การคัดเลือกตามธรรมชาติ (Natural Selection)
EP.3
ตามทฤษฎีของดาร์วิน การคัดเลือกตามธรรมชาติเป็นกลไกการเกิดวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต โดยสมาชิกที่ประสบความสำเร็จในการปรับตัวต่อสภาพแวดล้อมมีโอกาสอยู่รอดและสืบพันธุ์ถ่ายทอดลักษณะไปยังรุ่นลูกได้มากกว่าสมาชิกที่ไม่สามารถปรับตัวได้ กล่าวคือ ในประชากรหนึ่งประกอบด้วยสมาชิกที่มีลักษณะทางฟีโนไทป์หลากหลายโดยส่วนใหญ่เป็นลักษณะที่กำหนดโดยพันธุกรรม ในสภาวะแวดล้อมบางสภาวะอาจมีลักษณะไม่เหมาะสมต่อการดำรงชีวิตขณะที่มีบางลักษณะเหมาะสมต่อสภาพแวดล้อมสามารถอยู่รอดและดำรงชีวิตต่อไปได้ อย่างไรก็ตามการมีชีวิตรอดของสมาชิกที่มีลักษณะเหมาะสมไม่ได้เป็นสิ่งกำหนดว่าสมาชิกที่มีลักษณะนั้นๆจะสามารถถ่ายทอดยีนไปสู่รุ่นลูกได้มากกว่าพวกที่มีลักษณะไม่เหมาะสม เช่น กรณีที่สมาชิกที่เหลือรอดไม่ได้รับการผสมพันธุ์ หรือผสมพันธุ์แต่ไม่มีลูกหรือมีลูกจำนวนน้อย เป็นต้น ดังนั้นจำนวนลูกที่แต่ลักษณะผลิตจึงมีความสำคัญต่อการที่ลักษณะต่างๆ จะประสบความสำเร็จในการสืบพันธุ์ด้วย
การที่ลักษณะต่างๆ ในประชากรประสบความสำเร็จในการสืบพันธุ์แตกต่างกัน เรียกว่าลักษณะแต่ละลักษณะมี Fitness ต่างกัน Fitness คือ โอกาสของการถ่ายทอดยีนที่ควบคุมลักษณะนั้นไปสู่ชั่วรุ่นลูก เป็นค่าเปรียบเทียบความสำเร็จในการสืบพันธุ์ระหว่างลักษณะต่างๆ ในสภาพแวดล้อมเดียวกัน ลักษณะซึ่งดำรงอยู่ในสภาพแวดล้อมได้ดีและผลิตลูกได้จำนวนมาก แสดงว่าลักษณะนั้นมี Fitness สูง มีโอกาสถ่ายทอดยีนไปยังรุ่นลูกได้มาก ประชากรในชั่วรุ่นถัดไปจะมีสัดส่วนของยีนที่ควบคุมลักษณะที่ถูกคัดเลือกไว้เพิ่มขึ้น การคัดเลือกลักษณะนั้นๆ อย่างต่อเนื่องจะส่งผลให้เกิดการวิวัฒนาการ
ตัวอย่างหนึ่งของการคัดเลือกตามธรรมชาติ คือ ปรากฏการณ์ industrial melanism ในผีเสื้อกลางคืนชนิดหนึ่ง (peppered moth, Biston betularia ประมาณ ปี ค.ศ. 1848 ในประเทศอังกฤษซึ่งเป็นช่วงเวลาก่อนการปฏิวัติอุตสาหกรรมมีการสำรวจประชากรของผีเสื้อกลางคืนชนิดนี้พบว่าส่วนใหญ่มีลำตัวและปีกสีเทาจาง โดยมีสมาชิกที่มีลำตัวและปีกสีดำเป็นส่วนน้อย (ประมาณ1%) เมื่อสำรวจประชากรผีเสื้อกลางคืนชนิดนี้อีกครั้งหนึ่งใน 50 ปีต่อมา ซึ่งเป็นช่วงเวลาหลังการปฏิวัติอุตสาหกรรม โดยสำรวจในพื้นที่เดิม พบว่าประชากรส่วนใหญ่มีลำตัวและปีกสีดำ แสดงว่ามีการเปลี่ยนแปลงลักษณะในประชากรอย่างรวดเร็ว ซึ่งเป็นผลจากมีการคัดเลือกตามธรรมชาติเกิดขึ้น ซึ่งสามารถอธิบายการเกิดปรากฏการณ์ได้ดังต่อไปนี้
ลักษณะสีลำตัวและปีกของผีเสื้อกลางคืนชนิดนี้เป็นลักษณะทางพันธุกรรม ซึ่งมีผลต่อการอยู่รอด เพราะช่วยปกป้องแมลงจากการถูกนกซึ่งเป็นผู้ล่าจับกินเป็นอาหาร ปกติผีเสื้อชนิดนี้จะออกหากินเวลากลางคืน โดยช่วงกลางวันมักอาศัยเกาะที่ลำต้นของต้นไม้ ต้นไม้เหล่านี้มีไลเคนเจริญเติบโตอยู่ทั่วลำต้นทำให้ลำต้นมีสีเทาจางๆ ดังนั้นผีเสื้อที่มีลำตัวและปีกสีเทาจางจึงกลมกลืนกับสีของลำต้น สามารถรอดพ้นจากการเป็นเหยื่อของนก จึงมีโอกาสผสมพันธุ์ถ่ายทอดยีนที่ควบคุมสีลำตัวและปีกสีเทาสู่รุ่นลูกต่อไป ขณะที่ผีเสื้อที่มีลำตัวและปีกสีดำถูกนกจับกินมากกว่าเพราะนกมองเห็นได้ดี ในประชากรจึงมีผีเสื้อที่มีลำตัวและปีกสีดำอยู่น้อย ในช่วงการปฏิวัติอุตสาหกรรมมีการสร้างโรงงานอุตสาหกรรมมากมายในพื้นที่ เขม่าควันจากโรงงานเหล่านี้ปกคลุมไลเคนที่เจริญเติบโตอยู่ตามลำต้น สีของลำต้นจึงเปลี่ยนเป็นสีเข้มขึ้น สภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนไปนี้ส่งผลให้ผีเสื้อที่มีลำตัวและปีกสีดำมีความได้เปรียบในการอยู่รอด เพราะสีกลมกลืนกับลำต้นของต้นไม้ ขณะที่พวกที่มีลำตัวและปีกสีเทาจางถูกจับกินได้ง่ายขึ้น ประชากรผีเสื้อกลางคืนชนิดนี้ภายหลังการปฏิวัติอุตสาหกรรมจึงมีสมาชิกที่มีลำตัวและปีกสีดำมากขึ้น เพราะผีเสื้อที่มีลำตัวและปีกสีดำสามารถอยู่รอดและสืบทอดลักษณะต่อๆ มา ประชากรมีสมาชิกที่มียีนควบคุมสีลำตัวและปีกสีดำเพิ่มขึ้นในแต่ละรุ่น
การปรับตัว (adaptation)
สิ่งมีชีวิตหลากหลายที่ยังคงดำรงอยู่ในโลกนี้ได้ เนื่องจากมีการถ่ายทอดพันธุกรรมจากรุ่นสู่รุ่นสืบต่อกันมา โดยแต่ละชนิดต่างมีลักษณะเฉพาะที่เหมาะสมต่อการดำรงชีวิตในสภาพแวดล้อมอันเป็นแหล่งที่อยู่อาศัย เช่น ปลาที่อาศัยอยู่ในแหล่งน้ำมีครีบที่เหมาะสมเพื่อใช้ในการว่ายน้ำ นกมีปีกที่มีโครงสร้างของกระดูกและขนเหมาะสมต่อการพยุงตัวขณะบินในอากาศ เป็นต้น ลักษณะเฉพาะเหล่านี้เป็นผลจากการปรับตัวให้เหมาะสมต่อสภาพแวดล้อมในช่วงที่มีวิวัฒนาการ
การปรับตัว หมายถึง ลักษณะและ/หรือพฤติกรรมซึ่งถูกควบคุมโดยพันธุกรรมที่ทำให้โอกาสในการสืบทอดยีนไปสู่รุ่นลูก (หรือ fitness) ของสิ่งมีชีวิตนั้นๆ เพิ่มขึ้น การปรับตัวอาจเกิดกับโครงสร้าง กระบวนการทำงานของโครงสร้าง และ/หรือ พฤติกรรมของสิ่งมีชีวิต ผลของการปรับตัวทำให้สิ่งมีชีวิตสามารถเพิ่มจำนวนและดำรงชีวิตอยู่ในสภาพแวดล้อมตามธรรมชาติได้
ที่มา : ผศ.ดร.สุมิตรา วิสุทธารมณ์
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
