กลไกของวิวัฒนาการที่สำคัญ คือ
1. การคัดเลือกโดยธรรมชาติ
2. การผ่าเหล่าและความแปรผันทางพันธุกรรม
3. การอพยพเข้าและการอพยพออก
4. ขนาดของประชากร
ในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ความสามารถในการสืบพันธุ์จะเพิ่มจํานวนได้สูงมาก หากไม่มีปัจจัยที่จํากัด การเพิ่มจํานวนแล้วสิ่งมีชีวิตทั้งหลายคงจะล้นโลก แต่ตามที่เป็นจริงจํานวนของสิ่งมีชีวิตค่อนข้างจะคงที่ เนื่องจากกระบวนการคัดเลือกโดยธรรมชาติ (naturalselection)ซึ่งอาศัยหลักเกณฑ์พื้นฐานว่า จะไม่มีลักษณะทางกรรมพันธุ์ชุดเดียวที่เหมาะสมต่อสภาพความเป็นอยู่ของ สิ่งมีชีวิตในแต่ละแหล่งที่อยู่อาศัย ฉะนั้นการคัดเลือกโดยธรรมชาติ จึงต้องมีปัจจัยสําคัญ คือ ความสามารถในการสืบพันธุ์ ของสิ่งมีชีวิต พื่อการถ่ายทอดลักษณะแตกต่างที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ และสิ่งมีชีวิตนั้นต้องอยู่ใต้อิทธิพลของสิ่งแวดล้อม ผลของการคัดเลือกโดยธรรมชาติจะได้สิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะ สปีชีส์เดียวกัน ที่มีความแตกต่างกัน อย่างเห็นได้ชัดทางกรรมพันธุ์ ซึ่งเรียกว่าโพลีมอร์ฟิซึม(polymorphism)
ตัวอย่างเช่น
สีและลวดลายบนเปลือกหอย : หอยชนิด Cepaea nemoralis เปลือกมีสีเหลือง นํ้าตาลชมพู ส้มแดง และยังมีชนิดที่มีลวดลาย เป็นเส้นพาดไปตามเปลือกจากการศึกษาพบว่าในแหล่งที่อยู่ที่มีลักษณะเรียบๆ เช่นบริเวณโคลนตมหรือทรายจะพบหอย ที่มีลักษณะเปลือกเป็นสีเรียบๆมากกว่าลักษณะอื่นๆ ส่วนในป่าหญ้าจะพบว่ามีหอยที่เปลือกลายมากกว่าลักษณะอื่น แต่ในที่บางแห่งก็พบหอย ทั้งเปลือก มีลายและหอยเปลือกสีเรียบอยู่ในที่เดียวกันซึ่งพบว่าหอยเปลือกสีเรียบมีความทนทาน ต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิได้ดีกว่าหอยเปลือกลายดังนั้นนอกจากความสัมพันธ์ของเหยื่อและผู้ล่าแล้ว ยังน่าจะเกี่ยวข้องกับการปรับตัวทางสรีระอีกด้วย
รูปที่ 2.15 หอย Cepaea nemoralis ที่มีลายเปลือกต่างกัน
ที่มา : http://www.sbp.univ-rennes1.fr และ http://www.tiscali.co.uk
ที่มา : http://www.sbp.univ-rennes1.fr และ http://www.tiscali.co.uk
รูปที่ 2.16 ลายเปลือกของหอยที่ไม่เหมาะสมกับสิ่งแวดล้อมอาจจะไม่จะพ้นอันตรายจากผู้ล่า
ที่มา www.il.mahidol.ac.th/course/ap_biology2/chapter6/index.html
สีของผีเสื้อกลางคืน ผีเสื้อกลางคืนชนิด Bristom betularia ซึ่งมีอยู่มากในประเทศอังกฤษ อาศัยอยู่ตามต้นไม้ที่มีไลเคนส์ เกาะอยู่เต็ม สีตัวของมันจึงเป็นสีอ่อนจางซึ่งช่วยให้มันอําพรางตัวได้ดี จนกระทั่งประมาณปี 1845 ซึ่งเป็นช่วงปีที่มี การปฏิวัติ อุตสาหกรรมในเขตเมือง จะมีเขม่าควัน จากปล่องควันของโรงงานอุตสาหกรรมฟุ้งกระจายไปทั่วในอากาศ เริ่มมีผู้พบผีเสื้อกลางคืนสปีชีส์ เดียวกันนี้แต่มีสีดําเข้มขึ้นกว่าเดิมปรากฏขึ้นในเขตเมืองแมนเชสเตอร์ ซึ่งเป็นเขตที่มีการอุตสาห กรรมใหญ่ และมีกลุ่มควันจากโรงงาน อุตสาหกรรม ทําลายพวกไลเคนส์ตามเปลือกไม้ และทําให้ต้นไม้มีสีดําเต็มไปหมดต่อมาในช่วงเวลาไม่ถึงร้อยปีพบผีเสื้อกลางคืนที่มีสีดําเพิ่มขึ้น อย่างรวดเร็ว จนเกือบทั้งหมด เป็นผีเสื้อสีดํา
รูปที่ 2.17 การปรับตัวของผีเสื้อกลางคืนชนิดเดียวกันแต่อยู่ในสภาพแวดล้อมต่างกัน
ที่มา : http://biosci.cosam.calpoly.eduการผ่าเหล่า (mutation) เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติของสิ่งมีชีวิตการผ่าเหล่าหรือมิวเทชัน มีทั้งที่เกิดกับเซลล์ร่างกาย ซึ่งเรียกว่า โซมาติคมิวเทชัน (somatic mutation) และที่เกิดกับเซลล์สืบพันธุ์ เรียกว่า แกมีติคมิวเทชัน (gameticmutation) มิวเทชันที่มีผลต่อขบวนการวิวัฒนาการมาก คือ มิวเทชันที่เกิดกับเซลล์สืบพันธุ์ เนื่องจากสามารถถ่ายทอดไปสู่รุ่นต่อๆไปได้ มิวเทชันทําให้เกิดการแปรผัน ทางพันธุกรรม นอกจากนั้นในกระบวนการ สืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ จะมีการแบ่งเซลล์ด้วยวิธีไมโอซิส เพื่อสร้างเซลล์สืบพันธุ์ ในกระบวนการไมโอซิสจะมีครอสซิงโอเวอร์ (crossing over) โดยมีการ แลกเปลี่ยนชิ้นส่วนของโฮโมโลกัสโครโมโซมซึ่งมีผลทําให้อัลลีลของยีน เกิดการเปลี่ยนตําแหน่งได้ รวมทั้งการรวมกลุ่มกันอย่างอิสระ ของโครโมโซม ที่แยกตัวจากคู่ของมันแล้วเป็นผลให้ยีนต่างๆ ได้ รวมกลุ่มกันใหม่ในแต่ละรุ่น ดังนั้น การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศจึงช่วยให้ยีนต่างๆ ทั้งเก่าและใหม่ ได้มีโอกาส รวมกลุ่มกัน (gene recombination) ในรูปแบบต่างๆ ทั้งขบวนการมิวเทชันและขบวนการ สืบพันธุ์แบบอาศัยเพศเป็นสาเหตุที่ทําให้ สิ่งมีชีวิตเกิดความแปรผัน ทางพันธุกรรมอย่างมากมาย
สิ่งมีชีวิตบางชนิดมีการอพยพเข้าหรือออกของสมาชิก ส่งผลให้ มีการหมุนเวียนพันธุกรรมหรือที่เรียกว่า การไหลของยีน (gene flow) เกิดขึ้นระหว่าง ประชากรย่อยๆ ซึ่งการอพยพจะทําให้สัดส่วนของอัลลีลเปลี่ยนแปลงไป ในประชากรที่มีขนาดใหญ่มากๆ การอพยพเข้าหรืออพยพออกของสมาชิก อาจจะเกือบไม่มีผลต่อสัดส่วนของยีนในกลุ่มประชากรเลย แต่ถ้าประชากรมีขนาดเล็ก เมื่อมีสมาชิกอพยพออกไปทําให้กลุ่มประชากรสูญเสียยีนบางส่วน ทําให้มีโอกาสในการถ่ายทอดหรือแลกเปลี่ยนยีนกับกลุ่มยีนนั้นน้อยลงไป หรือไม่มีโอกาสเลยในทางกลับกัน การอพยพเข้าของประชากร ในกลุ่มประชากรขนาดเล็ก จะทําให้เกิดการเพิ่มพูนบางส่วน หรือบางยีนใหม่เข้ามาในประชากร มีผลทําให้เกิดความแปรผันทางพันธุกรรมของประชากร
การเปลี่ยนแปลงขนาดของประชากร มีบทบาทสําคัญต่อการเปลี่ยนแปลงความถี่ยีนและโครงสร้างของ ยีนพูล (gene pool) ซึ่งเกิดจากโอกาส หรือความบังเอิญ หรือจากภัยธรรมชาติ ประชากรที่มี ขนาดใหญ่และมีการผสมพันธุ์แบบสุ่ม จะไม่พบว่ามีการเปลี่ยนแปลง ความถี่ของยีน มากมายอย่าง มีนัยสําคัญ แต่ถ้าเป็นประชากรขนาดเล็กจะมีผลอย่างมาก การเปลี่ยนแปลงผกผันทางพันธุกรรม อย่างฉับพลันอย่างไม่มีทิศทางแน่นอน หรือการเปลี่ยนแปลงความถี่ของยีนอย่างฉับพลันโดยเหตุบังเอิญ ตามธรรมชาติที่เกิดขึ้นแบบสุ่ม ไม่สามารถคาดการณ์ทิศทางการเปลี่ยนแปลงความถี่ ของยีนได้แน่นอน เช่นนี้ เรียกว่า เจเนติก ดริฟต์ (genetic drift) เป็นกลไกที่สําคัญอย่างหนึ่งที่ทําให้ความถี่ของยีน มีการเบี่ยงเบน จนเกิดการเปลี่ยนแปลง ความถี่ของยีน ตัวอย่างของปรากฏการณ์นี้ได้แก่ วิวัฒนาการ ของสัตว์ชนิดใหม่ที่เกิดขึ้น่ตามหมู่เกาะต่างๆ ในมหาสมุทรแปซิฟิก ดังตัวอย่างของแมลงหวี่ชนิดต่างๆ ที่เกิดบนหมู่เกาะฮาวายหมายเหต ุ : gene pool หมายถึง ยีนโดยรวมซึ่งแลกเปลี่ยนกันระหว่างสิ่งมีชีวิต โดยเฉพาะ ในเผ่าพันธุ์เดียวกัน เปรียบเหมือนมีบ่อของยีน ซึ่งสิ่งมีชีวิตนำมาฝากและนำไปใช้
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น