8 BIO 1116 Evolution.pdf

บทที่ 8 วิวัฒนาการ (Evolution) เอกสารประกอบการเรียนวิชาชีววิทยา 1 (BIO1116) อาจารย์ ดร. อรทัย คาสร้อย ฟอสซิลที่ค้นพบ ทำให้เรำมีข้อมูลของสิ่งมีชีวิตในยุคต่ำงๆ ถึงแม้ว่ำพวกโพรคำริโอตและยูคำริโอตเซลล์เดียวจะ วิวัฒนำกำรมำก่อนสิ่งมีชีวิตอื่น ในปัจจุบันเรำก็พบว่ำ สิ่งมีชีวิตที่มีมำกที่สุดในโลก ย...

บทที่ 8 วิวัฒนาการ (Evolution) เอกสารประกอบการเรียนวิชาชีววิทยา 1 (BIO1116) อาจารย์ ดร. อรทัย คาสร้อย ฟอสซิลที่ค้นพบ ทำให้เรำมีข้อมูลของสิ่งมีชีวิตในยุคต่ำงๆ ถึงแม้ว่ำพวกโพรคำริโอตและยูคำริโอตเซลล์เดียวจะ วิวัฒนำกำรมำก่อนสิ่งมีชีวิตอื่น ในปัจจุบันเรำก็พบว่ำ สิ่งมีชีวิตที่มีมำกที่สุดในโลก ยังคงเป็นพวกเซลล์เดียว  ยุคน้ำแข็ง, สกุล Homo เริ่มพบกลุ่มไพรเมต พืชมีดอก ยุคไดโนเสำร์ สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม พืชตระกูลสน สัตว์เลื้อยคลำน สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ พืชมีเมล็ด ปลำกระดูกแข็ง สัตว์สี่เท้ำ แมลง พืชที่มีท่อลำเลียง สำหร่ำยทะเล ฟังไจ พืช สัตว์ สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง ยูคำริโอต โปรคำริโอต ยูคำริโอตเซลล์เดียว ยูคำริโอตหลำยเซลล์ Exploring The Origin of Mammals Exploring The Origin of Mammals The Darwinian revolution กำรค้นพบของดำร์วิน ทำให้มุมมองเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตเปลี่ยนไปจำกเดิม ที่เคย เชื่อว่ำสิ่งมีชีวิตไม่มีกำรเปลี่ยนแปลง (unchanging species) จำกรุ่นก่อนหน้ำ - Darwin เสนอทฤษฏีกำรคัดเลือกโดยธรรมชำติ (natural selection) ส่งผลทำให้เกิดควำมหลำกหลำยของสิ่งมีชีวิต - สิ่งที่ดำร์วินค้นพบ แตกต่ำงจำกคูเวียร์ (Cuvier) ที่ศึกษำจำกซำกฟอสซิลและเชื่อว่ำเกิดกำรเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ ทำให้สิ่งมีชีวิตเหล่ำนั้นสูญหำยไปหมด - Hutton และ Lyell เชื่อว่ำกำรเปลี่ยนแปลงทำงธรณีวิทยำ ส่งผลทำให้มีกำรเปลี่ยนแปลงของสิ่งต่ำงๆ อย่ำงช้ำๆ - Lamarck ตั้งสมมติฐำนกำรเปลี่ยนแปลงของสิ่งมีชีวิตว่ำเป็นกำรถ่ำยทอดลักษณะที่ได้รับมำใหม่ ผ่ำนกฏกำรใช้และ ไม่ใช้ ซึ่งขำดกลไกที่ใช้ในกำรอธิบำยเปลี่ยนแปลงเหล่ำนั้น  วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต (Evolution): ทฤษฏีของลาร์มาร์ค (Larmarck) 00000ef3 1. กฎแห่งการถ่ายทอดลักษณะที่ได้มาใหม่ (Law of inheritance of acquired characteristic) “ลักษณะหรือโครงสร้ำงที่ได้มำใหม่ หรือสูญเสียไปโดยอิทธิพล ของสิ่งแวดล้อม โดยกำรใช้และกำรไม่ใช้จะคงอยู่ และสำมำรถ ถ่ำยทอดลักษณะที่ได้มำใหม่นี้ไปยังรุ่นถัดไปได้” 2. กฎการใช้และไม่ใช้ (Law of Use and Disuse) “ ลักษณะหรือโครงสร้ำงของสิ่งมีชีวิตผันแปรได้ตำมสภำพแวดล้อม โดยอวัยวะใดที่ ใช้บ่อย จะมีกำรขยำยใหญ่ เจริญเติบโตดี อวัยวะใดที่ไม่ได้ใช้จะค่อยๆ ลดขนำด อ่อนแอลง และเสื่อมหำยไปในที่สุด” Lamarck – theory of acquired characteristics. Use & disuse. –Organisms can change traits and pass them on.  ทฤษฎีวิวัฒนาการ (Evolution) ของสิ่งมีชีวิต กำรเปลี่ยนแปลงเป็นผลมำจำกควำมต้องกำรของสิ่งมีชีวิตที่ต้องกำรควำมอยู่รอด พบว่ำส่วนที่มีกำรใช้งำนอยู่ เสมอจะเจริ ญ ได้ ดี และในส่ ว นที่ ไ ม่ มี ก ำรใช้ ง ำนเป็ น เวลำนำนจะมี ก ำรเสื่ อ มสลำย เช่ น กำรเกิ ด เมตำมอร์ ฟ อซิ ส (Metamorphosis) ในกบ โดยลูกอ๊อดอยู่ในน้ำหำยใจด้วยเหงือก และมีหำงว่ำยน้ำ เมื่อเป็นตัวเต็มวัยอยู่บนบกหำยใจด้วย ปอด และมีขำ แต่บำงหลักฐำนไม่สำมำรถอธิบำยกฎนี้ได้ ตัวอย่ำงเช่น กำรมีไส้ติ่ง หลังจำกที่ ชำร์ล ดำร์วิน (Charle Darwin) ได้เดินทำงไปสำรวจสิ่งมีชีวิตกับเรือ the Beagle ทำให้ได้ข้อมูล เพิ่มเติมเกี่ยวกับกำเนิดของสิ่งมีชีวิตว่ำมำจำกกำรปรับตัว (adaptations) ให้เข้ำกับสิ่งแวดล้อมแบบค่อยเป็นค่อยไป และ เสนอทฤษฏีการคัดเลือกโดยธรรมชาติ (theory of natural selection) ในปี 1859 ซึ่งต่อมำได้พบว่ำคล้ำยกับของ วัลเลซ (Wallace)  วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต (Evolution): การศึกษาของดาร์วิน (Darwin) ทฤษฎีกำรคัดเลือกโดยธรรมชำติ (Natural selection) ของดำร์วินได้องค์ควำมรู้มำจำกกำรศึกษำสิ่งมีชีวิต เช่น เต่ำกำลำปำกอส นกฟินซ์บนเกำะกำลำปำกอส (Galapagos) ประเทศเอกวำดอร์ โดยทฤษฎีนี้สำมำรถสรุปได้ว่ำ “วิวัฒนำกำรไม่ใช่กำรฝึกฝนกำรใช้อวัยวะแต่สภำพแวดล้อมเป็นตัวกำหนด กำรคัดเลือกตำมธรรมชำติเพื่อที่จะให้ลักษณะ ที่เหมำะสมกับสภำพแวดล้อม มีโอกำสได้แพร่พันธุ์ มิให้สูญเสียไป” ต่อมำดำร์วินได้เขียนหนังสือ “The Origin of Species” ซึ่งเป็นที่วิจำรณ์อย่ำงกว้ำงขวำง โดยเฉพำะในศำสนำ คริสต์ ที่ว่ำมนุษย์มีวิวัฒนำกำรมำจำกลิง ไม่ใช่พระเจ้ำเป็นผู้สร้ำง  ทฤษฎีวิวัฒนาการ (Evolution) ของสิ่งมีชีวิต ดาร์วิน และวัลเลซ ได้เสนอ ทฤษฎีการเกิดสปีชีส์ใหม่ ดังนี้ 1. สิ่งมีชีวิตมีควำมสำมำรถในกำรสืบพันธุ์สูง ถ้ำทุกตัวสำมำรถเกิดลูกหลำนได้เท่ำกัน ประชำกรจะเพิ่มจำนวน ตำมลำดับเรขำคณิต เช่น 2 - 4 - 8 - 16 2. ในสภำพธรรมชำติ จำนวนประชำกรสิ่งมีชีวิตในแต่ละรุ่น มีจำนวนเกือบคงที่เนื่องจำกมีอำหำรจำกัด 3. สิ่งมีชีวิตจะมีกำรต่อสู้เพื่อควำมอยู่รอด โดยสิ่งมีชีวิตที่แข็งแรงจะอยู่รอด 4. สิ่งมีชีวิตในแต่ละประชำกร จะมีควำมแปรผันของลักษณะต่ำงๆ ที่เกิดขึ้นในแต่ละสิ่งมีชีวิต 5. ควำมแปรผันย่อมทำให้เกิดลักษณะที่เหมำะสม กับสิ่งแวดล้อมที่ทำให้เกิดควำมอยู่รอด และสำมำรถถ่ำยทอด ลักษณะทำงพันธุกรรมนั้นได้ และผลคือดำรงเผ่ำพันธุ์ได้ คือ กำรคัดเลือกตำมธรรมชำติ 6. ควำมแตกต่ำงในชนิด หรือ สปีชีส์ย่อมทำให้เกิดสิ่งมีชีวิตชนิดใหม่ โดยเป็นผลจำกกำรเปลี่ยนแปลงทีละน้อยจำก บรรพบุรุษ ผ่ำนกำรคัดเลือกจำกธรรมชำติ (Natural Selection) เป็นระยะเวลำนำน ตัวอย่ำงเช่น ดำร์วิน อธิบำยว่ำ “คอยีราฟไม่ได้ยาวขึ้นจากการยืด แต่ยีราฟมีทั้งคอสั้นคอยาว ตัวที่คอยาวจะอยู่รอดเป็นผลมาจากการการ เลือกโดยธรรมชาติและถ่ายทอดลักษณะของการทาให้เกิดความอยู่รอดไปสู่อีกสู่รุ่น” ลาร์มาค ดาร์วิน  หลักฐานสนับสนุนวิวัฒนาการ 1. ซำกโบรำณ ได้แก่ ฟอสซิล (Fossil) จำกกำรทำแห้ง กำรเป็นหิน กำรแช่ในน้ำแข็งกำรเกิดอำพัน เป็นต้น 2. กำรเปรียบเทียบโครงสร้ำง (comparison of structure) - โครงสร้ำงโฮโมโลกัส (Homologous structure) กำเนิดจำกบรรพบุรุษเดียวกันหรือใกล้กัน โครงสร้ำง คล้ำยกันแต่หน้ำที่เหมือนหรือต่ำงก็ได้ เช่น แขนคนกับปีกค้ำงคำว หรือปีกนกกับปีกค้ำงคำว - โครงสร้ำงอะนำโลกัส (Analogous structure) กำเนิดจำกต่ำงบรรพบุรุษ โครงสร้ำงต่ำงกันแต่หน้ำที่ เหมือนกัน เช่น ปีกค้ำงคำวกับปีกแมลง  หลักฐานสนับสนุนวิวัฒนาการ 3. กำรเจริญเติบโตของเอมบริโอ (Embryo development) ลักษณะกำรเจริญเติบโตของ เอมบริโอในขั้นต่ำงๆ จะย้อน ให้เห็นลักษณะของบรรพบุรุษในอดีต เช่น เอมบริโอ ของ ปลำ กบ เต่ำ นก และคน มีกำรพัฒนำในขั้นตอนแรก เหมือนกัน จนไม่สำมำรถแยกออกจำกกันได้ ต่อมำมีกำรสร้ำงอวัยวะ (Organogenesis), กำรสร้ำงรูปร่ำง (Morphogenesis) จึงสำมำรถแยกได้  หลักฐานสนับสนุนวิวัฒนาการ 4. กำรปรับปรุงพันธุ์พืช และสัตว์ เช่น กำรทนต่อดินฟ้ำอำกำศและโรคต่ำงๆ 5. กำรแพร่กระจำยพันธุ์ของสิ่งมีชีวิต 6. ผลทำงอณูชีววิทยำ (molecular biology) เช่น ลำดับของเบสในสำรพันธุกรรมภำยใน DNA, จำนวนโครโมโซมที่ เปลี่ยนแปลงไป (Chromosome), ข้อมูลทำงระบบภูมิคุ้มกัน (immunology), โครโมโซมเพศ (Sex chromosome) เช่น ศึกษำบรรพบุรุษร่วมของชำวเขำตรวจโดยใช้ Chromosome Y There are significant differences between the two species' Y chromosomes, suggesting that those chromosomes have evolved faster than other chromosomes during the six million years since humans and chimpanzees emerged from a common ancestor. It was found that the two differ in about 30% of their genes. หลักฐานสนับสนุนวิวัฒนาการ 7. กำรแพร่กระจำยของพืช และ สัตว์ พืช และสัตว์ที่ เกิดขึ้นในยุคแรก จะมีลักษณะเหมือนกัน และอำศัยอยู่ ในที่เดียวกัน ต่อมำมีกำรแพร่ กระจำยออกไปจำก แหล่งกำเนิด จนเกิดสิ่งกีดขวำงทำงกำยภำพ เช่น ภูเขำ แม่น้ำ ทะเล แหล่งที่อยู่ ทำให้มีวิวัฒนำกำร เกิดขึ้นในแต่ละกลุ่ม  ปัจจัยที่ทาให้เกิดความเปลี่ยนแปลงความถี่ของยีนที่เป็นกลไกให้เกิดวิวัฒนาการ 1. การผ่าเหล่า (mutation) ทั้งระดับยีน และโครโมโซม เช่น กำรขำดหำยไปของตำแหน่งยีน (Deletion), กำร กลับหัวท้ำยของยีน (inversion), กำรซ้ำจำนวนยีน (duplication) เป็นต้น ทำให้เกิดควำมแปรผันทำงพันธุกรรม (genetic variation) เป็นผลมำจำกกำร crossing over หลำยแบบหรือผลจำกกำรตัดต่อยีนโดยมนุษย์ เช่น กำรทำ ยีนลูกผสม (gene recombination) 2. การคัดเลือกโดยธรรมชาติ (natural selection) เช่น ทำให้เกิดกำรปรับตัว (adaptation) ตัวอย่ำง คือ เป็น ผลทำให้เกิดกำรปรับตัวของรูปร่ำง กำรปรับตัวทำงสรีรวิทยำ และกำรปรับตัวทำงพฤติกรรม 3. การอพยพ (migration) เช่น กำรอพยพเข้ำ (immigration), กำรอพยพออก(emigration) ผลคือ ถ้ำมีกำร อพยพเข้ำออกจำนวนมำกๆ จะทำให้เกิดกำรไหลของยีน (Gene flow) 4. การเปลี่ยนแปลงขนาดของประชากรอย่างฉับพลัน ทำให้เกิดในประชำกรที่มีขนำดเล็ก (genetic drift) เป็น กำรผกผันทำงพันธุกรรม อย่ำงฉับพลันเช่น กำรตำยของประชำกรที่มีลักษณะเด่น หรือ ด้อยครึ่งหนึ่งของประชำกร ทั้งหมด จะทำให้สัดส่วนของอัลลีล (allele) ของยีนนั้นๆ เปลี่ยนแปลงไปทำให้ ควำมถี่ของยีนเปลี่ยนไป (ทำให้ค่ำ p เพิ่มและค่ำ q ลด) หรือแมลงหวี่บนแผ่นดินใหญ่ถูกพำยุพัดประชำกรจำนวนหนึ่งไปอยู่บนเกำะหนึ่งกลำงทะเล เป็น ต้น  ปัจจัยที่ทาให้เกิดความเปลี่ยนแปลงความถี่ของยีนที่เป็นกลไกให้เกิดวิวัฒนาการ 5. การสืบพันธุ์ (reproduction) ต้องเป็นกำรผสมพันธุ์แบบสุ่ม (Random mating) ถ้ำเป็นกำรผสมในครอบครัวหรือ ในวงศ์เครือญำติ เรียกว่ำ inbreeding หรือแบบไม่สุ่ม จะทำให้ไม่มีควำมหลำกหลำยของยีน และมีผลต่อควำมถี่ของยีน นั้นๆ หรือกำรมีผลของกำรทวีควำมรุนแรงของโรค ที่เป็นโรคทำงพันธุกรรมเช่น โรคฮีโมฟีเลียลิงค์บนโครโมโซม X หรือ ทำลัสซีเมียทีอ่ ยู่บนโครโมโซมร่ำงกำย  ปัจจัยที่ทาให้เกิดความเปลี่ยนแปลงความถี่ของยีนที่เป็นกลไกให้เกิดวิวัฒนาการ 6. พันธุวิศวกรรม (Genetic engineering) เทคนิคต่ำงๆ ทำให้เกิดกำรนำไปสู่กำรเกิดวิวัฒนำกำร เช่น กำรดัดแปลง พันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต (Genetic modified organisms, GMOs) ของมะเขือเทศ หรือมันฝรั่งเพื่อให้สำมำรถต้ำนทำน โรค เแมลง และทนสภำวะอำกำศได้ เป็นกำรช่วยให้พันธุ์พืชมีวิวัฒนำกำรเร็วขึ้นโดยไม่ต้องอำศัยเวลำมำก แต่จะทำให้ เกิดผลเสียในเรื่องวิวัฒนำกำรร่วม (coevolution) ของพืชเหล่ำนี้  การเกิดสปีชีส์ใหม่ (origin of species) สามารถแบ่งการเกิดสปีชีส์ใหม่ตามการเปลี่ยนแปลงวิวัฒนาการในประชากรได้ 2 รูปแบบ 1. การเกิดวิวัฒนาการสายตรง (Phyletic Evolution or Anagenesis) เป็นวิวัฒนาการที่เกิดโดยสปีชีส์หนึ่งเปลี่ยนแปลงวิวัฒนาการไปเป็นสปีชีส์ใหม่ โดย จานวนสปีชีส์ยังคงมีเท่าเดิม และสปีชีส์ใหม่ที่เกิดขึ้นจะมีความแตกต่างจากเดิม อย่างเห็นได้ชัด ซึ่งอาศัยกระบวนการการเปลี่ยนตามเวลา และโอกาสอย่างค่อย เป็นค่อยไป เช่น บรรพบุรุษนกจากสัตว์เลื้อยคลาน - นกโบราณอาร์คีออฟเทอริกซ์ (Archeopteryx) - นกอาร์คีออร์นิส (Archeornis) - นกปัจจุบัน (Modern Aves  การเกิดสปีชีส์ใหม่ (origin of species) สามารถแบ่งการเกิดสปีชีส์ใหม่ตามการเปลี่ยนแปลงวิวัฒนาการในประชากรได้ 2 รูปแบบ 2. การเกิดวิวัฒนาการเป็นแขนง (Cladogenesis) หรือการแตกแขนงของสปีชีส์ (Speciation) วิวัฒนาการแบบนี้จะทาให้เกิดสปีชีส์มากมายเรียกว่าทาให้เกิดความหลากหลายของชนิด (Species Diversity) ซึ่งมักเกิดมากแถบร้อนชื้นเขตศูนย์สูตร เช่น ป่าดิบชื้นเขตร้อน (Tropical Rain Forest) เป็นต้น วิวัฒนาการแบบนี้ มีรูปแบบในการเกิด 2 ทางได้แก่ * อัลโลพาทริก สปีชีเอชัน (Allopatric Speciation) เกิดจากการที่ประชากรชนิดเดียวกันแยกกันอยู่ตามสภาพภูมิศาสตร์ (Allopatric population) หรือเป็น การเกิดสปีชีส์ใหม่จากปัจจัยขวางกั้นทางภูมิศาสตร์เช่น แม่น้า ภูเขา เกาะ คาบสมุทร เป็นต้น ทาให้กลุ่มประชากร ขาดการติดต่อกันเป็นระยะเวลายาวนาน ไม่มีการโฟล์วของยีนพูล การเกิดสปีชีส์ใหม่โดย Allopatric speciation นี้เป็นกระบวนการที่พบได้มากที่สุดในวิวัฒนาการของสปีชีส์ ดังตัวอย่างเช่น การเกิดสปีชีส์ใหม่ของนกฟินซ์ * ซิมพาทริก สปีชีเอชัน (Sympatric speciation) เกิดจากการที่สปีชีส์เดียวกันที่อยู่ในภูมิศาสตร์เดียวกันมีการเปลี่ยนแปลงชุดจานวนโครโมโซมหรือเกิดการ ปรับตัวใหม่ ทาให้เกิดสปีชีส์ใหม่ในภูมิศาสตร์เดียวกัน (Sympatric population)  การเกิดสปีชีส์ใหม่ (origin of species) แบบ Allopatric speciation Sympatric speciation requires the emergence of a reproductive barrier that isolates a subset of a population from the remainder of the population in the same area. It also can result from sexual selection.  ความหมายของสปีชีส์ของสิ่งมีชีวิต (Species) 1. ความหมายในทางสัณฐานวิทยา (Morphological Species) โดย คำร์โรลัส ลินเนียส คือ สิ่งมีชีวิตแตกต่ำงกันโดยรูปร่ำงลักษณะ ทั้งโครงสร้ำงภำยนอกและภำยใน 2. ความหมายในทางชีววิทยา (Biological Species) โดย อี แมร์ คือกลุ่มประชำกรของสิ่งมีชีวิตที่มียีนพูลร่วมกัน (Gene pool คือผลรวมของอัลลีลที่ ตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่งในกลุ่มประชำกรนั้นๆ) โดยสำมำรถทำให้เกิดกำรถ่ำยทอดของยีนได้จำกรุ่นสู่รุ่น สิ่งมีชีวิตที่ต่ำงยีนพูล จะไม่สำมำรถผสมและถ่ำยทอดยีนสู่รุ่นต่อไปได้ เนื่องจำกมีกลไกกำรแบ่งแยกผสม ข้ำมสปีชีส์ 3. ความหมายในทางวิวัฒนาการ (Evolutionary Species) โดย จี จี ซิมป์สัน คือ สปีซีส์เป็นสำยวิวัฒนำกำรของประชำกรหลำยๆ ประชำกรจำกอดีตจนถึงปัจจุบัน  ซับสปีชีส์ (subspecies) เป็นชนิดย่อย เชื้อชำติหรือสำยพันธุ์ หมำยถึง ประชำกรสิ่งมีชีวิตที่มีโครงสร้ำงทำงพันธุกรรมต่ำงกัน บ้ำงพอสมควร แต่ยังคงสำมำรถสืบพันธุ์ และมีกำรถ่ำยทอดยีนระหว่ำงกันได้ตำมปกติ หลักคุณสมบัติ ของสปีชีส์ทำงชีววิทยำ แบ่งเป็น 2 ชนิดได้แก่ 1. ซับสปีชีส์ที่แพร่กระจายกันตามภูมิศาสตร์ต่างเรียกว่า Allopatric Subspecies 2. ซับสปีชีส์ที่อยู่ในอาณาบริเวณเดียวกันเรียกว่า Sympatric Subspecies เหตุผลสนับสนุนการเกิดสิ่งมีชีวิตใหม่ - กำรแบ่งแยกโดยกลไกกำรสืบพันธุ์ (Reproductive Isolating Mechanisms, RIM) เช่น ช่วงฤดูผสม พันธุ์ กำรผสมพันธุ์ ลักษณะเซลล์สืบพันธุ์ เป็นต้น เป็นปัจจัยสำคัญในกำรแยกสปีชีส์ และทำให้เกิดสปี ชีส์ใหม่  กลไกการแบ่งแยกทางการสืบพันธุ์ 1. กลไกการป้องกันก่อนการเป็นไซโกต (prezygotic isolating mechanisms) เป็นกลไกการป้องการการผสมข้ามชนิดก่อนการปฏิสนธิ ป้องกันโดย - การป้องกันด้วยช่วงเวลา (temporal isolation) เช่น ช่วงของการผสมพันธุ์หรือฤดูกาลผสมพันธุ์ - การป้องกันด้วยสภาพแวดล้อม (ecological isolation) สภาพที่อยู่อาศัยที่ผสมพันธุ์ พื้นที่ที่จะผสมพันธุ์ - การป้องกันด้วยพฤติกรรม (behavioral isolation) พฤติกรรมช่วงที่มีการผสมพันธุ์เช่นลักษณะการเกี้ยว- พาราสี - การป้องกันด้วยกลไกการสืบพันธุ์ (mechanical isolation) ลักษณะการผสมพันธุ์ซึ่งมีผลมาจากอวัยวะเพศ ที่ใช้ผสมพันธุ์หรือ copulatory organs การขึ้นคร่อม (mounting) - การป้องกันด้วยสภาพของเซลล์สืบพันธุ์ (gametic isolation) ลักษณะของเซลล์สืบพันธุ์ที่แตกต่างกันทั้งไข่ และสเปิร์ม หรือการเจาะของอสุจิ การป้องกันการเจาะของไข่โดยเยื่อต่างที่จาเพาะกับเอ็นไซม์  กลไกการแบ่งแยกทางการสืบพันธุ์ 2. กลไกการป้องกันหลังการเป็นไซโกต (postzygotic isolating mechanisms) เช่น การเกิดลูกผสม (hybrid) - ลูกผสม หรือ F1 ตายตั้งแต่อยู่ในท้องหรือในไข่ (hybrid inviability) - ลูกผสม หรือ F1 ที่รอดมาได้จะเป็นหมัน (hybrid sterility) - ถ้าลูกผสมให้ลูกที่ไม่เป็นหมัน รุ่นหลาน หรือ F2 , F3, F4…..ก็จะเป็นหมัน (hybrid breakdown) หรือตาย 3. การเปลี่ยนแปลงจานวนของโครโมโซม กระบวนการเปลี่ยนแปลงสารพันธุกรรม และโครโมโซมจัดเป็น Microevolution  กลไกการแบ่งแยกทางการสืบพันธุ์ 4. การแบ่งแยกตามปัจจัยทางภูมิศาสตร์เช่นภูเขาสูง เกาะกลางทะเล ทะเลสาบ คาบสมุทรต่างๆ และการ แพร่กระจายพันธุ์ซึ่งแบ่งได้เป็น 6 เขต เขต Oriental คือแถบเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ เอเชียใต้ และหมู่เกาะแปซิฟิกกลาง เช่น ช้างเอเชีย เสือเบ งกอล หมูป่า ตัวนิ่ม เป็นต้น เขต Australian คือ ออสเตรเลีย นิวซีแลนด์และหมู่เกาะแปซิฟิกใต้ เช่น หมีโคอาล่า จิงโจ้ กีวี เขต Ethiopian คือ ทวีปแอฟริกา เช่น ยีราฟ ม้าลาย นกกระจอกเทศ เขต Palearctic คือ ทวีปยุโรปและเอเชียบน เช่น หมีขาวขั้วโลก แพะภูเขา เขต Nearctic คือ ทวีปอเมริกาเหนือ เช่น กวางคาริบู ตัวบีเวอร์ เขต Neotropical คือ ทวีปอเมริกากลางและใต้ เช่น เสือจาร์กัว ตัวกินมด  ลักษณะของวิวัฒนาการที่ทาให้เกิดสิ่งมีชีวิตใหม่ 1. Divergent Evolution การเกิดสิ่งมีชีวิตที่มีบรรพบุรุษเดียวกันแล้วแยกไปเป็นคนละชนิดที่ไม่เหมือนกัน เช่น ต้นตระกูลของสัตว์เลี้ยงลูก ด้วยนมแยกออกไปเป็นกลุ่มค้างคาว กลุ่มโลมา 2. Convergent Evolution การที่สิ่งมีชีวิตมีบรรพบุรุษคนละชนิดเกิดวิวัฒนาการแล้วทาให้มีลักษณะคล้ายกัน เช่นกลุ่มของฉลามที่มีบรรพ บุรุษเป็นปลาโบราณกับกลุ่มโลมาที่มีบรรพบุรุษเป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ต่างสามารถปรับตัวอยู่ในน้าทะเลได้ เป็นต้น 3. Parallel evolution การเกิดวิวัฒนาการทาให้มีรูปร่างคล้ายกันทั้งที่เป็นคนละชนิดเช่น กลุ่มที่มีกระเป๋าหน้าท้องคือ จิงโจ้ หมาป่า แทสเมเนีย หรือสัตว์ที่มีรก เป็นต้น 4. Coevolution การที่สิ่งมีชีวิตหนึ่งมีวิวัฒนาการร่วมกันมาเพราะมีผลประโยชน์ในการดารงชีวิตร่วมกันเช่น แมลงกับดอกไม้ ไลเคนส์เป็นการอยู่ร่วมกันระหว่างรากับสาหร่าย มีการได้หรือเสียประโยชน์ฝ่ายหนึ่งผู้ถูกอาศัยกับปรสิต Generalist and Specialist Species Generalist species can feed on a wide variety of things and thrive in various environments. ปรับตัวได้ง่าย Specialist species eat a limited diet and occupy a much narrower niche. ปรับตัวไม่ได้หรือปรับได้ยากมาก Generalist species Specialist species Raccoons (Procyon lotor) can live in a wide variety of Koala (Phascolarctos cinereus). Native to Australia, environments. They are omnivores and can feast on koalas are herbivorous marsupials that feed only on everything from fruit and nuts to insects, frogs, eggs, the leaves of the eucalyptus tree. Therefore, their and human trash. Other examples of generalist range is restricted to habitats that support eucalyptus species include bobcats and coyotes. trees.  วิวัฒนาการมนุษย์ (Human Evolution) Australopithecus afarensis * อยู่ในช่วง 4.5 – 2.8 ล้านปีในทวีปแอฟริกา * เพศผู้หนัก 60 กิโลกรัม เพศเมีย 30 กิโลกรัม ขาหลังสั้น ขาหน้ายาว * เดิน 2 ขา เพศผู้ใช้ชีวิตบนดิน เพศเมียใช้ชีวิตบนต้นไม้ ฟันคล้ายลิงซิมแพนซี มีเขี้ยว (Canine) และฟันตัด (Incisor) ใหญ่กว่ามนุษย์ปัจจุบัน (หลักฐานปัจจุบันพบโครงกระดูกใหม่คือ Sahelmopicus tchadensis ที่ประเทศชาด คาดว่าน่าจะใกล้สายวิวัฒนาการมนุษย์มากกว่า อายุช่วง 3-4 ล้านปี ใกล้ลิงซิมแพนซีมากกว่า กินผลไม้ เมล็ดพืช มีสมองขนาด 400 ลูกบาศก์ เซนติเมตร โครงกระดูกที่ค่อนข้างสมบูรณ์ร้อยละ 40 เรียกชื่อว่า ลูซี่ (LUCY) A. afarensis ปลายๆ มีการใช้เครื่องมือหินชื่อว่า Oldowan Tools australopithecus%2520afarensis  วิวัฒนาการมนุษย์ (Human Evolution) Homo habilis ต่อมาจาก Australopithecus afarensis ก้ากึ่งระหว่าง A. afarensis กับ H. erectus * อยู่ในช่วง 2 ล้านปี พบในแอฟริกาตะวันออกและตอนใต้ * เดิน 2 ขา มีแขนยาวกว่ามนุษย์ในปัจจุบัน * น้าหนัก 40-50 กิโลกรัม สมองขนาด 650-800 ลูกบาศก์เซนติเมตร ใช้เครื่องมือหินชื่อว่า Acheulean Tools H_habilis_er_200 stonetools  วิวัฒนาการมนุษย์ (Human Evolution) Homo erectus ต่อจาก Homo habilis ก้ากึ่งระหว่าง Homo habilis กับ Homo sapiens * อยู่ในช่วง 1.6 ล้านปี พบในแอฟริกา เอเชีย เช่นที่เกาะชวาเรียก Java Man พบที่จีนเรียก Beijing Man และที่พบที่อาเภอเกาะคา จังหวัดลาปางเรียก Siam Man * เดิน 2 ขา มีแขนยาวกว่ามนุษย์ในปัจจุบัน น้าหนัก 55 กิโลกรัม รูปร่างสูงใหญ่ สมองขนาด 800 – 1,000 ลูกบาศก์เซนติเมตร ใช้เครื่องมือหิน รู้จักใช้ไฟในการทาอาหารและมีสังคมแบบล่าสัตว์  วิวัฒนาการมนุษย์ (Human Evolution) Homo sapiens ต่อจาก Homo erectus สมองขนาด 1,300 –1,500 ลูกบาศก์เซนติเมตร มนุษย์ยุคแรก (Archaic Humans) * มีร่างกายกายาแข็งแรง สมองขนาด 1,450 ลูกบาศก์เซนติเมตร * เกิดมาในช่วง 700,000 – 400,000 ปีที่ผ่านมา มีชีวิตร่วมสมัยกับ H. erectus ประมาณ 10,000 – 100,000 ปีก่อนที่ H. erectus จะสูญพันธุ์ 7047 ไปจากโลกนี้ มนุษย์นีแอนเดอทัล (Neanderthals Man ) Homo neanderthalensis * มีรูปร่างเตี้ยสั้นกว่ามนุษย์ในปัจจุบัน * พบซากในแถบยุโรป เช่นฝรั่งเศส มีการปรับตัวกับอากาศหนาวเย็นและมีพิธีฝังศพ  วิวัฒนาการมนุษย์ (Human Evolution) Homo sapiens มนุษย์ยุคใหม่ (Modern Humans) หรือมนุษย์โครมายอง (Cromagnon Man) Homo sapiens sapiens * เกิดการเปลี่ยนแปลงมาจากมนุษย์ยุคแรกเป็นมนุษย์ยุคใหม่เมื่อ 40,000 ปีที่ผ่านมา มีรูปร่างเล็กกว่า และมี อายุยืนยาวกว่ามนุษย์ยุคแรก สมองขนาด 1,300-1,500 ลูกบาศก์เซนติเมตร * มีวัฒนธรรมสูง (Cultural Evolution) มีภาษาพูด ภาษาเขียน การวาดรูปเช่นพบภาพวาดของมนุษย์โครมา ยอง ที่ถ้าลาสโคว์สของฝรั่งเศสที่มีอายุ 12,000 ปี เป็นรูปม้า และสัตว์ต่างๆ และถ้าโชว์เต ที่ถ้าอันทามิราของ สเปนอายุร่วม 10,000 ปี และพิธีกรรมต่างๆ ที่ซับซ้อนกว่ามนุษย์ยุคแรก H1JW9%2520-%2520Cro-Magnon%2520-%25203