เรามาจากใหน (Where did we come from?)
อภิชาติ พยัคฆิน ผู้เขียน
เป็นเวลาเนิ่นนานแล้วที่มนุษย์พยายามตั้งปัญหาว่า \"เรามาจากใหน\" คำถามนี้คงเป็นหนึ่งในไม่กี่คำถามที่ยังไม่มีคำตอบแน่ชัด และมีคนขบคิดปัญหานี้มาหลายพันปีแล้ว ตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบันคำถามนี้ก็ยังคงเป็นปริศนาเรื่อยมา แม้ว่าจะมีทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ต่างๆออกมามากมาย แต่ก็ยังไม่สามารถตอบคำถามนี้ได้สมบูรณ์นัก แต่ถึงอย่างนั้นเราก็ยังไม่หยุดที่จะหาหลักฐานเพิ่มเติมต่อไปเพื่อนำมาตอบคำถามนี้ และถึงแม้จะไม่มีคำตอบที่สมบูรณ์ แต่เราก็มีแนวคิดทฤษฎีต่างๆมากมายที่สามารถใช้อธิบายได้ตามหลักวิทยาศาสตร์ที่เป็นเหตุผลที่สุดในปัจจุบัน ซึ่งหากเรานำแนวคิดทฤษฎีต่างๆมาประกอบ (integrate) เข้าด้วยกัน เราก็จะสามารถมองภาพการมาเป็นเราในทุกวันนี้ได้ ตั้งแต่กำเนิดโลกนี้จนมาเป็นเราในทุกวันนี้ต้องผ่านการเดินทางมาอย่างยาวนาน ดังนั้นหากต้องการรู้ว่า \"เรามาจากใหน\" ก็คงต้องมองศาสตร์ต่างๆในวงกว้างแล้วเจาะลึกลงไปเพื่อให้เข้าใจยิ่งขึ้น
ทุกอารยธรรมในโลกนี้ล้วนมีตำนานการสร้างโลกแทบทั้งสิ้น เช่น ตำนานกรีกโบราณเชื่อว่า โลกเกิดขึ้นจากการที่แม่พระธรณีมีลูกกับท้องฟ้านาม ยูเรนัส จนเกิดเป็นฝนโปรยปรายลงมาสู่แผ่นดินทำให้พืชพันธ์งอกงาม สัตว์ต่างๆเกิดในแม่น้ำและทะเล และมีมนุษย์เกิดขึ้น อีกความเชื่อหนึ่งซึ่งก็รู้จักกันดีก็คือ ความเชื่อของพระเจ้าสร้างโลกในศาสนาคริสต์ที่ว่า พระเจ้าเป็นผู้สร้างสวรรค์และโลก สร้างแสงสว่างขับไล่ความมืด (ด้วยการเปล่งวาจาว่า \"ขอจงมีแสงสว่าง\")แสงสว่างเป็นกลางวัน ความมืดเป็นกลางคืน ทรงสร้างแผ่นน้ำ ท้องฟ้า แยกเป็นแผ่นดินกับมหาสมุทร สร้างพืชพันธ์บนแผ่นดิน สร้างฤดูกาล ดวงดาว สัตว์น้ำ นก สัตว์อื่นๆ และสร้างมนุษย์จากภาพลักษณ์ ของพระองค์ งานทั้งหมดจบภายใน 6 วัน ซึ่งก็นำมาสู่แนวคิดที่ว่า หากไม่มีผู้สร้างเรา ความซับซ้อนของโครงสร้างสิ่งมีชีวิตบนโลก ความหลากหลายของโครงสร้างชีวิตที่กระจายทั้งบนฟ้า แผ่นดิน มหาสมุทร ทั้งที่ร้อนจัด เย็นจัด เกิดขึ้นมาได้อย่างไรจากความว่างเปล่า? แต่แนวคิดนี้ถูกต้องจริงหรือ?
กลุ่มที่เชื่อตามแนวความคิดนี้ เชื่อว่า โอกาสที่จะเกิดสิ่งมีชีวิตซึ่งมีมันสมองซับซ้อน และสามารถคิดเช่นมนุษย์จากความว่างเปล่านั้น ยากเหมือนกับการตีลูกสนุกเกอร์ตอนเปิดโต๊ะครั้งเดียวให้ทุกลูกลงหลุมหมด ซึ่งยากเหมือนปาฏิหาริย์! แต่ปาฏิหาริย์คือสิ่งที่เกิดขึ้นอย่างไม่คาดคิด ซึ่งในทางวิทยาศาสตร์เป็นสิ่งที่เป็นไปได้ และปาฏิหาริย์นั้นขึ้นกับตัวแปรบางตัวเช่น เวลา
สมมติเราโยนเครื่องพิมพ์ดีดให้ลิงตัวหนึ่งลองเคาะเล่น ความน่าจะเป็นจะเป็นเท่าไรที่ลิงตัวนั้นจะพิมพ์คำว่า \"อภิชาติ พยัคฆิน\" ถูก โอกาสที่ลิงจะเคาะตัว อ ถูกคือ 1/68 (จำนวนอักษร/สระ/วรรณยุกต์ไทยตามแป้นคีย์บอร์ดคือ 68) ดังนั้นความน่าจะเป็นจะเป็นที่ลิงตัวนั้นจะพิมพ์คำว่า \"อภิชาติ พยัคฆิน\" ซึ่งมีอักษรและสระ (รวมวรรคด้วย) รวมกัน 15 ตัว ถูก คือ (1/68)15 ซึ่งเรียกว่าปาฏิหาริย์ก็คงไม่ผิด แต่หากให้เวลายาวนานพอ ซักวันหนึ่งลิงอาจพิมพ์คำว่า \"อภิชาติ พยัคฆิน\" ถูกก็ได้ ดังนั้นชีวิตก็อาจเกิดขึ้นมาได้โดยที่ไม่จำเป็นต้องมีผู้สร้าง แต่ชีวิตเกิดขึ้นมาได้อย่างไร? เพื่อนำไปสู่คำถามนี้เราคงต้องย้อนกลับไปดูถึงตั้งแต่กำเนิดจักรวาล
แนวคิดในปัจจุบันเชื่อว่า จักรวาลเกิดจากจุดเล็กๆที่เรียกว่า บิ๊กแบง (Big Bang) หรือการระเบิดใหญ่ ทฤษฎีบิ๊กแบงในปัจจุบันเริ่มมาจากโมเดลของ จอร์จ กาโมว์ (George Gamow) ในปี 1946 กาโมว์เสนอโมเดลบิ๊กแบงเป็นจุดของพลังงานความหนาแน่นสูงมากๆ จนเป็นอนันต์ เรียกว่าเป็นทฤษฎีบิ๊กแบงร้อน (Hot Big Bang Theory) ในสภาวะที่ความหนาแน่นเป็นอนันต์ กฏทางวิทยาศาสตร์จะไม่สามารถนำมาทำนายอะไรได้เลย ไม่สามารถบอกว่า อนาคตจะเป็นอย่างไร และไม่สามารถหาย้อนกลับไปได้ว่าก่อนหน้าบิ๊กแบงเกิดอะไรขึ้นบ้าง ที่บิ๊กแบงจึงเป็นเหมือนจุดที่ ความสัมพันธ์ทุกอย่างถูกตัดออกจากกัน ไม่ว่าอนุภาค กาล-อวกาศ จะหายไปหมดเลย ที่สำคัญก็คือบิ๊กแบงเป็น \"จุดที่เราเริ่มนับวินาทีที่ 0 ของเอกภพที่เราอยู่ ทฤษฎีบิ๊กแบงได้รับการยืนยันอีกครั้งด้วยการสังเกตภาพของเอกภพในปี 1992 โดยดาวเทียม COBE ของ NASA ปัจจุบันนักฟิสิกส์ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าเอกภพของเราเริ่มที่บิ๊กแบงเมื่อประมาณ 15,000 ล้านปีก่อน
ระบบสุริยะของเราอยู่ในดาราจักรทางช้างเผือก ซึ่งดาราจักรของเรามีดาวฤกษ์มากมาย ดาวฤกษ์และดาวเคราะห์เกิดจากเนบิวลา ซึ่งเป็นกลุ่มของก๊าซและฝุ่นผงที่รวมตัวกันอยู่ในอวกาศ กำเนิดของเนบิวล่านั้นนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่ามีด้วยกันหลายสาเหตุ แต่ในเบื้องต้น คาดว่าจะเกิดขึ้นมาพร้อมกับกำเนิดของเอกภพที่จะก่อกำเนิดดาวฤกษ์รุ่นแรก และ เกิดจากการแตกดับของดาวฤกษ์รุ่นแรก ที่ทิ้งซากไว้เพื่อรอการกำเนิดเป็นดาวฤกษ์ขั้นที่สองอีกครั้ง โลกของเราก็เกิดมาจากเนบิวลาด้วย หลังจากเกิดดวงอาทิตย์แล้ว โลกได้เริ่มก่อกำเนิดขึ้นมาเมื่อประมาณ 4,600 ล้านปีที่แล้ว โลกที่เกิดขึ้นในยุคแรก ๆ จะเป็นกลุ่มก๊าซ ฝุ่นละออง และแร่ธาตุที่รวมตัวเป็นเนื้อเดียวกันทำให้โลกไม่มีการแยกชั้นเหมือนในปัจจุบัน แต่เพราะแรงดึงดูดมหาศาลทำให้ก๊าซ ฝุ่นละออง แร่ธาตุต่าง ๆ มีการรวมตัวกันมากขึ้นจนมีขนาดใหญ่ขึ้นเรื่อย ๆ การชนกัน, การอัดตัวของสสารต่าง ๆ และการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสีภายในโลกก่อให้เกิดความร้อนขึ้น เมื่อโลกมีอุณหภูมิสูงขึ้น เหล็กซึ่งเป็นโลหะที่มีมากที่สุดในโลกหรือประมาณ 1 ใน 3 ของมวลโลก จะหลอมละลายแล้วรวมตัวกันเป็นก้อนขนาดใหญ่จมลงสู่ใจกลางโลกกลายเป็น แก่นโลก ส่วนสสารที่เบากว่าจำพวกหินแข็งจะลอยขึ้นสู่ด้านบน และเย็นตัวลงกลายเป็น เปลือกโลก
สภาพของโลกเราในยุคแรกนั้นรุนแรง บรรยากาศเป็นส่วนผสมของมีเทนกับแอมโมเนีย แต่หลักฐานทางวิทยาสตร์บ่งชัดว่า สิ่งมีชีวิตสามารถเกิดขึ้นได้ในสภาพแวดล้อมที่เลวร้าย เช่น นักวิทยาศาสตร์พบแบคทีเรียในน้ำพุร้อน สัตว์ทะเลลึกในฮาวายอาศัยในน้ำทะเลที่ร้อนพอที่จะหลอมดีบุกได้ เหล่านี้เป็นหลักฐานว่า สิ่งมีชีวิตในยุคแรกอาจรับพลังงานจากความร้อน ไม่จำเป็นต้องเป็นแสงอาทิตย์ บางชนิดก็ชอบความเย็นจัด หนอนชนิดหนึ่ง (Hesiocaeca methanicola) อาศัยในก้อนมีเทนแช่แข็งในทะเลลึก 530 เมตร ก้นทะเลอ่าวเม็กซิโกเหนือ
สิ่งมีชีวิตทุกชนิดบนโลก ตั้งแต่เล็กที่สุดถึงใหญ่ที่สุด เป็นการรวมตัวของธาตุต่างๆในจักรวาล สำหรับโลกเรานี้มาจากพื้นฐานของธาตุคาร์บอน เพราะอะตอมของคาร์บอนนั้นเกิดพันธะกับอะตอมของธาตุอื่นหรือกับอะตอมของธาตุคาร์บอนด้วยกันเองง่ายกว่า เพราะคาร์บอนสามารถสร้างพันธะกับอะตอมอื่นได้ถึง 4 พันธะ ดังนั้นมันสามารถรวมตัวกับอะตอมคาร์บอนและอะตอมของธาตุอื่นได้ในเวลาเดียวกัน ผลลัพธ์ที่ได้คือโมเลกุลที่เป็นสารจำเป็นต่อสิ่งมีชีวิต อีกทั้งยังทนต่ออุณหภูมิได้ถึงจุดน้ำเดือด จึงพบสิ่งมีชีวิตในทะเลทรายและน้ำแข็งขั้วโลก ส่วนคำถามที่ว่า แล้วสิ่งมีชีวิตมีจุดเริ่มต้นจากตรงใหน? เราจะต้องไปดูแนวคิดการกำเนิดสิ่งมีชีวิตซึ่งมี 2 ทฤษฎีใหญ่ๆ คือ
1. ชีวิตเกิดบนโลกเองเมื่อสภาวะบนโลกเหมาะสม ทฤษฎีนี้เชื่อว่า เชื่อว่า สิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นจากภาวะที่ร้อนระอุ ซึ่งก๊าซทั้งหลายรวมตัวกันและมีกระแสไฟฟ้าจากฟ้าผ่ากระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาเป็นสิ่งมีชีวิตขึ้นมา ในปี ค.ศ.1953 นักวิทยาศาสตร์ชื่อ สแตนลีย์ มิลเลอร์ ได้ทำการทดลองในห้องปฏิบัติการ โดยผสมก๊าซมีเทน (CH4), แอมโมเนีย (NH3), ไฮโดรเจน (H2) และไอน้ำ (H2O) เข้าด้วยกัน แล้วกระตุ้นด้วยประจุไฟฟ้า เพื่อจำลองสภาพบรรยากาศของโลกในยุคเริ่มแรก ผลลัพธ์ที่ได้คือ สารอินทรีย์สีน้ำตาลแดง และกรดอะมิโนซึ่งเป็นโมเลกุลพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต ภายใต้สภาวะไร้ออกซิเจน แต่ก็มีจุดที่ถกเถียงกันอยู่คือ จากหลักฐานฟอสซิลบ่งชี้ว่า สิ่งมีชีวิตแรกเกิดขึ้นบนโลกราว 3.2 พันล้านปีก่อน แต่เมื่อดูโครงสร้างของสิ่งมีชีวิตเหล่านั้นพบว่ามันซับซ้อนมาก แสดงว่ามันคงต้องเกิดมาเร็วถึง 4.2 พันล้านปีก่อน มิเช่นนั้นเวลาที่ใช้ในการวิวัฒนาการอาจไม่พอ ซึ่งเวลานั้นโลกยังกำเนิดมาได้ไม่นาน จึงทำให้เกิดทฤษฎีที่ 2 ขึ้น
2. ชีวิตเกิดมาจากต่างดาว หรือจากอุกกาบาตที่มีธาตุชีวิตติดมาด้วย จากหลักฐานสำคัญเป็นซากอุกกาบาตที่พบในทะเลทรายในประเทศออสเตรเลียในปี 1969 นั้น มีกรดอะมิโนถึง 74 ชนิดปนมาด้วย และที่สำคัญอะตอมของกรดอะมิโนที่พบในอุกกาบาตมีชนิดที่ไม่พบบนโลกด้วย คือ di-amino acids ที่มีหมู่อะมิโนเพิ่มมาอีก 1 หมู่ ซึ่งเชื่อว่ากรดนี้มีบทบาทสำคัญในการกำเนิดของสิ่งมีชีวิต โดยมันอาจมีส่วนในวิวัฒนาการทางด้านเคมีของสารพันธุกรรม นักวิทยาศาสตร์ เชื่อว่า ก่อนที่จะมีดีเอ็นเอ RNA ได้เกิดขึ้นมาก่อน ซึ่ง RNA ก็ประกอบขึ้นมาจาก PNA (peptide nucleic acid) แกนของ PNA ประกอบด้วย di-amino acids สรุปได้ว่า สิ่งที่เราเชื่อว่าเป็น building block ของสารพันธุกรรมคือ PNAนี้ สามารถพบได้ในก้อนอุกกาบาต
จนทุกวันนี้ทั้ง 2 ทฤษฎีนี้ก็ยังไม่สามารถหาข้อสรุปได้ว่าทฤษฎีใหนจะถูกต้องหรือจริงๆแล้วอาจจะมีทฤษฎีอื่นที่เรายังไม่พบหลักฐานก็ได้ แต่ไม่ว่าต้นกำเนิดสิ่งมีชีวิตจะมาจากใหนก็ตาม คำถามต่อไปที่เราจะต้องหาคำตอบต่อไปก็คือ สิ่งมีชีวิตมีวิวัฒนาการมาจนถึงทุกวันนี้ได้อย่างไร?
ตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบันได้มีทฤษฎีวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นมากมาย แต่ก็คงไม่มีทฤษฎีของใครที่จะมีชื่อเสียงและได้รับการยอมรับมากที่สุดเท่ากับทฤษฎีของ ชาลส์ ดาร์วิน (Charles Darwin, ค.ศ. 1809-1882) ซึ่งผลงานของดาร์วินสามารถสรุปออกมาได้เป็น 3 ข้อหลักคือ
1. ดาร์วินเชื่อว่ามีวิวัฒนาการเกิดขึ้นอย่างแน่นอน และเกิดอย่างเชื่องช้าทีละน้อย กินเวลาเป็นพันๆล้านปี เพราะมีหลักฐานจากซากสิ่งมีชีวิตโบราณหรือซากดึกดำบรรพ์ (fossil) และความรู้ที่มีอยู่ในปัจจุบันทางด้านกายวิภาคเปรียบเทียบ การเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตด้านชีวเคมี ด้านพันธุศาสตร์ เป็นต้น มาประกอบกัน ซากสิ่งมีชีวิตโบราณหรือวัตถุที่เกี่ยวข้องกับชีวิตดึกดำบรรพ์ในอดีตอย่างน้อย 10,000 ปีขึ้นไป มักพบมากในหินชั้นหรือหินตะกอน (sedimentary rock) ซึ่งนักวิทยาศาสตร์สามารถคำนวณอายุหินได้ว่าเกิดขึ้นนานมาแล้วเท่าใด ซึ่งอายุของซากดึกดำบรรพ์นั้นก็จะไม่น้อยกว่าอายุของหิน ดังนั้นเราก็จะสามารถรู้ได้ว่าสิ่งมีชีวิตแบบใดเกิดก่อนเกิดหลัง และจากการศึกษาอนุกรมวิธานทางกายวิภาคเปรียบเทียบ ทางการเจริญ ทางพันธุศาสตร์ และทางชีวเคมี ย่อมจะชี้แนวทางให้เห็นความสัมพันธ์ที่ใกล้หรือห่างกันระหว่างสิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะคล้ายกัน เช่น นกเพนกวิน ปลาโลมา ปลาฉลาม มีทรวดทรงแบบเดียวกันก็จริง แต่เมื่อได้ศึกษาโดยอาศัยหลักฐานทางการสืบพันธุ์ การเจริญของเอมบริโอ ซากสิ่งมีชีวิตและกายวิภาคประกอบ ก็จะเห็นได้ว่าไม่ได้มีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกันที่จะจัดเป็นพวกเดียวกันได้เลย แต่บังเอิญมาอยู่ในแหล่งที่อยู่อาศัยและที่หากินคล้ายกันเท่านั้น ขาหน้าของม้า แขนของมนุษย์ ปีกค้างคาว กับคลีบปลาวาฬ ต่างก็มีลักษณะแตกต่างกันตามสายตาที่มองเห็น แต่เมื่อเปรียบเทียบทางกายวิภาคกันแล้วถือว่ามีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกัน การที่มีวิวัฒนาการเปลี่ยนแปลงลักษณะได้กว้างขวางนี้ เป็นผลมาจากกรรมพันธุ์ร่วมกับการคัดเลือกทางธรรมชาติในช่วงระยะเวลาที่นานพอ โดยมีแหล่งที่อยู่อาศัยต่างกัน
2. วิวัฒนาการเป็นผลมาจาก การคัดเลือกตามธรรมชาติ (Natural Selection) โดยในปี ค.ศ. 1842 ดาร์วินได้เสนอแนวความคิดการเกิดสปีชีส์ของสิ่งมีชีวิต (origin of species) โดยการคัดเลือกตามธรรมชาติตามแนวหลักฐานข้อเท็จจริงดังนี้
2.1 สิ่งมีชีวิตทุกชนิดมักจะผลิตลูกหลานเป็นจำนวนมากเกินจำนวนที่จะมีชีวิตแพร่พันธ์ต่อไปได้
2.2 สิ่งมีชีวิตทุกชนิดย่อมมีการแปรผัน บางลักษณะย่อมเหมาะสมกับสภาพแวดล้อมที่จะสืบต่อมากกว่าบางลักษณะ
2.3 ลักษณะที่แปรผันนี้ถ่ายทอดทางพันธุกรรมได้ ฉะนั้น สิ่งมีชีวิตที่เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมหนึ่งย่อมจะมีโอกาสสืบพันธ์ถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมนั้นให้ลูกหลานได้ดีกว่า เช่น หาอาหารได้เก่ง ทนต่อสภาวะที่ขาดน้ำ ทนต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่ต่ำสุดหรือสูงสุด ความสามารถในการหลบภัยทางธรรมชาติโดยการเลียนแบบ (mimicry) และการพรางกาย (camouflage)
2.4 การเปลี่ยนแปลงบนผิวโลกย่อมทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางสภาพแวดล้อม อันเป็นผลทำให้พลังในการคัดเลือกตามธรรมชาติเปลี่ยนแปลง หากระยะเวลายาวนานเพียงพอ ผลของการเปลี่ยนแปลงที่ละน้อยของแต่ละช่วงอายุย่อมทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงผิดไปจากดั้งเดิมอย่างมากมายจนเป็นสปีชีส์ใหม่ได้
3. สิ่งมีชีวิตในโลกเกิดจากจุดเริ่มต้นเดียวกัน และแตกรากแตกกิ่งออกไปด้วยกระบวนการที่เรียกว่า specialization
ในปัจจุบันมีทฤษฎีวิวัฒนาการแผนใหม่ที่ยอมรับกันทั่วไปคือ กฎของฮาร์ดี-ไวน์เบิร์ก ซึ่งมีใจความสำคัญคือ สิ่งมีชีวิตในประชากรธรรมชาติที่อยู่ในสภาวะสมบูรณ์แบบที่สุด และมีการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศจะสามารถถ่ายทอดลักษณะกรรมพันธุ์ไปสู่รุ่นต่อๆไปได้โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงความถี่จีนหรือความถี่จีโนไทป์ สภาวะที่สมบูรณ์แบบที่สุดต้องประกอบด้วย
1. ประชากรมีจำนวนสมาชิกอยู่มาก และการผสมพันธุ์ในหมู่สมาชิกเป็นไปแบบอิสระ ไม่มีการจำเพาะเจาะจงเลือกคู่
2. ไม่มีจีนมิวเทชันหรือการเปลี่ยนแปลงของจีน
3. ไม่มีการคัดเลือกในเชิงของการอยู่รอด สมาชิกแต่ละตัวมีโอกาสอยู่รอดเพื่อการสืบพันธุ์ต่อไปได้เท่าๆกัน
4. ไม่มีการอพยพเข้าหรือออกจากประชากรนั้น
ปัจจัยทั้ง 4 ที่กล่าวมานี้เป็นหลักสำคัญในการศึกษาพันธุศาสตร์เชิงประชากรของสิ่งมีชีวิต ถ้าสภาพการณ์ทุกอย่างของประชากรเป็นไปตามนี้ ประชากรของสิ่งมีชีวิตจะอยู่ในสภาพคงที่ (static condition) ไม่มีการเปลี่ยนแปลงใดๆเกิดขึ้นจนเป็นผลให้เกิดวิวัฒนาการได้ ดังนั้น การเกิดวิวัฒนาการจะต้องเกิดจากปัจจัยอันใดอันหนึ่งถูกกระทบเปลี่ยนแปลงไปจากเดิมจนทำให้มีการเปลี่ยนแปลงความถี่จีนเกิดขึ้น ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างพันธุกรรมของประชากรไม่ว่าจะเป็นทางบวกหรือทางลบก็ตาม ปัจจัยที่มีความสำคัญต่อการเปลี่ยนแปลงสภาวะสมดุลทางกรรมพันธุ์ที่จะกล่าวพอสังเขปในที่นี้คือ มิวเทชัน (mutation) การคัดเลือกทางธรรมชาติ (Natural Selection) การเปลี่ยนแปลงทางกรรมพันธุ์อย่างรวดเร็ว (genetic drift) และการอพยพ (migration)
1. มิวเทชัน (mutation) ในสภาพความเป็นจริงตามธรรมชาติแล้ว จีนที่เกิดขึ้นมาใหม่จากมิวเมชันนี้ส่วนมากไม่มีคุณต่อสิ่งมีชีวิตเท่าไรนัก และบางชนิดอาจเป็นโทษร้ายแรงจนถึงแก่ชีวิตของตัวที่มีจีนนั้นอยู่ จีนที่เกิดขึ้นมาใหม่ในสภาพแวดล้อมหนึ่งย่อมเผชิญกับการถูกคัดเลือกทางธรรมชาติให้ออกไปจากประชากร พลังในการคัดเลือกที่เกิดขึ้นจะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับสมบัติของแต่ละจีน ดังนั้น ปรากฎการณ์ของการเปลี่ยนแปลงของจีนและการคัดเลือกจึงเกิดควบคู่กันเสมอ ถ้าหากอัตราการเปลี่ยนแปลงของจีนเกิดขึ้นมากกว่าอัตราการคัดเลือกออกไปของจีนนั้นจากประชากรแล้ว ก็มีแนวโน้มที่จีนที่เกิดขึ้นใหม่จะมีความถี่สูงขึ้นเรื่อยๆ แต่ถ้าอัตราการเกิดของทั้งการเปลี่ยนแปลงของจีนและการคัดเลือกมีเท่าๆกันเมื่อไร ก็จะเป็นสภาวะสมดุลของจีนนั้นในประชากร
2. การเปลี่ยนแปลงทางกรรมพันธุ์อย่างรวดเร็ว (genetic drift) หมายถึง การเปลี่ยนแปลงความถี่ของจีนอย่างรวดเร็วในประชากรที่มีสมาชิกน้อยมาก โดยที่จีนอาจสูญหายหมดจากประชากรนั้น หรือประชากรนั้นมีจีนดังกล่าวร้อยเปอร์เซ็นต์ภายในไม่กี่ชั่วอายุ ซึ่งเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นเป็นไปโดยบังเอิญในประชากรที่มีขนาดเล็กมากๆ ซึ่งมีบทบาทสำคัญมากในกระบวนการวิวัฒนาการ โดยเฉพาะในสภาพการณ์ของภูมิศาสตร์ที่เป็นหมู่เกาะที่ห่างไกล หรือในกรณีที่ประชากรใหญ่แบ่งออกเป็นกลุ่มย่อยเล็กๆ จากผลของการเปลี่ยนแปลงทางภูมิศาสตร์หรือทางอากาศหรือทางระบบนิเวศของแหล่งที่อยู่อาศัย ซึ่งอาจนำไปสู่การเกิดชนิดใหม่ๆได้อย่างรวดเร็ว
3. การอพยพ (migration) จะเห็นได้ชัดเจนว่าการอพยพเข้ามาของสมาชิกใหม่หรือการอพยพออกไปของสมาชิกในประชากรเดิมย่อมเป็นผลทำให้ความถี่ของจีนเปลี่ยนแปลงไปจากเดิม การเปลี่ยนแปลงของจีนจะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับจำนวนประชากรที่มีอยู่เดิมและที่อพยพเข้ามาใหม่หรือย้ายออกไป
4. การคัดเลือกทางธรรมชาติ (Natural Selection) อาศัยหลักพื้นฐานว่าจะไม่มีลักษณะทางกรรมพันธุ์ชุดเดียวที่เหมาะสมกับสภาพความเป็นอยู่ของสิ่งมีชีวิตในที่อยู่อาศัยแต่ละแห่ง การคัดเลือกทางธรรมชาติเป็นพลังสำคัญในกระบวนการวิวัฒนาการ ผลของการคัดเลือกทางธรรมชาติคือ การที่สิ่งมีชีวิตมีการปรับตัวเข้ากับสิ่งแวดล้อม และการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างทางพันธุศาสตร์ของประชากรนั้น
จากที่กล่าวมาข้างต้นทั้งทฤษฎีวิวัฒนาการของดาร์วินและกฎของฮาร์ดี-ไวน์เบิร์ก ล้วนพูดถึงการคงอยู่ของสิ่งมีชีวิตที่มีโครงสร้างอันสลับซับซ้อบไว้ด้วยคำๆเดียวคือ วิวัฒนาการ คำถามต่อมาก็คือ ทำไมมันถึงมีอิทธิพลต่อสิ่งมีชีวิตมากมายขนาดนี้? เพราะหลักฐานการพัฒนาตามลำดับขั้นในซากฟอสซิล ทำให้เรามองเห็นว่าความซับซ้อนของการออกแบบนั้นเกิดขึ้นได้ตาม ความจำเป็น ยกตัวอย่างเช่น เวลาเราปวดท้องอยากปัสสาวะ เราย่อมต้องพยายามทุกวิถีทางที่จะวิ่งหาห้องน้ำ ยิ่งปวดเท่าไหร่ ก็ยิ่งวิ่งเร็วขึ้นเท่านั้น การปวดท้องปัสสาวะคือความจำเป็น ความเร็วในการวิ่งหาห้องน้ำคือวิวัฒนาการ แล้วมนุษย์ในทุกวันนี้ก็เป็นผลมาจากวิวัฒนาการด้วยหรือ?
จากการศึกษาหลักฐานซากสิ่งมีชีวิตของสัตว์ทางกายวิภาคเปรียบเทียบและทางการเจริญของเอมบริโอ สามารถสรุปได้ว่า สัตว์หลายเซลล์พวกแรกที่เกิดขึ้นเมื่อประมาณ 700 ล้านปีมาแล้วในยุคก่อนแคมเบรียน คือ พวกเมทาซัวซึ่งอยู่ใต้ทะเลลึก หลังจากนั้นก็เกิดสิ่งมีชีวิตตามมามากมายรวมทั้งไดโนเสาร์และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเริ่มแรก
นานมากแล้วที่เหล่านักโบราณคดีและมานุยวิทยาทั่วโลกต่างทุ่มเทแรงกายและใจ บากบั่นขุดเจาะอยู่ตามแหล่งหินเป็นเวลานานนับปี เพื่อค้นหาให้ได้แม้กระดูกเพียงเศษเสี้ยวเดียว ด้วยหวังว่าจะกลายเป็นร่องรอยนำไปสู่จุดกำเนิดแรกของมนุษย์ รวมถึงจุดเปลี่ยนแห่งวิวัฒนการของมนุษย์ เพื่ออธิบายให้ได้ว่า เรามาจากไหน? จากการขุดค้นและค้นพบทางโบราณวิทยาและมานุษยวิทยาได้มีหลักฐานที่ทำให้เราสามารถสืบหาวิวัฒนาการของไพรเมตย้อนหลังไปได้ถึงประมาณ 60 ล้านปีก่อน ไพรเมตมีบรรพบุรุษร่วมกันกับสัตว์จำพวกค้างคาว ซึ่งอาจมีชีวิตอยู่ช่วงประมาณยุค Cretaceous (ทันยุคท้ายๆของพวกไดโนเสาร์) ไพรเมต(เก่าแก่ที่สุดเท่าที่ทราบกัน)มาจากบริเวณอเมริกาเหนือ แพร่กระจายผ่าน ยุโรป เอชีย และแอฟริกา ในยุค Paleocene และ Eoceneเมื่ออากาศเปลี่ยนแปลงเป็นหนาวเย็นในต้นยุค Oligocene (ประมาณ 40 ล้านปีก่อน) ไพรเมตสูญพันธ์ไปเป็นจำนวนมาก เหลืออยู่เพียงบริเวณแอฟริกาและเอเชียใต้ บรรพบุรุษยุคแรกๆของโฮมินิด(ลิงใหญ่และมนุษย์) ออกจากแอฟริกาเข้าสู่ยุโรปและเอเชีย เมื่อประมาณ 17 ล้านปีก่อน ซึ่งต่อมาวิวัฒนาการไปเป็น บรรพบุรุษของลิงใหญ่ ลิงกอริลลา และลิงชิมแปนซี และก็มีสายพันธ์หนึ่ง วิวัฒนาการกลายเป็นบรรพบุรุษของมนุษย์เมื่อประมาณ 6 ล้านปีก่อน แม้จะยังไม่ได้ข้อมูลจากฟอสซิล แต่การตรวจสอบทางโมเลกุล(ดีเอ็นเอ) ก็บอกให้เราทราบว่า บรรพบุรุษของมนุษย์ วิวัฒนาการแยกจากลิงกอริลลาเมื่อประมาณ 8 ล้านปีก่อน และแยกจากลิงชิมแปนซี เมื่อประมาณ 4 ล้านปีก่อน
ได้มีการค้นพบ ลูซี่ หรือ ออสตราโลพิเธคัส อะฟาเรนซิส (Australopithecus Afarensis) ในปี 1974 โดยโดนัลด์ โจฮานสัน (Donald Johnson) ซึ่งค้นพบโครงกระดูกบางส่วนของมนุษย์เพศหญิงอายุ 3.2 ล้านปี ในเอธิโอเปีย และนับเป็นการค้นพบมนุษย์ฟอสซิลที่มีอายุมากที่สุดในโลกในขณะนั้น และในปี 1976 พบรอยเท้ามนุษย์ดึกดำบรรพ์ (Laetoli Footprints) โดยมารี ลีกเค (Mary Leaky) ซึ่งนำทีมค้นพบฟอสซิลรอยเท้าของมนุษย์ออสตราโลพิเธคัสอายุประมาณ 3.5 ล้านปี ในเมืองลาเอทอลี (Laetoli) ประเทศแทนซาเนีย รอยเท้า 2 รอยดังกล่าวคาดว่าจะประทับไว้ขณะที่เดินย่ำโคลนภูเขาไฟที่มีลักษณะเหมือนซีเมนต์เปียก โดยสันนิษฐานว่ามนุษย์เจ้าของรอยเท้านี้มีลักษณะที่สมบูรณ์แข็งแรง ดูจากการก้าวเท้าที่ยาวมั่นคง จึงเชื่อได้ว่า ณ เวลานั้นมนุษย์เดินหลังตรงแล้ว หลังจากนั้นมนุษย์ในยุคโบราณก็ได้เดินผ่านกาลเวลามาเนิ่นนาน ผ่านอุปสรรคต่างๆมากมาย จนมนุษย์ในยุคปัจจุบันนี้แทบจะมีหน้าตาไม่เหมือนกับมนุษย์ยุคนั้นแล้ว
นี่เป็นเพียงส่วนหนึ่งของการค้นหา และการค้นพบที่นำเราไปสู่คำตอบที่เราได้ตั้งไว้ แต่การค้นคว้าเพื่อค้นหาที่มาของมนุษย์และสิ่งมีชีวิตต่างๆ บนโลกคงยังไม่จบลงง่ายๆ เพียงแค่นี้ เพราะนอกจากมนุษย์เราจะมีคำถามที่ท้าทายหัวใจว่า เรามาจากไหน? คำถามที่ยิ่งใหญ่และยากจะหยั่งถึงคำตอบสำหรับวันข้างหน้าที่ต้องหาให้ได้อีกข้อนั่นก็คือ เราจะไปไหน? และ อย่างไร?
เอกสารอ้างอิง
ชัยวัฒน์ คุประตกุล, (2543), ไอน์สไตน์: ผู้พลิกจักรวาล, กรุงเทพฯ, 106.
ชัยวัฒน์ คุประตกุล, (2531), จักรวาลและอวกาศ, กรมวิชาการ กระทรวงศึกษาธิการ, กรุงเทพฯ
เชาวน์ ชิโนรักษ์ และพรรณี ชิโนรักษ์, (2522), ชีววิทยา, อักษรประเสริฐ, กรุงเทพฯ
นิตยา เลาหะจินดา, (2539), วิวัฒนาการของสัตว์, กรุงเทพฯ, 332
ปรีชา สุวรรณพินิจ และนงลักษณ์ สุวรรณพินิจ, (2540), ชีววิทยา, สำนักพิมพ์จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, กรุงเทพฯ
อัจฉริยา รังษิรุจิ, (2548), วิวัฒนาการ: เอกสารประกอบการสอนวิชา ชว 402, ภาควิชาชีววิทยา มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ, กรุงเทพฯ. 209
Carl Sagan, (1987), Cosmos, London
Carroll and Righte, (1956), Astrology and you, Fleet Publishing Co., New York, 222.
Peter W. Price, (1996), Biological evolution, Saunders College, 459
Science Net
http://www.sciencenet.org.uk/
file:///F:/laetoli%20footprints/Evolution%20Library%20Laetoli%20Footprints.htm
file:///F:/W.%20Weinberg/Hardy-Weinberg.htm
file:///F:/%C5%D9%AB%D5%E8/Australopithecus%20afarensis.htm
http://www.vcharkarn.com/include/vcafe/showkratoo.php?Cid=103&Pid=10348