กำเนิด สิ่งมีชีวิต

1. ปัจจุบัน สัตว์มีกระดูกสันหลัง สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง กำเนิดโลก โปรคาริโอท กำเนิด สิ่งมีชีวิต ผุสตี ปริยานนท์ ภาควิชาชีววิทยา

2. กำเนิด สิ่งมีชีวิต ชนิดแรก สันนิษฐานว่า มีเซลล์เดียว เกิดขึ้นในทะเล ประมาณ 3,900 ล้านปี มาแล้ว

3. นักวิทยาศาสตร์ ปัจจุบัน • อธิบายกำเนิดของสิ่งมีชีวิตชนิดแรก • น่าจะมีต้นกำเนิดมาจาก • โมเลกุลของสารประกอบอินทรีย์ในทะเล • ในขณะที่โลกตอนนั้นมีความร้อนสูง

4. ประวัติและความเป็นมา ของ ทฤษฎีกำเนิดสิ่งมีชีวิต

5. 1) Spontaneous generation อริสโตเติล (Aristotle) นักวิทยาศาสตร์ชาวกรีก ก่อนคริสตศักราชที่ 17 ตั้งทฤษฎีกำเนิดของสิ่งมีชีวิตว่า “ชีวิตเกิดจากสิ่งไม่มีชีวิต” (Spontaneous generation)

6. โดยยกตัวอย่าง หนอนเกิดมาจากเนื้อเน่า หนูเกิดจากกองผ้าขี้ริ้ว เชื้อโรคเกิดมาจากดิน เนื่องจาก พบเห็นหนอนอยู่ในเนื้อเน่า หนูวิ่งออกมาจากกองผ้าขี้ริ้ว

7. ฝาปิด ชิ้นเนื้อ เรดิ (F. Redi) ค.ศ.1626 –1697 ทำการทดลองเพื่อพิสูจน์ โดยทิ้งเนื้อให้เน่า ไม่ให้มีแมลงวันตอม เนื้อที่เน่า ไม่มีหนอน เปรียบเทียบกับ การตั้งเนื้อทิ้งไว้ให้เน่า เปิดทิ้งไว้ในอากาศ และมีแมลงวันตอม พบว่ามีหนอนเกิดขึ้น

8. การทดลองของ หลุยส์ ปาสเตอร์ (Louis Pasteur) นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส ค.ศ. 1822-1895 กล่าวว่า “ชีวิตเกิดขึ้นเองไม่ได้”

9. ปากขวดเปิด น้ำซุบต้มฆ่าเชื้อแล้ว คอขวดงอ ทีจุลินทรีย์ถูกดักเก็บไว้ ทำการทดลอง ต้มน้ำซุบเพื่อฆ่าเชื้อในขวดแก้ว ที่มีคอยาวและโค้งงอ ส่วนที่โค้งงอ สามารถป้องกันจุลินทรีย์จากอากาศ ไม่ให้ตกลงไปในน้ำซุบ ทำให้ไม่มีจุลินทรีย์เกิดขึ้น

10. “ปลาสเจอร์ไรเซชั่น” นอกจากจะพิสูจน์ให้เห็นว่า สิ่งมีชีวิต ไม่ได้เกิดจาก สิ่งที่ไม่มีชีวิตแล้ว ยังนำไปใช้ในการเก็บรักษาและถนอมอาหาร ให้ปราศจากเชื้อจุลินทรีย์ สามารถเก็บรักษาอาหารได้นาน

11. ผลของการพิสูจน์ ทำให้แนวความคิดของอริสโตเติล หมดความเชื่อถือ ผลการทดลองของหลุยปลาสเตอร์ ถูกนำไปประยุกต์ใช้ให้เกิดประโยชน์ ต่อการดำรงชีวิตประจำวัน ของมนุษย์ในปัจจุบันเป็นอย่างมาก

12. 2) ทฤษฎีคอสโมซัว (Cosmozao theory) นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ชื่อ เคลวิน (Kelvin) และ นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน ชื่อ เฮมโฮลต์ส (Helmholtz)

13. ให้เหตุผลว่า สิ่งมีชีวิตชนิดแรก อาจล่องลอยมาจากดาวดวงอื่น ในรูปสปอร์ของจุลินทรีย์ ตกลงมาบนพื้นโลก แล้วเจริญกลายเป็นสิ่งมีชีวิต

14. มีผู้คัดค้านว่าไม่น่าจะเกิดขึ้นได้มีผู้คัดค้านว่าไม่น่าจะเกิดขึ้นได้ เพราะไม่มีจุลินทรีย์ชนิดใด มีความทนทานต่อความร้อนที่ถูกเผาไหม้ จากการเสียดสีของบรรยากาศโลกได้ นอกจากนี้ ทฤษฎีคอสโมซัว ไม่สามารถอธิบายได้ว่า สิ่งมีชีวิตชนิดแรกบนโลกเกิดขึ้นได้อย่างไร

15. 3) ทฤษฎี โอพารินและฮอลเดน โอพาริน (Oparin)ชาวรัสเซีย (1924) ฮอลเดน (Haldane)ชาวอังกฤษ (1966) มีความคิดเห็นตรงกันว่า สิ่งมีชีวิตชนิดแรกบนโลกน่าจะมีต้นกำเนิด มาจากโมเลกุลของอินทรีย์สารในทะเล

16. จากหลักเกณฑ์ของทฤษฎี เป็นการยอมรับว่า สิ่งมีชีวิตชนิดแรก กำเนิดจากสิ่งที่ไม่มีชีวิต แต่การอธิบายเหตุผล แตกต่างไปจากหลักเกณฑ์ ของอริสโตเติล

17. 4) ทฤษฎีกำเนิดของสารอินทรีย์ จากทฤษฎีโอพารินและฮอลเดน โลกเป็นดาวเคราะห์ เกิดประมาณ 5,000 ล้านปี บรรยากาศของโลกขณะนั้น ประกอบด้วย ก๊าซ มีเทน (CH4) ไฮโดรเจน (H2) แอมโมเนีย (NH3) ไนโตรเจน (N2) และ ไอน้ำ (H2O) รวมตัวกลายเป็น สารประกอบอนินทรีย์

18. Proteniod จับตัว กลายเป็น polypeptide (โมเลกุล โปรตีน) สารประกอบ อนินทรีย์ รวมตัวเป็น สารประกอบอินทรีย์ เช่น กรดอะมิโน สามารถรวมตัวกลายเป็นโมเลกุลใหญ่ขึ้น เรียก proteniod

19. Coacervates (Earliest cellular organization) จาก โมเลกุลสารประกอบ (โปรตีน) จำนวนมาก รวมตัวกับน้ำ ในสภาวะที่เหมาะสม ของ ion และความเป็นกรดเป็นด่าง เกิดเป็นเยื่อหุ้ม(membane) ล้อมรอบ เรียก

20. Self replicating systems เพิ่มจำนวน จาก Coacervates เพิ่มขนาดใหญ่ขึ้น และ มีการแบ่งตัวออกโดยอัตโนมัติ ลักษณะนี้จัดเป็น สมบัติหนึ่งของสิ่งมีชีวิต

21. นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า สิ่งมีชีวิตชนิดแรกที่เกิดขึ้น ไม่สามารถสร้างอาหารได้เอง ดำรงชีวิตโดยการนำพลังงาน จากรังสีอุลตราไวโอเล็ตมาเก็บไว้ในเซลล์ ต่อจากนั้นมีวิวัฒนาการกลายเป็น พวกที่สามารถสร้างอาหารเองโดยการสังเคราะห์แสง

22. จากการสังเคราะห์แสง ทำให้ ปริมาณออกซิเจนในบรรยากาศเพิ่มขึ้น มีการรวมตัวของออกซิเจนอิสระ เปลี่ยนสภาพเป็นโอโซน (O3) กลายเป็นบรรยากาศชั้นในของโลก ป้องกัน รังสีอัลตราไวโอเล็ต จากดวงอาทิตย์

23. จากสมมติฐานของปรากฎการณ์นี้จากสมมติฐานของปรากฎการณ์นี้ มิลเลอร์ (Miller) นักเคมีชาวอเมริกัน และ เคลวิน (Kelvin) นักชีวเคมีชาวเยอรมัน ทำการทดลอง เพื่อพิสูจน์ปรากฏการณ์เหล่านี้

24. มิลเลอร์ ทดลองนำบรรยากาศเทียม ประกอบด้วย ก๊าซ มีเทน (CH4) ไฮโดรเจน (H2) แอมโมเนีย (NH3) ไนโตรเจน (N2) และ ไอน้ำ (H2O) ใส่หลอดทดลองในห้องปฏิบัติการ ผ่านด้วยกระแสไฟฟ้า เข้าไปทำปฏิกิริยา ผลที่ได้ สารประกอบอินทรีย์ หลายชนิด ได้แก่ กรดอะมิโน กรดไขมัน และ เบสอินทรีย์

25. บรรยากาศเทียม CH4,H2NH3H2O คอนเดนเซอร์ การทดลองของมิลเลอร์ในห้องปฏิบัติการ โดยใช้บรรยากาศเทียม

26. เคลวิน (Kelvin) นักชีวเคมีชาวเยอรมัน ทดลองนำบรรยากาศเทียม เช่นเดียวกับมิลเลอร์ ใส่เครื่องมือทดลองในห้องปฏิบัติการ ผ่านด้วยรังสีแกมม่า ปรากฏว่าเกิดโมเลกุล น้ำตาล กรดอะมิโน และ สารที่เป็นองค์ประกอบของกรดนิวคลีอิก

27. สารประกอบที่กล่าวมา เป็นส่วนประกอบสำคัญภายในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต ทำหน้าที่สะสมพลังงาน คือ ATP (Adenosine TriPhosphate) และ การถ่ายทอดพลังงาน คือ NAD (Nicotinamide Adenosine Dinucleotide)

28. จากผลของการศึกษาทดลองในห้องปฏิบัติการจากผลของการศึกษาทดลองในห้องปฏิบัติการ • ทำให้สรุปได้ว่า 1) บรรยากาศของโลกในอดีต ขณะนั้น อาจจะสามารถสร้างสารประกอบ ที่เป็นองค์ประกอบของสิ่งมีชีวิตได้

29. จากการศึกษาทางชีวเคมี • พบว่า สารประกอบอินทรีย์ • (Organic molecules) • เป็นโมเลกุลที่ประกอบด้วย • C-C Bond และ C,H,O,N • แต่ ก็อาจจะไม่ใช่สิ่งมีชีวิตเสมอไป • และ ไม่จำเป็นต้องสร้างมาจากสิ่งมีชีวิต

30. ตัวอย่างเช่น สารโพลีเมอร์(Polymers) มีสูตรโมเลกุลเป็น • -CHONCHONCHON- โมเลกุลเหล่านี้ จะเกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิต ต่อเมื่อมีกระบวนการทำงานทางชีวเคมี

31. 3) การวิเคราะห์องค์ประกอบ ของสิ่งมีชีวิตปัจจุบัน พบว่า กรดอะมิโน (ส่วนประกอบของโปรตีน) และ กรดนิวคลีอิก (สารพันธุกรรม) เป็นสารประกอบที่สำคัญของสิ่งมีชีวิต

32. ตัวอย่าง โมเลกุลของกรดอะมิโน Glycine • CH2NH3 • COO • โมเลกุลของคาร์โบไฮเดรต (น้ำตาล) • HC=O • HOCH • HOCH • HCOH • CH2OH

33. อย่างไรก็ตาม • ปัจจุบัน ไม่ปรากฎว่า • มีนักวิทยาศาสตร์ผู้ใด • สามารถสร้างเซลล์ที่มีชีวิต • ขึ้นได้ในห้องปฏิบัติการ

34. ปัจจุบัน สัตว์มีกระดูกสันหลัง ปัจจุบันพบว่า มีสิ่งมีชีวิตมากมาย หลายล้านชนิด แต่ละชนิด มีรูปร่างลักษณะ แตกต่างกันไป สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง กำเนิดโลก โปรคาริโอท สิ่งมีชีวิตชนิดแรก กำเนิดขึ้นมาบนโลกประมาณ 3,900 ล้านปีมาแล้ว

35. คำถามสิ่งมีชีวิตมาจากใหนคำถามสิ่งมีชีวิตมาจากใหน และ สามารถดำรงเผ่าพันธุ์อยู่ได้อย่างไร คำตอบ คือ สิ่งมีชีวิตมีวิวัฒนาการ

36. วิวัฒนาการ คืออะไร

37. วิวัฒนาการ คือ การเปลี่ยนแปลงลักษณะพันธุกรรมในประชากร ของสิ่งมีชีวิตที่นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง รูปร่าง ลักษณะ หรือ หน้าที่การทำงาน เมื่อมีการสะสม........ในปริมาณที่มากขึ้น นำไปสู่การกำเนิด สิ่งมีชีวิตชนิดใหม่หรือสปีชีส์(Species)วงค์(Family)ตลอดจน อันดับ(Order)และ ไฟลั่ม(Phylum) ในที่สุด

38. วิวัฒนาการ ศึกษาในระดับประชากร

39. ประวัติและแนวคิดเกี่ยวกับวิวัฒนาการประวัติและแนวคิดเกี่ยวกับวิวัฒนาการ จากความเชื่อในอดีต ที่เชื่อว่าสิ่งต่างๆบนโลก เกิดจากความประสงค์ของพระเจ้า โดยที่เชื่อว่า โลก มีอายุประมาณ 6,000 ปี เท่านั้น ความเชื่อนี้ สืบทอดติดต่อกันมานาน

40. ต่อมา คริสต์ศตวรรษที่ 18 ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ เจริญก้าวหน้ามากขึ้น มีนักวิทยาศาสตร์ แสดงความคิดเห็นแตกต่างกัน มีแนวความคิดอีกมากมาย ก่อให้เกิดเป็น ทฤษฎีวิวัฒนาการ

41. ลามาร์ค (Lamarck, 1744-1829) นักวิทยาศาสตร์ ชาวฝรั่งเศส ที่นำเสนอทฤษฎีวิวัฒนาการ เป็นคนแรก แต่ทฤษฎีถูกปฏิเสธ จากนักวิวัฒนาการ เนื่องจาก ไม่สามารถพิสูจน์ได้ ด้วยวิธีทางวิทยาศาสตร์

42. ทฤษฎีของ ลามาร์ค ประกอบด้วยหลักเกณฑ์ใหญ่ คือ 1) The Inheritance of acquired characteristics 2) Law of use and disuse ร่างกายและส่วนต่างๆมีแนวโน้มที่จะเพิ่มขนาดตลอดเวลา มีอวัยวะเกิดขึ้นใหม่เนื่องจากผลของการใช้งาน ส่วนใหนที่ถูกใช้จะเจริญหรือเพิ่มขนาด ส่วนที่ไม่ถูกใช้จะลดขนาดหรือสูญหายไป ลักษณะที่เปลี่ยนแปลงนี้สามารถถ่ายทอดไปได้

43. Lamarckism “The theory of acquired characteristics” บรรพบุรุษยีราฟคอสั้นกว่ายีราฟปัจจุบัน กินใบอ่อนบนยอดไม้เป็นอาหาร เมื่อใบอ่อนบริเวณด้านล่างถูกกินหมด ต้องยืดคอเพื่อกินยอดไม้ที่อยู่สูงขึ้นไป เป็นเวลานานทำให้คอยาวขึ้น เมื่อยีราฟตัวนี้มีลูก ลูกที่เกิดจะคอยาวเหมือน แม่ และเมื่อทำเช่นนี้ไปหลายชั่วรุ่นเป็นสาเหตุให้ยีราฟรุ่นต่อๆ มา มีคอยาว ขึ้นเรื่อย จนในที่สุดมีคอยาวอย่างที่เห็นในปัจจุบัน

44. ปัญหาของทฤษฎี ลามาร์ค ไม่สามารถทดลองพิสูจน์ให้เห็นจริงได้ August Weisman นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน ทำการทดลองตัดหางหนูประมาณ 20 ชั่วรุ่น ปรากฏว่าหนูที่เกิดใหม่ยังคงมีหางตามปกติ คัดค้านหลักเกณฑ์ของทฤษฏีนี้ การศึกษาต่อมาพบว่า การถ่ายทอดลักษณะจะผ่านทางเซลสืบพันธุ์

45. ทฤษฎีวิวัฒนาการ ของ ดาร์วิน (Darwinism)

46. ชาร์ล ดาวิน : Charles R. Darwin 1809-1882 นักธรรมชาติวิทยา ชาวอังกฤษ บิดา ของการศึกษาวิวัฒนาการ ผู้ตั้ง ทฤษฎีวิวัฒนาการ เรียก Darwinism

47. หลักเกณฑ์สำคัญ ทฤษฎีวิวัฒนาการของ ดาร์วิน คือ กลไกการคัดเลือกโดยธรรมชาติ (Natural Selection)

48. แนวความคิดที่นำไปสู่การนำเสนอทฤษฎีวิวัฒนาการ ของ ดาร์วิน ได้แก่ 1) การเดินทางรอบโลกไปกับเรือ HMS Beagle : 1831-1836

49. หมู่เกาะกาลาปากอส หมู่เกาะกำเนิดจากภูเขาไฟ ตั้งอยู่บริเวณเส้นศูนย์สูตร ห่างจากประเทศ อิเควดอร์ ประมาณ 600 ไมล์ มีกระแสน้ำอุ่นและน้ำเย็นไหลผ่าน พืชบนเกาะเป็นชนิดทนแล้ง สัตว์ที่พบ มีลักษณะแตกต่างไปจากที่อื่น

50. Variation of Mocking birds นกฟินซ์ชนิดต่างๆ บนหมู่เกาะกาลาปากอส ตัวอย่างสัตว์บางชนิดที่ดาร์วินพบ จากการศึกษา Darwin’s Evidence for Evolution