ทฤษฎีการค้นพบของชา์ร์ล ดาวร์วินและลาส์มาร์ก

ทฤษฎีการเลือกสรรโดยธรรมชาติของดาร์วิน (Darwin's Theory)

 

  

ชาร์ลส์ ดาร์วิน

ชาร์ลส์ ดาร์วิน เมื่อจบการศึกษาแล้วได้เดินทางรอบโลกไปกับเรือบีเกิล ของรัฐบาลอังกฤษ โดย ดร.
จอห์น เฮนสโลว์ เป็นผู้แนะนำ เขาได้นำประสบการณ์จากการศึกษาชนิดของพืชและสัตว์ต่าง ๆ ที่พบในหมู่เกาะกาลาปากอส หมู่เกาะนี้อยู่ในมหาสมุทรแปซิฟิก ดาร์วินได้ท่องเที่ยวมาเป็นเวลา 5 ปี
ค.ศ. 1859 ดาร์วินได้เสนอ ทฤษฎีการเกิดสิ่งมีชีวิตใหม่ เป็นผลอันเนื่องมาจากการคัดเลือกทางธรรมชาติ ทำให้สามารถเข้าใจการกระจายของพืชและสัตว์ ที่มีอยู่ประจำแต่ละท้องถิ่นตามหลักซึ่งภูมิศาสตร์ ดังต่อไปนี้คือ

1. สิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีความสามารถสืบพันธุ์สูง ทำให้ประชากรมีการเพิ่มแบบทวีคูณ
2. ความเป็นจริงในธรรมชาติ ประชากรมิได้เพิ่มขึ้นเป็นแบบทวีคูณเนื่องจากอาหารมีจำนวนจำกัด
3. สิ่งมีชีวิตต้องมีการดิ้นรนต่อสู้เพื่อความอยู่รอด พวกที่มีความเหมาะสมก็จะมีชีวิตอยู่รอด พวกที่ไม่มีความเหมาะสมก็จะตายไป
4. พวกที่อยู่รอดจะมีโอกาสแพร่พันธ์ต่อไป
5. การเกิดสปีชีส์ใหม่เป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงที่ละเล็กละน้อย ตามทัศนะของดาร์วิน กลไกของวิวัฒนาการสภาพแวดล้อม เป็นตัวทำให้เกิดการคัดเลือกทางธรรมชาติขึ้น เพื่อให้ได้ลักษณะที่เหมาะสมและมีโอกาสสืบพันธุ์ต่อไป

 ทฤษฎีของลามาร์ก (Lamarck's Theory)

ก่อตั้งโดย ฌอง แบพติสท์ เดอ ลามาร์ก (JEAN BAPTISTE DE LAMARCK) (1744 – 1829) วิศวกรชาวฝรั่งเศสซึ่งในบั้นปลายชีวิตได้ศึกษาชีววิทยา ได้เป็นผู้วางรากฐานเกี่ยวกับวิวัฒนาการเป็นคนแรกได้เสนอกฎ 2 ข้อ คือ

1. กฎการใช้และไม่ใช้ (LAW OF USE AND DISUSE)
2. กฎแห่งการถ่ายทอดลักษณะที่เกิดขึ้นใหม่ (LAW OF INHERITANCE OF ACQUIRED CHARACTERISTICS)

จากกฎทั้ง 2 ข้อนี้สรุปได้ว่า สิ่งแวดล้อมมีผลต่อรูปร่างของสัตว์ อวัยวะใดที่ใช้บ่อย ก็จะเจริญเติบโตขยายใหญ่ขึ้น อวัยวะใดที่ไม่ใช้ก็จะอ่อนแอลงและเสื่อมหายไปในที่สุด ลักษณะที่ได้มาและเสียไปโดยอิทธิพลของสิ่งแวดล้อม โดยการใช้และไม่ใช้จะคงอยู่ และถ่ายทอดไปสู่ลูกหลานโดยทางพันธุกรรม ยกตัวอย่างเช่น ยีราฟสมัยก่อนมีคอสั้น เมื่อยืดคอกินใบไม้สูง ๆ นาน ๆ เข้าคอจะค่อย ๆ ยืดยาวจนเป็นยีราฟปัจจุบัน ขาหลังของปลาวาฬหายไป เนื่องจากใช้หางว่ายน้ำ อย่างไรก็ตามถึงแม้ว่า ลามาร์กจะเป็นผู้วางรากฐานของวิวัฒนาการเป็นคนแรก แต่ลามาร์กไปเน้นการถ่ายทอดลักษณะไปให้ลูกหลานว่าเกิดจากการฝึกปรือซึ่งไม่ถูกต้อง เนื่องจากในสมัยนั้นวิชาพันธุศาสตร์ยังไม่เจริญ

ไวส์ มันน์ (WEISMANN) ชาวเยอรมันได้ทำการทดลองตัดหางหนู 20 รุ่น เพื่อคัดค้าน ลามาร์ก หนูที่ถูกตัดหางยังคงมีลูกที่มีหาง ไวส์มันน์ อธิบายว่าเนื่องจากสิ่งมีชีวิตประกอบด้วยเซลล์สืบพันธุ์และเซลล์เนื้อเยื่อ เมื่อสิ่งมีชีวิตตายเซลล์สืบพันธุ์เท่านั้นที่ถ่ายทอดให้ลูกหลานได้ (ก่อนตาย) ส่วนเซลล์เนื้อเยื่อจะหมดสภาพไป การที่หนูถูกตัดหางเป็นเรื่องของเซลล์เนื้อเยื่อ ส่วนเซลล์สืบพันธุ์มีการควบคุมการสร้างหาง หนูที่เกิดใหม่จึงยังคงมีหาง ความคิดของไวส์มันน์ตรงกับความรู้เรื่องพันธุ์กรรมสมัยนี้ เขาเรียกการสืบทอดลักษณะนี้ว่า การสืบต่อกันไปของเซลล์ สืบพันธุ์ (THE CONTINUTY OF THE GERM PLASM)

คำถาม

1.สิ่งมีชีวิตที่ดาร์วินพบมีลักษณะเหมือนกันหรือไม่

2.ดาร์วินได้เดินทางสำรวจสิ่งมีชีวิตที่ทวีปใด

3.ลามาร์กได้ใช้แนวคิดในการอธิบายเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของอะไร

ภาะงานที่ 2 ส่วนที่ 3

วิวัฒนาการของพืช

วิวัฒนาการของพืช สันนิษฐานว่า น่าจะมีวิวัฒนาการมาจาก บรรพบุรุษ ที่เป็นแอลจีสีเขียว(Greenalgae)ซึ่งมีชีวิตเมื่อหลายร้อยล้านปีมาแล้ว (รูปที่ 2.15)

หลักฐานและเหตุผลที่สนับสนุนแนวที่ว่า พืชมีวิวัฒนาการมาจากแอลจีสีเขียว

1. แอลจีสีเขียว และพืชมี Chloroplast ที่มีรงควัตถุจำพวกคลอโรฟิลล์ A และ B นอกจากนี้ยังมีคาโรทีนอยด์ ชนิด คาโรทีน (สีส้ม) และแซนโทฟิลล์ (สีเหลือง) เช่นเดียวกัน
2. มีกระบวนการแบ่งเซลล์แบบไมโตซิส(Mitosis) ในระยะที่มีการสร้าง Cell plate คล้ายกัน
3. มีอาหารสะสมในเซลล์เป็นพวกแป้ง (Starch)
4. ผนังเซลล์เป็นสารประกอบพวกเซลลูโลส(Cellulose)
5.ในพวกไบรโอไฟตา(Bryophyta) เซลล์สืบพันธุ์เพศผู้ มีแฟลกเจลลาช่วยในการเคลื่อนที่และอาศัยน้ำในการปฏิสนธิเหมือนกัน
6. มีวงชีวิตแบบสลับ (Alternation of Generation)

วิวัฒนาการของพืช

รูปที่ 2.19 สายวิวัฒนาการของพืช ที่มา สสวท (2536: 22)

การที่พืชมีวิวัฒนาการ จากน้ำขึ้นมาอยู่บนบกได้ จำเป็นอย่างยิ่ง ที่ต้องมีการปรับตัว ทั้งทางด้าน โครงสร้างและหน้าที่ การทำงาน เพื่อความสามารถในการอยู่รอดในสภาพแวดล้อม ที่มีน้ำหรือความชื้นลดน้อยลง รูปแบบที่พืชมีการปรับตัว เช่น พืชมีกำเนิดมาตั้งแต่ประมาณ 600 ล้านปีที่แล้ว โดยเริ่มจาก สาหร่าย สีเขียวแกมน้ำเงินที่อยู่ในทะเล แล้ววิวัฒนาการ เป็นสาหร่ายสีเขียวรวมทั้งพืชชนิดอื่นๆด้วย ปัจจุบันเป็นที่ทราบกันว่า สาหร่ายสีเขียวเป็นบรรพบุรุษ ของพืชทั้งหมด โดยวิวัฒนาการในขั้นต้นเป็น 2 กลุ่ม คือ

เป็นพืชที่ขึ้นอยู่เป็นกลุ่มในบริเวณที่ชื้นแฉะ เริ่มปรากฏให้เห็นเมื่อประมาณ 400 ล้านปีที่แล้ว พืชเหล่านี้มีโครงสร้างของเซลล์คล้ายคลึงกับสาหร่ายสีเขียว พืชที่พบในปัจจุบันได้แก่ มอส (moss) ลิเวอร์เวิรต (liverwort) ฮอร์นเวิรต (hornwort)

มอส	ลิเวอร์เวิร์ต	ฮอร์นเวิร์ต

รูปที่ 2.20 พืชที่ไม่มีเนื้อเยื่อลำเลียง

ที่มา : http://bryophytes.plant.siu.edu (2003)

พืชบกพวกแรกที่มีเนื้อเยื่อลำเลียงเกิดขึ้นประมาณ 425 ล้านปี ไม่มีรากและใบที่แท้จริง มีแต่ลำต้นที่หยั่งลงดิน ลำต้นที่อยู่เหนือพื้นดินทำหน้าที่สังเคราะห์แสง คลอโรฟิลล์ที่ตรวจสอบพบในพืชเหล่านี้เป็นชนิดเดียวกับที่พบในสาหร่ายสีเขียว จึงเชื่อว่าพืชบกน่าจะมีวิวัฒนาการมาจากสาหร่ายสีเขียว เมื่อแรกจะอยู่ตามชายฝั่งทะเลแล้วค่อยๆ วิวัฒนาการขึ้นมาอยู่บนบก และมีการเปลี่ยนแปลงจนเป็นพืชมากมายหลายชนิดในปัจจุบัน เช่น เฟิร์น พืชใบเลี้ยงเดี่ยว พืชใบเลี้ยงคู่ ฯลฯ

เฟิร์น	พืชใบเลี้ยงเดี่ยว	พืชใบเลี้ยงคู่

รูปที่ 2.22 พืชที่มีเนื้อเยื่อลำเลียง

ที่มา http://www.hardyferns.org (2003) และ http://www.sc1.ac.th(2003)

ภาระงานที่ 2 ส่วนที่ 2

รูปที่ 2.23 สายวิวัฒนาการของสัตว์
ที่มา สสวท(2536: 25)

           สัตว์หลายเซลล์พวกแรกปรากฏในทะเลเมื่อประมาณ 600 ล้านปีมาแล้ว เป็นสัตว์ประเภทไม่มีกระดูกสันหลัง จากหลักฐาน ซากดึกดำบรรพ์สัตว์ที่พบได้แก่ ฟองน้ำ แมงกะพรุน หอยปากเป็ด หนอนที่มีลำตัวเป็นปล้องและปะการัง นักวิทยาศาสตร์สันนิษฐานว่าสัตว์หลายเซลล์แรกเริ่มเหล่านี้มีวิวัฒนาการมา จากสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวแล้ว จึงมีวิวัฒนาการเป็นสัตว์ต่างๆในปัจจุบัน

            สัตว์ที่มีกระดูกสันหลังพวกแรกที่พบคาดว่ามี อายุประมาณ 500 ล้านปี เป็นปลาไม่มีกระดูกขากรรไกร และเชื่อกันว่าปลาไม่มีกระดูกขากรรไกรนี้ มีกำเนิดมาจากบรรพบุรุษที่คล้ายเพรียงหัวหอม ปลาไม่มีกระดูกขากรรไกร มีวิวัฒนาการไปหลายสายพันธุ์ เป็นปลาที่พบเห็นทั่วไปทั้งที่อาศัยอยู่ในแม่น้ำลำธารและทะเล และเป็นปลามีเนื้อที่ครีบ ได้แก่ปลามีปอดซึ่งปัจจุบันยังคงมีอยู่ในทวีปออสเตรเลีย อาฟริกา อเมริกาใต้ ในระยะเวลาต่อมา สภาพแวดล้อมของโลก ได้เปลี่ยนแปลงไปอีก น้ำในแหล่งน้ำต่างๆเกิดแห้งขอดเป็นครั้งคราว และมีฤดูฝนสลับกับฤดูแล้ง จึงทำให้ปลาที่มีเนื้อที่ครีบ มีวิวัฒนาการต่อไปอีก มีการปรับตัวให้อยู่บนบกได้บ้างเป็นครั้งคราว เป็นผลให้เกิดมีสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำขึ้นมา

สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง	สัตว์น้ำ	สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ

รูปที่ 2.24 สัตว์ที่มีวิวัฒนาการแตกต่างกัน
ที่มา http://www.enature.com(2001)

ระยะต่อมาสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ ได้วิวัฒนาการไปเป็นสัตว์เลื้อยคลานซึ่งมีชีวิตอยู่บนบกอย่างแท้จริง สัตว์เลื้อยคลาน สามารถดำรงชีพอยู่ในน้ำ และบนบกได้ตามลักษณะรูปร่างของร่างกายที่แตกต่างกัน สัตว์เลื้อยคลานมีมากมายหลายชนิด เช่น งู จิ้งเหลน เต่า จระเข้ ฯลฯ

สัตว์เลื้อยคลาน	สัตว์ปีก	สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม

รูปที่ 2.25 สัตว์มีกระดูกสันหลัง
ที่มา http://enature.com (20)03)

จากการศึกษาซากดึกดำบรรพ์ของ บรรพบุรุษนก นักวิทยาศาสตร์พบว่าลักษณะบางอย่างของบรรพบุรุษนก เช่น ฟันและหาง คล้ายคลึงกับลักษณะ ของสัตว์เลื้อยคลาน นกปัจจุบันไม่มีฟัน แต่มีจงอยปาก สำหรับกระดูกหางของนกดึกดำบรรพ์ มีหางประกอบด้วยกระดูกหลายท่อนเรียงต่อกัน นกปัจจุบันเป็นกระดูกท่อนเดียวเล็กๆ ลักษณะของนกดึกดำบรรพ์ที่เหมือนนกปัจจุบัน คือขน ส่วนสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมมีวิวัฒนาการ มาจากสัตว์เลื้อยคลานเช่นกัน บรรพบุรุษของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมปรากฏเมื่อ 181 ล้านปี แล้วมีวิวัฒนาการเป็นสัตว์ชนิดต่างๆ

ภาระงานที่2 ส่วน1

                  ในด้านชีววิทยา วิวัฒนาการ (อังกฤษ: Evolution) คือการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมในประชากรของสิ่งมีชีวิต จากรุ่นหนึ่งสู่รุ่นหนึ่ง วิวัฒนาการเกิดจากกระบวนการหลัก 3 กระบวนการ ได้แก่ ความแปรผัน การสืบพันธุ์ และการคัดเลือก โดยอาศัยยีนเป็นตัวกลางในการส่งผ่านลักษณะทางพันธุกรรม อันเป็นพื้นฐานของการเกิดวิวัฒนาการ ลักษณะเช่นนี้เกิดขึ้นในประชากรเพื่อให้เกิดความแปรผันทางพันธุกรรมเมื่อสิ่งมีชีวิตให้ กำเนิดลูกหลานย่อมเกิดลักษณะใหม่ หรือเปลี่ยนแปลงลักษณะเดิม โดยลักษณะใหม่ที่เกิดขึ้นนี้มีสาเหตุสำคัญ 2 ประการ ประการหนึ่ง เกิดจากกระบวนการกลายพันธุ์ของยีน และอีกประการหนึ่ง เกิดจากการแลกเปลี่ยนยีนระหว่างประชากร และระหว่างสปีชีส์ ในสิ่งมีชีวิตที่มีการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ สิ่งมีชีวิตใหม่ที่เกิดขึ้นจะผ่านกระบวนการแลกเปลี่ยนยีน อันก่อให้เกิดความแปรผันทางพันธุกรรมที่หลากหลายในสิ่งมีชีวิต วิวัฒนาการเกิดขึ้นเมื่อความแตกต่างทางพันธุกรรมเกิดขึ้น จนเกิดความแตกต่างมากขึ้นเรื่อยๆ จนกลายเป็นลักษณะที่แตกต่างกัน

               โดย ปกติเมื่อสิ่งมีชีวิตไม่ว่าจะเป็นพืชหรือสัตว์ตายลงก็มักจะถูกย่อยสลายให้ เน่าเปื่อยผุพังลงจนไม่มีซากเหลืออยู่ แต่สำหรับบางสภาวะที่ป้องกันการเปลี่ยนแปลงของซากสิ่งมีชีวิตได้ดี เช่น การอยู่ในน้ำแข็ง การอยู่ในยางไม้ (อำพัน) หรือการฝังตัวอยู่ในดินโคลนจนกลายเป็นหินจะทำให้สิ่งมีชีวิตที่ตายลงยังคง เหลือให้เห็นเป็นซากดึกดำบรรพ์ (fossil) ซึ่งเป็นหลักฐานสำคัญที่ทำให้เราทราบว่าเคยมีสิ่งมีชีวิตมากมายที่เกิดขึ้น ในอดีต หลายชนิดสูญพันธุ์ไปแล้ว เช่น ไดโนเสาร์ และส่วนใหญ่ที่มีชีวิตอยู่ก็มีสัณฐานเปลี่ยนแปลงไป

          ซาก ดึกดำบรรพ์จะพบมากในหินชั้นหรือหินตะกอน นักวิทยาศาสตร์สามารถคำนวณอายุของซากดึกดำบรรพ์ได้จากอายุของชั้นหิน ซากดึกดำบรรพ์ที่พบในหินชั้นล่างย่อมมีอายุมากกว่าซากที่พบในหินชั้นบน และเมื่อพิจารณาถึงโครงสร้างแล้วซากดึกดำบรรพ์ในหินชั้นบนจะมีความซับซ้อน และมีโครงสร้างที่ใกล้เคียงกับสิ่งมีชีวิตในปัจจุบันมากกว่า

ซากดึกดำบรรพ์ในชั้นหินต่างๆ

                 หลักฐานจากซากดึกดำบรรพ์ของสิ่งมีชีวิต
  หน้า 2 จาก 2

อย่างไรก็ตามซากดึกดำบรรพ์เป็นเพียงหลักฐานหนึ่งเท่านั้นที่สามารถนำมาใช้อธิบายการเกิดวิวัฒนาการ เพราะซากดึกดำบรรพ์ที่ค้นพบอาจไม่สมบูรณ์จึงให้รายละเอียดได้ไม่เพียงพอ ดังนั้นการเข้าใจถึงวิวัฒนาการจึงต้องใช้หลักฐานอื่นมาสนับสนุนเพิ่มเติม

ซากดึกดำบรรพ์ของม้าที่แตกต่างกันในยุคต่างๆ ทำให้สามารถอธิบายถึงวิวัฒนาการของม้าจากอดีตถึงปัจจุบันได้

ซากดึกดำบรรพ์ของอาร์คีออปเทอริก

คำถาม

ส่วนที่1

1.เมื่อพืชหรือสัตว์ตายลงมักจะถูกย่อยสลายจนไม่มีซากที่สมบูรณ์ เรียกว่าอะไร

2.หลักฐานที่บ่งบอกถึงวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตมีกี่หลักฐาน

3.การประมาณอายุของวากดึกดำบรรรพ์สามารถคำนวณได้จากอายุขิงชั้นหินที่พบเปรีบยเทียบจากอะไร

ภาระงานที่1

ที่มาและความสำคัญ:
   จากมนุษย์ตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบัน มีการเปลี่ยนแปลงหลายอย่าง ทั้งในเรื่องเทคโนโลยีและสิ่งที่เกิดตามธรรมชาติ สิ่งที่เกิดด้วยธรรมชาติ ที่เกิดจากการถ่ายทอดจากรุ่นหนึ่งไปยังอีกรุ่นหนึ่ง หรือเรียกว่าการถ่ายทอดทางพันธุกรรมนั่นเอง
   กลุ่มของเราจึงอยากเผยแพร่ข้อมูลทางblogspotเนื่องจากมีสีสันสวยงาม เนื้อหาอ่านง่าย โดยมีการบูรณาการระหว่างวิชาคอมพิวเตอร์และชีววิทยา เข้าด้วยกัน เพื่อที่จะได้หาความรู้ผ่านทางโลกออนไลน์ หรือทางอินเตอร์เน็ต โดยใช้บล็อกเป็นสื่อกลางในการหาความรู้และแสดงความคิดเห็นร่วมกันได้


วัตถุประสงค์:
   1.เพื่อศึกษาวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต
   2.เพื่อนำความรู้ที่ได้จากวิชาคอมพิมเตอร์มาบูรราการให้กับชีววิทยาเข้าด้วยกัน
   3.เพื่อเผยแพร่ความรู้เกี่ยวกับวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต


ประโยชน์ที่ได้รับ:
   1.ได้รู้ความหมายของวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต
   2.นำความรู้ที่ได้จากวิชาคอมพิวเตอร์มาบูรณาการใก้กับวิชาชีววิทยา
   3.ได้เผยแพร่ความรู้เกี่ยววิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต

แนะนำสมาชิก

สมาชิกในกลุ่ม

1.นางสาว ธัญจิรา   ชารัมย์ เลขที่ 8

2.นางสาว ปารถนา   จิตหนักแน่น  เลขที่  12

3.นางสาว  วิลาวรรณ   จำปาดง  เลขที่  21

4.นางสาว พัชรินทร์   คงยืน  เลขที่  39

ชั้น มัธยมศึกษาปีที่ 6/2

เสนอ

คุณครู จิตติพร  สุวรรณาลัย