Transcript ดูงาน
ปัจจัยทีท ่ ำให้เกิดกำรเปลีย ่ นแปลงควำมถี่ ของแอลลีล ควำมเป็ นจริงสภำพธรรมชำติมห ี ลำกหลำย ปัจจัยทีท ่ ำให้ควำมถีแ ่ อลลีลเปลีย ่ นแปลงไป ไม่ เป็ นไปตำมกฎของฮำร ดี จึง ท ำให้ ์ – ไวน์ เบิร ก ์ โ ค ร ง ส ร้ ำ ง ท ำ ง พั น ธุ ก ร ร ม ข อ ง ป ร ะ ช ำ ก ร เปลี่ ย นแปลงไป กำรเปลี่ ย นแปลงโครงสร้ ำง พันธุกรรมในประชำกรทีละเล็กทีละน้อยจนทำให้ เ กิ ด วิ วั ฒ น ำ ก ำ ร ร ะ ดั บ จุ ล ภ ำ ค (microevolution) ซึ่ง เป็ นกำรเกิด วิว ฒ ั นำกำรใน ระดับสปี ชีส์ของสิ่ งมีชีว ต ิ ขึ้น ปัจจัยต่ำงๆ ทีท ำ 1. กำรคัดเลือกโดย ธรรมชำติ ท ำให ้ สมำชิ ก ของประชำกรที่ ม ี ล ัก ษณะ เหมำะสมกับสภำพแวดล้อมมีจำนวนมำกเพิม ่ ขึน ้ ลักษณะทีไ่ มเหมำะสมกั บสภำพแวดลอมจะถู กคัด ่ ้ ทิง้ ทำให้ควำมถีข ่ องแอลลีลทีเ่ ป็ นองคประกอบ ์ ทำงพัน ธุ ก รรมในประชำกรมีก ำรเปลี่ย นแปลง แต่มีเ พีย งกำรคัด เลือ กโดยธรรมชำติเ ท่ำนั้ น ที่ กำรเปลีย ่ นแปลงควำมถีข ่ องแอลลีลในประชำกร ทำให้มีลก ั ษณะทีเ่ หมำะสมกันสภำพแวดลอม ้ สิ่ งมีชีวต ิ ทีม ่ ล ี ก ั ษณะสปี ชีส์เดียวกันที่ มี ค ว ำ ม แ ต ก ต่ ำ ง กั น อ ย่ ำ ง เ ห็ น ไ ด้ ชั ด ท ำ ง ก ร ร ม พั น ธุ ์ ซึ่ ง เ รี ย ก ว่ ำ โ พ ลี ม อ ร ์ ฟิ ซึ ม ตัวอยำง ่ ดวงที ม ่ ย ี น ี สี น้ำตำลหนีกำรปลนสะดมและรอด ้ ้ ชีวต ิ ในกำรทำซำ้ บอยกว ่ ให้ ำด ม ่ ย ี น ี สี เขียวเพือ ่ ่ วงที ้ มำกกวำยี นต ่ นสี น้ำตำลไดในรุ ้ ่ อไป ่ ทีม ่ ำ: http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/ev o_39 สิ่ งมีชี ว ิต กำรผ่ ำเหล่ำหรือ มิว เทชัน มีท ้งั ที่เ กิด กับ เซลล ์ ร่ ำ ง ก ำ ย ซึ่ ง เ รี ย ก ว่ ำ โ ซ ม ำ ติ ค มิ ว เ ท ชั น ( somatic mutation) และทีเ่ กิดกับเซลลสื์ บพันธุเรี ตค ิ มิวเท ่ ์ ยกวำแกมี ชัน (gametic mutation) มิวเทชันทีม ่ ผ ี ลตอขบวนกำร ่ วิว ฒ ั นำกำรมำก คือ มิว เทชัน ที่เ กิด กับ เซลล สื์ บพัน ธุ ์ เนื่องจำกสำมำรถถำยทอดไปสู ่ ่ รุนต ่ อๆไปได ่ ้ มิวเทชันทำ ให้ เ กิ ด ก ำ ร แป ร ผั น ท ำ ง พั น ธุ ก รร ม นอ ก จ ำ ก นั้ น ใ น กระบวนกำรสื บพัน ธุ แบบอำศั ย เพศ จะมีก ำรแบ่งเซลล ์ ์ ดวยวิ ธไี มโอซิสเพือ ่ สรำงเซลล สื์ บพันธุ ์ ในกระบวนกำรไม ้ ้ โอซิสจะมีครอสซิงโอเวอร ์ (crossing over) โดยมีกำร แลกเปลีย ่ นชิ้น ส่วนของโฮโมโลกัส โครโมโซมซึ่งมีผลทำ ให้ อัล ลีล ของยีน เกิด กำรเปลี่ย นต ำแหน่ งได้ รวมทั้ง กำร รวมกลุ่มกัน อย่ำงอิส ระของโครโมโซม ที่แ ยกตัว จำกคู่ ของมันแล้วเป็ นผลให้ยีนต่ำงๆ ได้ รวมกลุมกั ่ นใหม่ใน แต่ละรุ่น ดังนั้นกำรสื บพันธุแบบอำศั ยเพศจึงช่วยให้ยีน ์ ต่ ำงๆ ทั้ง เก่ ำและใหม่ ได้ มีโ อกำสรวมกลุ่ มกัน (gene ตัวอยำง ่ บำง "ยีน สี เขีย ว" กลำยพัน ธุ แบบสุ ์ ่ มไปที่ "ยีนสี น้ำตำล" (แม้วำตั ์ ่ ง้ แตเกิ ่ ดกำรกลำยพันธุใด โดยเฉพำะอย่ำงยิ่ง จะหำยำก, กระบวนกำรนี้ เพีย งอย่ ำงเดีย วไม่ สำมำรถบัญ ชี ส ำหรับ กำร ั ลีล มำกกว่ำรุ่น เปลี่ย นแปลงใหญ่ในควำมถี่อ ล หนึ่ง) ทีม ่ ำ: ทีม่ า : http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/evo_39 http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/ev o_39 ้ ของสมำชิก ส่งผลให้มีกำรหมุนเวียนพันธุกรรม ห รื อ ที่ เ รี ย ก ว่ ำ ก ำ ร ไ ห ล ข อ ง ยี น ( gene flow) เกิด ขึ้น ระหว่ำงประชำกรย่อยๆ ซึ่ ง กำร อพยพจะทำให้สั ดส่วนของ อัลลีลเปลีย ่ นแปลง ไป ในประชำกรที่ ม ี ข นำดใหญ่ มำกๆ กำร อพยพเข้ ำหรื อ อพยพออกของสมำชิ ก อำจจะ เกือบไมมี ่ ผลตอสั ่ ดส่วนของยีนในกลุมประชำกร ่ ่ มีสมำชิก เลย แตถ ่ ้ำประชำกรมีขนำดเล็ก เมือ อพยพออกไปท ำให้ กลุ่ มประชำกรสู ญ เสี ยยีน บำงส่ วนท ำให้ มี โ อกำสในกำรถ่ ำยทอดหรื อ แลกเปลีย ่ นยีนกับกลุมยี ่ นนั้นน้อยลงไป หรือไม่ มีโอกำสเลยในทำงกลับกัน กำรอพยพเข้ำของ ประชำกรในกลุมประชำกรขนำดเล็ ก จะทำให้ ่ เกิดกำรเพิม ่ พูนบำงส่วน หรือบำงยีนใหมเข ่ ้ำมำ ตัวอยำง ่ ดวงบำงคนที ม ่ ย ี น ี สี น้ำตำลอพยพมำจำก ้ ประชำกรอืน ่ หรือดวงบำงแบกยี นสี เขียวอพยพ ้ 4. เจเนติกดริฟต ์ มีกำรเปลีย ่ นแปลงควำมถีข ่ องแอลลีล ทีเ่ กิดขึน ้ ในประชำกรทีม ่ ข ี นำดเล็ก ไมได ่ เกิ ้ ดจำก กำรคัดเลือกโดยธรรมชำติ ทำให้บำงแอลลีลไมมี ่ โอกำสถำยทอดไปยั งรุนลู ่ ่ กได้ แรนดอมจีเนติกดริฟท ์ ทีพ ่ บใน ธรรมชำติม ี 2สถำนกำรณ ์ คือ ปรำกฏกำรณ ์ คอขวด (Bottleneck effect) และ ผลกระทบ จำกผูก ้ อตั ่ ว (Founder effect) ตัวอยำง ่ เมื่ อ ด้ วงท ำซ้ ำ เพี ย งแค่ ยี น สุ่ มโชคน้ ำตำล ม ำ ก ก ว่ ำ ยี น สี เ ขี ย ว สิ้ น สุ ด ล ง ใ น ลู ก ห ล ำ น ใ น แผนภำพทีด ่ ำนขวำยี นสี น้ำตำลเกิดขึน ้ บอยครั ง้ มำก ้ ่ ขึน ้ เล็ กน้อยในลูกหลำน (29%) กว่ำในรุ่นพ่อแม่ (25%) ทีม ่ ำ: http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/articl e/evo_39 สิ่ งมีชว ี ต ิ ส่วนมำกจะมีรป ู แบบกำรสื บพันธุ ์ แบบอำศั ยเพศอยำงเด นชั ่ ่ ด โดยแบงเป็ ่ น2 กรณี คือ 1. กำรผสมพันธุแบบสุ ่ม ์ เป็ นรูปแบบทีเ่ กิดขึน ้ เป็ นส่วนมำกในประชำกร กำร ผสมพันธุแบบสุ ย ่ นแปลงควำมถี่ ่ มนี้จะไมมี ่ ผลตอกำรเปลี ่ ์ ยีนในแตละชั ว ่ อำยุมำกนัก ่ 2. กำรผสมพันธุที ่ นแบบสุ่ม ์ ไ่ มเป็ เป็ นรูปแบบทีเ่ กิดขึน ้ เป็ นบำงครัง้ โดยมีกำรเลือก คูผสมภำยในกลุ ม ่ ะทำให้เกิดกำรผสม ่ ่ ซึง่ มีแนวโน้มทีจ พันธุภำยในสำยพั นธุเดี ์ ์ ยวกัน หรือทีเ่ รียกวำ่ อินบรีดดิง (inbreeding) อันจะยังผลให้เกิดกำรเปลีย ่ นแปลงควำมถี่ ของยีนในประชำกรนั้นได้ เพรำะถำเป็ ้ นกำรผสมภำยใน สำยพันธุเดี ่ ์ ยวกัน และประชำกรมีขนำดเล็กยอมจะมี โอกำสทีย ่ น ี บำงยีนเพิม ่ ควำมถีส ่ งู ขึน ้ ในรุนต และใน ่ อมำ ่ ทีส ่ ุดจะไมมี ้ โดยส่วนใหญ่ ่ กำรแปรผันของยีนเกิดขึน อำจเป็ นสภำพโฮโมไซกัส และเป็ นสำเหตุให้ยีนบำงยีนมี แตกตำงกั นในลักษณะทำงสั ณฐำนและโครงสร้ำงทำง ่ กำยวิภ ำคของสิ่ งมีชีว ต ิ ใช้ เป็ นแนวคิด ในกำรศึ กษำ 2. สปี ชี ส์ ทำงด้ ำนชี ว วิท ยำ หมำยถึง สิ่ งมีชีว ิต ที่ สำมำรถผสมพันธุกั ให้กำเนิด ์ นได้ในธรรมชำติ ลูกทีไ ่ ม่เป็ นหมันแต่ถ้ำเป็ นสิ่ งมีชีวต ิ ต่ำงสปี ชีส์กัน ก็ อำจให้กำเนิดลูกไดเช ้ ่ นกันแตเป็ ่ นหมัน แนวคิดของสปี ชีส์ทำงด้ำนชีววิทยำโดย พิจำรณำควำมสำมำรถในกำรผสมพันธุและให ้กำเนิด ์ ลูกหลำนทีไ่ มเป็ ี ่ิ งมีชว ี ต ิ ตำงส ่ นหมัน ในธรรมชำติมส ่ ปี ชส ี ์ กันอยูด นจำนวนมำก ่ วยกั ้ สิ่ งมีชีวต ิ ต่ำงสปี ชีส์กันมีกำรป้องกันกำร ผสมพัน ธุ ์ระหว่ ำงสปี ชี ส์ ได้ โดยกลไกกำรแยกทำง สื บพันธุ ์ แบงออกเป็ น 2 ระดับ ่ คือ 1.กลไกกำรแยกทำงสื บพันธุก ่ ์ อน ระยะไซโกต 2.กลไกกำรแยกทำงสื บพันธุหลั ์ ง 1.2.1 กลไกกำรแยกทำงสื บพันธุก ์ อนระยะไซโกต ่ เป็ นกลไกทีป ่ ้ องกันไม่ให้ เซลล สื์ บพัน ธุจำก ์ สิ่ งมีชีวต ิ ตำงสปี ชีส์กันได้มำผสมพันธุกั ่ ์ น กลไก เหลำนี ่ ้ไดแก ้ ่ ย 1. ถิน ่ ทีอ ่ ยูอำศั ่ สิ่ งมีชี ว ิต ต่ ำงสปี ชี ส์ กัน ที่อ ำศั ย ในถิ่น ที่อ ยู่ ตำงกั น เช่น กบป่ำ อำศั ยอยูในแอ งน ่ ่ ่ ้ำซึ่งเป็ น แหลงน ส่วนกบบูลฟรอกอำศั ย ่ ้ ำจืดขนำดเล็ก อยู่ในหนองน้ ำ หรือ บึง ขนำดใหญ่ที่ม ีน้ ำ ตลอดปี กบทัง้ 2 สปี ชีส์นี้มล ี ก ั ษณะรูปรำงใกล ่ ้เคียงกัน ม ำ ก แ ต่ อ ำ ศั ย แ ล ะ ผ ส ม พั น ธุ ์ ใ น แ ห ล่ ง น้ ำ ที่ แตกตำงกั นทำให้ไมมี นธุกั ่ ่ โอกำสไดจั ้ บคูผสมพั ่ ์ น ตัวอยำง ่ กบป่ำอำศัยในแหลงน ่ ้ำขนำดเล็ก กบบูล ฟรอกอำศั ยในบึงขนำดใหญ่ ทีม ่ ำรูปภำพ http://sci.hatyaiwit.ac.th/present/evolution.ppt# 358,89,Slide 2.พฤติกรรมกำรผสมพันธุ ์ เช่ น พฤติก รรมในกำรเกี้ย วพำรำสี ของ นกยุงเพศผู้ ลักษณะกำรสร้ำงรังทีแ ่ ตกต่ำงกัน ของนกและกำรใช้ ฟี โรโมนของแมลง เป็ นต้ น พฤติกรรมตำงๆ นี้ จะมีผลตอสั ่ ่ ตวเพศตรงข ์ ้ำม ใน สปี ชีส์เดียวกันเท่ำนั้นทีจ ่ ะจับคู่ผสมพันธุ ์ กัน ลักษณะกำรสรำงรั ้ งที่ แตกตำงกั นของนก 2 ่ สปี ชส ี ์ ภำพที่ 19-23 หนังสื อเรียนสำระกำร เรียนรูพื ้ ฐำนและ ้ น เพิม ่ เติมชีววิทยำเลม ่ 5 3. ช่วงเวลำในกำรผสมพันธุ ์ อำจเป็ นวัน ฤดู ก ำล หรือ ช่ วงเวลำของ ก ำ ร ผ ส ม พั น ธุ ์ ตั ว อ ย่ ำ ง เ ช่ น แ ม ล ง ห วี่ Drosophila pseudoobscura มี ช่ ว ง เ ว ล ำ เหมำะสมในกำรผสมพัน ธุ ์ในตอนบ่ ำย แต่ Drosophila persimilis จะมีช่วงเวลำทีเ่ หมำะสม ในตอนเช้ำ ทำให้ไมมี ่ โอกำสในกำรผสมพันธุ ์ กันได้ ทีม ่ ำ รูปภำพ http://www.pieam.com/newpicture/200 4. โครงสร้ำงของอวัยวะสื บพันธุ ์ สิ่ งมีชว ี ต ิ ตำงสปี ชีส์กันจะมีขนำดและ ่ รูป ร่ำงของอวัย วะสื บพัน ธุ แตกต ์ ่ำงกัน ท ำให้ ไม่ สำมำรถผสมพันธุกั ์ นได้ เช่น โครงสร้ำงของ ่ 19-23 หนั งกสืษณะ อเรียน ดอกไม้บำงชนิดมีลก ั ภำพที ษณะสอดคล องกั บ ลั ้ สำระกำรเรี ยำให นรู้ พื ้น ฐำนและ ของแมลงหรือ สั ต ว บำงชนิ ด ท แมลงหรื อ ์ ้ เ พิ่ ม เ ติเม ชี ว วิ ทชยในสปี ำ เ ล่ มชีส 5 สั ต ว นั ้ น ๆ ถ ำยละอองเรณู ฉพำะพื ์ ่ ์ หน้ำ 144 เดียวกันเทำนั ้ น ่ โ ค ร ง ส ร้ ำ ง ข อ ง ดอกไมที ่ ตกตำงกั น ้ แ ่ ก. กลี บ ดอกที่ ม ี ข นำด เหมำะสมกับ ชนิ ด ของผึ้ง ตัว เล็ก ข. กลี บ ดอกที่ ม ี ข นำด 5. สรีรวิทยำของเซลลสื์ บพันธุ ์ เมื่อ เซลล สื์ บพัน ธุ ของสิ ่ งมีชีว ิต ต่ำงสปี ชีส์ ์ กันมีโอกำสมำพบกัน แตไม สนธิกน ั ่ สำมำรถปฎิ ่ ได้ อำจเป็ นเพรำะอสุ จ ิไ ม่สำมำรถอยู่ภำยใน ร่ำงกำยเพศเมีย ได้ หรือ อสุจ ิไ ม่สำมำรถสลำย สำรเคมีทห ี่ ุ้มเซลลไข ่ งมีชว ี ต ิ ตำงสปี ชส ี ์ ได้ ์ ของสิ ่ ่ โกต ในกรณีทเี่ ซลลสื์ บพันธุของสิ ่ งมีชว ี ต ิ ์ ตำงสปี ชส ี ์ สำมำรถเขำไปผสมพั นธุกั ่ ้ ์ นไดไซ ้ โกตทีเ่ ป็ นลูกผสมเกิดขึน ้ แลว ้ กลไกนี้จะ ป้องกันไมให ่ ้ลูกผสมสำมำรถเจริญเติบโตเป็ น ตัวเต็มวัยหรือสื บพันธุต ์ อไปได ่ ้ ่ ้ กลไกเหลำนี ไดแก ้ ่ 1. ลูกผสมตำยกอนถึ งวัยเจริญพันธุ ์ ่ เช่น กำรผสมพันธุกบ (Rana ์ spp.) ตำงสปี ชส ี ์ กัน พบวำจะมี กำรตำยของ ่ ่ ตัวออนในระยะต ำงๆกั น และไมสำมำรถ ่ ่ ่ เจริญเติบโตเป็ นตัวเต็มวัยได้ 2. ลูกผสมเป็ นหมัน เช่น ลอ ่ เกิดจำกกำรผสม ภำพที่ 19-24 หนังสื อเรียนสำระกำรเรียนรู้ พืน ้ ฐำนและเพิม ่ เติมชีววิทยำเลม ่ 5 หน้ำ145 3. ลูกผสมลมเหลว ้ เ ช่ น ก ำ ร ผ ส ม ร ะ ห ว่ ำ ง ด อ ก ทำนตะวัน(Layia spp.) 2 สปี ชส ี ์ พบวำ่ ลูกผสม ทีเ่ กิดขึน ้ สำมำรถเจริญเติบโตและให้ลูกผสมใน รุ่น F1 ได้ แต่ในรุ่น F2 เริ่ม อ่อนแอและเป็ น หมันประมำณร้อยละ 80 และจะปรำกฏเช่นนี้ ในรุนต ่ อๆไป ่ ่ ่ ์ ์ กลไกกำรเกิด สปี ชี ส์ ใหม่ ลัก ษณะนี้ เกิด จำกประชำกรดัง้ เดิม ในรุ่นบรรพบุ รุ ษ ที่เ คยอำศั ย อยู่ใน พืน ้ ทีเ่ ดีย วกัน เมื่อ มีอุ ป สรรคมำขวำงกั้น เช่ น ภูเ ขำ แมน รุษ ่ ้ำ ทะเล เป็ นต้น ทำให้ประชำกรในรุนบรรพบุ ่ ทีเ่ คยอำศั ยอยูในพื น ้ ทีเ่ ดียวกัน เกิดกำรแบงแยกออกจำก ่ ่ กั น เ ป็ น ป ร ะ ช ำ ก ร ย่ อ ย ๆ แ ล ะ ไ ม่ ค่ อ ย มี ก ำ ร ถ่ ำ ย เ ท เคลือ ่ นย้ ำยยีน ระหว่ำงกัน ประกอบกับ ประชำกรแต่ละ แหงต มก ี ำรปรับเปลีย ่ นองคประกอบทำงพั นธุกรรมไป ่ ำงก็ ่ ์ ตำมทิศทำงกำรคัดเลือกโดยธรรมชำติจนกระทัง่ เกิดเป็ นส ปี ชส ี ์ ใหม่ กำรเกิด สปี ชี ส์ ใหม่ ในลัก ษณะแบบนี้ เ ป็ น กระบวนกำรค่อยเป็ นค่อยไป อำจใช้ เวลำนำนนับ เป็ น พัน ๆ หรือล้ำน ๆ รุน เช่น กระรอก 2 สปี ชีส์ใน ่ รัฐอริโซนำ ประเทศสหรัฐอเมริกำซึ่งมีลก ั ษณะใกล้เคียง กันมำก แต่พบว่ำอำศั ยอยู่บริเวณขอบเหว แต่ละด้ำน ของแกรนดแคนยอนซึ่ ง เป็ นหุ บ ผำที่ล ึก และกวำง นั ก 2.2 กำรแยกแขนงสปี ชีส์ ในเขตภู ม ิศ ำสตร ์ เดียวกัน เกิด จำกกำรเพิ่ม จ ำนวนชุ ด โครโมโซม ห รื อ เ รี ย ก ว่ ำ ก ำ ร เ กิ ด พ อ ลิ พ ล อ ย ดี (polyploidy) ในรุนพ ่ อ ่ - แม่ ทำให้เซลล ์ สื บพันธุมี ่ ์ จำนวนโครโมโซม 2 ชุด (2n) เมือ เซลลสื์ บพันธุนี ม ่ ี ์ ้เกิดกำรปฏิสนธิจะไดไซโกตที ้ โ ค ร โ ม โ ซ ม ม ำ ก ก ว่ ำ 2 ชุ ด เ ช่ น มี โครโมโซม 3 ชุด (3n) หรือมีโครโมโซม 4 ชุด (4n) ทำให้ได้สิ่ งมีชว ี ต ิ สปี ชีส์ใหม่ ส่วน ใ ห ญ่ จ ะ พ บ ใ น พื ช แ ต่ ใ น สั ต ว ์ ก็ ส ำ ม ำ ร ถ เกิดขึน ้ ได้ เช่น ตัว Hyla ornata เป็ นสั ตว ์ สะเทินน้ำสะเทินบกพบในแคนำดำ บรรณำนุ http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/ar กรม ticle/evo_39 http://evolutiongroup2.blogspot.com/2012/02/blogpost_1029.html http://ideal-bio.exteen.com/evolution4 https://sites.google.com/site/biologyroom 610/evolution/evolution4 http://www.thaigoodview.com/node/4722 0 http://www.skoolbuz.com/library/content/ 4911 ก ลุ่ ม จัดทำโดย 8 ศิ รริ กั ษ์ 1. นำยกษิดศ ิ เลขที่ 2 ก (ตรวจอักษร) 2. นำงสำวนลพรรณ สิ ทธิกร เลขที่ 14 ก (จัดทำขอมู ้ ล) 3. นำยอภิญญะ วิวฒ ั นะ เลขที่ 7 ข (Design) 4. นำยธีระยุทธ ประสพบุญ 9ข (ตรวจอักษร) 5. นำงสำวอรพินท ์ พงษเจริ ์ ญ 16 ข (ตรวจอักษร) ชัน ้ มัธยมศึ กษำปี ท ี่ 6/9 เสนอตอ เลขที่ เลขที่