วิวัฒ

หนวยที่ 4 นาการของสิ่งมีชีวิต

184

แผนการสอนประจําหนวยท่ี 4ช่ือหนวยเรียน วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตเวลาเรียน ในเวลา 4 คาบ

นอกเวลา 4 คาบ

บทเรียนที่4.1 กําเนิดของสิ่งมีชีวิตและลําดับขั้นของวิวัฒนาการ 50 นาที4.2 หลักฐานทางวิวัฒนาการ 100 นาที4.3 วิวัฒนาการของมนุษย 50 นาที

จุดประสงคการสอน4.1 เขาใจกําเนิดของสิ่งมีชีวิตและบอกลําดับขั้นของวิวัฒนาการ

4.1.1 รูกําเนิดของสิ่งมีชีวิต4.1.2 เขาใจลําดับขั้นและทฤษฎีของวิวัฒนาการ

4.2 รูเร่ืองหลักฐานทางวิวัฒนาการ4.2.1 บอกหลักฐานซากโบราณ4.2.2 บอกหลักฐานการเจริญของตัวออน4.2.3 บอกหลักฐานทางกายวิภาคเปรียบเทียบ

4.3 รูวิวัฒนาการของมนุษย4.3.1 บอกกลไกของการวิวัฒนาการ4.3.2 บอกลําดับวิวัฒนาการของมนุษย

วิธีสอนและกิจกรรมวิธีสอนและกิจกรรมในเวลาเรียน

1. ใหนักศึกษาดูวีดิทัศนเร่ือง “วิวัฒนาการ”2. บรรยายรวมกันกับการซักถามโดยใชส่ือ แผนโปรงใส สไลด Powerpoint

ประกอบหัวขอ “กําเนิดของสิ่งมีชีวิต”3. อธิบายรวมกับการซักถามโดยใชส่ือ แผนโปรงใส สไลด Powerpoint

ประกอบหัวขอ “ลําดับขั้นและทฤษฎีของวิวัฒนาการ”

185

4. บรรยายรวมกับการซักถามโดยใชส่ือ แผนโปรงใส สไลด Powerpointประกอบหัวขอ “หลักฐานจากซากโบราณ”

5. บรรยายรวมกับการซักถามโดยใชส่ือ แผนโปรงใส สไลด Powerpointประกอบหัวขอ “หลักฐานการเจริญของตัวออน”

6. บรรยายรวมกับการซักถามโดยใชส่ือ แผนโปรงใส สไลด Powerpointประกอบหัวขอ “หลักฐานทางกายวิภาคเปรียบเทียบ”

7. บรรยายรวมกับการซักถามโดยใชส่ือ แผนโปรงใส สไลด Powerpointประกอบหัวขอ “กลไกของการวิวัฒนาการ”

8. บรรยายรวมกบัการซักถามโดยใชส่ือ แผนโปรงใส สไลด Powerpointประกอบหัวขอ “วิวัฒนาการของมนุษย”

วิธีสอนและกิจกรรมนอกเวลาเรียน1. ใหนักศึกษาทําการศึกษาบทเรียนลวงหนาและทบทวนบทเรียนที่เรียนไปแลว2. ใหนักศึกษาทํางานที่มอบหมาย3. ใหคําอธิบายเพิ่มเติมแก นักศึกษานอกเวลาเรียน ในกรณีที่นักศึกษาไมเขาใจ

บทเรียนในเวลาเรียนสื่อการสอน

1. เอกสารประกอบ เอกสารประกอบการสอนมนุษยกับวิทยาศาสตรชีวภาพ2. หนังสืออางอิง

“เดลินิวสวาไรตี้ : ฟอสซิล โฮโม อีเร็กตัส ตนกําเนิดสายพันธมนุษย” เดลินิวส. 5 พฤศจิกายน พ.ศ. 2544. หนา 5.ประสงค หลําสะอาด และจิตเกษม หลําสะอาด. ชีววิทยา ว048. กรุงเทพ : พัฒนศึกษา, 2542.ปรีชา สุวรรณพินิจ และนงลักษณ สุวรรณพินิจ. ชีววิทยา 2. พิมพคร้ังที่ 2. กรุงเทพฯ : จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย, 2540.เพ็ญแสง ปุตตะ. ชีววิทยาท่ัวไป. กรุงเทพฯ : กรมการฝกหัดครู, 2536.มหาวิทยาลัย, ทบวง. ชีววิทยา. พิมพคร้ังที่ 4. กรุงเทพฯ : โรงพิมพชวนพิมพ. 2530.สงเสริมการสอนวิทยาศาสตร, สถาบัน. ชีวิตและวิวัฒนาการ. กรุงเทพฯ : โรงพมิพ

คุรุสภาลาดพราว, 2525.

186

Arms, Karen and Pamela S. Camp. Biology : A Journey Into Life. 2 nded. Philadelphia : Saunders College Publishing, 1991.

Bauer and others. Experience in Biology. Illinois : Laidlaw Brothers, Publishers, 1981.Campbell, Neil A. Biology. 3rded. California : The Benjamin Cummings Publishing

Company, Inc, 1993.Campbell, Neil A., Jane B. Reece and Lawrence G. Mitchell. Biology. 5thed.

California : Adison Wesley Longman Inc., 1999.Johnson, George B. The living World. Massachusetts : McGraw – Hill Companies, 1995.Mix, Micheal C., Paul Farber and Keith I. King. Biology : The Network of Life. Oregon, Harper Collins Publisher, 1992.

3. วัสดุโสตทัศน- แผนใสใชกับเครื่องฉายภาพขามศีรษะ- แผนบันทึกขอมูลสไลด Powerpoint ใชกับเครื่องคอมพิวเตอรและเครื่องฉาย โพรเจกเตอร- วีดิทัศนเร่ือง “วิวัฒนาการ”

งานที่มอบหมาย1. แบงกลุมใหนักศึกษารวบรวมภาพ ขอมูล พันธุพืชและสัตว ที่เกิดขึ้นใหม2. แบงกลุมใหนักศึกษา คนควาเพิ่มเติมวิวัฒนาการของพืชและสัตว3. ใหนักศึกษาทําแบบฝกหัดหนวยที่ 4

การวัดและประเมินผล1. สังเกตจากพฤติกรรมในชั้นเรียนดานตางๆ เชน

- การตรงตอเวลา- ความพรอม- การเตงกายและกิริยามารยาท- ความสนใจและการรวมกิจกรรม

2. ประเมินจากการตอบคําถาม และการซักถามของนักศึกษา3. ตรวจจากงานที่มอบหมาย4. วัดจากการทําแบบฝกหัดหนวยที่ 4

187

บทเรียนที่ 4.1กําเนิดของสิ่งมีชีวิตและลําดับขั้นของวิวัฒนาการ

หัวขอที่4.1.1 กําเนิดของสิ่งมีชีวิต4.1.2 ลําดับขั้นและทฤษฎีของวิวัฒนาการ

สาระสําคัญ1. กําเนิดของสิ่งมีชีวิต นักวิทยาศาสตรไดอธิบายไวหลายแนวคิด ดังนี้ - ทฤษฎีการสรางพิเศษ สรุปวา ส่ิงมีชีวิตเกิดจากพระเจาสราง - ทฤษฎีส่ิงมีชีวิตมาจากนอกโลก เชื่อวาสิ่งมีชีวิตมาจากนอกโลก เชน ติดมา กับอุกกาบาต ดาวตก - ทฤษฎีส่ิงมีชีวิตเกิดขึ้นไดเอง ยอมรับวาสิ่งมีชีวิตยอมเกิดจากการ

ส่ิงไมมีชีวิต - ทฤษฎีส่ิงมีชีวิตเกิดจากสิ่งมีชีวิต ยอมรับวาสิ่งมีชีวิตยอมเกิดจากสิ่งมีชีวิต เทานั้น โดย เอ ไอ โอปาริน อธิบายกําเนิดของสิ่งมีชีวิตเริ่มแรกวา เกิดจาก บรรยากาศขณะนั้น ประกอบดวยไอน้ํา แกสคารบอนไดออกไซด ไนโตรเจน ไฮโดรเจนซัลไฟด มีเทน และแอมโมเนียบางเล็กนอย ประกอบกับมีพลังงานจากดวงอาทิตย และพลังงานประจุไฟฟาจากฟา

แลบ ฟาผา ทําใหโมเลกุลของแกสตาง ๆ ในบรรยากาศขณะนั้นเกิดปฏิกิริยาเคมี กัน ไดเปนสารอินทรียในบรรยากาศ แลวถูกชะลางลงสูทะเล มหาสมุทร ตอมาสารดังกลาวรวมตัวเปนโมเลกุลที่ใหญขึ้น และเกิดการเปลี่ยนแปลง จนกลายเปนสิ่งมีชีวิตเริ่มแรก2. ลําดับขั้นและทฤษฎีของวิวัฒนาการ

2.1 ลําดับขั้นของวิวัฒนาการที่สําคัญแบงเปน 4 ชวง ไดแก วิวัฒนาการของอะตอม วิวัฒนาการทางเคมี วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต และวิวัฒนาการทางวัฒนธรรม

2.2 ทฤษฎีของวิวัฒนาการที่สําคัญ แบงเปน2.2.1 ทฤษฎีของลามารก ประกอบดวยกฎการใชและไมใช กับกฎการ

ถายทอดลักษณะที่เปลี่ยนแปลงไป มีแนวคิดวาสภาพแวดลอมเปนตัวชักนําใหเกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสรางของสิ่งมีชีวิต และสามารถถายทอดตอไปได

188

2.2.2 ทฤษฎีของดารวิน เรียกวา ทฤษฎีการคัดเลือกทางธรรมชาติ อธิบายวาสภาพแวดลอมทําใหเกิดการคัดเลือกทางธรรมชาติ เพื่อใหลักษณะที่เหมาะสมกับสภาพแวดลอม ของสิ่งมีชีวิตมี โอกาสแพรพันธุตอไป2.2.3 ทฤษฎีวิวัฒนาการสมัยใหม ที่สําคัญคือ ทฤษฎีซินเทติก หรือ ทฤษฎีผสมผสาน โดยประมวลความรูดานพันธุศาสตร เกี่ยวกับ การแปรผันหรือความแปรปรวน และหลักการคัดเลือกทาง ธรรมชาติเขาดวยกัน

189

การศึกษาวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต ควรจะทราบเกี่ยวกับกําเนิดของสิ่งมีชีวิตกอน เร่ิมจากโลกของเรามีกําเนิดมาไดประมาณ 4.5 - 6 พันลานปแลว แตสันนิษฐานวาสิ่งมีชีวิตเพิ่งเกิดขึ้นเมื่อประมาณ 3.3 พันลานปมานี้ เนื่องจากพบซากโบราณ หรือซากดึกดําบรรพ (Fossil) ของแบคทีเรีย ซ่ึงนับวามีอายุมากที่สุดประมาณ 3 พันลานป และเกิดปญหาวาสิ่งมีชีวิตเริ่มแรกบนโลกกําเนิดจากอะไร ปรากฏวามีนักวิทยาศาสตรหลายทานอธบิายกําเนิดของสิ่งมีชีวิต ไวดังนี้

สมัยโบราณมนุษยมีความเกี่ยวของกับกําเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลกโดยเชื่อวา ส่ิงมีชีวิตเกิดมานานแลว และถายทอดตอเนื่องมาจนทุกวันนี้ แตเกิดจากอะไร เกิดอยางไร อธิบายไมได ใน ที่สุดสรุปวาพระเจาสราง เรียกวา ทฤษฎีการสรางพิเศษ (Special creation theory) บางทฤษฏีเชื่อวา ส่ิงมีชีวิตมาจากนอกโลกโดยติดมากับอุกกาบาต ดาวตก เรียกทฤษฎีนี้วา ทฤษฎีสิ่งมีชีวิตมาจากนอกโลก (Exobiology theory) ตั้งแตสมัยกอนคริสตกาลประมาณ 300 - 400 ปเศษ ชาวกรีกชื่อ เอมเพโดคลีส(Empedocles495-430 ปกอนคริสตศักราช) เดโมคริตุส (Democritus 470-370 ปกอนคริสตศักราช) และ อาริสโตเติล (Aristotle 384 - 322 ปกอนคริสตศักราช) นักปราชญผูมีช่ือเสียงแหงยุคกรีกรุงเรือง ไดเสนอแนวความคิดเกี่ยวกับการกําเนิดสิ่งมีชีวิตและวิวัฒนาการเปนทฤษฎีสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นไดเอง(Spontaneous theory) กลาววา ส่ิงมีชีวิตอุบัติจากสิ่งไมมีชีวิต เชน ดิน และเชื่อวาสิ่งมีชีวิตแบบตางๆ นั้นเกิดขึ้นโดยมีจุดมุงหมายที่แนนอนและมีคุณคาของชีวิต เพื่อใหมีลักษณะและกลไกของชีวิตเหมาะสมกับสภาวะแวดลอมที่อาศัยอยู ทั้งยอมรับวามีแนวโนมที่จะเปลี่ยนแปลงจากลักษณะที่งายๆ และสมบูรณนอยมายังลักษณะที่ซับซอนและสมบูรณมากกวา นับวาเปนแนวความคิดที่ยอมรับวามีวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตจากแบบดั้งเดิมมาเปนแบบใหมได ทฤษฏีดังกลาวนี้ยังคงมีอิทธิพลตอมาอีกชั่วระยะหนึ่ง นักปราชญที่มีความเห็นสนับสนุนแนวคิดนี้ ไดแก นิวตัน (Newton) วิลเล่ียม ฮารวีย (Willian Harvey) เดสคารตส (Descartes) แวน เฮลมอนต (Van Helmont)

ค.ศ. 1665 ฟรานซิสโก เรดิ (Francesco Redi ค.ศ. 1626-1697) ไดทดลองพิสูจนใหเห็นวาเนื้อที่ปลอยใหเนาและปองกันมิใหแมลงวันวางไขไดจะไมมีหนอนแมลงวันเลย นักวิชาการสมัยนั้นยังคิดวาสิ่งมีชีวิตชนิดตางๆ เปนผลที่อุบัติขึ้นตั้งแตดั้งเดิม คาโรลัส ลินเนียส (Carolus

หัวขอที่ 4.1.1 กําเนิดของสิ่งมีชีวิต

190

Linnaeus ค.ศ. 1707 -1778) เสนอวาสิ่งมีชีวิตแตละชนิดตองมีลักษณะถาวรไมเปลี่ยนแปลงจากแบบดั้งเดิม ทั้งไมยอมรับในหลักการของวิวัฒนาการ กงต ชอรช ลุย เลอแคลร เดอ บูฟง(Comete Georges Louis Leclerc de Buffon ค.ศ. 1707-1788)นักธรรมชาติวิทยาชาวฝรั่งเศส เสนอวา ส่ิงมีชีวิตแบบดั้งเดิมแตละแบบเปลี่ยนแปลงไดตามธรรมชาติถาใหเวลานานพอ

ภาพที่ 4-1 แสดงการทดลองทฤษฎีการเกิดของสิ่งมีชีวิตของฟรานซิสโก เรดิ (Bauer and others. 1981 : 63)

ประมาณคริสตศตวรรษที่ 17 ฟรานซิสโก เรดิ (Francesco Redi ค.ศ. 1626-1697) ซ่ึงเปนแพทยชาวอิตาเลียน ไดพิสูจนใหเห็นวา เมื่อปดเนื้อไมใหแมลงวันเขาไปได ไมปรากฏวามีหนอนเกิดขึ้นในเนื้อที่เนานั้น แสดงวาหนอนที่อยูในเนื้อเนาเกิดจากไขแมลงวัน (ภาพที่ 4-1) ในศตวรรษตอมา พระชาวอิตาเลียนชื่อ ลาซซาโร สปาลลันซานี (Lazzaro Spallanzani ค.ศ. 1729-1799) ไดแสดงใหเห็นวา น้ําตมเนื้อเมื่อปดผนึกใหดีไมใหอากาศผานเขาไดหลังจากนึ่งตมแลวปรากฏวาไมมีจุลินทรียและไมเนาอีกดวย เมื่อเปดใหอากาศเขาไป น้ําตมเนื้อนั้นเกิดเนาเสีย แตเขาก็ไมสามารถอธิบายไดวาอะไรเปนสาเหตุ ในป ค.ศ. 1860 หลุยส ปาสเตอร (Louis Pasteur ค.ศ. 1822-1895) ชาวฝรั่งเศส ไดดัดแปลงการทดลองของ สปาลลันซานี โดยมีอุปกรณเปนรูปตัว S ปลายดานหนึ่งบรรจุน้ําตมเนื้อ ปลายอีกดานหนึ่งเปดใหอากาศผานเขาได เขาไดพิสูจนวาเมื่ออากาศที่ผานเขาไปในปลายอีกขางหนึ่งปราศจากเชื้อจุลินทรยี โดยที่เชื้อจุลินทรียหรือเศษผงจะถูกดักอยูตรงของอ อากาศที่เขาไปถึงน้ําตมเนื้อจึงบริสุทธิ์ น้ําตมเนื้อจึงไมเนาเปอย การทดลองนี้คานกับทฤษฎีการเกิดขึ้นไดเองโดยสิ้นเชิงทํา

191

ใหยอมรับวาสิ่งมีชีวิตเทานั้นที่จะกอใหเกิดสิ่งมีชีวิตดวยกัน โดยกระบวนการสืบพันธุแตก็ยังไมสามารถบอกไดวา ส่ิงมีชีวิตแรกสุดกําเนิดไดอยางไรมาจากไหน ตอมาป ค.ศ. 1936 นักชีวเคมีชาวรัสเซีย ช่ือ เอ. ไอ. โอปาริน (A.I.Oparin) ไดเขียนบทความเปนภาษารัสเซียเร่ือง "กําเนิดของชีวิต" (The Origin of Life) อีกหาปตอมา จอรน เบอรดอน แซนเดอสัน ฮอลเดน (John Burdon Sanderson Haldane ค.ศ. 1892-1964) ไดพิมพบทความแสดงความคิดเห็นของเขาในวารสาร The Rational Annaul ทั้งโอปารินและฮอลเดนไดเสนอแนวความคิดคลายคลึงกันวา หลังจากเกิดโลกแลว บรรยากาศมีธาตุออกซิเจนนอยหรือไมมีเลยสวนมากเปนไอน้ํา แกสคารบอนไดออกไซด ไนโตรเจน สวนนอยเปนแกสไฮโดรเจนซัลไฟด มีเทน และแอมโมเนีย ในมหาสมุทรอาจมีแกสคารบอนไดออกไซด แอมโมเนีย มีเทน และไฮโดรเจน-ไซยาไนดละลายอยู นอกจากนี้ในมหาสมุทรยังมีสารประกอบอื่น ๆ ของพวกโลหะคลอไรดสารประกอบฟอสฟอรสั เกลือและแรธาตุตางๆ สะสมอยู แมแตเดิมจะไมมีก็ตาม แตเนื่องจากแมน้ํากัดเซาะดานขางของภูเขาออกไป รวมทั้งมีคล่ืนกระทบฝงดวยกําลังแรงทําใหปริมาณเกลือและแรธาตุตางๆ ในมหาสมุทรเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ นอกจากนี้ลาวาใตทะเลที่ระเบิดออกมา ยังอาจชวยเพิ่มปริมาณของเกลือแรของน้ําในมหาสมุทรได ความเค็มของเกลือจึงเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ตามลําดับ

การเกิดของน้ําที่เปนสวนของบรรยากาศแรกเริ่ม และเกลือแรหลายชนิดในรูปของ สารละลาย เปนกุญแจสําคัญที่นําไปสูการกําเนิดของสิ่งมีชีวิต เนื่องจากน้ําเปนสิ่งที่จําเปนที่สุดของสิ่งมีชีวิตทั้งในอดีตและปจจุบัน เปนที่ทราบกันดีวาน้ําเปนตัวทําละลายที่ดีที่สุด มีคุณสมบัติเปนตัวกลางของปฏิกิริยาเคมีไดอยางวิเศษ นอกจากนี้ยังเปนแหลงของไฮโดรเจนและออกซิเจนอีกดวย

ดวยเหตุนี้น้ําในมหาสมุทรจึงทําใหเกิดสิ่งมีชีวิตได ถึงแมวาชั้นของเมฆที่หนาจะปองกันไมใหแสงอาทิตยสองถึงโลกเปนผลใหโลกมืดมากเปนเวลานาน แตรังสีอัลตราไวโอเลต รังสีเอกซ และรังสีอ่ืนๆ ซ่ึงมีพลังงานสูงจากดวงอาทิตย ที่สามารถทะลุผานเมฆในบรรยากาศไดเปนอยางดี และทําใหเกิดพลังงานที่ใชสําหรับปฏิกิริยาระหวางมีเทน แอมโมเนีย ไฮโดรเจนไซยาไนด และน้ํา ปจจุบันรังสีจากดวงอาทิตยชวยใหเกิดปฏิกิริยาเคมีไดหลายปฏิกิริยาดวยกัน

แหลงพลังงานที่สอง ไดแก ประจุไฟฟาจากฟาแลบ ฟาผา ที่เกิดตอเนื่องกันในบรรยากาศของเมฆและพายุฝน ทําใหเกิดปฏิกิริยาเคมีไดเชนเดียวกับรังสีจากดวงอาทิตย พลังงานจากแหลงทั้งสองทําใหโมเลกุลของแกสในบรรยากาศขณะนั้นเกิดปฏิกิริยา ไดผลผลิตเปนสาร

192

อินทรียในอากาศและถูกฝนชะลางลงทะเล ตอมาสารอินทรียดังกลาวจะมีการรวมตัวเปนโมเลกุลที่ใหญขึ้นและเปนโครงสรางที่ซับซอน มีการเปลี่ยนแปลงตามสภาพแวดลอม เชน มีเยื่อหุม แยกออกมาเปนหนวยหนึ่งจากสิ่งแวดลอม มีความสามารถในการดูดหรือขับสารบางอยางออกมา สารที่มีลักษณะดังที่กลาวมาแลวจัดเปนสิ่งมีชีวิตเริ่มแรก ตอจากนั้นก็จะแสดงลักษณะของสิ่งมีชีวิตเพิ่มขึ้นอีก เชน มีการเคลื่อนไหว การเจริญเติบโต และเพิ่มจํานวนได เปนตน ทฤษฎีของโอปาริน เปนรากฐานที่นักวิทยาศาสตรทั้งหลายไดศึกษาคนควาตอมา เชน ในป ค.ศ.1953 สแตนเลย แอล. มิลเลอร(Stanley L. Miller) ลูกศิษยของนักเคมีผูไดรับรางวัลโนเบลช่ือ ฮารโอล ยูเรย (Harold Urey) ไดประสบผลสําเร็จในการพิสูจนแนวคิดของโอปาริน โดยการทดลองสรางสารประกอบอินทรีย จากเครื่องมือที่ภายในบรรจุแกสตาง ๆ ที่คาดวาจะเปนสภาพบรรยากาศของโลกสมัยดึกดําบรรพ เชน แกสแอมโมเนีย ไฮโดรเจน และไอน้ํา เครื่องมือนี้มีสวนประกอบที่ใหแกสภายในผานน้ําเดือด เมื่อปลอยกระแสไฟฟาเขาไปและทําใหเกิดการควบแนนเปนเวลา 1 สัปดาห ปรากฏวาไดสารละลายสีแดง ซ่ึงเมื่อวิเคราะหดวยวิธีโครมาโตกราฟกระดาษพบวา มีกรดอะมิโนหลายชนิด คือ ไกลซีน อะลานีน กรดแอสปาติก และอื่นๆ อีก 2 ชนิด กรดอะมิโน 2 ชนิดแรกพบมากในโปรตีน (ภาพที่ 4-2) ผลของการทดลองนี้ไดทําใหนักวิทยาศาสตรเชื่อวามีทางเกิดกรดอะมิโนไดเองในธรรมชาติ

193

ภาพที่ 4-2 แสดงเครื่องมือและการทดลองของมิลเลอร (Campbell. 1993 : 507)

เนื่องจากกรดอะมิโนเปนองคประกอบหลักของโปรตีน จากผลการทดลองดังกลาวทําใหเกิดความนาสนใจเกี่ยวกับการกําเนิดของชีวิตในโลก ตอมาก็ไดมีการสังเคราะหกรดอะมิโนขึ้นอีกหลายชนิด โดยสวนประกอบของแกสตางๆ ไดรับประจุไฟฟาหรือรังสีอัลตราไวโอเลต และความรอน จึงเปนการยืนยันวากรดอะมิโนสามารถเกิดขึ้นไดโดยกระบวนการตางๆ ตั้งแตสมัยกอนที่จะมีส่ิงมีชีวิตอุบัติขึ้นในโลก ในสภาพที่เหมาะสม กรดอะมิโนจะกอตัวเปนเสนยาวลักษณะคลายโปรตีน เรียกวา โปรตีนอยด (Protieniod) เมื่อโลกคอย ๆ เย็นลง สารโปรตีนอยดก็เกิดขึ้นมากมายมีรูปรางคอนขางกลมขนาดเล็ก ซ่ึงปรากฏการณเชนนี้อาจเกิดขึ้นในสมัยกอนประวัติศาสตรโลก การคนพบการสังเคราะหกรดอะมิโนทําใหสามารถอธิบายการเกิดสารประกอบพวกโปรตีน ซ่ึงเปนองคประกอบที่สําคัญในสิ่งมีชีวิตที่ไดกําเนิดขึ้นในโลกครั้งแรก

194

ตอมามีการทดลองในทํานองเดียวกันนี้ โดยใชแหลงพลังงานตางๆ กันไป ปรากฏวาผลคลายคลึงกัน ทําใหคาดไดวาครั้งหนึ่งนานมาแลวในโลกเรานี้มีสารเคมีที่มีโครงสรางซับซอนของส่ิงมีชีวิตเกิดขึ้นไดเองจากสารเคมีที่มีอยูในบรรยากาศขณะนั้น ซ่ึงเหมือนกับที่นักวิทยาศาตรไดทดลองทําใหเกิดขึ้นในหองปฏิบัติการและเชื่อวา ส่ิงมีชีวิตเกิดจากวิวัฒนาการ (Organic evolution)กลาวคือ ชีวิตแรกเริ่มเกิดจากสารประกอบอินทรียที่มีลักษณะงาย ๆ ไมซับซอน ตอมารวมกันมีขนาดใหญขึ้นและซับซอนมากขึ้น โดยใชระยะเวลายาวนาน เพราะโลกสมัยนั้นขาดออกซิเจนและขาดจุลินทรียที่จะใชโมเลกุลเหลานั้น แตในสภาพที่เปนจริงปจจุบันบรรยากาศเต็มไปดวยแกสอิสระมากมายตางไปจากอดีต สารอินทรียสามารถทําปฏิกิริยากับออกซิเจนเกิดการสลายตัวและสภาพแวดลอมเปลี่ยนแปลงไป มีจุลินทรียตาง ๆ เชน แบคทีเรียซ่ึงจะทําการแยกสลายโมเลกุลของสารอินทรียใหเล็กลงและอยูไดไมนาน การเกิดสิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะคลายกับสิ่งมีชีวิตเริ่มแรกจึงไมสามารถเกิดขึ้นไดอีก ส่ิงมีชีวิตรุนตอมาจึงกําเนิดจากสิ่งมีชีวิตที่กําเนิดมากอน หรือกลาวไดวา“ส่ิงมีชีวิตตองเกิดจากสิ่งมีชีวิตดวยกัน” เรียกทฤษฏีนี้วา ทฤษฏีสิ่งมีชีวิตเกิดจากสิ่งมีชีวิต(Biogenesis Theory หรือ Organic theory)

195

ลําดับขั้นของวิวัฒนาการวิวัฒนาการ (Evolution) หมายถึง กระบวนการเปลี่ยนแปลงไปในทิศทางหนึ่งโดยอาศัย

ระยะเวลาอันยาวนานพอที่จะสังเกตเห็นความเปลี่ยนแปลงจากสภาพเดิมไปสูสภาพใหม เปนการเปลี่ยนแปลงทีละนอยๆ จากสิ่งงายๆ ไปหาสิ่งที่ยุงยากสลับซับซอน ตัวอยาง เชน เครื่องบินที่พี่นองตระกูลไรทประดิษฐขึ้นมาครั้งแรกมีสวนประกอบโครงสรางงายๆ คือ มีปก หาง ที่นั่งคนขับ และเครื่องยนต บินไดดวยความเร็วไมสูงนัก แตตอมาไดมีวิวัฒนาการจนเปนเครื่องบินในปจจุบัน มีโครงสรางสวนประกอบที่ซับซอน มีเครื่องอํานวยความสะดวกตางๆ บรรทุกผูโดยสารและสิ่งของไดจํานวนมาก เครื่องบินบางชนิดสามารถบินไดเร็วกวาเสียง และกวาจะมีเครื่องบินที่ใชกันในปจจุบันก็ใชเวลานานพอสมควร

ในแงวิทยาศาสตรชีวภาพ วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต หมายถึง กระบวนการเปลี่ยนแปลง รูปราง หรือหนาที่ หรือทั้งรูปรางและหนาที่ขององคประกอบของสิ่งมีชีวิตบนโลก โดยเริ่มจากส่ิงมีชีวิตที่มีลักษณะงาย ๆ จะเปลี่ยนแปลงทีละเล็กละนอย จนเห็นความแตกตางอยางชัดเจนระหวางบรรพบุรุษกับลูกหลานรุนหลังๆ ซ่ึงไดสืบสายพันธุมาหลายชั่วอายุทําใหเกิดสิ่งมีชีวิตสปชีสใหมจํานวนมากมายที่มีลักษณะซับซอนดังที่ปรากฏในปจจุบัน ดงันั้นคําวา "วิวัฒนาการ" นี้จึงสามารถใชไดอยางกวางขวาง ทั้งกับสิ่งมีชีวิตและสิ่งไมมีชีวิต

ลําดับขั้นของวิวัฒนาการที่เกี่ยวของกับโลกและสิ่งมีชีวิต สามารถแบงออกเปน 4 ลําดับขั้นตอนใหญ ๆ ดังนี้ (ดูภาพที่ 4-3 ประกอบ)

ลําดับท่ี 1 วิวัฒนาการของอะตอม (Atomic evolution) เปนระยะวิวัฒนาการของระบบจักรวาลที่เกิดขึ้นมากอนที่โลกจะเกิด ซ่ึงไมอาจประมาณอายุไดวาเกิดมาเมื่อใดและใชเวลานานเพียงใดจึงจะถึงยุคของการเกิดโลก ไวส (Weisz, 1967 อางอิงจากเพ็ญแสง ปุตตะ 2536:1-6)ไดตั้งสมมติฐานหลายอยางเพื่ออธิบายวาโลกและดวงอาทิตยเกิดขึ้นไดอยางไร ถึงแมทฤษฎีที่ใชอธิบายกําเนิดของโลกจะมีมากมายแตที่ยอมรับกันมากที่สุดไดแก ทฤษฎีบิกแบ็ง (Big Bang theory) ซ่ึงตั้งขึ้นในป ค.ศ. 1951 ทฤษฎีนี้อธิบายวา เมื่อ 20,000 ลานป มาแลว เอกภพมีลักษณะเปนลูกกลมขนาดใหญ ที่ประกอบดวยอนุภาคนิวตรอน เมื่ออนุภาคเหลานี้เคลื่อนที่ ทําใหลูกกลมมีขนาดใหญขึ้นทุกที จนกระทั่งทําใหเกิดความรอนสูงอยางไมนาเชื่อ คือประมาณวาสูงกวา 1,000 ลาน

หัวขอที่ 4.1.2 ลําดับขั้นและทฤษฎีของวิวัฒนาการ

196

องศาเซลเซียส เปนผลใหความดันสูงไปดวย ในที่สุดลูกกลมใหญนี้ระเบิด ทําใหเกิดเสียงดังมากที่สุดเทาที่เคยมีมาและทําใหนิวตรอนฟุงกระจายไปทั่วทุกหนทุกแหง เมื่อนิวตรอนเคลื่อนที่ตอไป ลูกกลมนี้จะคอย ๆ เย็นลง เปนผลใหเกิดอิเล็กตรอนซึ่งมีประจุเปนลบและโปรตรอนซึ่งมีประจุเปนบวกตามมา แรงดึงดูดของประจุทั้งสองทําใหเกิดไฮโดรเจน (ปจจุบันไฮโดรเจนยังคงเปนธาตุที่มีมากในเอกภพดวย) กระบวนการนี้ยังคงเกิดตอไปอีกจนกระทั่งมีอนุภาคเกิดใหมรวมตัวเปนลูกกลมขนาดเล็กกวาเดิมเปนดาราจักร (Galaxy) ดาราจักรของเราเกิดเปนทางชางเผือกกระบวนการเหลานี้ก็ยังคงเกิดตอไปในแตละดาราจักร ทําใหเกิดลูกกลมเล็กลงไปอีก และเกิดเปนระบบสุริยะ

ลูกกลมเหลานี้เหมือนเมฆของกลุมแกส ที่นักดาราศาสตรเรียกวา เมฆฝุน (Dust cloud)ตอมาเมฆเหลานี้เย็นลง และมีการเคลื่อนที่เขาหากัน ทําใหมีความรอนเกิดขึ้นอีก ความรอนนี้เพิ่มสูงขึ้น จนกระทั่งทําใหเกิดการรวมตัวของไฮโดรเจนเปนฮีเลียม รวมทั้งมีพลังงานในรูปของแสงและความรอนเกิดขึ้น ความเรงของกระบวนการนี้ ทําใหเมฆฝุนกระจายออกไปจากกลุมใหญเกิดเปนกลุมยอย มวลที่รอนและเรืองแสงจะกลายเปนดาวฤกษของเอกภพ สวนฝุนที่เปนรัศมีรอบดาวฤกษจะเปนดาวเคราะห ปจจุบันกระบวนการเหลานี้ ยังคงเกิดอยูทั่วไปในเอกภพ ดังนั้นยังคงมีดาวฤกษและดาวเคราะหที่เกิดขึ้นใหม ขณะที่ดาวบางดวงไดระเบิดหายไป

Cultural evolution

Organic evolution

Chemical evolution

Atomic evolution

อดีตที่ไมทราบ กําเนิดของโลก ปจจุบัน 0 1 2 3 4 4.5 5 ป (พันลาน)

197

ภาพที่ 4-3 แสดงลําดับขั้นของวิวัฒนาการ 4 ชวงใหญๆ เปรียบเทียบกับอายุของโลก

โลกเกิดในระบบสุริยะของเรา โดยกระบวนการดังกลาว เมื่อประมาณ 4,500 - 5,000ลานปมาแลว (บางคนคํานวณวาเมื่อ 10 ลานปมาแลวก็มี) โลกเหมือนดาวเคราะหดวงอื่น ๆ ตรงที่เปนสารหลอมเหลวและรอนจัดมากมากอน เมื่อเย็นตัวลงธาตุไฮโดรเจนเปลี่ยนเปนธาตุอ่ืน ๆปจจุบันนี้แกนกลางของโลกยังคงหลอมเหลวและรอนอยู จะเห็นไดจากที่มีภูเขาไฟระเบิด ซ่ึงนอกจากจะแสดงใหเห็นวาภายในโลกมีสารหลอมเหลวและรอนอยูแลว ยังทําใหสามารถคาดคะเนเกี่ยวกับโลกในระยะเกิดใหมไดดวย

ในปจจุบันเปลือกโลกที่แข็งหอมลอมชั้นของโลกที่ออนนุมกวา ตามทฤษฎีของ เพลตเทคโทนิก (Plate Tectonics) ที่กลาววาทวีปและสวนของพื้นมหาสมุทร ซ่ึงคลายจานแบนคอย ๆลอยบนเจลาตินกึ่งเหลวกึ่งแข็งในชวงเวลาหนึ่ง เมื่อประมาณ 200 ลานปมาแลว โลกมีทวีปเพียงทวีปเดียวเทานั้น เมื่อมีการเคลื่อนที่ของสวนที่ออนนุมกวาอยางชา ๆ ทําใหทวีปเดี่ยวแตกแยกเปนหลายทวีป ปจจุบันทวีปตาง ๆ ยังคงเคลื่อนที่อยางชา ๆ ดวยอัตราคงที่ปละ 2-3 มิลลิเมตร

ลําดับท่ี 2 วิวัฒนาการทางเคมี (Chemical evolution) ซ่ึงเกิดขึ้นในโลกหลังจากที่โลกเกิดขึ้นมาแลว ปที่โลกเกิดไดกําหนดใหเปนปที่ศูนย วิวัฒนาการทางเคมีไดเกิดขึ้นและดําเนินไปจนประมาณปที่ 3 พันลานปหลังจากเกิดโลก

จากความเชื่อของนักวิทยาศาสตรที่วา ระบบสุริยะเริ่มตนจากกลุมแกสรอนซึ่งเกิดการหมุนตัวอยางรวดเร็ว ทําใหเกิดอะตอมที่เปนอิสระ ซ่ึงนาจะเปนอะตอมของไนโตรเจนมากที่สุด สวนอะตอมของธาตุอ่ืนมีนอยกวา สําหรับดวงอาทิตยเกิดเมื่อกลุมแกสนี้หมุนตัวเขาสูศูนยกลาง แมแตในปจจุบันก็ยังเปนเชนนี้ กลาวคือดวงอาทิตยยังคงประกอบดวยอะตอมของไฮโดรเจนเปน สวนใหญ รวมทั้งแถบแกสที่ยังเหลืออยูในปจจุบัน ก็ยังหมุนดวยความเร็วสูง

โลกอาจเริ่มเกิดจากการเปนกอนสุกแดงของไฮโดรเจนและอะตอมอื่นๆ ซ่ึงจะมีการจําแนกตามน้ําหนักของธาตุพวกที่หนักๆ เชน เหล็กและนิเกิล จะจมอยูที่ศูนยกลางของโลก ปจจุบันนี้ก็ยังคงอยูที่เดิม สวนอะตอมที่เบากวา เชน ซิลิกอนและอะลูมิเนียมจะอยูที่เปลือกโลกสวนกลาง สําหรับพวกที่เบามาก เชน ไฮโดรเจน ไนโตรเจน ออกซิเจน และคารบอน จะอยูที่เปลือกโลกสวนนอกสุด

ในระยะแรกๆ อุณหภูมิช้ันนอกสุดของโลก นาจะสูงเกินกวาที่จะเกิดเปนสารประกอบไดเนื่องจากพันธะเคมี (Chemical bond) จะหักเหทันทีที่เกิดสารประกอบ แตภายใตส่ิงแวดลอมที่เย็นของรังสีคอสมิก (Cosmic rays) โลกจะคอยๆ เย็นลงตามลําดับ จนกระทั่งเกิดพันธะถาวรระหวางอะตอมทําใหเกิดสารประกอบขึ้น แกสออกซิเจนจะรวมตัวกับแกสไฮโดรเจน เปนน้ําใกลผิวโลกที่หลอมเหลว แตเนื่องจากโลกยังรอนมากเปนผลใหน้ําที่เกิดขึ้นในครั้งแรกอยูในรูปของไอน้ํา คือมีการระเหยอยูตลอดเวลา

198

สารอื่นที่เกิดในยุคนั้นที่สําคัญและเปนสารเริ่มตนที่จะเกิดเปนสิ่งมีชีวิต ไดแกแอมโมเนีย(NH3 ) มีเทน (CH4 ) คารบอนไดออกไซด (CO2 ) และไฮโดรเจนไซยาไนด (HCN) แอมโมเนียเกิดจากการรวมตัวของธาตุไฮโดรเจนและไนโตรเจน มีเทนเกิดจากการรวมตัวของธาตุไฮโดรเจนและคารบอน คารบอนไดออกไซดเกิดจากการรวมตัวของธาตุออกซิเจนและคารบอน สวนไฮโดรเจนไซยาไนตเกิดจาการรวมตัวของธาตุไฮโดรเจนและอนุมูลไซยาไนดซ่ึงประกอบดวยธาตุคารบอนและไนโตรเจน

สารประกอบเหลานี้ ไมไดมีเฉพาะบนโลกเทานั้นแตมีบนดาวเคราะหดวงอื่นดวย เชน ดาวพฤหัส มีน้ํา มีเทน และแอมโมเนีย อยูในรูปของของแข็งในชั้นผิวที่หนา วิธีการเกิดก็คงเหมือนของโลก แตเนื่องจากดาวพฤหัสอยูไกลดวงอาทิตยมากกวาโลก ทําใหช้ันผิวของดาวแข็งเปนน้ําแข็งกอนที่จะมีการเปลี่ยนแปลงทางเคมีตอไป สวนบนโลกยังรอนอยู จึงทําใหสารที่เกิดในระยะแรกเริ่มมีปฏิกิริยาตอไปไดอีก เกิดเปนสารประกอบใหมในเวลาตอมา

เมื่อกลุมแกสเย็นลงประกอบกับอุณหภูมิก็ลดต่ําพอที่จะทําใหสารที่มีน้ําหนักใกลศูนยกลางของโลก กลายเปนของเหลวและของแข็งกอน แตความรอนทําใหการแข็งตัวของสารเกิดไมสมบูรณ ใจกลางของโลกมีสารสีแดงหนาและยังคงรอนอยู เปลือกโลกชั้นกลางเปนสารที่เบากวาซ่ึงจะเปนสวนของโลกที่จะคอยๆ แข็งตัว ขณะที่เปลือกโลกคอยๆ หนาและเย็น จะเกิดการยนและเกิดเปนสันขึ้น กลายเปนเทือกเขา เหนือช้ันเหลานี้เปนชั้นของบรรยากาศ

ตามที่ทราบแลววา แตเดิมเปลือกโลกที่แข็งยังรอนอยู ทําใหน้ําเดือดและระเหยไดทันที แตในที่สุดเมื่อเปลือกโลกเย็นตัวลง พอที่จะทําใหน้ําอยูในรูปของเหลวได เมื่อน้ําระเหยขึ้นไปในบรรยากาศ ทําใหเกิดเมฆซึ่งอาจหนาตั้งหลายรอยไมล ตอจากนั้นมีฝนตกติดตอกันไมขาดสายเปนเวลานานหลายศตวรรษ เปนผลใหอางเก็บน้ําและที่ตื้นๆ มีน้ําเต็ม รวมทั้งมีแมน้ําเกิดขึ้นจากภูเขาการเกิดมหาสมุทรก็เกิดโดยวิธีนี้เชนเดียวกัน

ลําดับท่ี 3 วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต (Organic หรือ biological evolution) นั้น คาดคะเนวาเกิดขึ้นหลังจากที่โลกเกิดขึ้นแลวประมาณ 1,500 ลานป หรือประมาณ 3,500 ลานปมาแลว ซ่ึงในชวงเวลาดังกลาวมีการเกิดปฏิกิริยาทางเคมีกอใหเกิด “Organic Soup” ซ่ึงมีลักษณะเปนของเหลว และเกิดการเปลี่ยนแปลงเปนโมเลกุลที่ใหญขึ้นอันเปนจุดกําเนิดของสิ่งมีชีวิตในโลก ดังไดกลาวมาแลวในหัวขอที่ 4.1.1

จากนั้นชวง 2,000 ลานปมาแลว อุณหภูมิของโลกและการระเบิดของภูเขาไฟลดลงมาก ฝนที่เคยตกติดตอกันเปนชวงระยะเวลาที่ยาวนานเริ่มตกทิ้งชวงลง ฟารอง ฟาผาเกิดนอยลง สะเก็ดดาวที่รวงหลนมายังผิวโลกไมคอยมี ทะเลขยายอาณาเขตใหญขึ้น ในบรรยากาศสวนใหญมีไนโตรเจนออกซิเจนไมคอยมี ในชวงที่เร่ิมมีส่ิงมีชีวิตพวกแรก ๆ เกิดขึ้นคือ พวกโพรทิสตา (Protista) ไดแกแบคทีเรียและสาหรายสีเขียวแกมน้ําเงิน ซ่ึงเปนสิ่งมีชีวิตเซลลเดียว อาศัยอยูในน้ํา มีการหายใจแบบไมใชออกซิเจน สรางอาหารเองไมได อาศัยอาหารที่ถูกสังเคราะหขึ้นมากอน เชน

199

คารโบไฮเดรต โดยกระบวนการหมัก (Fermentation) ทําใหมีคารบอนไดออกไซดเพิ่มสูงขึ้น จึงเปนผลใหเกิดพืชที่ใชคารบอนไดออกไซดในกระบวนการสังเคราะหแสง ทําใหมีออกซิเจนเพิ่มขึ้นในที่สุดทําใหเกิดสัตวที่ใชออกซิเจนในกระบวนการหายใจ แลวจึงวิวัฒนาการไปเปนสิ่งมีชีวิตอื่นในยุคตาง ๆ ของโลก ดังแสดงในตารางที่ 4-1

ตาราง 4-1 ตารางแสดงสิ่งมีชีวิตในมหายุคและยุคตาง ๆ ของโลกมหายุค (Era) ยุค (Peroid) จํานวนลานป

มาแลวกลุมสิ่งมีชีวิต

กอนแคมเบรียน(Precambrian)

700650600

แบคทีเรียเร่ิมแรกเมทาซัวเร่ิมแรกซากโครงรางสัตวเร่ิมแรก

แคมเบรียน(Cambrian)

550 สาหรายเริ่มแรกสัตวมีโนโทคอรดปลาเริ่มแรก

ออรโดวีเชียน(Ordovician)

500 ปลาไมมีขากรรไกร

ไซลูเรียน (Silurian) 425 พืชมีทอลําเลียงเริ่มแรกพาเลโอโซอิก(Paleozoic)

ดิโวเนียน (Devonian) 405 ปลามีขากรรไกรสัตวคร่ึงน้ําครึ่งบกเริ่มแรก

คารบอนิเฟอรัส(Carboniferous)

300 พืชมีทอลําเลียงชั้นต่ํา

เพอรเมียน (Permian) 280 พืชพวกจิมโนสเปรมเริ่มแรกแมลงเริ่มแรก

ไตรแอสสิก(Triassic)

230 ไดโนเสารเร่ิมแรกสัตวเล้ียงลูกดวยน้ํานมเริ่มแรก

มีโซโซอิก จูแรสสิก (Jurassic) 180 ไดโนเสารเจริญมาก(Mesozoic) ครีทาเชียส

(Cretaceous)135 นกที่มีฟน (นกเริ่มแรก)

ปรงสนและพืชดอกที่อยูทั่วไปไดโนเสารเร่ิมสูญพันธุนกมีฟนเริ่มสูญพันธุ

200

เกิดนกปจจุบันสัตวเล้ียงลูกดวยน้ํานมปจจุบัน

ตารางที่ 4-1 (ตอ)มหายุค (Era) ยุค (Peroid) จํานวนลานป

มาแลวกลุมสิ่งมีชีวิต

ซีโนโชอิก(Cenozoic)

เทอรเทียรี (Tertiary) 63

12

การแพรกระจายของสัตวเล้ียงลูกดวยน้ํานมเร่ิมมีพันธุลิงที่คลายมนุษยพืชดอกเจริญขึ้นมากมีพืชใบเลี้ยงเดี่ยวเกิดขึ้นบรรพบุรุษมนุษยเกิดขึ้น

ควอเทอรนารี่(Quaternary)

1ปจจุบัน

สัตวเล้ียงลูกดวยน้ํานมพืชดอกเจริญมาก ไมเนื้อแข็งลดปริมาณลงแตมีพืชลมลุกมากสมัยของมนุษยชาติ

(ประสงค หลําสะอาด และจิตเกษม หลําสะอาด. 2542 : 189)

ลําดับท่ี 4 วิวัฒนาการทางวัฒนธรรม (Cultural evolution) นับวามีอายุนอยมาก เมื่อเปรียบเทียบกับชวงเวลาอื่น วิวัฒนาการทางวัฒนธรรมเพิ่งเกิดขึ้นเมื่อประมาณ 1 ลานปมานี้เอง แตจะไมกลาวถึงรายละเอียดในวิชานี้ วิวัฒนาการตางๆ ที่กลาวมายังคงดําเนินมาจนปจจุบันและจะคงดําเนินตอไปในอนาคต แตที่แบงเปนชวงๆ ก็เพื่อช้ีใหเห็นวากระบวนการของวิวัฒนาการแตละชนิดไดเกิดขึ้นอยางรุนแรงในเวลานั้นๆ อยางไรก็ตามในหนวยเรียนนี้จะเนนเฉพาะวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตเทานั้น

ทฤษฎีของวิวัฒนาการทฤษฎีของลามารกชอง เบบติสต เดอ ลามารก (Jean Babtiste de Lamarck. ค.ศ. 1744 - 1829) นักชีววิทยา

ชาวฝรั่งเศสเริ่มแรกเปนนักพฤกษศาสตรตอมาเปลี่ยนเปนนักสัตวศาสตร เมื่อเขาไดมาทํางานในสถาบันแหงหนึ่งชื่อ Jardin des Plantes เขาไดศึกษาเรื่องราวเกี่ยวกับสัตวมากมาย และพบวาสัตวตาง ๆ เกิดการเปลี่ยนแปลงจากบรรพบุรุษอยางตอเนื่อง จึงไดตั้งทฤษฎีวิวัฒนาการเรียกวา

201

ทฤษฎีของลามารก (Lamarck’s theory) ในปค.ศ. 1801 และพิมพเผยแพรป ค.ศ. 1802 ซ่ึงมีใจความสําคัญ 4 ขอ ดังนี้ 1. ส่ิงมีชีวิตทั้งหลายมีแนวโนมที่จะเพิ่มขนาดขึ้นเรื่อยๆ 2. อวัยวะของรางกายสัตวเกิดขึ้นใหมดวยความตองการภายใน และจากอิทธิพลภายนอก 3. การพัฒนาของอวัยวะตางๆ จะเปนไปตามความตองการใช ถาสวนใดไมไดใชก็จะหดหายไป เรียกวา กฎของการใชและไมใช (Law of Use and Disuse) 4. ลักษณะใด ๆ ที่เกิดขึ้นจากหลักการดังกลาวมาทั้ง 3 ขอ สามารถถายทอดตอไปยังลูกหลานได เรียกวา กฎการถายทอดลักษณะที่เปลี่ยนแปลงไป (Law of Inheritance ofAcquired Characteristics)

กลไกของวิวัฒนาการตามทัศนะของลามารก อาศัยหลักสําคัญตางๆ ของสิ่งมีชีวิตที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติดังนี้ 1. พลังที่จะทําใหลักษณะตางๆ ของสิ่งมีชีวิตเติบโตถึงระดับสูงสุดที่ธรรมชาติจะอํานวย ใหได 2. ลักษณะที่จะทําหนาที่ใหเหมาะสม เพื่อสามารถที่จะดํารงชีวิตใหสอดคลองกับสภาพแวดลอม 3. การฝกปรือการใชอวยัวะใหเหมาะสมกับสภาพแวดลอมเพื่อจะดํารงชีวิตอยูรอด 4. การถายทอดลักษณะที่ไดฝกปรือใหเหมาะสมกับสภาพแวดลอมแกลูกหลาน เพื่อดํารงเผาพันธุตอไป ลามารกไดอธิบายถึงการที่ยีราฟในปจจุบันมีคอยาวกวาซากยีราฟในอดีตไววา เนื่องจากยีราฟตองกินใบไมสูงๆ ดังนั้นจึงจําเปนตองยืดคอใหสูง เมื่อระยะเวลาผานไปเปนเวลานานทําใหลูกหลานยีราฟคอยๆ คอยาวขึ้น (ภาพที่ 5-5 ก.) นกยางหากินตามชายน้ํามีขายาวเพื่อใหสามารถยืนไดสะดวก ซาลาเมนเดอร (Salamender) อยูในถํ้ามืดไมไดใชตา ตาก็จะบอด ไสติ่งในสัตวกินพืชยาวเพราะมีแบคทีเรียชวยยอย จึงเปนบริเวณที่ใชงานทําใหไสติ่งยาว ในสัตวกินเนื้อการยอยเซลลูโลสเกิดที่ลําไสใหญมีแบคทีเรียในลําไสใหญทําหนาที่ยอย หนาที่นี้ไมเกิดในไสติ่งจึงทําให ไสติ่งมีขนาดเล็กลงและลักษณะดังกลาวก็สามารถถายทอดทางพันธุกรรมใหลูกหลานได แนว ความคิดตามทฤษฎีของลามารกที่วา อิทธิพลภายนอกซึ่งก็คือสภาพแวดลอมเปนตัวทําใหเกิดการเปลี่ยนแปลงของโครงสรางในสิ่งมีชีวิต เปนแนวความคิดที่นิยมกันแพรหลายในสมัยนั้น แตปจจุบันนี้ไมเปนที่ยอมรับเพราะการถายทอดลักษณะพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต มิใชอยูที่การฝกปรือ

202

ทฤษฎีของดารวิน ชารลส ดารวิน (Charles Darwin ค.ศ. 1809 - 1882) ไดนําประสบการณจากการสังเกตศึกษาชนิดของพืชและสัตวที่มีอยูเฉพาะที่หมูเกาะกาลาปากอส (Galapagos) ในมหาสมุทรแปซิฟก ระหวางค.ศ. 1831-1836 พบวานกกระจอกที่อยูที่หมูเกาะกาลาปากอส และนกฟนช (Finch) 13 ชนิด แตละชนิดมีขนาดและรูปรางของจะงอยปากแตกตางกันตามความเหมาะสมกับการที่จะกินอาหารแตละประเภท เชน กินแมลง เมล็ดพืช ผลไม และหลังจากสมัยดารวิน นักธรรมชาติวิทยารุนหลังยังไดพบนกฟนชอีกชนิดหนึ่งที่ใชปากคาบหนามแยงเขาไปตามรูที่แมลงอยูเพื่อใหหนอนหนีออกมาแลวจับกิน รวมทั้งหมดเปน 14 ชนิด (ภาพที่ 4-4) บางชนิดจะมีประจําเฉพาะเกาะ นกเหลานี้แตกตางจากนกฟนชบนผืนแผนดินใหญ ดารวินเชื่อวาบรรพบุรุษของนกฟนชของหมูเกาะกาลาปากอสนี้นาจะสืบเชื้อสายมาจากนกฟนชบนแผนดินใหญ เพราะเมื่อกอนเปนผืนแผนดินเดียวกัน และนกฟนช 14 ชนิดดังกลาวในปจจุบันเปนผลของการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาของหมูเกาะนี้โดยมีสาเหตุจากภูเขาไฟระเบิด รวมกับการแปรผันทางพันธุกรรมของบรรพบุรุษนกฟนช และระยะเวลาที่นานพอจนเกิดวิวัฒนาการเปน สปชีสใหม ๆ

ภาพที่ 4-4 นกฟนซชนิดตาง ๆ ในหมูเกาะกาลาปากอส (1-2) พวกที่ใชจะงอยปากคาบไมเพื่อแหยงเหยื่อแมลงใหออกจากรู (3-5) พวกที่ใชปากจิกเหยื่อแมลง (6-8) พวก

203

กินพืชเปนอาหาร (9-14) เปนพวกที่หากินเมล็ดพืชที่มีเปลือกแข็งบนพื้นดินจะสังเกตเห็นวามีจะงอยปากที่หนาและแข็งแรง

(ทบวงมหาวิทยาลัย. 2530 : 669)

ตามทัศนะของดารวินวิวัฒนาการมิไดอยูที่การฝกฝนลักษณะที่ตองการใหเหมาะสมกับสภาพแวดลอม หากแตสภาพแวดลอมทําใหเกิดการคัดเลือกทางธรรมชาติ เพื่อจะใหลักษณะที่เหมาะสมกับสภาพแวดลอมมีโอกาสสืบแพรพันธุมิใหสูญสิ้น ในปค.ศ. 1842 ดารวินไดเสนอแนวความคิดการเกิดสปชีส (The origin of species) ของส่ิงมีชีวิต โดยการคัดเลือกทางธรรมชาติตามแนวหลักฐานขอเท็จจริงดังนี้ คือ (ทบวงมหาวิทยาลัย.2530 : 371 – 673)

1. ส่ิงมีชีวิตทุกชนิดมักจะผลิตลูกหลานเปนจํานวนมากเกินกวาที่จะมีชีวิตแพรพันธุตอไปได 2. ส่ิงมีชีวิตทุกชนิดยอมมีการแปรผัน บางลักษณะยอมเหมาะสมกับสภาพแวดลอมที่จะสืบทอดตอมากกวาบางลักษณะ 3. ลักษณะที่แปรผันนี้ถายทอดทางกรรมพันธุได ฉะนั้นสิ่งมีชีวิตที่เหมาะสมกับสภาพแวดลอมหนึ่งยอมจะมีโอกาสสืบพันธุถายทอดลักษณะทางพันธุกรรมนั้นใหลูกหลานไดดีกวา เชน หาอาหารเกง ทนตอสภาวะที่ขาดน้ําทนตอการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่สูงสุดหรือต่ําสุด ความสามารถในการหลบภัยทางธรรมชาติโดยการเลียนแบบ (Mimicry) และการพรางกาย(Camouflage) 4. การเปลี่ยนแปลงบนผิวโลกยอมทําใหเกิดการเปลี่ยนแปลงทางสภาพแวดลอม อันเปนผลทําใหพลังในการคัดเลือกทางธรรมชาติเปลี่ยนแปลง หากระยะเวลายาวนานเพียงพอผลของการเปลี่ยนแปลงทีละนอยของแตละชวงอายุ ยอมทําใหเกิดการเปลี่ยนแปลงผดิไปจากดั้งเดิมอยางมากมายจนเปนสปชีสใหมได เพื่ออธิบายเกี่ยวกับการคัดเลือกทางธรรมชาติ ดารวินไดใชประสบการณเกี่ยวกับการ คัดเลือกพันธุสัตวเล้ียง เชน การคัดผสมพันธุวัวนมพันธุดียอมมีลูกที่ใหน้ํานมมาก และการ ผสมพันธุนกพิราบปาจนไดนกพิราบบานหลายพันธุ ฯลฯ มาเปรียบเทียบกับสภาวะที่นาจะเกิดขึ้นจริงตามธรรมชาติ

นักวิทยาศาสตรหลายทานไดใหความสนใจแนวคิดเกี่ยวกับวิวัฒนาการของดารวิน หนึ่งในจํานวนนี้ คือ อัลเฟรด รัสเซล วอลเลซ (Alfred Russel Wallace ค.ศ. 1823-1913) ชาวอังกฤษ ซ่ึงไดทองเที่ยวไปในกลุมประเทศแถบอะเมซอนและหมูเกาะอีสตอินดิส

204

ในป ค.ศ. 1859 ดารวิน และวอลเลซ ไดเสนอทฤษฎีการเกิดสิ่งมีชีวิตชนิดใหม อันเนื่องจากการคัดเลือกทางธรรมชาติคลาย ๆ กัน โดยอาศัยหลักการเดิมเปนพื้นฐาน ทําใหเขาใจการกระจายของชนิดพืชและสัตวที่มีประจําแตละทองถ่ินตามหลักชีวภูมิศาสตร (Biogeography) ตามลําดับดังตอไปนี้ 1. ส่ิงมีชีวิตทุกชนิดยอมมีความสามารถในการสืบพันธุสูง ประชากรของสิ่งมีชีวิตจะเพิ่มขึ้นเปน แบบทวีคูณ 2. ตามธรรมชาติจํานวนประชากรมิไดเพิ่มขึ้นเปนแบบทวีคูณเสมอไป เนื่องจากปริมาณอาหารมีจํากัด

3. การแปรผันลักษณะของสิ่งมีชีวิตแตละชนิดยอมเกิดตามธรรมชาติ4. การดิ้นรนเพื่อความอยูรอดตามธรรมชาติ ทําใหพวกที่เหมาะสมอยูรอดมากกวา

พวกที่ไมเหมาะสม 5. การคัดเลือกทางธรรมชาติทําใหส่ิงมีชีวิตที่เหมาะกับสภาพแวดลอมกวามีโอกาสอยูรอดเพื่อการขยายพันธุไดมาก 6. การเกิดสปชีสใหมเปนผลจากการเปลี่ยนแปลงทีละนอยจากบรรพบุรุษดั้งเดิม หากระยะเวลาในการคัดเลือกทางธรรมชาติยาวนานพอ

บ ร รพบุ รุ ษ ค อสั้ น บรรพบุรุษมีทั้งคอยาวและคอสั้น

อาหารหายากยืดคอ พวกคอยาวหากินไดดีกวากินใบไมคอยาวขึ้น จึงอยูรอดพวกคอสั้นจะ

ตายไป

การยืดคอทําใหยีราฟ ในที่สุดพวกคอยาวคอยาวมาจนถึง เทานั้นที่อยูรอดปจจุบัน

205

ภาพที่ 4-5 แสดงภาพของการที่ยีราฟมีวิวัฒนาการจนคอยาวตามทฤษฎีของลามารก (ก.) เมื่อเปรียบเทียบกับทฤษฎีวิวัฒนาการของดารวิน (ข.)

(สถาบันสงเสริมการสอนวิทยาศาสตรและเทคโนโลยี. 2525 : 12)

สําหรับเรื่องคอยีราฟปจจุบันที่ยาวกวาคอยีราฟในอดีตนั้น ดารวินอธิบายวา ประชากรยีราฟในอดีตมีบางพวกที่คอสั้นและบางพวกที่คอยาว เมื่อเกิดสภาวะอาหารขาดแคลนยีราฟที่คอยาวกวาก็หากินยอดไมไดดีกวาพวกคอสั้น และมีโอกาสแพรพันธุใหประชากรยีราฟคอยาวมากขึ้นนอกจากนี้พวกยีราฟคอยาวยังมีโอกาสเห็นศัตรูในระยะไกลไดดีกวาพวกยีราฟคอสั้นอีกดวย การคัดเลือกทางธรรมชาติดังกลาวเปนผลใหประชากรยีราฟปจจุบันมีคอยาวมากกวาพวกยีราฟในอดีต(ภาพที่ 4-5 ข.) อยางไรก็ตาม ดารวินไมสามารถอธิบายสาเหตุการแปรผันหรือการแปรปรวน (Variation)ที่มีในประชากรตามธรรมชาติได เนื่องจากในสมัยนั้นยังมิไดมีการศึกษาดานพันธุกรรม จนกระทั่งในปลาย คริสตศตวรรษที่ 19 เมนเดลไดคนพบกฎเกณฑการถายทอดลักษณะพันธุกรรม จึงทําใหความรูทางดานพันธุศาสตรเร่ิมมีบทบาทสําคัญสําหรับใชอธิบายกระบวนการวิวัฒนาการ พื้นฐานที่สําคัญสําหรับการแปรผันของสิ่งมีชีวิตที่ปรากฏอยูในรูปแบบตางๆ เชน รูปรางหรือโครงสราง สรีระภาพ หรือพฤติกรรมการสืบพันธุตางๆ เหลานี้เกิดจากการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมเนื่องจากปฏิกิริยารวมระหวางโมเลกุลดีเอ็นเอและสภาพแวดลอม อันมีผลตอการดํารงชีวิตของส่ิงมีชีวิตนั้นทั้งโดยทางตรงและทางออม

หลักการคัดเลือกทางธรรมชาติอาศัยหลักเกณฑพื้นฐานที่วา ไมมีลักษณะทางพันธุกรรมชุดหนึ่งชุดใดเพียงชุดเดียวที่จะเหมาะสมกับสภาพความเปนอยูและที่อยูอาศัยในแหลงตางๆไดดีเหมือนกันหมดในทุกๆ แหลง ดังนั้น การคัดเลือกทางธรรมชาติจึงเปนวิธีการที่จะไดลักษณะ พันธุกรรมแตละชุดที่เหมาะสมกับสภาพความเปนอยูในแหลงตางๆ กันปรากฏออกมา หลักการคัดเลือกทางธรรมชาติตองอาศัยคุณสมบัติทางชีววิทยาของสิ่งมีชีวิตดังนี้ 1. การคัดเลือกทางธรรมชาติไมใชเกิดจากการดิ้นรนเพื่อความอยูรอดโดยตรง แตอยูที่ความสามารถในการสืบพันธุและแพรพันธุของสิ่งมีชีวิตแตละชนิดที่มีความแตกตางกันมากบางนอยบาง (Differential reproduction) 2. การแปรผันในทางวิวัฒนาการนั้นตองเกิดจากการแปรผันของลักษณะทางพันธุกรรมโดยปรากฏการณการกลายซึ่งถายทอดผานเซลลสืบพันธุของพอและแมไปสูลูก 3. หนวยสําหรับกระบวนการวิวัฒนาการเปนระดับประชากร วิวัฒนาการจึงเปนการเปลี่ยนแปลงทางพันธุศาสตรเชิงประชากร

206

ทฤษฎีวิวัฒนาการสมัยใหมทฤษฎีวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตสมัยใหม แบงออกเปน 3 ชวง ดังนี้

1. ชวงโรแมนติก (Romantic Period) ระหวาง ค.ศ. 1860-1903 เปนชวงที่ไดรับอิทธิพลอยางมากจากทฤษฎีวิวัฒนาการของดารวิน ซ่ึงหลายคนมีความสนใจและศึกษาทั้งสัตวและพืชอยางจริงจัง ในอังกฤษมีผูนําทางดานนี้หลายทาน อาทิ ทอมัส เฮนรี ฮักซลีย (Thomas Henry Huxleyค.ศ. 1825-1895) เฮอรเบอรท สเปนเซอร (Herbert Spencer) และ จอรช โรมานซ (GeorgeRomance) สวนในสหรัฐก็มี เดวิด สตารจอรแดน (David Starr Jordan) เอสา เกรย (Asa Grey) ในเยอรมันก็มี คารล กีเจนบัวร (Carl Gegenbaur) เอิรน ฮีคเคล (Ernst Haeckel) และ ออกัสไวสมานน (August Weismann) โดยเฉพาะไวสมานนใหความสนใจเปนพิเศษดานพันธุศาสตรและไดตั้งทฤษฎีเกี่ยวกับวิวัฒนาการชื่อวา ทฤษฎีการสงตอเนื่องของเซลลสืบพันธุ (Theory ofContinuity of the Germ Plasm) กลาววา “การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นทั่วไปของเซลลรางกายอันเนื่องมาจากการใชและไมใชถายทอดไปยังลูกหลานไมได การเปลี่ยนแปลงที่จะถายทอดไปยังลูกหลานไดนั้น ตองเปนการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นกับเซลลสืบพนัธุ” ในชวงนี้ยังมี คารล เปยรสัน (Karl Pearson) ซ่ึงเปนญาติของดารวิน และ ฟรานซิสกอลตัน (Francis Galton ค.ศ. 1822-1911) เปนผูใชวิชาคณิตศาสตรในการศึกษาทางวิวัฒนาการ 2. ชวงแอกโนสทิก (Agnostic Period) (ค.ศ. 1903-1935) ในตอนตนศตวรรษที่ 20 เปนชวงที่ความสนใจเกี่ยวกับวิวัฒนาการลดนอยลง อันเนื่องมาจากสาเหตุหลายประการ ประการแรกอาจเปนเพราะไมเชื่อทฤษฎีเนื่องจากพิสูจนไมได ประการที่สองไดเกิดการคนพบการถายทอดทาง พันธุกรรมของเมนเดลใหม ซ่ึงทําใหทราบวาจีนเปนตัวถายทอดลักษณะ เมื่อไมมีจีนใหมก็จะไมเกิดวิวัฒนาการ ประการที่สาม อาจเปนเพราะวา โจฮันเซ็น (Johannsen) ไดพิสูจนวา การคัดเลือกพันธุใหมจะไดผลเมื่อประชากรมีการแปรผันเทานั้น ถาการแปรผันนั้นเกิดจากปจจัยแวดลอมจะไมมีความสําคัญในแงของวิวัฒนาการ ประการที่ส่ี เปนเพราะ ฮูโก เด ฟรีส (Hugo de Fries ค.ศ. 1884-1935) ตั้งทฤษฎีการกลาย (Mutation theory) กลาววา “การกลายเกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงของจีนอยางกระทันหัน ทําใหลูกที่เกิดมามีลักษณะใหมผิดไปจากพอแม และจะเปนการกลายจริงเมื่อสามารถถายทอดลักษณะใหมไปยังลูกหลานได” ดังนั้นวิวัฒนาการจะเกิดไดก็ตอเมื่อเกิดการกลาย ทฤษฎีการคัดเลือกโดยธรรมชาติจึงไมเกี่ยวของกัน และประการสุดทาย คือผลงานของนักชีววิทยา

207

ในชวงกอนนี้สวนใหญมีผลงานเกี่ยวกับการจัดอนุกรมวิธานเทานั้น ดังนั้นจึงทําใหการศึกษาทางดานวิวัฒนาการในระยะนี้ถูกทอดทิ้ง แตอยางไรก็ตามการศึกษาทางสาขาอื่นเกี่ยวกับชีววิทยายังกระทํากันอยูอยางกวางขวาง จึงชวยใหการศึกษาทางดานวิวัฒนาการไมขาดตอนลงอยางสิ้นเชิงทีเดียว ตัวอยาง เชน การศึกษาทางดานพันธุศาสตรไดมีความสําคัญตอทฤษฎีวิวัฒนาการในชวงตอมา โทมัส ฮันต มอรแกน (Thomas Hunt Morgan ค.ศ. 1866 - 1945) ไดศึกษาทางดานพันธุศาสตรกับคณะ ณ มหาวิทยาลัยโคลัมเบีย ตั้งแตป ค.ศ. 1910 ผลงานของเขาทําใหเขาไดรับรางวัลโนเบลในป ค.ศ. 1933 และทําใหความรูทางดานพันธุศาสตรเพิ่มมากขึ้น

นับตั้งแตประมาณป ค.ศ. 1920 เปนตนมา แนวทางการศึกษากระบวนการวิวัฒนาการไดเนนหนักไปในทางการนําเอาหลักการทางคณิตศาสตรมาประกอบกับขอมูลที่ไดจากการสังเกตปรากฏการณธรรมชาติ นักวิทยาศาสตรไดเร่ิมศึกษาสิ่งมีชีวิตในระดับที่ใหญขึ้น คือในระดับประชากรโดยสังเกตการเปลี่ยนแปลงปริมาณที่เพิ่มขึ้นหรือลดลงของลักษณะพันธุกรรมของประชากรนั้น ในทางคณิตศาสตรการเปลี่ยนแปลงดังกลาวอาจคํานวณไดจากการเปลี่ยนแปลงความถี่จีนหรือคูจีนและความถี่จีโนไทป ซ่ึงแสดงใหเห็นถึงการเปลี่ยนแปลงโครงสรางทางพันธุศาสตรของประชากร เปนสัญญาณบงชี้วา วิวัฒนาการกําลังเกิดขึ้นในประชากรนั้น 3. ชวงการสังเคราะหสมัยใหม (Period of Modern Synthesis) เร่ิมตั้งแต ค.ศ. 1935 ถึงปจจุบัน การศึกษาทางดานวิวัฒนาการไดดําเนินตอไปหลังจากที่หมดความสนใจไปเปนเวลาประมาณ 32 ป ในชวงระยะเวลาหลังจากนี้ความรูทางดานตางๆ ไดถูกนํามาประมวลเพื่อศึกษา เกี่ยวกับวิวัฒนาการ อาทิ เชน พันธุศาสตร นิเวศวิทยา ภูมิศาสตร และสัณฐานวิทยา เปนตน บุคคลที่ไดรับการยกยองวาเปนผูบุกเบิกเกี่ยวกับทฤษฎีวิวัฒนาการสมัยใหม คือทีโอโดเซียส ดอบแซนสกี (Theodosius Dobzhansky ค.ศ. 1900-1975) เปนผูรวบรวมหลักฐานและทฤษฎีวิวัฒนาการของดารวินกับผลการทดลองเกี่ยวกับพันธุศาสตรมาตีพิมพในหนังสือช่ือGenetics and the origin of species เมื่อป ค.ศ. 1937 และพิมพใหมป ค.ศ. 1941 เปนหนังสือที่อธิบายเกี่ยวกับทฤษฎีวิวัฒนาการสมัยใหมไดอยางเหมาะสม โดยเนนใหเห็นถึงกลไกวิวัฒนาการในแงทฤษฎีของดารวินที่เกี่ยวกับการแปรผัน และหลักการคัดเลือกทางธรรมชาติซ่ึงเปนปจจัยสําคัญและมีอิทธิพลมากที่สุดประการหนึ่งในการเปลี่ยนแปลงทางวิวัฒนาการ ดอบแซนสกีเปนนักพันธุศาสตรที่เกือบไดรางวัลโนเบลผูหนึ่ง เขาไดใชวิชาคณิตศาสตรมาประกอบการศึกษาเชนเดียวกับนักพันธุศาสตร นักคณิตศาสตรอีกหลายทานที่ใชทฤษฎีทางพันธุศาสตรประกอบการศึกษาการแปรผันของประชากรมาอธิบายทฤษฎีวิวัฒนาการ อาทิ เชน อาร.เอ. ฟชเชอร (R.A. Fisher) จอหนเบอรดอน แซนเดอรสัน ฮอลเดน (John Burdon Sanderson Haldane ค.ศ. 1892-1964) และ ซีวอลล

208

ไรท (Sewall Wright) นอกจากนี้ก็มีนักวิวัฒนาการอีกหลายคนที่ไดเขียนหนังสือเกี่ยวกับวิวัฒนาการในลักษณะการสรางเปนทฤษฎี ถึงแมการกําเนิดของวิชาพันธุศาสตรโมเลกุลในป ค.ศ. 1950 เศษๆ จะมีอิทธิพลตอการสรางทฤษฎีวิวัฒนาการสมัยปจจุบัน แตก็ไมไดเปลี่ยนพื้นฐานของทฤษฎีเดิมที่ตั้งไว การคนพบโครงสรางโมเลกุลของดีเอ็นเอ โดย วอตสัน และ คริก (Watson and Crick) ในป ค.ศ. 1953 เปดเผยความลี้ลับของการถายทอดลักษณะทางพันธุกรรมที่มีผูคนพบกอนหนานี้วา ดีเอ็นเอเปนลักษณะที่ถายทอดทางพันธุกรรม ในสิ่งมีชีวิตลักษณะตางๆ จะถูกถายทอดตอไปยังรุนหลัง ๆ อยางคงเดิม เปรียบเสมือนการถายทอดรายละเอียดตางๆ จากหนังสือดวยเครื่องถายเอกสาร การเกิดวิวัฒนาการจําเปนตองมีการแปรผันอันเกิดจากความผิดปกติของการถายทอดลักษณะ เชน การกลายหรือการผิดปกติของโครโมโซมประกอบกับการเกิดปฏิกิริยาระหวางลักษณะหรือจีนกับสิ่งแวดลอม ผลที่ไดก็คือ ลักษณะของสิ่งมีชีวิตที่มองเห็นหรือฟโนไทป (Phenotype) หรือกลาวอีกนัยหนึ่งคือ วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตขึ้นอยูกับการเปลี่ยนแปลงของดีเอ็นเอ ซ่ึงเกิดขึ้นจากการผิดปกติของจีนหรือโครโมโซม พันธุกรรมใหมที่เกิดขึ้นจะตองเหมาะสมกับสภาพแวดลอมนั้นจึงจะอยูรอดและเพิ่มจํานวนขึ้น พวกที่ไมเหมาะสมก็จะถูกคัดทิ้งโดยธรรมชาติ

ดังนั้นแนวคิดของทฤษฎีวิวัฒนาการสมัยใหม ไดอาศัยความรูดานพันธุศาสตรมาประมวลใชรวมกับทฤษฎีการคัดเลือกทางธรรมชาติ ของดารวิน ซ่ึงนิยมเรียกวา ทฤษฎีซินเทติก หรือ ทฤษฎีผสมผสาน (Synthetic theory) มีหลักการสรุปไดดังนี้

1. การแปรผันเกิดจากรีคอมบิเนชัน (Recombination) ของจีนในไซโกต และสามารถเกิดการกลายหรือการกลายพันธุ (Mutation) คือเปลี่ยนแปลงจีโนไทปใหตางไปจากเดิม การกลายพันธุทําใหมีการปรับตัวไดดีขึ้นในสิ่งแวดลอมตาง ๆ

2. การที่ใหกําเนิดลูกหลานมากกวาที่อยูรอดจนถึงสืบพันธุได อาจเกิดจากทรัพยากรมีจํากัด เชน อาหารไมพอ หรืออาจเกิดจากกลไกบางอยางภายในสิ่งมีชีวิตเองที่ทํา หนาที่จํากัดจํานวนที่มีอยูแลว ดังนั้นสิ่งมีชีวิตบางอยางเมื่อมีความหนาแนนก็จะมี ลูกหลานนอยลง

3. ในปจจุบันนี้จึงกลาววากลไกพื้นฐานในทางวิวัฒนาการนั้นอยูที่การเปลี่ยนแปลงในเร่ืองความถี่ของจีน (Gene frequency) ภายในกลุมประชากรในชวงระยะยาวนาน และโดยหลักของการคัดเลือกทางธรรมชาติ

209

บทเรียนที่ 4.2หลักฐานทางวิวัฒนาการ

หัวขอที่4.2.1 หลักฐานจากซากโบราณ4.2.2 หลักฐานจากการเจริญของตัวออน4.2.3 หลักฐานทางกายวิภาคเปรียบเทียบ

สาระสําคัญ

1. หลักฐานจากซากโบราณหรือซากดึกดําบรรพ ศึกษาในสาขาธรณีวิทยา พบในหินช้ันหรือหินตะกอน ทําใหสามารถคํานวณอายุของซากโบราณจากอายุของหินซากโบราณเกิดจากสิ่งมีชีวิตในอดีตตายลง ตอมาถูกกลบฝงดวยโคลนและทรายสวนที่ออนนุมสลายตัวไปเหลือไวแตโครงกระดูก ทําใหเกิดเปนรอยขึ้นในชั้นหินเมื่อเวลาผานไปนานเขานับลานปเกิดการเปลี่ยนแปลงของผิวโลกทําใหขุดพบซากโบราณได

2. หลักฐานการเจริญของตัวออน สัตวตาง ๆ ที่มีการเจริญของตัวออนคลายคลังกันแสดงใหเห็นถึงความสัมพันธดานวิวัฒนาการที่ใกลชิดกัน

3. หลักฐานทางการวิภาคเปรียบเทียบ ไดจากการศึกษาเปรียบเทียบความเหมือนหรือความแตกตางดานโครงสรางของสิ่งมีชีวิตชนิดตาง ๆ ส่ิงมีชีวิตที่มีโครงสรางคลายคลึงกันแสดงถึงวิวัฒนาการที่ใกลชิดกัน

210

มนุษยเราไดศึกษาคนควาความเปนมาของตัวเองมานานหลายพันปแลว แตก็ไมสามารถหาคําตอบได จนกระทั่งเมื่อประมาณปลายคริสตศตวรรษที่ 17 ไดมีชาวฝรั่งเศสชื่อ ไอแซค เดอ ลา เปยรเรอร (Isacc de la Peyrere) กลาวถึงหลักฐานโบราณที่คนพบวา เปนเครื่องมือที่ทําจากหินโดยมนุษยในอดีตทําขึ้นมา ตอมาก็มีการขุดพบหลักฐานตางๆ อีก รวมทั้งซากสัตวและกระดูกมนุษย ความสนใจในเรื่องความเปนมาของบรรพบุรุษมนุษยก็แพรหลายขึ้น เปนผลใหนักวิทยาศาสตรสมัยตอมาจนถึงปจจุบันใชหลักฐานตางๆ อธิบายวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต เนื่องจากวิวัฒนาการของ ส่ิงมีชีวิตในอดีตนั้นไมสามารถจะพิสูจนใหเห็นจริงไดจากการทดลองในหองปฏิบัติการโดยตรงตามแบบวิธีการทางวิทยาศาสตร วิวัฒนาการจึงเปนความรูที่ตองนําเอาหลักฐานตาง ๆ และการทดลองในปจจุบันที่มีอยูมาสนับสนุนประกอบกันเพื่อใหเขาใจไดอยางถูกตองมากขึ้น หลักฐานทางวิวัฒนาการมีมากมาย ที่สําคัญและจะกลาวถึงในบทเรียนนี้ ไดแก หลักฐานจากซากโบราณ หลักฐานการเจริญของตัวออน และหลักฐานทางกายวิภาคเปรียบเทียบ

211

หลักฐานจากซากโบราณ หรือซากดึกดําบรรพ หรือวัตถุที่เกี่ยวของกับสิ่งมีชีวิตโบราณ(Fossil) มักพบมากในหินชั้นหรือหินตะกอน (Sedimentary rock) จัดเปนหลักฐานทางธรณีวิทยา (Geological evidence) ซ่ึงศึกษาในสาขาบรรพชีวินวิทยาโดยจะบอกใหทราบวาในอดีตกาลโลกเรามีส่ิงมีชีวิตอะไรบาง และมีอายุนานเพียงใด ปจจุบันนักวิชาการสามารถคํานวณอายุของหินไดวาเกิดขึ้นมานานเทาใด ซากโบราณที่พบในชั้นหินใดจะมีอายุไมนอยกวาอายุของหินนั้น ฉะนั้นซากโบราณจึงเปนเสมือนลูกกุญแจที่จะไขความจริงของธรรมชาติวาสิ่งมีชีวิตแบบใดเกิดกอนเกิดหลัง เชนพวกแบคทีเรีย Eubacterium isolatum และพวกสาหรายสีเขียวแกมน้ําเงิน Archeospaeroides barbertonensis เกิดเมื่อประมาณ 3,000 ลานปมาแลว และสาหรายสีเขียว Caryosphaeroidesและ Glenobotrydion เกิดเมื่อประมาณ 1,000 ลานป เปนตน

นักวิทยาศาสตรเชื่อวา ซากโบราณ (ภาพที่ 4-6) เกิดจากสิ่งมีชีวิตดึกดําบรรพที่อาศัยอยูบนบกตกลงไปในน้ําและที่อาศัยอยูในน้ําตายลง ซากเหลานั้นถูกกลบฝงดวยโคลนและทราย สวนที่ออนนุมสลายตัวไปเหลือไวแตโครงกระดูกทําใหเกิดเปนรอยขึ้นในชั้นหิน ตอมาเมื่อเวลาผานไปลานปเกิดการเปลี่ยนแปลงของผิวโลกทําใหขุดพบซากโบราณเหลานี้ได (ภาพที่ 4-7)

หัวขอที่ 4.2.1 หลักฐานจากซากโบราณ

212

ก.

ภาพที่ 4-6 เปรียบเทียบซากดึกดําบรรพกับสิ่งมีชีวิตปจจุบันก. เฟรนข. แมงดาทะเล

(สถาบันสงเสริมการสอนวิทยาศาสตรและเทคโนโลยี. 2525 : 7)

ข.

213

ก. ข.ภาพที่ 4-7 แสดงการเกิดซากดึกดําบรรพ

(Mix, Farber and King. 1992 : 465)

214

หลักฐานการเจริญของตัวออน หรือหลักฐานทางคัพภะวิทยา เปนหลักฐานที่ไดจากการเปรียบเทียบลักษณะการเจริญของตัวออนหรือเอ็มบริโอ (Embryo) ซ่ึงเปนคําที่ใชเรียกสิ่งมีชีวิตในชวงที่ยังไมเจริญเปนตัวตนสมบูรณ นับตั้งแตไขเกิดการปฏิสนธิและเจริญเปนลําดับขั้นจนกระทั่งมีระบบอวัยวะตางๆ เกิดขึ้นครบถวน จากการศึกษาตัวออนของสัตวตางๆ จะพบวาในระยะแรกของการเจริญเติบโต ลักษณะรูปรางของตัวออนดังกลาวมีความคลายคลึงกัน ไมสามารถแยกไดวาเปนปลา สัตวคร่ึงบกครึ่งน้ํา สัตวเล้ือยคลาน สัตวปก หรือสัตวเล้ียงลูกดวยน้ํานม ลักษณะที่คลายคลึงกันนี้แสดงใหเห็นถึงความสัมพันธทางดานวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตเหลานี้ ที่ศึกษากันมากและเห็นไดชัดเจน คือการเจริญของตัวออนของพวกสัตวมีกระดูกสันหลัง ในระยะแรก ๆ ของการเจริญของตัวออนของสัตวมีกระดูกสันหลังตาง ๆ (ภาพที่ 4-8) ไดแก ปลา กบ เตา นก กระตาย และคน จะมีลักษณะคลายคลึงกันมาก แตเมื่อเจริญมากขึ้นลักษณะตาง ๆจะเปลี่ยนแปลงและแตกตางกันไปตามลักษณะเฉพาะของสิ่งมีชีวิตนั้น ๆ จึงเปนหลักฐานหนึ่งที่ใชสนับสนุนวิวัฒนาการไดเปนอยางดี

ภาพที่ 4-8 เปรียบเทียบการเจริญของตัวออนของสัตวมีกระดูกสันหลังรวมทั้งของคน (สถาบันสงเสริมการสอนวิทยาศาสตรและเทคโนโลยี. 2525 : 10)

หัวขอที่ 4.2.2 หลักฐานการเจริญของตัวออน

215

หลักฐานทางกายวิภาคเปรียบเทียบ หรือหลักฐานความคลายคลึงของโครงสราง เปนการศึกษาเปรียบเทียบความเหมือนหรือแตกตางกันของโครงสรางสิ่งมีชีวิตชนิดตางๆ ทําใหบอกถึงวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตนั้นๆ ได อาทิ ลักษณะการมีกระดูกสันหลังของสัตวบกผิดกับพวกสัตวน้ําเชน สัตวที่อาศัยอยูบนบกมีกระดูกสันหลังสําหรับค้ําชูรางกายบนบก สวนปลาใชประโยชนดังกลาวนอยลักษณะของกระดูกสันหลังจึงแตกตางไป ลักษณะปกของสัตวบางชนิด เชน สัตวเล้ือยคลานที่บินได (สูญพันธุไปแลว) กับพวกนกและคางคาวในปจจุบัน แมจะมีปกที่ทําหนาที่เดียวกันคือเพื่อบิน แตการพัฒนาแตกตางกันและยิ่งแตกตางจากสัตวมีปกพวกแมลง พวกแรกมีโครงกระดูกของปกเปนสวนของขาหนาซึ่งแตกตางจากของแมลง พวกสัตวบินไดที่มีกระดูกสันหลังเหลานี้ไมไดมีวิวัฒนาการมาจากบรรพบุรุษเดียวกัน

การศึกษาถึงโครงสรางสวนของพืชก็สามารถบอกไดถึงความสัมพันธกันระหวางชนิด เชนรูเปดของละอองเกสรที่เปนรูกลมอาจมีกําเนิดหรือวิวัฒนาการมาจากพวกที่มีลักษณะเปนรอง พวกพืชช้ันต่ําที่ผลิตหนวยสืบพันธุที่เรียกวา สปอร (Spore) มักมีโครงสรางของผนังและลายพื้นผิวคลายคลึงกัน เปนตน อยางไรก็ตามพบวา ส่ิงมีชีวิตที่มีโครงสรางพื้นฐานแบบเดียวกัน มีความสัมพันธดานวิวัฒนาการมากกวาพวกที่มีโครงสรางพื้นฐานแตกตางกัน

โครงสรางของอวัยวะสัตวที่มีจุดกําเนิดแบบเดยีวกัน แมจะมีลักษณะหนาที่หรือรูปรางแตกตางกัน เรียกวา ฮอมอโลกัส ออรแกน (Homologous organ) เชน แขนคน ขาหนาของแมวครีบปลาวาฬ ขาหนาของมา ปกคางคาว จากการเปรียบเทียบทางกายวิภาคศาสตร (Comparativeanatomy) พบวา อวัยวะเหลานี้เร่ิมแรกจะมีลักษณะคลายคลึงกันและมาแตกตางกันในระยะหลังของการเจริญเติบโต (ภาพที่ 4-9) สวนอวัยวะที่ทําหนาที่เหมือนกันแตมีตนกําเนิดตางกัน เรียกวาแอนนาลอกัส ออรแกน (Analogous organ) เชน ปกนกและปกแมลงซึ่งทําหนาที่เหมือนกัน แตตนกําเนิดตางกันมาก จึงมีวิวัฒนาการตางกัน

หัวขอที่ 4.2.3 หลักฐานทางกายวิภาคเปรียบเทียบ

216

ภาพที่ 4-9 แบบแผนการเรียงตัวของกระดูกสัตว (Arms and Camp. 1991: 253)

นอกจากหลักฐานดังกลาวแลวขางตน ยังมีหลักฐานอื่น ๆ อีก เชน- หลักฐานทางชีวเคมี (Biochemical evidence) เปนการศึกษาองคประกอบและกลไกการ

ดํารงชีวิตของสิ่งมีชีวิต การใชสวนประกอบทางเคมีของพืชเพื่อบงชี้ถึงวิวัฒนาการ และไดรับความสนใจมากขึ้นในชวง 10 ปเศษที่ผานมา มีผูศึกษาความสัมพันธของสารประกอบพวกอัลคาลอยด (Alkalloids) เฟลวานอยด(Flavanoids) และ บีทาเลียน (Betalians) ในพืชที่สูงกวาระดับสปชีส และสารเทอรปนอยด (Terpenoids) ใชกับพืชที่ต่ํากวาระดับสปชีส อาจบงชี้ถึงความสัมพันธได แตบางครั้งก็พบปญหาเนื่องจากสารประกอบดังกลาวนี้ไมมีในพืชทุกชนิด แตสารพวกโปรตีนและกรดนิวคลีอิกมีในพืชทุกชนิด ดังนั้นจึงมีผูใชโปรตีนในการจําแนกพืชเพราะเห็นวาสิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีโปรตีนเฉพาะของตัวเอง พวกที่มีความสัมพันธกันก็จะประกอบดวยโปรตีนที่คลายๆ กัน สวนพวกที่ไมใกลชิดกันก็จะมีโปรตีนแตกตางกัน โปรตีนตาง ๆ ในสิ่งมีชีวิต ไมวาจะเปนพืชหรือสัตวถูกควบคุมการสรางโดยดีเอ็นเอ นอกจากนี้ในปจจุบันความกาวหนาทางเทคโนโลยีเกี่ยวกับดีเอ็นเอ ทําใหสามารถหาความใกลเคียงกันของดีเอ็นเอจากลําดับนิวคลีโอไทดของดีเอ็นเอได พบวาสิ่งมีชีวิตที่มีสวนของดีเอ็นเอที่ใกลเคียงกันยอมมีความใกลชิดกัน ไดมีการนําสวนของดีเอ็นเอของพืชสองชนิดมาผสมกันปรากฏวา บริเวณที่มีสวนประกอบของสารนิวคลีโอไทดที่เหมือนกันสามารถเกิดการจับคูกนัหรือเกิดไฮบริไดเซชัน (Hybridization) ไดและมักพบวาสัตวที่มีความสัมพันธใกลชิดกันตามสายวิวัฒนาการ มีลําดับเบสในนิวคลีโอไทคของดีเอ็นเอ คลายคลึงกันมากกวาพวกที่อยูหาง (ดูตารางที่ 4.2)

217

ตารางที่ 4-2 เปรียบเทียบความแตกตางของลําดับเบสในนิวคลีโอไทดของมนุษยและสิ่งมีชีวิตชนิดตาง ๆ

การเปรียบเทียบ คาเฉลี่ยความแตกตางของลําดับเบสในนิวคลีโอไทค (%)

มนุษย-ชิมแพนซี 2.5มนุษย-ชะนี 5.1มนุษย-ลิงโลกเกา (ลิงมีหางในเอเชีย)

9.0

มนุษย-ลิงโลกใหม (ลิงมีหางในอเมริกา)

15.8

มนุษย-ลิงลม 42.0

- หลักฐานทางชีวภูมิศาสตร (Biogeographical) หรือหลักฐานการแพรกระจายของพืชและสัตว พบวา การเกิดสปชีสใหมหรือคงสปชีสเดิมขึ้นอยูกับการเปลี่ยนแปลงสภาพทางภูมิศาสตรของโลก ส่ิงมีชีวิตชนิดเดียวกันเมื่ออาศัยอยูในที่ที่ตางกันนานๆ จะมีลักษณะแตกตางกันได เชน สัตวเล้ียงลูกดวยนมและออกลูกเปนไข และสัตวที่มีกระเปาหนาทองเกิดตอนกลางยุคมีโซโซอิค(Mesozoic) กระจายอยูทั่วไป สัตวมีรกยังไมเกิด ตอมามกีารแยกทวีป ทําใหออสเตรเลียถูกแยกออกไป และมีสภาวะแวดลอมเหมาะสําหรับสัตวทั้ง 2 กลุม สวนที่อ่ืนๆ สภาวะไมเหมาะสมจึงลมตายไปเหลือโอโพสซัม (Opossum) ชนิดเดียวในอเมริกา สัตวเล้ียงลูกดวยนมเกิดขึ้นแทน คือสัตวมีรก ซ่ึงแพรไปทั่วโลกจนตราบเทาทุกวันนี้

อูฐที่อยูในทวีปแอฟริกาและเอเชียกับลามาของทวีปอเมริกาใต เดิมทีเดียวเปนสัตวตระกูลเดียวกันและอยูในทวีปอเมริกาเหนือดวยกัน แตตอมาไดกระจัดกระจายไปอยูในแหลงที่อยูตางกัน เมื่อนานเขาทําใหเกิดการแปรผันไปตามลักษณะภูมิประเทศที่สัตวชนิดนั้นอาศัยอยู จึงทําใหอูฐและลามีลักษณะแตกตางกันออกไป

- หลักฐานการปรับปรุงพันธุพืชและสัตว หรือหลักฐานจากการเพาะเลี้ยง (Domestical)มนุษยไดมีการปรับปรุงพันธุพืชและสัตวใหแตกตางไปจากพันธุเดิมมาก เชน นกพิราบ เมื่อมนุษยนํามาเลี้ยงและผสมพันธุ ทําใหปจจุบันมีนกพิราบเพิ่มขึ้นหลายพันธุ สุนัขก็เชนเดียวกัน เร่ิมแรกเปนสัตวปา เมื่อมนุษยนํามาเลี้ยงและผสมพันธุใหม ทําใหปจจุบันมีพันธุสุนัขจํานวนมากมายหลายพันธุ (ภาพที่ 4-10)

218

ภาพที่ 4-10 สุนัขพันธตาง ๆ ที่วิวัฒนาการมาจากสุนัขปา (Johnson. 1997 : 205)

219

สําหรับพืช เชน กลวยไมปา เมื่อมนุษยนํามาปลูกปรับปรุงและคัดเลือกพันธุ ทําใหไดพันธุกลวยไมที่ดี และนิยมปลูกกันอยางแพรหลาย เชนเดียวกับกะหล่ําปลีชนิดตาง ๆ ซ่ึง เปลี่ยนแปลงมาจากกะหล่ําปลีปา (ภาพที่ 4-11)

ภาพที่ 4-11 กะหล่ําปลีชนิดตาง ๆ ที่เปลี่ยนแปลงมาจากกะหล่ําปลีปา (Campbell. 1993 : 428)

220

บทเรียนที่ 4.3วิวัฒนาการของมนุษย

หัวขอที่4.3.1 กลไกของการวิวัฒนาการ4.3.2 ลําดับวิวัฒนาการของมนุษย

สาระสําคัญ1. กลไกของการวิวัฒนาการเกี่ยวของกับ

1.1 การคัดเลือกทางธรรมชาติ1.2 วิวัฒนาการอยางรวดเร็วซ่ึงเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดลอม1.3 การกลายพันธุและการแปรผัน1.4 ขนาดของประชากร

2. วิวัฒนาการของมนุษยเร่ิมจากลิงไมมีหาง วิวัฒนาการเปนวานร ที่เรียกวา ออสตราโลพิทีคัส ซ่ึงวิวัฒนาการตอเปนบรรพบุรุษมนุษย มนุษยเร่ิมแรกมนุษยนีแอนเดอรทัล จนกระทั่งเปนมนุษยปจจุบัน 4 เผาพันธุ คือ เผานิกรอยดเผาคอเคซอยด เผามองโกลอยด และเผาออสเตรลอยด

221

ปจจุบันนักวิทยาศาสตรไดมีการศึกษาถึงกลไกของวิวัฒนาการกันอยางกวางขวาง พอที่จะสรุปกลไกที่สําคัญของวิวัฒนาการไดดังนี้

1. การคัดเลือกทางธรรมชาติ ส่ิงมีชีวิตตาง ๆ มีแนวโนมที่จะเพิ่มปริมาณประชากรมากขึ้นเรื่อย ๆ เชน เซลลของ

แบคทีเรีย แบงตัวในเวลา 1 วัน จะไดปริมาณแบคทีเรียถึง 280,000,000,000,000 เซลล ถาทุกเซลลไมตาย หอยนางรมออกไขตัวละ 16,000,000 ฟอง ถาไขทุกฟองโดนผสมและรอดตายทุกตัว ภายใน 4 ช่ัวอายุ คือ พอ-ลูก หลาน-เหลน เปลือกหอยนางรมจะมากกวาโลกถึง 8 เทา กระตายคูหนึ่งมีลูกหลานเหลนถึง 14,000,000 ตัว ภายใน 3 ป แมแตชางซึ่งใหลูกไดเพียง 6 ตัว ในชั่วอายุหรือช่ัวรุน (Generation) ของมันจะใหลูกหลานถึง 19,000,000 ตัว ในเวลา 750 ป ปรากฏวาในสภาพที่เปนจริงส่ิงมีชีวิตสวนใหญจะมีจํานวนคอนขางคงที่ เนื่องจากถูกคัดเลือกทางธรรมชาติ และมีหลักการ คัดเลือกพื้นฐานวา จะไมมีลักษณะทางพันธุกรรมชุดเดียวที่เหมาะสมกับสภาพการเปนอยูของ ส่ิงมีชีวิตในที่อยูอาศัยแตละแหง การคัดเลือกทางธรรมชาติเปนพลังสําคัญในกระบวนการวิวัฒนาการ ผลของการคัดเลือก คือการที่ส่ิงมีชีวิตมีการปรับตัว (Adaptation) ใหเขากับสิ่งแวดลอม แตการที่จะอยูรอดหรือไมนั้น ขึ้นอยูกับความสามารถที่จะตอตานสภาพแวดลอมที่ไมเหมาะสมเพียงใด ไมวาจะเปนผูลา ปรสิตหรือแมแตสภาพแวดลอมที่ไรชีวิต เชน อุณหภูมิ แสงแดด อาหาร น้ํา ถาสิ่งมีชีวิตใดมีการปรับตัวใหเขากับสภาพแวดลอมไดดีก็จะอยูรอด ตัวอยางการปรับตัวของ ส่ิงมีชีวิตพวกที่มีรูปรางหลายแบบ (Polymorphism) คือสภาพที่ส่ิงมีชีวิตชนิดเดียวกันมีลักษณะทางพันธุกรรมแตกตางกันมากกวา 1 ลักษณะขึ้นไป โดยมีจีนหรือจีโนไทปที่ควบคุมลักษณะเหลานั้นมากกวา 1 รูปแบบ เชน

1. สีและลวดลายของเปลือกหอย Cepaea nemoralis ซ่ึงมีเปลือกที่มีแถบสีสันตาง ๆ กัน (ภาพที่ 4-12) ตั้งแตสีเหลือง น้ําตาล ชมพู ซ่ึงพบในบริเวณที่อยูอาศัยที่แตกตางกัน สีเปลือกหอยเปนลักษณะทางกรรมพันธุที่ถูกควบคุมโดยจีนคูหนึ่งซึ่งมีคูจีน (Allele) มากกวา 2 รูปแบบ หรือ มัลติเปล อัลลีล (Multiple allele) คือ จีน Y ควบคุมลักษณะสีเหลืองซึ่งเปนลักษณะดอย จีน Y1 ควบคุมลักษณะสีชมพู และจีน Y2 ควบคุมลักษณะสีน้ําตาล ทั้งสองลักษณะหลังนี้เปนลักษณะเดน หอยชนิดนี้เปนเหยื่อของพวกนกกระเต็นและนกกางเขน ซ่ึงมีพฤติกรรมการลาเหยื่อโดยใชสายตา จากการศึกษาพบวา ในสภาพแวดลอมที่เปนทุงหญากวาง จะพบหอยพันธุสีเหลืองซึ่งมีลักษณะ กลมกลืนกับธรรมชาติมากที่สุด ในขณะที่สภาพแวดลอมที่เปนปาทึบมีใบไมรวงปกคลุมพื้นดินมากจะพบหอยสีน้ําตาลและหอยสีชมพูซ่ึงมีสีคลายคลึงกับสภาพธรรมชาตดิังกลาวดวย แสดงใหเห็นวา

หัวขอที่ 4.3.1 กลไกของการวิวัฒนาการ

222

ความถี่จีนที่ควบคุมสีเปลือกหอยชนิดนี้แตกตางกันออกไปในประชากรแตละแหง โดยกลไกการ คัดเลือกทางธรรมชาติ

ภาพที่ 4-12 ลักษณะลายของหอยฝาเดียว Cepeae nemoralis มีหลายแบบ นกจะกินหอย ชนิดนี้บางลายเทานั้น ทําใหหอยพันธุนี้ไมสูญพันธุ (ปรีชา สุวรรณพินิจ และนงลักษณ สุวรรณพินิจ. 2540 : 1018)

2. กลุมเลือดในคน กลุมเลือดของคนแบงตามระบบเอบีโอ มี 4 หมู คือ หมู A, B, O และ AB ซ่ึงควบคุมโดยคูจีนหลายคู คือ IA, IB และ IO โดยที่ IO มีสมบัติดอยกวา IA และ IB ดังไดกลาวมาแลวในหนวยที่ 3 จากการศึกษาพบวา การที่คนมีกลุมเลือดชนิดตาง ๆ กันในประชากร แตละแหงนั้น เปนผลมาจากการคัดเลือกทางธรรมชาติ เชน มีขอมูลที่แสดงวาในกลุมชนผิวขาว ผูชายที่มีกลุมเลือด O จะมีอายุยืนที่สุด และพวกที่มีกลุมเลือด B จะมีอายุส้ันที่สุด สวนในผูหญิงจะเปนไปในทางตรงขาม หรือในพวกที่มีกลุมเลือด A จะมีโอกาสเปนมะเร็งในกระเพาะมากกวาพวกที่มีกลุมเลอืดอื่น ๆ

3. ฮีโมโกลบินในคน จากการศึกษาเกี่ยวกับโรคกรรมพันธุซิกเกิล เซลล อะนีเมีย ซ่ึงเปนโรคพันธุกรรมที่พบมากในหมูคนชาวแอฟริกาในสภาพแวดลอมที่มีเชื้อมาลาเรียระบาดมาก พบวาจีน Hb ที่ควบคุมการสรางฮีโมโกลบินในคนประกอบดวยคูจีนหลายคู โดยมีจีน HBA ควบคุมการสรางฮีโมโกลบินปกติ และจีน HBS ซ่ึงเปนจีนดอยที่เกิดจากจีนกลายพันธุควบคุมการสราง

223

ฮีโมโกลบินที่ทําใหเกิดโรคนี้ เราสามารถแบงจีโนไทปในหมูคนเหลานี้ไดเปน 3 แบบ คือ คนปกติที่มีจีโนไทปแบบฮอมอไซกัส HBA / HBA และแบบเฮเทอโรไซกัส HBA / HBS และคนที่เปนโรคนี้มีจีโนไทปเปนฮอมอไซกัส HBS / HBS ซ่ึงมีเม็ดเลือดแดงรูปแบนเรียวคลายรูปเคียว และมีผลกระทบตอการนําออกซิเจน ทําใหคนเหลานี้เสียชีวิตตั้งแตอายุยังนอย อยางไรก็ตาม คนที่มีจีโนไทปแบบเฮเทอโรไซกัสสําหรับจีนนี้กลับมีขอไดเปรียบมากกวาพวกฮอมอไซกัสทั้งสองแบบ คือทําใหบุคคลนั้นมีความตานทานตอโรคมาลาเรียไดดี

2. วิวัฒนาการอยางรวดเร็วปจจุบันพบวาบางกรณีกิจกรรมทางสังคมการเปนอยูของมนุษยในโลกแหงความกาวหนา

ทางวิทยาศาสตรและเทคโนโลยีทําใหสภาพแวดลอมเปลี่ยนแปลงอยางรวดเร็ว ชวยสงเสริมชักนําใหเกิดปรากฎการณวิวัฒนาการชัดเจนและรวดเร็วยิ่งขึ้น ดังตัวอยางตอไปนี้

1. เมลานิซึมของผีเสื้อกลางคืน ดารวินเชื่อวาวิวัฒนาการเปนกระบวนการที่เกิดจากการคัดเลือกทางธรรมชาติ ซ่ึงจะเกิดขึ้นโดยใชเวลานานมาก แตในเวลาผานมาพบวา วิวัฒนาการสามารถจะเกิดขึ้นจากการคัดเลือกทางธรรมชาติในระยะวเลาที่ส้ันเมื่อมีอิทธิพลของสิ่งแวดลอมที่เกิดจากการกระทําจากมนุษยเขามาเกี่ยวของดวย ตัวอยางเชน ผีเสื้อกลางคืน (Moth) ชนิดหนึ่ง (Biston betularia) ซ่ึงมีอยูมากในประเทศอังกฤษและบินหากินในเวลากลางคืนและหยุดพักในเวลากลางวัน ผีเสื้อพวกนี้ชอบอยูตามตนไมที่มีไลเคน (Lichen) ขึ้นอยู และสีของตัวผีเสื้อจะกลมกลืนเขากับสภาพตนไมที่มีไลเคนอยูนั้น เนื่องจากตัวมีสีเทาออนจึงอําพรางตัวไดเปนอยางดีและเปนเวลานาน (ภาพที่ 4-13)

ก. ข. ภาพที่ 4-13 ภาพของผีเสื้อกลางคืนทั้งพวกสีดําและพวกสีเทาออนที่เกาะอยูบนเปลือกไม

ก. ผีเสื้อกลางคืนในบริเวณที่ไมใชแหลงอุตสาหกรรม จะสังเกตเห็นมีสีดําเกาะอยูบนเปลือกไมที่มีไลเคน

ข. ผีเสื้อกลางคืนในแหลงอุตสาหกรรม เปลือกไมมีเขมาควันสีดํา จะสังเกตเห็นพวกผีเสื้อสีเทาออนไดชัดเจนกวาพวกสีดํา

(Campbell. 1993 : 429)

224

จนกระทั่งในป ค.ศ. 1845 มีผูพบผีเสื้อกลางคืนชนิดเดียวกันนี้แตลําตัวมีสีดํา ปรากฏขึ้นในบริเวณเมืองแมนเชสเตอร (Manchester) ซ่ึงเปนเมืองอุตสาหกรรมใหญแหงหนึ่งของประเทศอังกฤษ ที่เมืองนี้มีกลุมควันจากโรงงานอุตสาหกรรมทําลายพวกไลเคนที่เคยเกาะอยูตามตนไม ทําใหตนไมมีเปลือกสีดํา ในบริเวณนี้เองพบพวกผีเสื้อกลางคืนที่มีสีดําเปนจํานวนเพิ่มมากขึ้นอยางรวดเร็วจนถึง 99 เปอรเซ็นตในชวงเวลาไมถึงรอยป จากขอมูลที่ไดจากการศึกษาแถบเมือง เบอรมิงแฮม (Birmingham) ซ่ึงเปนแหลงอุตสาหกรรม พบวามีพวกผีเสื้อสีดํามากถึง 90 เปอรเซ็นต และที่เมืองดอรเซต (Dorset) ซ่ึงเปนแหลงชนบทที่ไมมีเขมาควันจากโรงงาน ไมพบพวกผีเสื้อสีดําเลย

ปจจุบันในประเทศอังกฤษมีกฎหมายควบคุมเกี่ยวกับการอุตสาหกรรมอยางเขมงวด จึงพบวาประชากรของผีเสื้อพวกสีเทาออนเริ่มจะเพิ่มขึ้นบางแลวแถบเมืองอุตสาหกรรม

2. ความตานทานของแบคทีเรียตอยาปฏิชีวนะ หลังจากป ค.ศ. 1940 ความกาวหนาทางการแพทย โดยเฉพาะการคนพบยาปฏิชีวนะที่สามารถฆาเชื้อโรคพวกแบคทีเรียได นัก วิทยาศาสตรเร่ิมสังเกตเห็นวาพวกแบคทีเรียมีความสามารถสรางความตานทานตอยาพวกนี้ขึ้นมา ที่เปนเชนนี้มีขอสันนิษฐานได 2 ประการ คือ ความตานทานนี้เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของแบคทีเรียแตละตัวที่คอย ๆ ปรับตัวเขากับผลของยาปฏิชีวนะที่ใช หรือความตานทานนี้เปนผลจากการวิวัฒนาการอยางรวดเร็ว

นักชีววิทยาของชาวอเมริกัน เจ.เลเดอรเบิรก (J.Lederberg) และ อี.เลเดอรเบิรก (E.Lederberg) ไดทดลองเพื่อพิสูจนขอสงสัยนี้ โดยเลี้ยงแบคทีเรียที่กอกําเนิดมาจากเซลลเดียวในสารละลายที่มีอาหารครบและปลอยใหแบคทีเรียแบงตัวไปเรื่อย ๆ ระยะหนึ่งประมาณ 24 ช่ัวโมง แลวก็ถายแบคทีเรียจากสารละลายไปสูจานวุนเพาะเชื้อ แบคทีเรียจะเติบโตและอยูเปนกลุม ๆ บนจานเลี้ยงเพาะเชื้อนั้น ทั้งเจ. เลเดอรเบิรก และอี.เลเดอรเบิรก ตองการทดสอบความตานทานของแบคทีเรียพวกนี้ตอยาปฏิชีวนะบางชนิด จึงถายแบคทีเรียที่เปนกลุม ๆ นี้ไปสูจานอาหารเพาะเชื้อที่มีพวกยาปฏิชีวนะอยูดวย เชน เพนนิซิลลิน สเตรปโทมยัซิน โดยวิธีการที่เรียกวาเรพลิคา (replica method) (ภาพที่ 4-14) คือการใชผากํามะหยี่หุมทอนไมกลมที่มีขนาดเล็กกวาจานเล็กนอยและกดทอนไมนี้ลงบนจานแรกที่มีพวกกลุมของแบคทีเรียเร่ิมตนอยูแลวนําไปกดลงบนจานเพาะเชื้อตาง ๆ ที่มียาปฏิชีวนะอยูดวย และสังเกตวาแบคทีเรียกลุมใดบางที่สามารถเติบโตขึ้นได วิธีนี้ทําใหทราบตําแหนงของกลุมแรกที่เปนกําเนิดของแบคทีเรียกลุมที่สามารถเติบโตขึ้นได

225

ภาพที่ 4-14 กรรมวิธีของเลเดอรเบิรกโดยวิธีการเรพลิคา เพื่อแสดงใหเห็นถึงการที่แบคทีเรียมีความดื้อตอยาปฏิชีวนะพวกสเตรปโทมัยซินนั้น เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของจีนตามธรรมชาติกอนที่แบคทีเรียจะมาอยูในสภาวะ

แวดลอมที่มียานี้อยู (ทบวงมหาวิทยาลัย. 2530 : 683)

จากการทดลองพบวามีแบคทีเรียบางกลุมสามารถเติบโตไดในจานที่มียาปฏิชีวนะ ซ่ึงทําใหทราบวาแบคทีเรียพวกนี้มาจากกลุมไหนในจานแรกเริ่ม เลเดอรเบิรกทดลองอีกโดยเอาแบคทีเรียจากกลุมนี้มาเลี้ยงในจานที่มียาปฏิชีวนะโดยตรง ก็พบวาแบคทีเรียสามารถขึ้นไดโดยท่ีแบคทีเรียกกลุมเริ่มตนนี้ไมเคยไดผานยาปฏิชีวนะมาเลย ผลการทดลองนี้พอสรุปไดวา ความตานทานตอยาปฏิชีวนะนี้เปนผลมาจากการวิวัฒนาการ คือ จะตองเกิดมีการเปลี่ยนแปลงของจีนปกติไปเปนจีนที่มีความตานทานยาปฏิชีวนะขึ้นในแบคทีเรียบางตัว และพวกนี้ก็ไดรับการคัดเลือกใหอยูรอดตอมาไดโดยการทดลองใหอยูในสิ่งแวดลอมที่มียาปฏิชีวนะชนิดนั้นอยูดวย ซ่ึงเหมาะสมตอการเติบโตของแบคทีเรียชนิดนี้อยางยิ่ง การเปลี่ยนแปลงนี้เกิดขึ้นไดตลอดเวลาทั้งกอนทดลองและระหวางการทดลอง พวกแบคทีเรียที่ไมมีจีนชนิดนี้ก็ตายไประหวางการใหยาปฏิชีวนะ จึงทําใหพวกแบคทีเรียที่มีจีนตานทานยาปฏิชีวนะนี้ขยายพันธุอยางรวดเร็ว

ตัวอยางที่เห็นอยูทั่วไปอยางหนึ่ง คือ การเกิดความตานทานของแมลงตาง ๆ ตอ ยาฆาแมลงที่ใชกันอยูทั่วไปในทางการเกษตรหรือทางการแพทย

226

3. การกลายพันธุและการแปรผันส่ิงมีชีวิตที่มีการสืบพันธุแบบอาศัยเพศมีโอกาสเกิดการกลายพันธุและการแปรผัน ซ่ึงกอ

ใหเกิดการปรับตัวใหเขากับสภาพแวดลอมที่เปลี่ยนแปลงไปไดดีกวาสิ่งมีชีวิตที่ไมมีการกลายพันธุและการแปรผัน

การกลายพันธุและการแปรผันถึงแมจะมีสวนทําใหเกิดวิวัฒนาการแตก็ไมไดเปนตัวกําหนดทิศทางของวิวัฒนาการ เพราะจีนที่ไมเหมาะสมตอการดํารงชีวิตจะถูกกําจัดใหหมดไป โดยการคัดเลือกทางธรรมชาติ

4. ขนาดของประชากรในธรรมชาติขนาดของประชากรมักมีขนาดใหญและมีการผสมพันธุแบบสุม ทําใหเกิด

การเปลี่ยนแปลงความถี่ของจีน (Gene frequency) นอยมาก ในสภาวะที่ไมเหมาะสมทําใหขนาดของประชากรลดลงมีโอกาสทําใหจีนบางจีนสูญหายไปสงผลกระทบตอวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตไดอยางมาก

นอกจากนี้ขนาดของประชากรยังขึ้นอยูกับการอพยพเขาและการอพยพออก มีผลตอ สัดสวนของจีนในประชากร ถาหากประชากรมีขนาดเล็กจะทําใหจีนบางจีนของกลุมประชาการ สูญเสียไป ทําใหโอกาสการแลกเปลี่ยนของจีนลดลง สวนการอพยพเขาเปนการนําจีนใหมเขามาในกลุมประชากรทําใหสัดสวนของกลุมจีนในประชากรเพิ่มขึ้นมีโอกาสเกิดการแปรผันไดมากขึ้น

จากที่กลาวมาพอจะสรุปไดวา วิวัฒนาการเปนกลไกที่เกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมซึ่งเกี่ยวของกับขนาดของประชากร เมื่อไดอยูในสภาพแวดลอมที่เหมาะสม จีนใหมที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงก็จะแสดงออก ทําใหส่ิงมีชีวิตนั้นสามารถอยูรอดและแพรพันธุในสภาพ แวดลอมนั้นได หมายถึงไดรับการคัดเลือกทางธรรมชาตินั่นเอง

227

แมวามนุษยจะเปนสิ่งมีชีวิตที่มีสายวิวัฒนาการรวมกับพวกไพรเมตเชนเดียวกับลิงมีหาง

และลิงไมมีหาง (ภาพที่ 4-15) แตก็ยังมีความแตกตางจากลิงมีหางและลิงไมมีหางไมวาจะเปนทางดานโครงสราง สรีระ และพฤติกรรม เชน ลําตัวตั้งตรง สมองมีขนาดใหญ มีผมหรือขนบนศีรษะยาวกวาสวนอื่นของรางกายไมมีฤดูของการผสมพันธุ เปนตน

ภาพที่ 4-15 สายวิวัฒนาการของไพรเมต (Raven and Johnson. 2002 : 479)

ถาพิจารณาทางกายวิภาคศาสตรมนุษยมีความใกลชิดกับลิงไมมีหางมากกวาลิงมีหาง และเมื่อเปรียบเทียบกับลิงไมมีหางชนิดตาง ๆ ในดานตาง ๆ เชน สัดสวนของสมองกับ รางกาย ลักษณะของฟน ไหล อก และแขนขา ก็จะพบวามนุษยมีความคลายคลึงกับลิงใหญพวก ลิงชิมแพนซีมากที่สุด

หัวขอที่ 4.3.2 ลําดับวิวัฒนาการของมนุษยMi

llions

of yea

rs ago

Homi

nids

ChimpanzeesGorillas

OrangutansGibbons

Old World MonkeysNew World Monkeys

Tarsie

rs

Lemu

rs and

Iorise

s

228

จากการศึกษาลําดับของกรดอะมิโนในโมเลกุลของโปรตีนทําใหคํานวณไดวาสายพันธุลิง อุรังอุตังแยกออกจากสายพันธุที่เปนตนตระกูลมนุษยเมื่อ 12 ลานปมาแลว สายพันธุของกอริลลาแยกออกเมื่อ 9 ลานปมาแลว และสายพันธุของชิมแพนซีแยกออกเมื่อ 6 ลานปมาแลว

ผลของวิวัฒนาการอันยาวนานของโฮมินิด (Hominid) ทําใหมนุษยมีความแตกตางจากพวกลิงใหญตามลําดับ และมีวิวัฒนาการตามลําดับดงันี้ (ภาพที่ 4-16)

ภาพที่ 4-16 สายวิวัฒนาการของมนุษย (Campbell, Reece and Mitchell. 1999 : 657)

มนุษยวานร (Australopithecus)คําวา Australopithecus แปลวาลิงไมมีหาง พบครั้งแรกในแอฟริกาใต ป ค.ศ. 1924 โดย

เรยมอนด อารเทอร ดารต (Raymond Arthur Dart) นักกายวิภาคศาสตรชาวออสเตรเลีย ไดพบซากกะโหลกศีรษะมีขนาดเทาเด็กอายุ 5-6 ขวบ มีลักษณะคลายลิงไมมีหางหรือเอฟ (Ape) และตั้งช่ือวา Australopithecus africanus มีอายุ 3-5 ลานปมาแลว ตอมาพบซากดึกดําบรรพของ Australopethecus อีกหลายชนิด ไดแก A.afrarensis, A.boisei, A.Arobustus ซ่ึงมีชีวิตอยูเมื่อประมาณ 1.3-4 ลานปมาแลว ลักษณะสําคัญคือ ขากรรไกรใหญ หนาผากสั้น สมองคอนขางเล็ก (ภาพที่ 4-17) รูจักใชเครื่องมือ แตไมสามารถสรางเครื่องมือขึ้นมาใชเองได ตอมานักวิทยาศาสตรจัด A.afrarensis เปนบรรพบุรุษของ Australopithecus สปชีสอ่ืน ๆ รวมทั้งมนุษย

229

ภาพที่ 4-17 กะโหลกศรีษะของมนุษยวานรสปชีสตาง ๆ (สถาบันสงเสริมการสอนของศาสตรและเทคโนโลยี. 2541 : 137)

บรรพบุรุษมนุษย (Homo habilis)จากซากดึกดําบรรพที่พบมีอายุประมาณ 2 ลานปมาแลว อยูในทวีปแอฟริกาใต และ

แอฟริกาตะวันออก เปนชวงเวลาที่ A.africanus ยังไมสูญพันธุ เมื่อเปรียบเทียบกับมนุษยวานรแลว มีหนาเล็กกวา ฟนที่ใชงานทั่วไปมีมากกวา และมีสมองโตกวา คือมีสมองประมาณ 750 ลูกบาศก-เซนติเมตร ซ่ึงนอยกวามนุษยปจจุบันครึ่งหนึ่ง มีน้ําหนักตัวประมาณ 40-50 กิโลกรัม ลําตัวตั้งตรงและเดนิสองขาได กระดูกปลายนิ้วมือคลายมนุษยปจจุบันมาก แตมีขนาดใหญกวา แสดงวามีทักษะในการใชมือเพิ่มขึ้น สามารถประดิษฐเครื่องมือได อาศัยอยูบนพื้นดินในเวลากลางวันและนอนบนตนไมในเวลากลางคืน ขนอาจเปนแบบลิงหรือขนแบบบรรพบุรุษของมนุษย

230

ซากดึกดําบรรพของ Homo erectus พบทั้งในแถบแอฟริกาตอนเหนือ แถบเอเชียพบในประเทศจีน ประเทศอินโดนีเซีย และประเทศไทย ที่ อําเภอเกาะคา จังหวัดลําปาง (ภาพที่ 4-18) ซากที่พบในแอฟริกามีอายุประมาณ 1.6 ลานปมาแลว สวนซากที่พบในเอเชียมีอายุประมาณ 1-1.2 ลานป ที่พบในไทยอายุประมาณ 5 แสนป ถาพบที่เกาะชวาเรียกวามนุษยชวา (Java man) ถาพบในจีนเรียกวา มนุษยปกกิ่ง (Peking man) มนุษยกลุมนี้มีรูปรางกํายําลํ่าสันสูงใหญสูงถึง 1.8 เมตร มีขนาดสมองประมาณ 800-1000 ลูกบาศกเซนติเมตร ผูชายมีขนาดใหญกวาผูหญิง เดินตัวตรง แขนขาเหมือนมนุษยมากขึ้น ชองเชิงกรานสําหรับคลอดลูกมีขนาดเล็ก ลูกที่เกิดมาจึงมีขนาดเล็กตองเล้ียงดูนาน จึงมีเวลาเรียนรูจากพอแมมากขึ้น มีการใชและประดิษฐเครื่องมือที่ประณีตและเฉพาะกับงานมากขึ้น รูจักกอไฟและควบคุมไฟได ขนาดของสมองเพิ่มขึ้นมาจาก 800 ลูกบาศก-เซนติเมตร (1.5 ลานปมาแลว) เปน 1200 ลูกบาศกเซนติเมตร (500,000 ปมาแลว) ซ่ึงอาจเกิดจากการเปลี่ยนแปลงทางวัฒนธรรมและภาษา

มนุษยเริ่มแรก (Homo erectus)

ภาพที่ 4-18 โครงกระดูกของมนุษยเร่ิมแรก อายุประมาณ 5 แสนป พบใน อําเภอเกาะคา จังหวัดลําปาง (เดลินิวสวาไรตี้ : ฟอสซิล โฮโม ฮีเร็กตัส ตนกําเนิดสายพันธุมนุษย. 2544 : 5)

231

มนุษยนีแอนเดอรทัล (Homo sapiens neanderthalensis)ซากดึกดําบรรพขุดพบที่หุบผานีแอนเดอรทัล (Neanderthal Valley) เมื่อป ค.ศ. 1856 จึง

เรียก มนุษยนีแดนเดอรทัล (Neanderthal man) มีอายุประมาณ 35,000 ป - 200,000 ป มาแลว มีลักษณะสําคัญคือ กะโหลกศีรษะดานขางพองออกมีความจุสมองมากกวามนุษยปจจุบัน คือ มีความจุสมอง 1300-1750 ลูกบาศกเซนติเมตร หนาอกแบนลาด มีสันเหนือคิ้ว กระบอกตานูนเดนชัดทายทอยนูนปอง หนาใหญ รูจมูกกวาง ฟนเรียงเปนรูปเกือกมา ฟนหนาใหญ โพรงในฟนกรามใหญ รางกายล่ําเตี้ยแข็งแรง เร่ิมมีอารยธรรม เชน ประเพณีบูชาเทพเจา ใชเครื่องมือพวกหอกมีดามและพบเครื่องมือมีดของหินยุคเกาตอนปลายปะปนอยูดวยมนุษยปจจุบัน (Homo sapiens sapiens)

ขุดพบโครงกระดูกครั้งแรกที่ถํ้าโครแมนยัง ประเทศฝรั่งเศส จึงเรียกชื่อวา มนุษยโครแมนยัง (Cro-magnan man) มีอายุประมาณ 20,000-40,000 ปมาแลว อยูในซับสปชีส(Subspecies) เดียวกับมนุษยปจจุบัน คือ Homo sapiens sapiens และไดสูญพันธุไปเมื่อประมาณ20,000 ปมาแลว มีโครงสรางตางจากมนุษยนีแอนเดอรทัลบางประการ เชน ศีรษะมีความกลมมากกวาและอยูในตําแหนงที่สูงกวา มีรูปรางสมสวน ทะมัดทะแมง ขนาดสมองใกลเคียงมนุษยมาก ชํานาญในการลาสัตว มีการใชเครื่องมือหินที่กาวหนาขึ้น มีขวานหินที่มีดาม มีหอกที่ดามทําดวยไมจับไดสะดวกทําใหลาสัตวไดดี

มนุษยโครแมนยังวาดรูปโดยใชสีไดสวยงามไวที่ผนังถํ้าในประเทศสเปนและฝรั่งเศส ยังสามารถแกะสลักกระดูกสัตวไดดวย มีการใชภาษาสื่อสารและอยูรวมกันเปนสังคม เชื่อวามีวัฒนธรรม ประเพณีที่พัฒนามากขึ้น ชวยใหอยูรวมกันไดดวยดีและชวยใหมนุษยอยูรอดได แสดงวาการอยูรอดของมนุษยอาศัยวิวัฒนาการทางชีววิทยานอยลง แตอาศัยวิวัฒนาการทางวัฒนธรรมเพิ่มขึ้น

นักมนุษยวิทยาแบงมนุษยปจจุบันเปน 4 เผาพันธุดังนี้ (ดูภาพที่ 4-19 ประกอบ)1. เผานิกรอยด (Negroids) มีลักษณะผิวดํา ศีรษะยาว จมูกกวาง ริมฝปากหนา ผิวดํา

ผมหยิก ไดแก นิโกรแอฟริกา ( African negroes) อยูในเขตรอนของแอฟริกา กลุมคนปาซูลู(Zulu) และเผาแคฟเฟอร (Kaffir) นิโกรตามชายฝงทะเล (Oceanic negroes) เปนคนเผาผิวดําอยูตามเกาะในมหาสมุทรแปซิฟกทางตะวันออกของนิวกินี (New guinea)

2. คอเคซอยด (Caucasoids) มีลักษณะผิวสีออน จมูกโดง ผมเปนลอน หนวดเคราดกขนยาว ไดแก คนที่อาศัยอยูในเขตอบอุน คือ ยุโรป เมดิเตอเรเนียน (Mediteraneans) ยุโรปเหนือ(Nordics) และพวกยุโรปกลาง ตอเนื่องไปถึงรัสเซียและเปอรเซีย (Alpines)

3. มองโกลอยด (Mongoloids) มีลักษณะผิวเหลืองหรือแดง หนวดเคราและขนตาม รางกายมีนอย อาศัยอยูในเอเชียตะวันออก เอสกิโม (Eskimo) และอินเดียนในอเมริกา (American indians)

232

4. ออสเตรลอยด (Australoids) ลักษณะผิวดํา ศีรษะยาว จมูกแบน ผมเปนลอน ขนตามตัวมาก ไดแก คนพื้นเมืองในประเทศออสเตรเลีย ทาสมาเนีย ชนเผาที่อาศัยอยูตอนกลางของเอเชียใต และแอฟริกา ชนเผาโบราณที่อยูตามภูเขาในศรีลังกา

ภาพที่ 4-19 ลักษณะมนุษยปจจุบัน 4 เผาพันธุ (ประสงค หลําสะอาด และจิตเกษม หลําสะอาด. 2542 : 207)

คอเคซอยด นิกรอยด

มองโกลอยด ออสเตรลอยด

233

แบบฝกหัดหนวยที่ 4

1. ขอความใดถูก ใหเขียนเครื่องหมาย และถาขอความใดผิดใหเขียนเครื่องหมาย X ........ 1.1 วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นในชวงที่ 2 ประมาณวาเกิดขึ้นหลังจากที่โลกเกิดขึ้น แลวประมาณ 1.5 พันลานป ........ 1.2 สแตนเลย แอล.มิลเลอร ไดทําการทดลองที่สามารถคัดคานทฤษฎีการเกิดขึ้นเองได สําเร็จ ........ 1.3 สารเคมีชนิดแรกที่เกิดขึ้นบนโลกและเปนองคประกอบที่สําคัญของสิ่งมีชีวิต คือ กรดอะมิโน ........ 1.4 ส่ิงมีชีวิตเริ่มแรกหายใจโดยใชออกซเิจน …… 1.5 ลามารกอธิบายวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตวาเกี่ยวของกับการคัดเลือกทาง ธรรมชาติ ........ 1.6 ซากโบราณหรือซากดึกดําบรรพ (Fossil) มักพบมากในชั้นหินดินดาน ........ 1.7 หลักฐานโครงกระดูกของสัตวเปนหลักฐานทางกายวิภาคเปรียบเทียบ ........ 1.8 ตัวออน หรือเอ็มบริโอ (Embryo) ใชเรียกสิ่งมีชีวิตในชวงตั้งแตไขเกิดการปฏิสนธิและ เจริญเปนลําดับขั้นจนกระทั่งเจริญเปนตัวตนสมบูรณ ....…1.9 การปรับตัวของสิ่งมีชีวิตพวกที่มีรูปรางหลายแบบ (Polymorphism) เปนกลไกของ วิวัฒนาการที่เกี่ยวของกับการคัดเลือกทางธรรมชาติ ........1.10 มนุษยปจจุบันจัดเปนพวกโฮโม อีเรคตัส (Homo erectus)2. จงเลือกคําตอบที่ถูกตองที่สุดเพียงคําตอบเดียว

2.1 กฎการถายทอดลักษณะที่เปลี่ยนแปลงไปตามทฤษฎีของลามารก นําไปใชกับขอความใดก. ลูกไกขณะอยูในไขไกสามารถรับเสียงเรียกของแมไกที่กกอยูไดข. เสือชีตาสามารถปรับตัวจนไดช่ือวาเปนสัตวที่วิ่งเร็วที่สุดในโลกค. ปลากัดสามารถมีชีวิตอยูในอางเลี้ยงซึ่งใชน้ําฝนกับน้ําจากแหลงที่อยูเดิมไดง. ลูกนกกระจอกเทศบินไมไดเนื่องจากพอแมและบรรพบุรุษใกลชิดไมใชปกบิน

2.2 เหตุการณใดที่สนับสนุนทฤษฎีการคัดเลือกทางธรรมชาติไดดีที่สุดก. จิ้งจกเปลี่ยนสีตามสิ่งแวดลอมที่อยูอาศัยข. นกกระจอกจะวางไขจํานวนมากขึ้นเมื่อชวงกลางวันยาวนานขึ้นค. คนที่ขาดเอนไซมสําหรับซอมแซมดีเอ็นเอ มักจะตายในวัยเด็กง. แมลงสวนใหญจะตายเมื่อถูกฉายรังสีแมลงสวนนอยจะเปนหมัน

234

2.3 การคัดเลือกทางธรรมชาติเกิดขึ้นเนื่องจากสิ่งมีชีวิตมีคุณสมบัติขอใดก. การปรับตัว ข. การกลายพันธุค. การไขวกันของโครโมโซมในไมโอซิส ง. การแปรผันของลักษณะพันธุกรรม

2.4 หลักฐานใดที่ระบุความใกลชิดของวิวัฒนาการสิ่งมีชีวิตไดนอยที่สุดก. หลักฐานจากซากโบราณ ข. หลักฐานทางกายวิภาคเปรียบเทียบค. หลักฐานการเจริญของตัวออน ง. ไมสามารถสรุปได

2.5 จากหลักฐานทางวิวัฒนาการ มนุษยปจจุบันมีขนาดสมองใกลเคียงกับบรรพบุรุษมนุษยใน ขอใด

ก. มนุษยชวา ข. มนุษยปกกิ่งค. มนุษยโครแมนยัง ง. มนุษยนีแอนเดอรทัล

3. จงระบุลักษณะเดนของมนุษยตอไปนี้ช่ือวิทยาศาสตร ลักษณะเดน

3.1 Australopithecus africanus3.2 Homo habilis3.3 Homo erectus3.4 Homo sapiens neanderthalensis3.5 Homo sapiens sapiens