ภาระงานที่ 2 ส่วนที่ 2

การผ่าเหล่าและความแปรผันทางพันธุกรรม 

 

http://www.thaigoodview.com/library/contest2553/type1/science03/20/darvin.html

           การผ่าเหล่า (mutation) เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติของสิ่งมีชีวิตการผ่าเหล่าหรือมิวเทชันมีทั้งที่เกิดกับเซลล์ร่างกายซึ่งเรียกว่าโซมาติคมิวเทชัน (somatic mutation) และที่เกิดกับเซลล์สืบพันธุ์เรียกว่าแกมีติคมิวเทชัน (gametic mutation) มิวเทชันที่มีผลต่อขบวนการวิวัฒนาการมาก คือ มิวเทชันที่เกิดกับเซลล์สืบพันธุ์ เนื่องจากสามารถถ่ายทอดไปสู่รุ่นต่อๆไปได้ มิวเทชันทําให้เกิดการแปรผันทางพันธุกรรม นอกจากนั้นในกระบวนการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ จะมีการแบ่งเซลล์ด้วยวิธีไมโอซิสเพื่อสร้างเซลล์สืบพันธุ์ ในกระบวนการไมโอซิสจะมีครอสซิงโอเวอร์ (crossing over) โดยมีการแลกเปลี่ยนชิ้นส่วนของโฮโมโลกัสโครโมโซมซึ่งมีผลทําให้อัลลีลของยีนเกิดการเปลี่ยนตําแหน่งได้รวมทั้งการรวมกลุ่มกันอย่างอิสระของโครโมโซม ที่แยกตัวจากคู่ของมันแล้วเป็นผลให้ยีนต่างๆ ได้ รวมกลุ่มกันใหม่ในแต่ละรุ่น ดังนั้น การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศจึงช่วยให้ยีนต่างๆ ทั้งเก่าและใหม่ได้มีโอกาสรวมกลุ่มกัน (gene recombination) ในรูปแบบต่างๆ ทั้งขบวนการมิวเทชันและขบวนการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศเป็นสาเหตุที่ทําให้สิ่งมีชีวิตเกิดความแปรผันทางพันธุุกรรมอย่างมากมาย
 การอพยพและการเคลื่อนย้ายของประชากร 
สิ่งมีชีวิตบางชนิดมีการอพยพเข้าหรือออกของสมาชิก ส่งผลให้ มีการหมุนเวียนพันธุกรรมหรือที่เรียกว่าการไหลของยีน (gene flow) เกิดขึ้นระหว่างประชากรย่อยๆ ซึ่งการอพยพจะทําให้สัดส่วนของอัลลีลเปลี่ยนแปลงไป ในประชากรที่มีขนาดใหญ่มากๆ การอพยพเข้าหรืออพยพออกของสมาชิกอาจจะเกือบไม่มีผลต่อสัดส่วนของยีนในกลุ่มประชากรเลย แต่ถ้าประชากรมีขนาดเล็ก เมื่อมีสมาชิกอพยพออกไปทําให้กลุ่มประชากรสูญเสียยีนบางส่วนทําให้มีโอกาสในการถ่ายทอดหรือแลกเปลี่ยนยีนกับกลุ่มยีนนั้นน้อยลงไป หรือไม่มีโอกาสเลยในทางกลับกัน การอพยพเข้าของประชากรในกลุ่มประชากรขนาดเล็ก จะทําให้เกิดการเพิ่มพูนบางส่วน หรือบางยีนใหม่เข้ามาในประชากร มีผลทําให้เกิดความแปรผันทางพันธุกรรมของประชากร
 ขนาดของประชากร
           การเปลี่ยนแปลงขนาดของประชากร มีบทบาทสําคัญต่อการเปลี่ยนแปลงความถี่ยีน และโครงสร้างของยีนพูล (gene pool) ซึ่งเกิดจากโอกาส หรือความบังเอิญ หรือจากภัยธรรมชาติ ประะชากรที่มีขนาดใหญ่และมีการผสมพันธุ์แบบสุ่มจะไม่พบว่ามีการเปลี่ยนแปลงความถี่ของยีนมากมายอย่างมีนัยสําคัญ แต่ถ้าเป็นประชากรขนาดเล็กจะมีผลอย่างมาก การเปลี่ยนแปลงผกผันทางพันธุกรรมอย่างฉับพลันอย่างไม่มีทิศทางแน่นอน หรือการเปลี่ยนแปลงความถี่ของยีนอย่างฉับพลันโดยเหตุบังเอิญตามธรรมชาติ
ที่เกิดขึ้นแบบสุ่ม ไม่สามารถคาดการณ์ทิศทางการเปลี่ยนแปลงความถี่ของยีนได้แน่นอนเช่นนี้ เรียกว่า เจเนติก ดริฟต์ (genetic drift) เป็นกลไกที่สําคัญอย่างหนึ่งที่ทําให้ความถี่ของยีนมีการเบี่ยงเบนจนเกิดการเปลี่ยนแปลงความถี่ของยีน ตัวอย่างของปรากฏการณ์นี้ได้แก่ วิวัฒนาการของสัตว์ชนิดใหม่ที่เกิดขึ้น่ตามหมู่เกาะต่างๆ ในมหาสมุทรแปซิฟิก ดังตัวอย่างของแมลงหวี่ชนิดต่างๆ ที่เกิดบนหมู่เกาะฮาวาย

หมายเหตุ : gene pool หมายถึง ยีนโดยรวมซึ่งแลกเปลี่ยนกันระหว่างสิ่งมีชีวิต โดยเฉพาะในเผ่าพันธุ์เดียวกัน เปรียบเหมือนมีบ่อของยีน ซึ่งสิ่งมีชีวิตนำมาฝากและนำไปใช้
 
รูปแบบของการผสมพันธุ์
สิ่งมีชีวิตส่วนมากจะมีรูปแบบการสืบพันธุ์ แบบอาศัยเพศอย่างเด่นชัด โดยแบ่งเป็น 2 กรณี คือ
1. การผสมพันธุ์ แบบสุ่ม เป็นรูปแบบที่เกิดขึ้นเป็นส่วนมากในประชากร การผสมพันธุ์แบบสุ่มนี้จะไม่มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงความถี่ยีนในแต่ละชั่วอายุมากนัก
2. การผสมพันธุ์ที่ไม่เป็นแบบสุ่ม เป็นรูปแบบที่เกิดขึ้นเป็นบางครั้ง โดยมีการเลือกคูู่ผสมภายในกลุ่ม ซึ่งมีแนวโน้มที่จะทําให้เกิดการผสมพันธุ์ภายในสายพันธุ์เดียวกันหรือที่เรียกว่าอินบรีดดิง (inbreeding) อันจะยังผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความถี่ของยีนในประชากรนั้นได้ เพราะถ้าเป็นการผสมภายในสายพันธุ์เดียวกัน และประชากรมีขนาดเล็กย่อมจะมีีโอกาสที่ยีนบางยีนเพิ่มความถี่สูงขึ้นในรุ่นต่อมา และในที่สุดจะไม่มีการแปรผันของยีนเกิดขึ้นโดยส่วนใหญ่ อาจเป็นสภาพโฮโมไซกัส และเป็นสาเหตุให้ยีนบางยีนมีความคงที่ (fix) และบางยีนสูญหายไป

การเกิดสปีชีส์ใหม่

มีผู้เสนอความคิดในลักษณะของแผนภูมิที่แสดงสายของวิวัฒนาการในลักษณะของแผนภูมิต้นไม้( phylogenetic tree) ไว้หลายลักษณะโดยใช้แต่ละกิ่ง หรือแต่ละสาขาของแผนภูมิแสดงสายย่อยของวิวัฒนาการ โดยแนวตั้งจะแทนระยะเวลาที่ผ่านไปของการวิวัฒนาการ โดยจุดที่อยู่ด้านล่างของแผนภูมิจะแทนช่วงเวลาในอดีต และยิ่งเป็นช่วงบนถัดขึ้นมาของกิ่งเท่าไร ก็ยิ่งเป็นช่วงเวลาที่ใกล้ปัจจุบันมากเท่านั้น ตัวอย่างของแผนภูมิที่น่าสนใจแผนภูมิหนึ่งคือ แผนภูมิที่เสนอโดย Stephen Jay Gouldในปี ค.ศ. 1995 ซึ่งแสดงให้เห็นว่าสิ่งมีชีวิตที่แต่ดั้งเดิมมาจากบรรพบุรุษร่วมกันนั้น เมื่อเวลาผ่านไปอาจจะต้องแยกกันด้วยสาเหตุต่างๆ และเมื่อแยกกันนานๆ และมีการมีการเปลี่ยนแปลงเนื่องจากการปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมของตน จนไม่อาจกลับมาเป็นสายพันธุ์เดิมได้อีก เรียกว่าเกิด adaptive radiation เกิดเป็นสิ่งมีชีวิตหลากหลายชนิด แต่อย่างไรก็ตาม แผนภูมินี้ยังแสดงให้เห็นว่า แม้จะมีการเปลี่ยนแปลงจนเกิดสิ่งมีชีวิตขึ้นหลายชนิดก็ตาม แต่มิใช่ว่าสิ่งมีชีวิตทุกชนิดจะประสบความสำเร็จในการปรับตัวและอยู่รอดทั้งหมด เมื่อเวลาผ่านไป สิ่งมีชีวิตบางชนิดจะสูญพันธุ์ มีเพียงสิ่งมีชีวิตบางส่วนเท่านั้นที่ประสบความสำเร็จและดำรงอยู่มาได้จนถึงปัจจุบัน สิ่งมีชีวิตที่อยู่ในปลายสาขาย่อยของแผนภูมิจะเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีสายพันธุ์ใกล้ชิดกัน ยิ่งใกล้ชิดกันเพียงใดก็จะยิ่งมีรูปร่าง พฤติกรรมตลอดจนสารพันธุกรรมคล้ายคลึงกันมากเพียงนั้น จนถึงระดับหนึ่งสิ่งมีชีวิตที่ใกล้ชิดกันมากๆ จะสามารถถ่ายทอดสารพันธุกรรมให้แก่กันได้ และยังถ่ายทอดลักษณะพันธุกรรมเหล่านี้ไปยังรุ่นต่อๆ ไปได้ด้วย สิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะเช่นนี้ คือ สิ่งมีชีวิตที่ใกล้ชิดกันจนเรียกว่าเป็นสิ่งมีชีวิตสปีชีส์เดียวกัน

คำถาม

1.การผ่าเล่าที่เกิดกับเซลล์ร่างกายเรียกว่าอะไร  แล้วเกิดกับเซลล์สืบพันธุ์เรียกว่าอะไร

2.เจเนติกดริฟต์  คืออะไร

3.การผสมพันธุ์แบ่งออกเป็นกี่กรณี  และมีอะไรบ้าน

ที่มา: http://www.skoolbuz.com/library/content/229