วิวัฒนาการทางชีววิทยาเกิดขึ้นได้อย่างไรและเป็นอย่างไร

หากเรามองไปรอบ ๆ ตัวเราเราจะตระหนักได้โดยไม่ต้องใช้ความพยายามมากนักว่าทุกสิ่งมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาไม่มีสิ่งใดในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติหรือทางวัฒนธรรมที่คงที่มีการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นทีละน้อยกว่าสิ่งอื่น ๆ แต่ทุกสิ่งทุกอย่างเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลาวิวัฒนาการ  

จากความเป็นจริงนี้ สายพันธุ์ทางชีวภาพไม่ได้หลบหนีซึ่งสำหรับเราเพื่อความเข้าใจของเราเพราะนั่นคือวิธีที่เราได้เห็นพวกเขานั่นคือวิธีที่เรารู้จักพวกเขาและอาจจะยังคงเหมือนเดิมในช่วงชีวิตของเรา แต่ผู้ที่อุทิศตัวเองให้กับการศึกษาพวกเขาด้วยความจริงจังและวิธีการทางวิทยาศาสตร์ รู้ว่าสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดที่เรารู้จักและอยู่รอบตัวเรานั้นเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงและจะยังคงเป็นเช่นนั้นตราบเท่าที่ยังมีสิ่งมีชีวิตอยู่บนโลก เพราะสิ่งมีชีวิตคือวิวัฒนาการทางชีววิทยาอย่างต่อเนื่อง

ตอนนี้นับตั้งแต่ยุคแรกสุดของมนุษยชาติมีการคาดเดาเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตหลากหลายชนิดที่มีอยู่บนโลกและอาจถูกถามว่ากลไกใดรับผิดชอบต่อความหลากหลายของรูปแบบและหน้าที่ที่สิ่งมีชีวิตต่างกันนำมาใช้? หรือมนุษย์เข้ากับช่วงชีวิตที่ยิ่งใหญ่นี้ได้อย่างไร?

มาดูประวัติศาสตร์กันสักหน่อย  

ความคิดเริ่มต้นส่วนใหญ่เกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิตเกี่ยวข้องกับเวทมนตร์หรือศาสนา บางคนเชื่อว่าสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นจากอินทรียวัตถุเฉื่อย ทฤษฎีการสร้างที่เกิดขึ้นเองดังกล่าวย้อนกลับไปในสมัยของนักปรัชญาชาวกรีกอนาซิมานเดอร์และอริสโตเติล สำหรับหลายคนเห็นได้ชัดว่าตัวอ่อนของแมลงวันถูกสร้างขึ้นเองโดยธรรมชาติจากเนื้อเน่า ในปี 1861 นักเคมีและนักแบคทีเรียชาวฝรั่งเศส หลุยส์ปาสเตอร์ได้พัฒนาทฤษฎีการสร้างที่เกิดขึ้นเองอย่างแน่นอน.

ตลอดหลายศตวรรษที่ผ่านมาศาสนามีอิทธิพลต่อโลกทัศน์ของสังคม: ผู้เชื่อถือว่าการสร้างสิ่งมีชีวิตเป็นการกระทำของพระเจ้าหรือเทพเจ้าเฉพาะของตน ยกตัวอย่างเช่นสังคมยูเดีย - คริสเตียนยอมรับความจริงของสิ่งสร้างที่แท้จริงตามที่เขียนไว้ในการกำเนิดของพันธสัญญาเดิม ความเชื่อนี้เรียกว่าเนรมิตถือได้ว่าสิ่งมีชีวิตต่างสายพันธุ์ถูกสร้างขึ้นโดยพระเจ้าในรูปแบบปัจจุบันและสิ่งนี้ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ จนกระทั่งประมาณกลางศตวรรษที่ XNUMX นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่เห็นชอบแนวทางนี้และทุกวันนี้คริสเตียนจำนวนมากยังคงยึดมั่นในความจริงที่แท้จริงของการกำเนิด อย่างไรก็ตาม ความคิดเห็นทางวิทยาศาสตร์ได้เปลี่ยนไปจากการค้นพบที่น่าทึ่งบางอย่าง ทำโดยนักธรรมชาติวิทยาและนักธรณีวิทยาตลอดศตวรรษที่ XNUMX และ XNUMX

ในช่วงทศวรรษที่ 1730 นักธรรมชาติวิทยาชาวสวีเดน Carolus Linnaeus (Carlvon Linné) ใน Spanish Linnaeus ได้ทำงานสร้างสรรค์ของเขาในการระบุความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันโดยการจัดลำดับอย่างเป็นระบบตามกลุ่ม  

(อนุกรมวิธาน) สิ่งนี้นำไปสู่การมองอย่างใกล้ชิดถึงความคล้ายคลึงกันระหว่างสิ่งมีชีวิตบางชนิด การศึกษาทางกายวิภาคเริ่มเผยให้เห็นว่าสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันมากเพียงใดเมื่อมองแวบแรกอาจมีลักษณะโครงสร้างบางอย่างร่วมกันทำให้เกิดการคาดเดาเกี่ยวกับเครือญาติหรือความสัมพันธ์ของแหล่งกำเนิดระหว่างพวกเขา

รอยเท้าทางธรณีวิทยา

นักธรณีวิทยาค้นพบว่าหินมีชั้นต่างๆ (ชั้น) ซึ่งก่อตัวขึ้นในช่วงเวลาต่างๆกัน ชั้นหินเหล่านี้มีอายุมานานก่อนวันที่คริสตจักรกำหนดไว้สำหรับการสร้างโลก

บางชั้นมีอยู่ ซากฟอสซิลของสัตว์และพืช ที่มีชีวิตอยู่ในช่วงที่หินกำลังก่อตัว: ซากดึกดำบรรพ์เหล่านี้จำนวนมากเป็นของสิ่งมีชีวิตที่ไม่รู้จักในโลกร่วมสมัย ในซากดึกดำบรรพ์ของชั้นที่ต่อเนื่องกันความคล้ายคลึงกันของโครงสร้างสามารถแยกแยะได้ซึ่งแสดงถึงสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในช่วงเวลาต่อเนื่องกันในอดีต ยิ่งพบหินที่มีอายุมากขึ้นรูปแบบสิ่งมีชีวิตที่เรียบง่ายและดั้งเดิมก็ยิ่งมากขึ้น

ทั้งหมดนี้ชี้ให้เห็นว่าสิ่งมีชีวิตในปัจจุบันมาจากรูปแบบชีวิตดั้งเดิมซึ่งผ่านกระบวนการเปลี่ยนแปลงทีละน้อยนั่นคือวิวัฒนาการทางชีววิทยา

ทฤษฎีวิวัฒนาการ

ในตอนแรกไม่ใช่เรื่องง่ายที่โลกจะยอมรับหลักฐานวิวัฒนาการแม้ว่าจะเห็นได้ชัดก็ตาม เป็นเวลานานที่คริสตจักรไม่มีข้อโต้แย้งหรือข้อพิสูจน์ที่ถูกต้องที่จะปฏิเสธข้อเท็จจริงของบันทึกฟอสซิลและเสนอว่าพระเจ้าได้วางฟอสซิลไว้ในหินระหว่างการสร้างเพื่อทดสอบศรัทธาของผู้ศรัทธา

อีราสมุสดาร์วินแพทย์นักปรัชญาและกวีชาวอังกฤษเขาเป็นผู้เขียนทฤษฎีวิวัฒนาการแรก ๆ อีราสมุสดาร์วิน  เขาเสนอว่าสิ่งมีชีวิตพัฒนามาจากแหล่งเดียวและอธิบายถึงความสำคัญของการต่อสู้เพื่อชีวิตและการเลือกเพศเพื่อเป็นกลไกในการเปลี่ยนแปลงวิวัฒนาการ ความคิดหลายอย่างของเขามีอิทธิพลต่อหลานชายของเขานักธรรมชาติวิทยา Charles Darwin, ซึ่งทฤษฎีวิวัฒนาการของตัวเองส่งผลกระทบยาวนานต่อชีววิทยา อย่างไรก็ตามผู้เขียนทฤษฎีวิวัฒนาการทั่วไปคนแรกคือ Jean- นักธรรมชาติวิทยาชาวฝรั่งเศส Baptiste de Lamarck

ฌอง- Baptiste de Lamarck

Jean-Baptiste Pierre Antoine de Monet อัศวินแห่ง Lamarck เป็นบุคคลที่น่านับถือ แต่มีความขัดแย้ง เขาได้รับเครดิตจากการตั้งชื่อให้กับวิทยาศาสตร์ "ชีววิทยา" และเป็นนักเขียนที่ได้รับความนิยมในการศึกษาเกี่ยวกับพืชพรรณของฝรั่งเศส นอกจากนี้เขายังเขียนบทความเจ็ดเล่มเรื่อง "สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง" ซึ่งเป็นคำที่เขาแนะนำเพื่อใช้อธิบายสัตว์ที่ไม่มีกระดูกสันหลัง ความสนใจของเขาขยายไปสู่สาขาอื่น ๆ รวมถึงธรณีวิทยาและการศึกษาซากดึกดำบรรพ์บรรพชีวินวิทยาและแม้ว่าในตอนแรกเขาเชื่อว่าสิ่งมีชีวิตยังคงไม่เปลี่ยนแปลงในช่วงทศวรรษที่ 1790 แต่เขาก็เปลี่ยนไปเชื่อในวิวัฒนาการทางชีววิทยา

ลามาร์คเริ่มเชื่อว่าสิ่งมีชีวิตมีวิวัฒนาการที่ซับซ้อนมากขึ้น นอกจากนี้เขายังสรุปว่าซากดึกดำบรรพ์ที่สูญพันธุ์ไปแล้วนั้นไม่ได้หายไป แต่มีวิวัฒนาการไปสู่รูปแบบที่ทันสมัยกว่าและวิวัฒนาการทางชีววิทยานั้นเป็นกระบวนการที่ค่อยเป็นค่อยไป Lamarck มีส่วนทำให้เกิดความเชื่อว่าโครงสร้าง  ร่างกายได้รับการเสริมสร้างและพัฒนา เนื่องจากการใช้งานซ้ำ ๆ และชิ้นส่วนที่ใช้เพียงเล็กน้อยอ่อนแอลงหรือลดน้อยลง: สมมติฐานการใช้และการไม่ใช้ในทำนองเดียวกันฉันยอมรับว่าอักขระเหล่านี้ที่ได้มาในช่วงชีวิตของสิ่งมีชีวิตสามารถถ่ายทอดไปยังลูกหลานได้

ภาพประกอบยอดนิยมของข้อเท็จจริงนี้คือคอยาวของยีราฟ ตามสมมติฐานของการใช้หรือไม่ใช้ความพยายามของยีราฟในการไปถึงใบไม้ของกิ่งไม้สูงจะทำให้คอยืดและลูกหลานของพวกมันจะได้รับลักษณะที่ได้มานี้ดังนั้นจึงมีคอที่ยาวขึ้นเล็กน้อย ดังนั้นเมื่อเวลาผ่านไปและหลายชั่วอายุคนยีราฟคอยาวจะมีวิวัฒนาการ

Lamarck เผยแพร่ทฤษฎีวิวัฒนาการของเขาใน Zoological Philosophy และเป็นที่วิพากษ์วิจารณ์อย่างกว้างขวาง ชื่อของเขายังคงเชื่อมโยงอย่างไม่เป็นธรรมกับความคิดที่ไม่น่าเชื่อถือเกี่ยวกับการสืบทอดตัวละครที่ได้มาซึ่งเรียกว่า

แม้แต่ Charles Darwin ก็เสนอกลไกการถ่ายทอดทางพันธุกรรมที่คล้ายกันซึ่งเขาเรียกว่า pangenesis เฉพาะการค้นพบในปี 1900 ของ การทดลองทางพันธุกรรมรุ่นบุกเบิกของ Mendel มันจะทำให้เห็นภาพการถ่ายทอดทางพันธุกรรมที่แม่นยำยิ่งขึ้น

ปัจจุบันเป็นที่ทราบกันดีว่าลักษณะที่สืบทอดมาจากพ่อแม่โดยลูกหลานนั้นได้มาในช่วงเวลาของการปฏิสนธินั่นคือพวกมันถูกถ่ายทอดในรูปแบบของยีนโดยดีเอ็นเอของตัวอสุจิและไข่ของสิ่งมีชีวิตของพ่อและแม่ และสิ่งนี้ไม่ได้รับผลกระทบจากรูปแบบชีวิตในภายหลังของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ แม้ว่าดีเอ็นเอสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการกลายพันธุ์ประเภทต่างๆและจากปัจจัยแวดล้อมต่างๆเช่นรังสีไอออไนซ์ แต่ก็ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ตามพฤติกรรมของสิ่งมีชีวิต

ลัทธิดาร์วิน  

ในปีพ. ศ. 1858 อัลเฟรดรัสเซลวอลเลซนักธรรมชาติวิทยาชาวอังกฤษได้ส่งข้อความให้ดาร์วินที่มีชื่อว่าแนวโน้มของพันธุ์ที่จะเปลี่ยนไปจากพันธุ์ดั้งเดิมอย่างไม่มีกำหนดจากการศึกษาสัตว์ในหมู่เกาะมาเลย์ซึ่งเป็นอินโดนีเซียในปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์คนนี้เคยสังเกตว่าสายพันธุ์เอเชียเหล่านี้ พวกเขาก้าวหน้าในแง่วิวัฒนาการมากกว่าชาวออสเตรเลียและเขาแนะนำว่าพวกเขามี วิวัฒนาการมาหลังจากที่ทั้งสองทวีปแยกออกจากกัน

ดาร์วินรู้สึกประหลาดใจที่พบว่ามีการอ่านวอลเลซให้สังคม Linnaean แห่งลอนดอนฟัง แต่ทั้งดาร์วินและวอลเลซไม่อยู่และโอกาสนั้นก็กระตุ้นความสนใจเพียงเล็กน้อย

ในเดือนพฤศจิกายนปี 1859 ดาร์วินได้เผยแพร่ต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตผ่านการคัดเลือกโดยธรรมชาติหรือการอนุรักษ์เผ่าพันธุ์ที่ได้รับความนิยมในการต่อสู้เพื่อชีวิต ในหนังสือเล่มนี้ดาร์วินจำได้ว่าวอลเลซได้บรรลุข้อสรุปทั่วไปเกือบทุกประการเช่นเดียวกับที่ฉันเกี่ยวกับต้นกำเนิดของสปีชีส์

ทฤษฎีการคัดเลือกโดยธรรมชาติของดาร์วินสรุปไว้ในประเด็นต่อไปนี้:

• การเปลี่ยนแปลงรูปร่างสามารถพบได้ในบุคคลทุกชนิด ขนาดสีและลักษณะอื่น ๆ
• สายพันธุ์ที่สืบพันธุ์แบบอาศัยเพศมีลูกจำนวนมากเกินความจำเป็นเพื่อรักษาจำนวนบุคคลในประชากร
• โดยเฉลี่ยแล้วบุคคลใด ๆ มีโอกาสรอดชีวิตเพียงเล็กน้อยเท่านั้นที่จะมีวุฒิภาวะทางเพศ
• นี้ ความน่าจะเป็นของการอยู่รอด จะดีกว่าถ้าบุคคลนั้นมีลักษณะขนาดรูปร่างสีระหว่างชั่วโมงที่ทำให้เขาปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมได้ดีขึ้น ว่ากันว่าเขามีข้อได้เปรียบในการคัดเลือกมากกว่าเพื่อนร่วมงาน
• บุคคลที่มีความพร้อมที่จะอยู่รอดในสภาพแวดล้อมของตนได้ดีกว่าจนกว่าจะมีวุฒิภาวะทางเพศจะมีโอกาสที่ดีกว่าในการสร้างและถ่ายทอดลักษณะที่ดีไปสู่ลูก
• ในทางกลับกันบุคคลที่มีลักษณะเฉพาะทำให้พวกเขามีโอกาสน้อยที่จะมีชีวิตรอดจนถึงวุฒิภาวะทางเพศจะมีลูกหลานน้อยลงและมีโอกาสน้อยที่จะถ่ายทอดลักษณะของพวกเขา
• หลังจากหลายชั่วอายุคนจำนวนลูกหลานที่มีลักษณะที่ดีจะเพิ่มขึ้นและจำนวนและจำนวนที่มีลักษณะที่ไม่เอื้ออำนวยจะลดลง

หนังสือของดาร์วินทำให้เกิดเรื่องอื้อฉาวและผู้เขียนถูกเซ็นเซอร์ว่าเป็นนักอนุรักษนิยม ข้อโต้แย้งหลักประการหนึ่งของทฤษฎีของดาร์วินคือการที่มันไม่มีความแตกต่างพื้นฐานใด ๆ ระหว่างมนุษย์กับสัตว์ที่ "ต่ำกว่า" ตามที่มนุษย์ดาร์วินมีวิวัฒนาการมากกว่าสัตว์ในตระกูลลิงชนิดอื่น ๆ เช่นค่างลิงและลิงอื่น ๆ ในเวลานั้นในเวลานั้นความคิดนี้ขัดแย้งกับหลักการพื้นฐานทางศาสนา

อย่างไรก็ตาม ดาร์วินได้รับการสนับสนุนอย่างมาก โดยกลุ่มนักวิทยาศาสตร์คนสำคัญในยุคนั้น ความคิดของดาร์วินมีชัยและในที่สุดก็สามารถปรับตัวได้อย่างกว้างขวาง ปัจจุบันเป็นความคิดที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางว่ามนุษย์สมัยใหม่ (โฮโมเซเปียนส์) วิวัฒนาการมาจากบรรพบุรุษที่มีลักษณะคล้ายลิง

การคัดเลือกโดยธรรมชาติ

ความยากลำบากในการศึกษาการคัดเลือกและวิวัฒนาการตามธรรมชาติในสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่อยู่ในลักษณะของกระบวนการที่ค่อยเป็นค่อยไป อย่างไรก็ตามลักษณะบางอย่างที่ส่งผลต่อความน่าจะเป็นของการอยู่รอดสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างรวดเร็ว: วิวัฒนาการไม่จำเป็นต้องใช้เวลาหลายพันปี ตัวอย่างเช่น, สายพันธุ์ที่ถูกคุกคามโดยนักล่า พวกมันสามารถวิวัฒนาการได้อย่างรวดเร็วโดยการคัดเลือกโดยธรรมชาติเพื่อลดการคุกคามจากการจับ

การคัดเลือกโดยธรรมชาติสามารถศึกษาได้ง่ายที่สุดในสิ่งมีชีวิตที่มีระยะเวลาสั้น ๆ ตัวอย่างเช่นแบคทีเรียสามารถมีเวลาในการสร้างเพียง 20 นาทีเพื่อให้การคัดเลือกโดยธรรมชาติสามารถสร้างการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ได้ในระยะเวลาอันสั้น

ทฤษฎีสมัยใหม่

ทฤษฎีนีโอดาร์วินรุ่นใหม่ของดาร์วินหรือที่เรียกว่าการสังเคราะห์สมัยใหม่หรือทฤษฎีสังเคราะห์ผสมผสานความรู้ในศตวรรษที่ XNUMX ในสาขาพันธุศาสตร์และสาขาที่เกี่ยวข้องกับแนวคิดดั้งเดิมของดาร์วิน การสืบสวนเมื่อ ยีนมีพฤติกรรมอย่างไรในประชากร ของสิ่งมีชีวิต และการศึกษาเกี่ยวกับวิวัฒนาการในปัจจุบันได้ยืนยันถึงความสำคัญของการคัดเลือกโดยธรรมชาติ ในบรรพชีวินวิทยาวิธีการสังเคราะห์นี้ได้ให้ข้อมูลเกี่ยวกับจังหวะของวิวัฒนาการทางชีววิทยาในช่วงเวลาทางธรณีวิทยา