ข่าว O-NET/GAT/PAT
ข่าวการศึกษา
คะแนน แอดมิชชั่น
สูงสุด-ต่ำสุด
คณิตศาสตร์
วิทยาศาสตร์
ฟิสิกส์ - เคมี - ชีวะ
ฟิสิกส์
เคมี
ชีววิทยา
บทเรียนชีววิทยา
สิ่งมีชีวิต
ศัพท์ชีววิทยา
แบบฝึกหัดชีววิทยา
ภาษาอังกฤษ
ภาษาไทย
ดาราศาสตร์
ประวัติศาสตร์
มุมคนเก่ง
คลังข้อสอบเก่า
คลังความรู้หลักสูตรเก่า
I.Q. Tests
 

 

หน้าแรก | มุมนักเรียน | หน้าแรกฟิสิกส์-เคมี-ชีวะ | หน้าแรกชีววิทยา | บทเรียนชีววิทยา

บทเรียนชีววิทยา
   

วิวัฒนาการ : ทฤษฎีวิวัฒนาการกับการคัดเลือกตามธรรมชาติ
 
ระดับชั้น : มัธยม 6

ทฤษฎีวิวัฒนาการกับการคัดเลือกตามธรรมชาติิ

ชาลส์ ดาร์วิน เกิดมาในครอบครัวที่มั่งคั่งและได้รับการศึกษาอย่างดี โดยบิดาของเขาหวังเป็นอย่างยิ่งที่จะให้เขาได้เล่าเรียนแพทย์ แต่ตัวดาร์วินเองไม่ได้สนใจทางการแพทย์เลย เขากลับหันไปเตรียมตัวที่จะเรียนต่อทางด้านศาสนาและปรัชญา แต่ก็พบว่า การสอนคนให้มีจิตใจที่บริสุทธิ์เข้าถึงศาสนาที่แท้จริงนั้นยากลำบากและน่าเบื่อหน่ายไม่ต่างไปจากการการรักษาคนไข้ ในช่วงที่เขายังเรียนอยู่ในโรงเรียน ดาร์วินได้มีโอกาสพบกับนักธรณีวิทยาและนักชีววิทยาชั้นนำของอังกฤษหลายท่าน จึงทำให้เขาหันมาสนใจธรรมชาติมากกว่าอย่างอื่น ดังนั้น ในวัยหนุ่มอายุเพียง 22 ปี ดาร์วินจึงอาสาสมัครเดินทางไปกับเรือสำรวจธรรมชาติของอังกฤษ คือ เรือบีเกิล (H.M.S. Beagle) เพื่อสำรวจและศึกษาทรัพยากรธรรมชาติทั้งพืชและสัตว์ตลอดแนวการเดินทางท่องไปรอบทวีปอเมริกาใต้และมุ่งสู่ทวีปออสเตรเลียผ่านมหาสมุทรอินเดียและตอนใต้ของทวีปแอฟริกาก่อนที่จะกลับสู่ประเทศอังกฤษรวมเป็นระยะเวลายาวนาน 5 ปี (พ.ศ.2374-2379)

ก. ชาลส์ ดาร์วิน
ข. เรือบีเกิล
ค. แผนที่เส้นทางการเดินเรือของเรือบีเกิล

ในระหว่างการเดินทางสำรวจเก็บตัวอย่างสิ่งมีชีวิตในท้องที่ต่างๆ นั้น ดาร์วินได้สังเกตและบันทึกข้อมูลสิ่งมีชีวิตนานาชนิดที่หลากหลายมากมายกระจายอยู่ตามแหล่งต่างๆ กันอย่างกว้างขวางที่ไม่เคยมีนักธรรมชาติคนใด กระทำมาก่อนเลย จากสิ่งที่ได้สังเกตพบเห็นมาอย่างมากมายเช่นนั้น ทำให้ดาร์วินเกิดความประทับใจในความมหัศจรรย์ของธรรมชาติ โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตที่ปรากฏอยู่ในหมู่เกาะกาลาปากอส (Galapagos) และซากดึกดำบรรพ์ของสิ่งมีชีวิตที่เขาเก็บสะสมอย่างมากมาย ในการสำรวจครั้งนั้นอันเป็นสิ่งที่ช่วยเสริมสร้างให้ดาร์วินได้แนวความคิดที่ล้ำลึกเกี่ยวกับต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตนานาชนิดประกอบกับความรู้ที่เขาได้รับจากการอ่านหนังสือเรื่อง Principle og Geology เขียนโดยนักธรณีวิทยาผู้มีชื่อเสียงชาวอังกฤษชื่อ ชาลส์ ไลเอลล์ (Charles Lyell) ทำให้เขาเข้าใจการเปลี่ยนแปลงของโลกที่อาจสัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงของสิ่งมีชีวิตที่เกิดขึ้นบนโลกด้วย ความรู้ดังกล่าวมีส่วนช่วยให้ดาร์วินมีแนวความคิดทางทฤษฎีวิวัฒนาการในเวลาต่อมา

ดาร์วินได้บันทึกข้อมูลจากการสังเกตอย่างละเอียดละออตลอดเวลาการเดินทางสำรวจไปกับเรือบีเกิล ซึ่งพอจะสรุปได้ 3 ประเด็น คือ

  • ข้อมูลเกี่ยวกับการกระจายและความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตนานาชนิดตามสภาพภูมิศาสตร์ที่ต่างกันตลอดแนวทางสำรวจ


  • ข้อมูลเกี่ยวกับซากกระดูกโบราณที่เก็บรวบรวมไว้ได้มากมายที่สุดจากทวีปอเมริกาใต้


  • ข้อมูลเกี่ยวกับความหลากหลายของพืชและสัตว์ที่พบในหมู่เกาะกาลาปากอสทางด้านตะวันตกของประเทศอีกัวดอร์ ทวีปอเมริกาใต้
ในประการแรกที่เกี่ยวข้องกับความหลากหลายและการกระจายของสิ่งมีชีวิตนานาชนิดก็ตามสภาพภูมิศาสตร์ต่างๆ กันนั้น ดาร์วินได้ตั้งข้อสังเกตว่าทั้งพืชและสัตว์นานาชนิดที่พบเห็นมีการเปลี่ยนแปลงแปรผันตามไปตามแนวเส้นรุ้งเหนือและใต้ตามสภาพภูมิศาสตร์ของโลกนั้นสอดคล้องกับความแตกต่างแปรผันที่เกิดขึ้นตามสภาพสูงต่ำเหนือระดับน้ำทะเล โดยเฉพาะพืชที่พบตามความสูงของภูเขาในทวีปอเมริกาใต้ ข้อสังเกตเบื้องต้นดังกล่าวทำให้ดาร์วินเกิดความฉงนอย่างยิ่งว่าทำไมในสภาพภูมิศาสตร์ที่แตกต่างกันจึงพบสิ่งมีชีวิตขนาดต่างๆ ที่แตกต่างกัน และดาร์วินยิ่งประหลาดใจมากยิ่งขึ้นที่เขาพบว่าในแหล่งต่างๆ ของโลก ที่มีสภาพแหล่งที่อยู่อาศัยคล้ายคลึงกัน แต่ห่างไกลกันเขาไม่พบสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันในท้องที่นั้นเลย ตัวอย่างเช่น พืชและสัตว์ชนิดที่พบในทะเลทรายของทวีปอเมริกาใต้จะไม่เหมือนกับสิ่งมีชีวิตที่พบในทะเลทรายในทวีปออสเตรเลีย ข้อมูลเช่นนี้ทำให้ดาร์วินเกิดแนวความคิดที่ขัดแย้งกับคำสอนทางศาสนาที่ว่าพระเจ้าเป็นผู้สร้างสรรค์สรรพสิ่งทั้งมวลบนโลกนี้ และดาร์วินคิดว่า คำอธิบายที่น่าจะเป็นไปได้คือ สิ่งแวดล้อมในสถานที่ที่ต่างกันต่างหากที่เป็นสิ่งกำหนดหล่อหลอมให้สิ่งมีชีวิตสามารถดำรงชีวิตอยู่ได้ในแต่ละท้องถิ่น

ดาร์วินมุ่งประเด็นแนวความคิดไปในทางที่ว่า การแบ่งแยกกันทางภูมิศาสตร์ (geographical isolation) น่าจะเป็นปัจจัยสำคัญอย่างหนึ่งที่ทำให้เกิดการพัฒนาการเปลี่ยนแปลงของสิ่งมีชีวิตชนิดใหม่ๆ ที่แตกต่างไปจากพวกเดิมหรือบรรพบุรุษแนวความคิดของดาร์วินในประเด็นนี้ได้รับการสนับสนุนจากการศึกษาในลำดับต่อมาแม้กระทั่งในปัจจุบัน ซึ่งแบ่งการกระจายของสิ่งมีชีวิตนานาชนิดตามสภาพภูมิศาสตร์ที่แตกต่างกันเป็น 6 โซน

(คลิกเพื่อดูภาพขนาดใหญ่)
การกระจายของสัตว์ตามภูมิศาสตร์ที่แตกต่างของโลก
ในประการที่สองที่เกี่ยวกับการสะสมทับถมกันของซากกระดูกโบราณที่พบในทวีปอเมริกาใต้ ดาร์วินเชื่อว่าซากกระดูกโบราณเป็นหลักฐานของสิ่งมีชีวิตที่สูญพันธุ์ไปแล้ว และเขาก็ไม่พบสิ่งมีชีวิตที่มีโครงกระดูกเหมือนกับพวกซากกระดูกโบราณนั้นอีกในการสำรวจครั้งนั้น แต่ซากกระดูกโบราณจะคล้ายคลึงและใกล้เคียงกับโครงกระดูกของสัตว์ที่ยังมีชีวิตอยู่ในบริเวณเดียวกันนั้น จากการสังเกตเปรียบเทียบกระดูกดังกล่าวทำให้ดาร์วินได้แนวความคิดว่า สิ่งมีชีวิตที่เคยอุบัติขึ้นมาในอดีตกาลจะค่อยๆ เปลี่ยนแปลงโครงสร้างโดยเฉพาะลักษณะโครงกระดูกไปตามกาลเวลา ซากกระดูกโบราณที่มีอายุมากก็จะแตกต่างจากสัตว์ปัจจุบัน แต่ซากกระดูกโบราณที่มีอายุน้อยก็จะใกล้เคียงกับพวกสัตว์ ปัจจุบันแนวความคิดของดาร์วินที่ว่า เกิดการเปลี่ยนแปลงทีละเล็กทีละน้อยตามกาลเวลานี้ขัดแย้งอย่างรุนแรงต่อแนวความคิดของนักปราชญ์คนก่อนๆ และแนวการสอนทางศาสนาที่ว่าทุกสิ่งทุกอย่างนั้นมีความเป็นเอกลักษณ์ตายตัวและไม่มีการเปลี่ยนแปลงใดๆ ทั้งสิ้น จะเห็นได้ว่า ความรู้ก้าวหน้าในปัจจุบันที่ได้จากข้อมูลการศึกษาด้านซากสัตว์โบราณของสิ่งมีชีวิตชนิดต่างๆ รวมทั้งซากโบราณของบรรพบุรุษของมนุษย์ก็สอดคล้องกับแนวความคิดตามทฤษฎีวิวัฒนาการของดาร์วิน

ประการที่สามเรื่องของความหลากหลายของพืชและสัตว์ในหมู่เกาะกาลาปากอสมีอิทธิพลต่อแนวความคิดทางวิวัฒนาการของดาร์วินอย่างมากทีเดียว หมู่เกาะกาลาปากอสเป็นหมู่เกาะที่เกิดจากการระเบิดของภูเขาไฟเมื่อประมาณ 40 ล้านปีมาแล้ว และมีเกาะใหญ่เล้กจำนวนมากมาย และมีอายุแตกต่างกันตามการเปลี่ยนแปลงวิวัฒนาการทางภูมิศาสตร์ แต่หมู่เกาะนี้ก็มีอายุน้อยกว่าผืนแผ่นดินใหญ่ของทวีปอเมริกาใต้

(คลิกเพื่อดูภาพขนาดใหญ่)
แผนที่แสดงหมู่เกาะกาลาปากอส
ดาร์วินได้สำรวจพืชและสัตว์ชนิดต่างๆ ที่อาศัยอยู่บนเกาะต่างๆ ทำให้ข้อมูลที่บ่งบอกอย่างชัดเจนถึงการเปลี่ยนแปลง วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตตามเกาะต่างๆ ของหมู่เกาะกาลาปากอส ตัวอย่างที่เห็นได้ชัดเจนอย่างหนึ่งคือความแปรผันในลักษณะรูปร่างของเต้ายักษ์ชนิดหนึ่ง ซึ่งถือว่า เป็นเอกลักษณ์ของหมู่เกาะนี้ และเป็นที่มาของ หมู่เกาะกาลาปากอส (galapagos ในภาษาสเปน แปลว่า เต่า) ดาร์วิน ได้พยายามให้คำอธิบายว่า ความแปรผันทางสัณฐานวิทยาของเต่ายักษ์ไม่ว่าจะเป็นความยาวของลำคอหรือขนาดของลำตัวที่พบในเกาะต่างๆ คงมีต้นตอมาจากกลุ่มบรรพบุรุษเพียงไม่กี่ตัวที่อพยพมาสู่หมู่เกาะนี้ในอดีต เมื่อเต่ายักษ์แพร่กระจายพันธุ์ไปตามเกาะต่างๆ ที่อยู่ห่างกันพอสมควร แต่ละเกาะซึ่งมีแหล่งอาหาร แหล่งที่อยู่อาศัยแตกต่างกันก็ทำให้เต่ายักษ์ในแต่ละเกาะต่างก็เปลี่ยนแปลงปรับตัวเพื่อการอยู่รอดบนเกาะต่างๆ กันนั้นได้

อย่างไรก็ตามข้อมูลที่นับว่ามีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการศึกษาของดาร์วินบนหมู่เกาะกาลาปากอสคือประชากรของนกกระจาบหรือนกฟินช์ (finch) ที่กระจัดกระจายอยู่ตามเกาะต่างๆ นกกลุ่มนี้อาศัยเมล็ดพืช น้ำหวานจากดอกไม้บ้าง ผลไม้บ้าง หรือไม่ก็แมลงตัวเล็กๆ บ้างเป็นอาหาร ดาร์วินพบว่า จะงอยปากของนกฟินช์ที่พบบนเกาะต่างๆ จะมีลักษณะของจะงอยปากหนาบ้าง บางบ้าง สั้นบ้าง แตกต่างกันออกไปตามสภาพของอาหารที่มีอยู่ในเกาะนั้นๆ

ความหลากหลายของนกฟินช์ชนิดต่างๆ บนหมู่เกาะกาลาปากอสทำให้ดาร์วินได้แนวความคิดที่เกี่ยวกับปรากฏการณ์ความแปรผันโดยมีแนวทางอธิบายว่า นกฟินช์รุ่นแรกที่อพยพจากแผ่นดินใหญ่ไปสู่หมู่เกาะคงประสบความสำเร็จในการสืบพันธุ์และแพร่พันธุ์อย่างรวดเร็วในสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมบนหมู่เกาะนี้ไม่ว่าจะเป็นเรื่องอาหารพวกเมล็ดพืชที่อุดมสมบูรณ์ แหล่งที่อยู่อาศัย และความปลอดภัยจากศัตรูรอบข้าง เมื่อประชากรเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วทำให้เกิดการขาดแคลนอาหาร ทำให้นกกลุ่มที่หันไปหาแหล่งอาหารใหม่ๆ นั้นมีอาหารอุดมสมบูรณ์กว่าพวกเดิม ก็แพร่ขยายพันธุ์พวกเดียวกันเองจนมีประชากรของเผ่าพันธุ์ตัวเองเพิ่มมากขึ้นตามลำดับ กระบวนการคัดเลือกตามธรรมชาติเอื้ออำนวยให้นกฟินช์ที่มีลักษณะจะงอยปากเหมาะสมกับชนิดของอาหาร และค่อยๆ เปลี่ยนแปลงวิวัฒนาการลักษณะนั้นๆ ต่อไปตามกาลเวลาจนกระทั่งมีลักษณะจะงอยปากที่เหมาะสมที่สุดกับประเภทของอาหาร ซึ่งถือว่าเป็น การปรับตัว (adaptation) ให้เข้ากับสภาพแวดล้อมได้ดีจนเกิดเป็นนกฟินช์ที่มีลักษณะแตกต่างไปจากกลุ่มอื่นๆ อย่างชัดเจน การเปลี่ยนแปลงวิวัฒนาการที่แตกแขนงออกไปตามสภาพแวดล้อมในทิศทางต่างๆ กันจนเกิดการปรับตัวในแนวทางต่างๆ นี้เรียกว่า การปรับตัวแบบกระจาย หรือ อะแดบทีฟเรดิเอชัน (adaptive radiation )

แสดงลักษณะของเต่ายักษ์ 3 สปีชีส์ที่อาศัยอยู่บนหมู่เกาะกาลาปากอสต่างเกาะกัน สปีชีส์ที่มีคอยาวอยู่ในที่แห้งแล้ง และอาศัยพืชตระกูลกระบองเพชรเป็นอาหาร ส่วนสปีชีส์ที่มีคอสั้นจะอาศัยอยู่ในที่ชุ่มชื้นและกินผักที่อยู่ตามพื้นดิน

การปรับตัวให้เข้ากับสภาพท้องถิ่นที่แตกต่างกันในด้านอาหาร ที่อยู่อาศัย และศัตรู หากประสบความสำเร็จก็จะทำให้ประชากรที่เกิดขึ้นใหม่นั้นสั่งสมลักษณะต่างๆ ที่เหมาะกับการดำรงชีวิตตามกาลเวลาที่ผ่านไปจนกระทั่งถึงจุดที่ประชากรกลุ่มใหญ่นี้เปลี่ยนแปลงวิวัฒนาการเป็นชนิดหรือสปีชีส์ใหม่ที่ไม่สามารถถ่ายทอดพันธุกรรมร่วมกับพวกกลุ่มอื่นได้เหมือนในอดีต อาจกล่าวได้ว่า การคัดเลือกตามธรรมชาติเป็นผลทำให้เกิดการปรับตัวในกระบวนการเปลี่ยนแปลงวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต จากการสังเกตและข้อมูลที่ชัดเจนดังกล่าว ทำให้แนวความคิดและจินตนาการของดาร์วินยิ่งห่างไกลออกไปจากแนวความคิดของนักปราชญ์ และนักวิชาการร่วมสมัยอย่างมาก

อ่านต่อ

ที่มาข้อมูล :
  • สรุปชีววิทยา ม.ปลาย โดย นิพนธ์ ศรีนฤมล

  • หนังสือเรียนวิชาชีววิทยา (ว ๔๔๓) หลักสูตรมัธยมศึกษาตอนปลาย พ.ศ.๒๕๓๓ กระทรวงศึกษาธิการ
  • จำนวนคนอ่าน 30403 คน
       
     

    © 2000 - 2014 www.myfirstbrain.com All Rights Reserved