิ่งแวดล้อมที่เป็นพงหญ้ารกทึบ การเลื้อยไปทําให้ลําตัวยาว ส่วนขา
ไม่ได้ใช้จึงค่อยๆ ลดขนาดเล็กลงและหายไป ลักษณะนี้ถ่ายทอดไปได้งูรุ่นต่อๆ มาจึงไม่มีขา

(ที่มา : http://www.geocities.comhartwig_ dellmour)

(ที่มา: http://www.sciencemuseum.org.uk)

                    

    
                  




รูป การหดหายของขางูตามทฤษฎีของลามาร์ค

  การทดลองเพื่อสนับสนุนความคิดของลามาร์คในเรื่องของกฎแห่งการใช้ และไม่ใช้้นั้น
พอจะมีตัวอย่างสนับสนุนได้ เช่น การฝึกฝนกล้ามเนื้อจะทําให้กล้ามเนื้อมีขนาดใหญ่โต
ขึ้นมาได้ เช่น นักกล้าม นักเพาะกาย นักกีฬาประเภทต่างๆ แต่สําหรับกฎแห่งการถ่าย
ทอดลักษณะที่เกิดขึ้นใหม่ยังไม่มีการทดลองใดสนับสนุน

 ออกัส ไวส์มาน (August Weisman ; 2377 – 2457) ได้เสนอความคิดค้านทฤษฎีของ
ลามาร์คโดยกล่าวว่าลักษณะที่ถ่ายทอดไปยังลูกหลานได้นั้นจะต้องเกิดจากเซลล์สืบพันธุ์
มิใช่จากเซลล์ร่างกาย เขาได้ทดลองตัดหางหนูตัวผู้ ตัวเมียแล้วให้ผสมพันธุ์กัน ปรากฎว่า
ลูกหลานออกมามีหาง การทดลองนี้ทําติดต่อกันถึง 20 รุ่น หนูในรุ่นที่ 21 ก็ยังคงมีหางอยู่
ไวส์มานอธิบายว่า เนื่องจากลักษณะที่ตัดหางหนูออกนั้นเป็นการกระทำต่อเซลล์ร่างกาย
แต่่เซลล์สืบพันธุ์ไม่มีการเปลี่ยนแปลง ลักษณะหางยาวซึ่งจะถูกถ่ายทอดโดยเซลล์สืบพันธุ์
ยังคงอยู่

ทฤษฎีวิวัฒนาการของชาลล์ ดาร์วิน

                                                                       ชาลล์ ดาร์วิน

“มนุษย์ยังคงมีกรอบโครงสร้างร่างกายที่เป็นรอยประทับ

อันไม่อาจลบเลือนได้ของจุดกำเนิดอันต่ำต้อยของตน” ชาลส์ ดาร์วิน

              หนังสือ The Origin of Species น่าจะเรียกได้ว่าเป็นหนังสือเปลี่ยนทัศนคติคนทั้งโลก จากผลงานการเก็บตัวอย่างค้นคว้าและทดลองของบุรุษแห่งศตวรรษที่ทุกสื่อ และวงการวิทยาศาสตร์จะพูดถึงเขาอย่างมากในปีนี้คือ ชาลส์ ดาร์วิน (Charles Darwin) นักธรรมชาติวิทยาชาวอังกฤษ ผู้คิดค้นทฤษฎีวิวัฒนาการ อิทธิพลของหนังสือเล่มนี้สร้างความตื่นตะลึงให้กับวงการวิทยาศาสตร์ชีววิทยาด้านความเป็นมาของสิ่งมีชีวิตทั้งหลาย รวมทั้งต้นกำเนิดของมนุษย์เราด้วย

            จากการค้นพบครั้งนั้นเอง ได้กระเทือนไปถึงความเชื่อทางศาสนาคริสต์ ที่เชื่อว่าพระเจ้าสร้างโลกและสิ่งมีชีวิต จนนำไปสู่การต่อต้านและเหยียดหยาม ชาลส์ ดาร์วิน ตั้งแต่นั้นมา แต่หลังจากปี ค.ศ. 1859 ที่หนังสือเล่มนี้ถูกตีพิมพ์เผยแพร่ออกไป พร้อมกับทฤษฎีวิวัฒนาการเป็นเวลาถึง 150 ปีแล้ว ที่ทฤษฎีนี้ได้ถูกทดสอบครั้งแล้วครั้งเล่า จนได้รับการยอมรับและกลายเป็นพื้นฐานการเรียนรู้ด้านชีววิทยา แม้จะไม่สามารถอธิบายปรากฏการณ์บางอย่างในวงการชีววิทยาได้ ด้วยข้อจำกัดด้านเทคโนโลยีในสมัยนั้น แต่ก็นับว่าเป็นพื้นฐานไปสู่ทฤษฎีใหม่ๆ ให้เราได้เรียนรู้และศึกษากันจนถึงปัจจุบัน

 ศึกษาเพิ่มเติมได้YOUTUBE ข้างล่างนี้ค่ะ





หลักฐานที่บ่งบอกถึงวิวัฒนาการ

หลักฐานที่บ่งบอกถึงวิวัฒนาการ

วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตใดๆ เป็นกระบวนการที่ใช้ระยะเวลาอันยาวนานจนเราไม่อาจเฝ้าสังเกตได้อีกทั้งยังไม่สามารถใช้การทดลองในห้องปฏิบัติการมาอธิบายความเป็นมาเป็นไปได้โดยตรง ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์ที่เชื่อว่าสิ่งมีชีวิตมีวิวัฒนาการจึงได้รวบรวมข้อมูลและหลักฐานต่างๆเพื่อใช้สนับสนุนการเกิดวิวัฒนาการขึ้นจริงของสิ่งมีชีวิต

หลักฐานหรือข้อมูลสนับสนุนใดบ้างที่บ่งบอกถึงการมีวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต?
                    ศึกษาเพิ่มเติมได้จาก link ข้างล่างนี้

หลักฐานจากซากดึกดำบรรพ์ของสิ่งมีชีวิต ข้อมูลสนับสนุนจากกายวิภาคเปรียบเทียบข้อมูลสนับสนุนจากคัพภะวิทยาเปรียบเทียบ ข้อมูลสนับสนุนทางชีวภูมิศาสตร์ หลักฐานทางชีววิทยาระดับโมเลกุล

ในกลุ่มได้แบ่งงานในการศึกษาแต่ละเรื่องดังนี้

1. นายยุทธภูมิ  นาเหนือ

ศึกษาเรื่อง หลักฐานจากซากดึกดำบรรพ์ของสิ่งมีชีวิต

2. นางสาวสุภาดา กองคำ

ศึกษาเรื่อง หลักฐานจากกายวิภาคเปรียบเทียบ และ คัพภะวิทยาเปรียบเทียบ

3. นางสาววิราวรรณ  อนุศรี

ศึกษาเรื่อง หลักฐานด้านชีววิทาระดับโมเลกุล

4. นางสาวเรณุกา  อาบจะบก

ศึกษาเรื่อง หลักฐานทางชีวภูมิศาสตร์

นางสาวเรณุกา อาบจะบก (II)

ข้อมูลสนับสนุนทางชีวภูมิศาสตร์
  ภูมิศาสตร์ต่างๆบนโลกของเราจะมีความแตกต่างกัน ส่งผลให้มีการกระจายพันธุ์พืชและสัตว์หลากหลายสปีชีส์ออกไปตามที่ต่างๆขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมนั้นๆ เรามักคิดว่าในสิ่งแวดล้อมที่มีความคล้ายกันนั้น กลุ่มสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่น่าจะมีความคล้ายคลึงกันด้วย แต่ในความเป็นจริงกลับพบว่าในสภาพแวดล้อมเดียวกันสิ่งมีชีวิตจะมีลักษณะแตกต่างกัน สิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่บนแผ่นดินใหญ่จะมีลักษณะใกล้เคียงกับสิ่งมีชีวิตบนเกาะใกล้เคียง เช่น นกฟินช์ในหมู่เกาะกาลาปากอส มีลักษณะคล้ายกับนกฟินช์ที่อาศัยอยู่บนทวีปอเมริกาใต้ จึงอาจเป็นไปได้ว่าบรรพบุรุษของนกฟินช์อาจอพยพและแพร่กระจายจากทวีปอเมริกาใต้มาอยู่บนเกาะ เมื่อเวลาผ่านไปก็เกิดวิวัฒนาการจนกลายเป็นนกฟินช์หลายสปีชีส์ หรือชะนีแถบภาคใต้ของไทย จนถึงตามเกาะชวา สุมาตรานั้นมีความคล้ายคลึงกัน ซึ่งเหล่านี้เป็นข้อมูลสนับสนุนว่าสมัยก่อนแผ่นดินอาจต่อเนื่องเป็นผืนเดียวกัน และแยกออกจากกันในเวลาต่อมา จากตัวอย่างข้างต้น ข้อมูลทางชีวภูมิศาสตร์จึงถือเป็นข้อมูลสนับสนุนหนึ่งที่บ่งชี้และช่วยให้เราเข้าใจวิวัฒนาการได้มากขึ้น

นกฟินช์ชนิดต่างๆที่พบในหมู่เกาะกาลาปากอส

นกฟินช์บางสายพันธุ์ที่พบในทวีปอเมริกาใต้

นางสาววิราวรรณ อนุศรี (II)

หลักฐานทางชีววิทยาระดับโมเลกุล
ในปัจจุบันเทคโนโลยีสมัยใหม่ได้ก้าวหน้าไปมาก นับตั้งแต่ที่เมนเดลได้จุดประกายการศึกษาสารพันธุกรรมในสิ่งมีชีวิต และจุดเปลี่ยนสำคัญที่เจมส์ วัตสัน (James Watson) และฟรานซิส คริก (Francis Crick) ได้ค้นพบโครงสร้างสามมิติของดีเอ็นเอ ในปี พ.ศ.2496 ความรู้ทางพันธุศาสตร์และเทคโนโลยีเกี่ยวกับการศึกษาสารพันธุกรรมหรือดีเอ็นเอก็ก้าวหน้านับแต่นั้นมา สิ่งมีชีวิตพื้นฐานทุกชนิดมีดีเอ็นเอเป็นสารพันธุกรรม (ยกเว้นไวรัสบางชนิด) ความเหมือนหรือความแตกต่างของลำดับเบสในดีเอ็นเอของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดสามารถใช้บ่งชี้ถึงความใกล้ชิดกันทางวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตได้ กล่าวคือสิ่งมีชีวิตที่มีความใกล้ชิดกันเชิงวิวัฒนาการจะมีความเหมือนกันของดีเอ็นเอมากกว่าสิ่งมีชีวิตกลุ่มอื่น และเนื่องจากโปรตีนเป็นผลิตภัณฑ์จากรหัสของดีเอ็นเอ ดังนั้นจึงอาจใช้การศึกษาเปรียบเทียบความต่างของโปรตีนในการเปรียบเทียบความต่างของยีนในสิ่งมีชีวิตเพื่อศึกษาวิวัฒนาการได้เช่นกัน

ความต่างของลำดับเบสในไซโทโครม ซี ของมนุษย์ (human_cytc) และลิงชิมแพนซี (chimp_cytc) ซึ่งมีเบสต่างกันเพียง 4 ตัว จาก 318 เบส หรือคิดเป็นความแตกต่าง 1.2% แสดงว่ามนุษย์และลิงชิมแพนซีน่าจะมีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกันในเชิงวิวัฒนาการ (ไซโทโครม ซี เป็นโปรตีนตัวสำคัญที่ช่วยในการหายใจระดับเซลล์ พบในไมโทคอนเดรีย)

นางสาวสุภาดา กองคำ (II)

หลักฐานจากทางกายวิภาคเปรียบเทียบ
       สิ่งมีชีวิตบางชนิดเมื่อเราดูจากลักษณะภายนอกจะเห็นว่ามีลักษณะต่างกัน แต่เมื่อพิจารณาถึงโครงสร้างรยางค์คู่หน้าจะพบว่ามีลักษณะที่คล้ายคลึงกัน การที่สิ่งมีชีวิตมีโครงสร้างของอวัยวะบางอย่างคล้ายคลึงกันแม้ว่าจะทำหน้าที่แตกต่างกันก็ตาม เช่น แขนคน ขาแมว รยางค์คู่หน้าของวาฬ และปีกค้างคาว เราเรียกโครงสร้างลักษณะนี้ว่า ฮอมอโลกัส (homologous structure) ความคล้ายคลึงกันของโครงสร้างลักษณะนี้เป็นหลักฐานที่สนับสนุนว่าสิ่งมีชีวิตนั้นๆมีวิวัฒนาการมาจากบรรพบุรุษเดียวกัน
         ในกรณีของสิ่งมีชีวิตที่มีอวัยวะที่ทำหน้าที่เหมือนกัน เช่น ปีกแมลง และปีกนก หากพิจารณาถึงโครงสร้างกายวิภาคจะพบว่ามีลักษณะที่แตกต่างกัน เราเรียกโครงสร้างที่มีลักษณะต่างกันแต่ทำหน้าที่เหมือนกันนี้ว่า อะนาโลกัส (analogous structure)
หลักฐานจากคัพภะวิทยาเปรียบเทีย
      
     จากการศึกษาเป็นการศึกษาเอ็มบริโอ ในระยะแรกเท่านั้น จากการศึกษาการเจริญเติบโตของเอ็มบริโอของสัตว์มีกระดูกสันหลังชนิดต่างๆจะพบความคล้ายคลึงกันในส่วนของการมีช่องเหงือกและหาง จนเมื่อสัตว์มีกระดูกสันหลังแต่ละชนิดเติบโตเป็นตัวเต็มวัยลักษณะของการมีช่องเหงือกยังคงอยู่ในสัตว์บางชนิดเช่น ปลาและซาลามานเดอร์ แต่ไม่คงอยู่ในสัตว์มีกระดูกสันหลังชนิดอื่น เพราะเกิดการปรับเปลี่ยนรูปร่างไปให้เหมาะสมต่อการดำรงชีวิตนั่นเอง ซึ่งลักษณะนี้คล้ายคลึงกันในระหว่างการเจริญเติบโตของเอ็มบริโออาจบ่งชี้ถึงการวิวัฒนาการมาจากบรรพบุรุษร่วมกันได้

นายยุทธภูมิ นาเหนือ (II)

หลักฐานจากซากดึกดำบรรพ์ของสิ่งมีชีวิต
โดยปกติเมื่อสิ่งมีชีวิตไม่ว่าจะเป็นพืชหรือสัตว์ตายลงก็มักจะถูกย่อยสลายให้เน่าเปื่อยผุพังลงจนไม่มีซากเหลืออยู่ แต่สำหรับบางสภาวะที่ป้องกันการเปลี่ยนแปลงของซากสิ่งมีชีวิตได้ดี เช่น การอยู่ในน้ำแข็ง การอยู่ในยางไม้ (อำพัน) หรือการฝังตัวอยู่ในดินโคลนจนกลายเป็นหินจะทำให้สิ่งมีชีวิตที่ตายลงยังคงเหลือให้เห็นเป็นซากดึกดำบรรพ์ (fossil) ซึ่งเป็นหลักฐานสำคัญที่ทำให้เราทราบว่าเคยมีสิ่งมีชีวิตมากมายที่เกิดขึ้นในอดีต หลายชนิดสูญพันธุ์ไปแล้ว เช่น ไดโนเสาร์ และส่วนใหญ่ที่มีชีวิตอยู่ก็มีสัณฐานเปลี่ยนแปลงไป

          ซากดึกดำบรรพ์จะพบมากในหินชั้นหรือหินตะกอน นักวิทยาศาสตร์สามารถคำนวณอายุของซากดึกดำบรรพ์ได้จากอายุของชั้นหิน ซากดึกดำบรรพ์ที่พบในหินชั้นล่างย่อมมีอายุมากกว่าซากที่พบในหินชั้นบน และเมื่อพิจารณาถึงโครงสร้างแล้วซากดึกดำบรรพ์ในหินชั้นบนจะมีความซับซ้อนและมีโครงสร้างที่ใกล้เคียงกับสิ่งมีชีวิตในปัจจุบันมากกว่า

ซากดึกดำบรรพ์ในชั้นหินต่างๆ

ซากดึกดำบรรพ์เกิดขึ้นได้อย่างไร?

ซากดึกดำบรรพ์เป็นหลักฐานสำคัญที่ทำให้เราทราบว่าเคยมีสิ่งมีชีวิตมากมายที่เกิดขึ้นในอดีต หลายชนิดสูญพันธุ์ไปแล้ว และส่วนใหญ่ที่มีชีวิตอยู่ในปัจจุบันก็มีสัณฐานเปลี่ยนแปลงไป ซากดึกดำบรรพ์เกิดขึ้นได้หลายวิธี ได้แก่

          *permineralization หรือ กระบวนการแทรกซึมของแร่ธาตุในรูพรุนของโครงร่างของสิ่งมีชีวิต เกิดขึ้นเมื่อแร่ธาตุเข้าไปสะสมในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต ทำให้รูปทรงของชิ้นส่วนนั้นคงตัวกลายเป็นซากดึกดำบรรพ์ เช่น ไม้กลายเป็นหิน (petrified wood)

ไม้กลายเป็นหิน

          *molds and casts เกิดขึ้นเมื่อสิ่งมีชีวิตถูกฝังอยู่ในโคลนหรือแร่ธาตุแล้วโคลนหรือแร่ธาตุนั้นแข็งตัวเป็นหิน หลังจากนั้นส่วนเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิตก็ย่อยสลายไปกลายเป็นช่องว่างในลักษณะของแม่พิมพ์ ดังเช่นตัวอย่างซากดึกดำบรรพ์หอยในภาพ

 ซากดึกดำบรรพ์หอย

 อย่างไรก็ตามซากดึกดำบรรพ์เป็นเพียงหลักฐานหนึ่งเท่านั้นที่สามารถนำมาใช้อธิบายการเกิดวิวัฒนาการ เพราะซากดึกดำบรรพ์ที่ค้นพบอาจไม่สมบูรณ์จึงให้รายละเอียดได้ไม่เพียงพอ ดังนั้นการเข้าใจถึงวิวัฒนาการจึงต้องใช้หลักฐานอื่นมาสนับสนุนเพิ่มเติม

ซากดึกดำบรรพ์ของม้าที่แตกต่างกันในยุคต่างๆ ทำให้สามารถอธิบายถึงวิวัฒนาการของม้าจากอดีตถึงปัจจุบันได้

ซากดึกดำบรรพ์ของอาร์คีออปเทอริก

นางสาวเรณุกา อาบจะบก (I)

นางสาววิราวรรณ อนุศรี (I)

นางสาวสุภาดา กองคำ (I)

บันทึกการเรียนรู้วันพุธที่ 8 กุมภาพันธ์ 2555

            พบกับคุณครูครั้งแรกในรอบเดือนกุมภาพันธ์ คุณครูพูดถึงเรื่องคะแนนสอบกลางภาคที่นักเรียนส่วนมากจะสอบไม่ผ่านในแต่ละรายจุดประสงค์ คุณครูจึงได้ให้

นักเรียนจับคู่กับเพื่อน 1 คน ทำข้อสอบใหม่ทั้งหมด ปรึกษาหารือและช่วยกันหาคำตอบ

เปิดหนังสือดูได้ ภายใน 1 ชั่วโมงนั้น

บันทึกการเรียนรู้วันพุธที่ 15  กุมภาพันธ์  2555
        วันนี้การเรียนวิชาชีววิทยา 5  ต้นชั่วโมง คุณครูให้ทำแบบทดสอบเก็บคะแนน 10 ข้อเวลา 15  นาที เรื่อง พันธุ์ศาสตร์และเทคโนโลยีดีเอ็นเอและกลุ่มเพื่อนๆ แสดงบทบาทสมมติเรื่อง DNA replication 

จากนั้นคุณครูก็ได้ชี้แจงเกี่ยวกับคะแนนเก็บ กำชับให้นักเรียนติดตามส่งงาน ทำงานให้ครบ และเข้าไปติดต่อกับทางBlogของคุณครูเพราะคุณครูได้ชี้แจ้งรายละเอียดงานต่างๆคุณครูก็ยังได้สอนเพิ่มเติมเกี่ยวกับการทำ blog  สอนการใช้เทคนิคต่างๆ ที่เกี่ยวกับการทำBlogของกลุ่มและรายบุคคล  และกำหนดส่งงานให้ตรงตามเวลาที่ครูกำหนด

บันทึกการเรียนรู้ วันศุกร์ที่ 17 กุมภาพันธ์ 2555  
            วันนี้ได้เรียนวิชาชีววิทยาของคุณครูบุษ  3 ชั่วโมง โดยชั่วโมงแรก เราใช้คาบโฮมรูมที่ว่าง คุณครูเริ่มจากการกล่าวถึงเรื่อง หลักฐานที่บ่งบอกถึงวิวัฒนาการ

คุณครูได้มอบหมายให้สมาชิกในกลุ่มเลือกหลักฐานที่บ่งบอกถึงวิวัฒนาการของ

สิ่งมีชีวิต มีประเด็นศึกษาหลักฐานสำคัญ ได้แก่   

1.หลักฐานซากดึกดำบรรพ์

2. หลักฐานทางกายวิภาคเปรียบเทียบ

 3. หลักฐานทางคัพภะวิทยาเปรียบเทียบ

4. หลักฐานทางชีวิทยาระดับโมเลกุล และ

5. หลักฐานทางชีวภูมิศาสตร์

โดยสมาชิกในกลุ่มจะได้แบ่งหัวข้อกันศึกษาและคนในกลุ่มของเราที่ได้ศึกษา

เรื่องอะไรจะต้องไปรวมกลุ่มกับเพื่อนๆต่างกลุ่มเพื่อแลกเปลี่ยนความคิดเห็นกัน

และที่ได้หลักฐานชนิดเดียวกันก็มารวมกลุ่มกัน 10 คน มาพูดคุย อภิปรายกัน ว่า
      1. ใช้อะไรเป็นหลักฐาน
      2. หลักฐานบอกได้อย่างไรว่ามีวิวัฒนาการ
      3. ยกตัวเองเพื่อนำมาอธิบายข้อ 2.
                        ชั่วโมงเรียนที่ 2-3  เพื่อนๆได้รวมกลุ่มกันกลุ่มละประมาณ 10 คน

มาพูดคุยอภิปรายศึกษาหาข้อสรุปจากหลักฐานที่ได้ศึกษา จากนั้นนำความรู้ที่ได้รับมา

ถ่ายทอดเป็นองค์ความรู้ให้กับกลุ่ม จากนั้นให้เพื่อนๆในกลุ่มได้ไปแสดงความคิดเห็น

บนBLOG ของกลุ่ม

                 และคุณครูได้ให้นักเรียนดูวิดีโอการเรียนรู้เรื่องวิวัฒนาการ กฎของลามาร์ก การศึกษาทางด้านวิวัฒนาการของลา มาร์ก และประวัติการศึกษาค้นพบ

ของชาร์ล ดาร์วิน

 บันทึกการเรียนรู้วันพุธ ที่ 22 กุมภาพันธ์ 2555

            วันนี้ได้คุณครูได้สอนเรื่อง การศึกษาพันธุศาสตร์ประชากร การศึกษาการหาความถี่ของแอลลีนในประชากร  ทฤษฏีของ HARDY WEINBERG    

และจะเรียนต่อในหัวข้อต่อไปในวันศุกร์ที่ 24 กุมภาพันธ์ 2555

บันทึกการเรียนรู้วันศุกร์ที่ 24 กุมภาพันธ์ 2555
           วันนี้ชัวโมงแรกคุณครูได้สอนวิธีการคิดหาความถี่ของจีโนไทป์และการหาความถี่ของแอลลีล
ตามทฤษฏีของ HARDY WEINBERG    
             และในชั่วโมงที่สอง คุณครูได้ให้นักเรียนแต่ละกลุ่มทำการสอบเรื่องการประชากร
ตามหลักทฤษฏีของ HARDY WEINBERG    

นายยุทธภูมิ นาเหนือ (I)

ผลงานของกลุ่ม

Evidence of evolution

แนะนำ

ชื่อ นายยุทธภูมิ   นาเหนือ    เลขที่ 8    เลขประจำนักเรียน 19951
ชื่อ นางสาวสาวสุภาดา     กองคำ   เลขที่ 22  เลขประจำนักเรียน 19321
ชื่อ นางสาววิราวรรณ    อนุศรี   เลขที่ 27  เลขประจำนักเรียน 20373
ชื่อ  นางสาวเรณุกา    อาบจะบก เลขที่ 41  เลขประจำนักเรียน 22593
ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6/13
กลุ่มที่ 10
โรงเรียนหนองบัวพิทยาคาร