7.1 หลักฐานและข้อมูลที่ใช้ในการศึกษาวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต

วิวัฒนาการ   (evolution) 

วิวัฒนาการ หมายถึง การเปลี่ยนแปลงพันธุกรรมในประชากรสิ่งมีชีวิตไปตามเวลาที่ผ่านไป จนทำให้สิ่งมีชีวิตเหล่านั้นมีลักษณะต่างๆแตกต่างไปจากเดิม

หลักฐานและข้อมูลที่บ่งบอกถึงวิวัฒนาการ ดังนี้

1.ซากดึกดำบรรพ์ (Fossil)
เมื่อพืชหรือสัตว์ตายลงมักจะถูกย่อยสลายจนไม่มีซากที่สมบรูณ์เหลืออยู่โดยเฉพาะซากสิ่งมีชีวิตที่มีอายุนับล้านปีแต่ในบางครั้งซากของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้จะยังคงเหลืออยู่ในรูปของซากดึกดำบรรพ์  เช่น โครงกระดูกไดโนเสาร์ รอยเท้าสัตว์ รอยพิมพ์ใบไม้ ต้นไม้ที่กลายเป็นหินและซากแมลงในอำพัน
อาจพบสิ่งมีชีวิตบางชนิดในปัจจุบันยังคงลักษณะใกล้เคียงกับอดีต เรียกว่า สิ่งมีชีวิตคงสภาพดึกดำบรรพ์ (living fossil)

ตัวอย่างการศึกษาวิวัฒนาการโดยอาศัยซากดึกดำบรรพ์
-วิวัฒนาการของม้าอดีตถึงปัจจุบัน

2.กายวิภาคเปรียบเทียบ (Comparative anatomy)
การศึกษาเปรียบเทียบของโครงสร้างต่างๆในตัวเต็มวัย กำเนิด หน้าที่ และการทำงานของกลุ่มสิ่งมีชีวิตต่างๆ ได้แก่ Homologous structure และ Analogous structure

Homologous structure
โครงสร้างมาจากจุดกำเนิดเดียวกันแต่ทำหน้าที่ต่างกัน วิวัฒนาการของโครงสร้างนี้เรียกว่า Homology การที่มีจุดกำเนิดเดียวกันแสดงว่าสิ่งมีชีวิตกลุ่มนี้มีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกันในเชิงวิวัฒนาการ (มีบรรพบุรุษร่วมกัน)
– แผนภาพเปรียบเทียบ Homologous structure ของรยางค์คู่หน้าในสัตว์มีกระดูกสันหลังซึ่งจะแตกต่างกันในขนาด รูปร่างและหน้าที่ แต่มีแบบแผนของโครงสร้างคล้ายคลึงกัน (สังเกตลักษณะกระดูกชิ้นต่างๆที่มีสีเดียว มาจากจุดกำเนิดเดียวกัน)

Analogous structure
  โครงสร้างของสิ่งมีชีวิตที่มาจากจุดกำเนิดต่างกันแต่ทำหน้าที่เหมือนกัน เรียกวิวัฒนาการของโครงสร้างนี้ว่า Analogy ในเชิงวิวัฒนาการสิ่งมีชีวิตกลุ่มนี้ไม่มีความสัมพันธ์กันทางบรรพบุรุษ
– แผนภาพเปรียบเทียบ ปีกนก ปีกแมลง โครงสร้างมาจากจุดกำเนิดต่างกัน แต่นำไปใช้ในการบินเช่นเดียวกัน

3.วิทยาเอ็มบริโอ (embryology)
ในบางกรณีที่ไม่สามารถ ศึกษากายวิภาคเปรียบเทียบในระยะตัวเต็มวัยได้ แต่เมื่อศึกษาการเจริญเติบโตในระยะเอ็มบริโอแล้ว พบว่าใช้เป็นหลักฐานสนับสนุนการเกิดวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตได้ จาก การเจริญเติบโตของเอ็มบริโอของสัตว์มีกระดูกสันหลังระยะแรกๆ จะเห็นว่ามี อวัยวะบางส่วนที่คล้ายคลึงกัน เช่น ช่องเหงือก(gill slit) และหาง เป็น ต้น ความคล้ายคลึงกันของการเจริญเติบโตในระยะเอ็มบริโอนี้อาจเป็นไปได้ว่า สัตว์มีกระดูกสันหลังเหล่านี้ต่างมีวิวัฒนาการมาจากบรรพบุรุษเดียวกัน แต่มีการปรับเปลี่ยนรูปร่างอันเป็นผลมาจากการวิวัฒนาการเพื่อให้เหมาะสมต่อการ ดำรงชีวิตในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน

พัฒนาการของเอ็มบริโอของสัตว์มีกระดูกสันหนังบางชนิด

4.ชีววิทยาโมเลกุล (molecular biology)
เป็นหลักฐานที่ได้จากข้อเท็จจริงที่ว่า สิ่งมีชีวิตมี DNA เป็นสารพันธุกรรม หลักฐานทางชีววิทยาโมเลกุลนี้ใช้บอกถึงความสัมพันธ์ที่ใกล้ชิดกันทางวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตได้

เช่น จากการศึกษาอัตราของมิวเทชั่นที่เกิดขึ้นในสภาวะที่เป็นธรรมชาติของดีเอ็นเอ พบว่าอัตราการเกิดมิวเทชั่นต่ำมากและค่อนข้างคงที่การเปลี่ยนแปลงกรดอะมิโนแต่ละโมเลกุลที่เกิดขึ้นในสายของโปรตีนกินเวลาหลายล้านปี เช่น การเปลี่ยนแปลงกรดอะมิโนในไซโตโครมซี 1 โมเลกุลใช้เวลานานถึง 17 ล้านปี ดังนั้นคนเริ่มแตกต่างจากลิงซีรัสเมื่อ 17 ล้านปีมาแล้วเพราะมีกรดอะมิโนแตกต่างกัน 1 โมเลกุล ดังนั้น สิ่งมีชีวิตที่มีความใกล้ชิดทางสายวิวัฒนาการจะมีความแตกต่างของนิวคลีโอไทด์น้อยและถ้าแตกต่างกันมากจะมีสายวิวัฒนาการแตกต่างกันมากขึ้น จากการศึกษาพบว่าลิงซิมแพนซีมีความใกล้ชิดกับคนมากที่สุด

5.การแพร่กระจายของสิ่งมีชีวิตทางภูมิศาสตร์
ภูมิอากาศและภูมิประเทศเป็นตัวกำหนดที่ทำให้ มีการกระจายของพืช และสัตว์แตกต่างกันไปโดยอยู่กับความเหมาะสมของสภาพแวดล้อมนั้นๆ สิ่งกีดขวางต่างๆ เช่น ภูเขา ทะเลทราย ทะเลมหาสมุทรเป็นผลให้มีการแบ่งแยกและเกิดสปีชีส์ในที่สุด เช่น การเกิดสปีชีส์ของกุ้งที่ต่างกัน 6 สปีชีส์ จากเดิมที่มีเพียงสปีชีส์เดียว แต่การเปลี่ยนแปลงและการเคลื่อนขยับของแผ่นทวีป ทำให้กุ้งเหล่านี้ถูกแยกจากกัน โดยสภาพทางภูมิศาสตร์ และต่างก็ต้องปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมเมื่อเวลาผ่านไป ลักษณะความแตกต่าง จึงเพิ่มขึ้นเรื่อยจนไม่อาจผสมพันธุ์กันได้อีก เกิดเป็นกุ้งต่างสปีชีส์ขึ้น

การเกิดสปีชีส์ใหม่ของกุ้งในมหาสมุทรแปซิฟิกและทะเลคาริเบียนจากกุ้งสปีชีส์เดียวกันแต่ถูกแยกกันด้วยสภาพทางภูมิศาสตร์

***จากข้อมูลและหลักฐานต่างๆ ที่กล่าวมา แสดงให้เห็นว่าสิ่งมีชีวิตในแต่ละช่วงเวลา
จากอดีต ที่ผ่านมามีการเปลี่ยนแปลงและเกิดวิวัฒนาการขึ้น***

สื่อประกอบการเรียนรู้

ที่มา :
https://sites.google.com/site/evolution00life/evolution-introduct/evolution4
https://sites.google.com/site/biologyroom610/evolution/evolution1

คำถามทบทวนความเข้าใจ
? นักเรียนคิดว่า หลักฐานและข้อมูลที่ใช้ศึกษาวิวัฒนาการมีความสำคัญอย่างไรและปัจจุบันยังคงใช้หลักฐานใดในการศึกษาวิวัฒนาการ

Facebook Comments

Add a Comment

อีเมลของคุณจะไม่แสดงให้คนอื่นเห็น ช่องที่ต้องการถูกทำเครื่องหมาย *