Tip:
Highlight text to annotate it
X
สวัสดี ผมชื่อครูพอล แอนเดอเสน ยินดีต้อนรับสู่วิชา Disciplinary Core Idea LS4A ซึ่งว่าด้วยเรื่องของ
ร่องรอยการมีบรรพบุรษร่วมและความหลากหลาย ตอนที่ดาร์วินตีพิมพ์แนวคิดของเขาเกี่ยวกับเรื่องบรรพบุรุษร่วม นั้น
ยังไม่มีหลักฐานในระดับโมเลกุล ที่จะมายืนยันแนวคิดดังกล่าว ยังไม่มีความรู้เรื่องยีน และการทำงานของยีน
แล้วก็ยังไม่มีความรู้เรื่องดีเอ็นเอ ว่ามีหน้าตาเป็นอย่างไร หรือว่ามีการทำงานอย่างไรด้วย
ก็แปลว่าไม่มีหลักฐานยืนยันแนวคิดมากนัก ทีนี้ พอเรามาดูเรื่องของสิ่งมีชีวิต เรื่องนึงที่
เรานึกถึงก็คือความหลากหลายของสิ่งมีชีวิต เราพบเห็นสิ่งมีชีวิตในลักษณะต่างๆ ตั้งแต่
อาร์เคีย (archaea) ไปจนถึงโปรโตซัว สัตว์ เห็ดรา พืช และแบคทีเรีย และที่เห็นนี่ก็คือแผนภูมิแบบกิ่งไม้ของสิ่งมีชีวิต
สิ่งนึงที่เราอาจจะเห็นได้ออกมาทันทีก็คือความแตกต่างหลากหลายของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ ลักษณะร่วมก็เลยถูกมองข้ามไป
แน่นอนว่าจะต้องมีลักษณะร่วมบางประการอยู่อย่างแน่นอน อย่างน้อย สิ่งมีชีวิตพวกนี้
ทุกชนิดต่างก็มีสารพันธุกรรม มีดีเอ็นเอ มีการทำงานแบบเดียวกัน ไม่ว่าจะเป็นเซลล์แบบใด
ต่างก็ถูกสร้างขึ้นมาในลักษณะเดียวกัน ก็เลยมีแนวความคิดที่สำคัญสองอยู่แนวคิด
ที่นักเรียนน่าจะได้ทำความเข้าใจ อันนึงก็คือลักษณะร่วม (unity) คือลักษณะความคล้ายกันของสิ่งมีชีวิตต่างๆ
อีกอันนึงก็คือความหลากหลาย (diversity) นั่นคือลักษณะที่แตกต่างกันไปของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิด ตอนที่ดาร์วินนำเสนอ
แนวความคิดของบรรพบุรุษร่วม ก็มีรูปที่ผมชอบมากอยู่รูปนึง วาดอยู่ในสมุดโน้ตของเขาเอง ก็เป็นความคิดที่น่าสนใจมาก
แนวความคิดของเขาเชื่อว่า สิ่งมีชีวิตบนโลกใบนี้ ต่างก็มาจากบรรพบุรุษร่วมกันทั้งสิ้น
จากนั้นก็มีการแตกแขนงแยกย่อยกันออกไป ผมชอบแนวคิดอันนี้มาก ก็น่าจะเป็นอย่างนั้นจริงๆ
และถ้าเราลองเปรียบเทียบกับแผนภาพการวิวัฒนาการแบบกิ่งไม้ ที่ใช้กันในปัจจุบัน
ที่มีสิ่งมีชีวิตกลุ่มต่างๆแยกออกมาจากแหล่งเดียวกัน ก็จะเห็นว่าคล้ายคลึงกันมาก
แล้วดาร์วินใช้หลักฐานอะไรในการยืนยันแนวคิดของเขาเอง? ก็เป็นพวกซากดึกดำบรรพ์นั่นเอง
อย่างถ้าเราดูสิ่งมีชีวิตสี่ชนิดนี้ จะเห็นว่าต่างก็มีโครงสร้างกระดูกแบบเดียวกัน
แม้ว่าจะดูแตกต่างกันออกไปบ้าง ตั้งแต่แขนของมนุษย์ ขาสุนัข ปีกนก แล้วก็ครีบปลาวาฬ
ก็เป็นไปได้ว่าทั้งหมดนี้ล้วนมีที่มาจากบรรพบุรุษที่มีโครงสร้างกระดูกคล้ายกัน
เห็นได้จากซากฟอสซิลในหินนั่นเอง เราจะเห็นว่ามีการเปลี่ยนแปลงตามเวลาที่ผ่านไป
ในตัวอย่างกรณีของม้า พอมีการเคลื่อนย้ายที่อยู่มาที่ทุ่งกว้าง ก็เริ่มมีขนาดตัวที่ใหญ่ขึ้น
การเปลี่ยนแปลงนี้สามารถเห็นในซากฟอสซิลด้วย หลักฐานชิ้นสำคัญของเราอันนึง
ที่ใช้กันในทุกวันนี้ก็คือหลักฐานทางโมเลกุล คือดีเอ็นเอนั่นเอง ถ้าเราดูสิ่งมีชีวิตต่างๆบนโลก
ที่มีความสัมพันธ์เกี่ยวข้องกับเรา เราก็จะสามารถเทียบดีเอ็นเอกันได้
ถ้าเราเทียบเคียงดีเอ็นเอมนุษย์และดีเอ็นเอลิงชิมแปนซี ก็จะเห็นว่า
มีความแตกต่างของดีเอ็นเอระหว่างกันเพียง 1.2 เปอร์ซ็นต์เท่านั้น กรณีของกอลลิล่า จะขึ้นไปถึง 1.6 เปอร์เซ็นต์ และในลิงบาบูน
มันกระโดดไป 6.6 จะเห็นว่าเราสามารถเทียบกันได้ว่ามีความคล้ายคลึงกันมากเพียงใด
จริงแล้วผมจะบอกว่าเกือบเหมือนกันเลย อันนี้เองที่ทำให้เรารู้ว่าเรามีความสัมพันธ์กับสิ่งมีชีวิตชนิดใด นอกจากนี้ ก็ยังมีเครื่องมือระดับโมเลกุลที่กำลังจะค้นพบเช่นกัน
นั่นคือเราสามารถที่จะดูวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตจากพัฒนการอันนี้ได้
นอกจากนี้ ก็จะมีชุดของยีนที่เรียกกันว่า ฮ็อกส์ยีน (hox genes) ที่จะสามารถใช้ช่วยในการกำหนดว่า
จะจัดวางชิ้นส่วนต่างๆ ของร่างกายไว้ตรงไหนอย่างไร อย่างถ้าเราดูฮ็อกส์ยีนของแมลงหวี่ เปรียบเทียบกับ
สัตว์มีกระดูกสันหลังก็จะเห็นมีความคล้ายคลึงกันอยู่ เราจึงรู้ได้ว่า
ใครมีความเกี่ยวข้องกับใครโดยใช้ชุดของยีนเป็นตัวช่วย แนวคิดพัฒนาการวิวัฒนาการอันนี้
บางทีก็เรียกกันในวงการนักวิทยาศาสตร์ว่า Evo Devo เป็นเครื่องมือที่น่าจะเป็นประโยชน์มาก
ในการพัฒนาแผนผังวิวัฒนาการแบบกิ่งไม้ เรายังอาจจะดูซากฟอสซิลแล้วเปรียบเทียบกับสิ่งมีชีวิตในปัจจุบันได้ด้วย
อย่างตัวที่เห็นอยู่นี่คือกลิปโตดอน (glyptodont) มีลักษณะคล้ายอมาดิโล (armadillo) แต่มีน้ำหนักเกือบเท่ารถคันนึง
เราก็สามารถเอาซากฟอสซิลของมันมาเปรียบเทียบกับสิ่งมีชีวิตในปัจจุบันอย่างอมาดิโลได้
แล้วเราจะสอนเรื่องพวกนี้กันอย่างไรดี? ก็ในชั้นประถมต้น เราก็อาจจะสอน
ให้นักเรียนเข้าใจว่า สิ่งมีชีวิตที่สูญพันธุ์ไปแล้วอย่างไดโนเสาร์ หรือพืชบางชนิด
หรือปลาที่ปัจจุบันนี้ไม่มีแล้วนั้น ล้วนแต่มีความคล้ายคลึงกับสิ่งมีชีวิตบางชนิด
อย่างเช่นจิ้งจกอย่างที่เราเห็นได้ในทุกวันนี้ พอขึ้นไปถึงชั้นประถมปลายเราก็อาจจะ
พูดคุยเกี่ยวกับฟอสซิล ทั้งฟอสซิลของสิ่งมีชีวิตที่มีขนาดใหญ่เอย่างไดโนเสาร์ และของ
สิ่งมีชีวิตที่มีขนาดเล็กในระดับเซลล์ อย่างเช่นพวก stromatolites ตรงนี้ ตรงนี้ก็บอกอะไรบางอย่างแก่เรา
เกี่ยวกับประวัติศาสตร์ของโลกของเราอย่างที่มันเคยเป็นมา ไม่เพียงแค่ลักษณะของสิ่งมีชีวิตในยุคนั้นเท่านั้น
แต่ยังรวมถึงลักษณะของสภาพแวดล้อมในยุคนั้นด้วย แล้วก็ยังบ่งชี้ด้วยว่า เราสามารถ
เปรียบเทียบสิ่งมีชีวิตที่มีอยู่ในปัจจุบันนี้ เปรียบเทียบกับที่เคยมีอยู่ในยุคนั้น พอขึ้นถึงชั้นมัธยม
เราก็อาจจะพูกถึงความสำคัญของหินแบบต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งชั้นหินตะกอน
ซึ่งหินตะกอนนั้น เกิดขึ้นเมื่อหินชนิดอื่นๆ เกิดการแตกสลาย แล้วก็เกิดการทับถม
ในแหล่งน้ำต่างๆ เป็นระยะเวลายาวนาน เกิดเป็นชั้นหินนับร้อยนับพัน
ของหินตะกอนบนผิวโลก นี่ไม่เพียงแต่จะบอกเราเกี่ยวกับประว้ติศาสตร์ของโลกเท่านั้น
เนื่องจากเราอาจจะวิเคราะห์คาร์บอนเพื่อหาว่าชั้นหินนี้มีอายุเท่าไร เราจึงยังอาจที่จะ
ใช้ช่วยในการบอกประวัติศาสตร์ของสิ่งมีชีวิตได้ด้วย เนื่องจากเราจะพบซากฟอสซิลที่อยู่ในชั้นหินเหล่านี้
นั่นแสดงให้เห็นว่าข้อมูลจากซากฟอสซิลนั้น บอกอะไรให้แก่เราได้มากมาย ที่เห็นอยู่นี้ ก็คือ
ที่ตั้งของซากฟอสซิลใน John Day สิ่งที่เราพบก็คือ ชั้นหินต่างๆ
ที่มีอายุแตกต่างกันออกไป เราจึงมีข้อมูลของอายุชั้นหินจากตรงนี้ จากนั้นเราก็ศึกษาเปรียบเทียบ
หินแต่ละชั้น เราก็อาจจะพอคาดเดาได้ว่า สิ่งมีชีวิตเหล่านั้น มีพัฒนาการมาตามกาลเวลาอย่างไร
มีการสิ้นสุดลงอย่างไร สายพันธุ์ใดบ้างที่เกิดการสูญพันธุ์ไป ทีความหลากหลายมากน้อยเพียงใด แล้วก็มีการเปลี่ยนแปลงสายพันธุ์ไป
อย่างไรเมื่อเวลาผ่านไป เรื่องอื่นๆ ที่เราอาจจะนำมาสอนในชั้นมัธยม ก็อาจจะเป็น
เรื่องของหลักฐานในระดับโมเลกุลที่เอามาช่วยศึกษาได้ แล้วก็อาจพูดถึงแนวคิดที่ว่า เราสามารถเทียบ
สิ่งมีชีวิตที่มีอยู่ในปัจจุบัน เทียบกับที่เคยมีอยู่ในอดีตได้
ถ้าเช่นนั้น ในการสร้างแผนผังการวิวัฒนาการ เราใช้อะไรเป็นหลักฐาน
ในการวาดภาพรวมทั้งหมด? แนวคิดอันนี้ ควรจะเอ่ยถึงด้วยในชั้นมัธยมนี้
แนวคิดที่ว่าดีเอ็นเอนั้น เป็นหลักฐานชิ้นสำคัญที่เรามี สิ่งมีชีวิตทุกชนิดบนโลก ล้วนแต่ใช้ดีเอ็นเอทั้งสิ้น
แต่ดีเอ็นเอก็ยังไม่ใช่หลักฐานเพียงอย่างเดียวที่เราใช้ได้ เราอาจจะมองไปโครงสร้างถึงกรดอะมิโน
ภายในโปรตีน ซึ่งเราอาจจะวิเคราะห์ลึกลงไปถึงระดับโครงสร้าง ว่ามันมีการเปลี่ยนแปลงอย่างไรเมื่อเวลาผ่านไป
นอกจากนี้ก็มี Evo Devo แล้วก็มีการศึกษาเอ็มบริโอวิทยามาช่วย ในเรื่องของแนวการวิวัฒนาการด้วย
และทั้งหมดนี้ ก็คือเรื่องของบรรพบุรษร่วม ก็หวังว่าคงได้ประโยชน์กันบ้าง