วิชาการ.คอม - ทำไมสิ่งมีชีวิตต้องแบ่งเพศชาย-หญิง

ทำไมสิ่งมีชีวิตต้องแบ่งเพศชาย-หญิง

โพสต์เมื่อ: 09:49 วันที่ 26 ก.พ. 2549 ชมแล้ว: 247,463 ตอบแล้ว: 37

นี่เป็นหนึ่งในคำถามพื้นฐานที่สุดเกี่ยวกับวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต แน่นอนว่าอัตราการเกิดจะสูงขึ้น ถ้าสิ่งมีชีวิตที่เกิดขึ้นทั้งหมดมีเพศเมียและผสมพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ โดยไม่ต้องอาศัยตัวผู้ (parthenogenesis) เพราะถึงอย่างไรก็มีสัตว์ในหลายสปีชีส์ที่ตัวผู้ไม่มีบทบาทในการเลี้ยงลูกของมันเองอยู่ดี ดังนั้นการสืบพันธุ์แบบที่ไข่ไม่ผสมกับเสปิร์มของตัวผู้นี้ น่าจะมีข้อดีกว่าในแง่ที่ว่า ลูกที่เกิดมาก็จะมียีนมากกว่าที่ต้องใช้ถึงสองเท่า นอกจากนี้การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศก็ใช้เวลาและพลังงานน้อยกว่าด้วย แต่ก็อย่างที่เห็นกันอยู่แล้วว่านี่ไม่ใช่สิ่งที่พบเห็นในสิ่งมีชีวิตชั้นสูงทั่วไป ซึ่งจะสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศมากกว่า แล้วทำไมสิ่งมีชีวิตเหล่านี้จะต้องการตัวผู้ไปด้วย คำตอบที่นักพันธุกรรมเสนอไว้คือ การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศก่อให้เกิดการแลกเปลี่ยนของสารพันธุกรรม (recombination) ซึ่งมีประโยชน์คือ ช่วยให้ทฤษฎีการคัดเลือกตามธรรมชาติ (natural selection) ของ Charles Darwin เกิดขึ้นได้อย่างมีประสิทธิภาพที่สุด และขณะนี้นักวิทยาศาสตร์ก็ได้พบหลักฐานที่สนับสนุนว่าทฤษฎีนี้เป็นจริงแล้ว

เหตุผลที่กระบวนการคัดเลือกตามธรรมชาติเกิดขึ้นอย่างมีประสิทธิภาพ เป็นเพราะมี mutation บางอย่างที่จะกวนกันเองถ้าไม่มีการแลกเปลี่ยนสารพันธุกรรม อธิบายง่ายๆคือ ลองนึกดูว่า ถ้ามี mutation A ที่เป็นประโยชน์ในตัวเมีย กับ mutation B ที่เป็นประโยชน์เช่นกันเกิดขึ้นในตัวผู้ แต่ตัวผู้ไม่มี mutation A ถ้าไม่มีการรวมกันของสารพันธุกรรม mutation B ก็จะไม่ถูกคัดเลือก และหายไปในที่สุดเมื่อ mutation A เกิดขึ้น 100%ในประชากรหนึ่งๆ จะไม่มีสิ่งมีชีวิตตัวไหนเลยที่มีทั้งสอง mutation ในตัวเดียวกัน และเมื่อเวลาผ่านไปก็จะเหลือแต่สิ่งมีชีวิตที่มีmutationเดียวเท่านั้น recombination ช่วยทำให้สิ่งมีชีวิตปรับตัวมีวิวัฒนาการได้เร็วขึ้น เพราะมันทำให้ mutation ที่มีประโยชน์หลายๆชนิด เกิดขึ้นภายในสิ่งมีชีวิตตัวเดียวได้ ในทางกลับกันถ้ามี mutation ที่เป็นอันตรายหลายๆเกิดขึ้นหลายๆตำแหน่ง มันก็จะช่วยให้ mutation ที่ไม่ดีเหล่านี้เกิดขึ้นน้อยลงกว่าในรุ่นพ่อและแม่ด้วย

นักพันธุกรรมที่มีชื่อเสียง John Maynard-Smith ได้เปรียบเทียบสถานการณ์นี้ว่าเหมือนกับเรามีรถสองคัน คันหนึ่งมีเครื่องยนต์ที่พัง อีกคันมีสายพานเสีย มันก็คือรถที่วิ่งไม่ได้ทั้งคู่ แต่ถ้าคุณเอาส่วนที่ดีของคันหนึ่งไปแทนที่ส่วนที่เสียของอีกคันหนึ่ง คุณก็จะมีรถที่วิ่งได้หนึ่งคัน recombination ก็เหมือนกัน มันทำให้โครโมโซมแลกส่วนที่ไม่ดี และผสมส่วนที่ดีของกันและกัน ก่อให้เกิดลูกหลานที่ดีที่สุด จากผลเสียของ mutation ที่ไม่ดีที่อาจมีต่อการอยู่รอดของสิ่งมีชีวิต นักวิทยาศาสตร์จึงสรุปว่า ข้อดีของการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศนี้คุ้มกว่าการที่จะมียีนเพิ่มมาสองเท่าจากการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ

อย่างไรก็ดี ทฤษฎี natural selection นี้ ใช่ว่าจะอธิบายได้ทั้งหมด ข้อโต้แย้งก็คือ คุณสมบัติในการปรับตัวบางอย่างเป็นคุณสมบัติของทั้งกลุ่มประชากร ไม่ใช่ของสัตว์ตัวใดตัวหนึ่ง ถ้าการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศในรุ่นพ่อและแม่ไม่ได้ก่อให้เกิดประโยชน์ทันตาเห็นในรุ่นลูกทันที ก็ยากที่จะเข้าใจได้ว่าจะมีเหตุผลอะไรที่มาทำให้ประชากรมีการวิวัฒนาการจากการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ(asexual)มาเป็นแบบอาศัยเพศ(sexual) นอกจากนี้ยังอาจมีเหตุผลอื่นนอกจาก natural selection เช่น การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศจะทำให้ต่อต้านการติดเชื้อได้ดีกว่า จากการสังเกตความเกี่ยวโยงกันทางพันธุกรรม ระหว่างอัตราการรวมกันของยีนและความหลากหลายในแต่ละสปีชีส์ พบว่า มีปฏิสัมพันธ์กันระหว่างการคัดเลือกยีนเด่น และการผสมกันของยีน แต่ความแตกต่างที่ชัดเจนระหว่างการสืบพันธุ์แบบอาศัยและไม่อาศัยเพศยังไม่สามารถอธิบายได้ดีนัก

การศึกษาใหม่โดย Paland และ Lynch ได้ให้หลักฐานโดยตรงสนับสนุนว่า การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศทำให้เกิดยีนที่มี mutation มากขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกับการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ ผลสรุปนี้ได้จากการวิจัยในหลายๆกลุ่มประชากรของ Daphnia pulex ที่เป็นไรอาศัยในน้ำชนิดหนึ่ง มันเป็นตัวอย่างที่เหมาะมากในการศึกษาเรื่องนี้เพราะมันสามารถเปลี่ยนจากการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ ไปเป็นการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศได้ ทำให้สามารถตรวจสอบเกี่ยวกับผลทางพันธุกรรมของการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศในกลุ่มประชากรได้

Paland และ Lynch ได้เปรียบเทียบจำนวน mutation ที่อาจส่งผลให้เกิดการสร้างโปรตีนตัวใหม่ต่างไปจากรุ่นพ่อ-แม่ (nonsynonymous mutations) กับจำนวน mutation ที่ไม่มีผลเปลี่ยนแปลงการสร้างโปรตีน (synonymous mutations) ใน Daphnia ที่สืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ 14 ตัว และใน Daphnia ที่สืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศอีก 14ตัว พบว่า nonsynonymous mutations เพิ่มขึ้นอย่างชัดเจนในประชากรที่มีการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ นอกจากนี้คาดว่า เกือบ 90% ของ mutations เหล่านี้จะถูกคัดเลือกให้อยู่ในประชากรรุ่นต่อไป ซึ่งชี้ให้เห็นว่า ประชากรที่มีการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศมีปริมาณของ mutation ที่เป็นอันตรายมากกว่า และการคัดเลือทิ้งยีนที่ไม่ดีก็มีประสิทธิภาพน้อยกว่าในประชากรที่มีการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ

อย่างไรก็ดีผลการวิจัยนี้ไม่สามารถสรุปได้ว่า การคัดเลือก mutation ที่ดีและไม่ดีนี้เป็นสาเหตุของความจำเป็นของการสืบพันธ์แบบอาศัยเพศ แต่ก็ช่วยบอกว่า ประโยชน์ของการมีตัวผู้คือช่วยตัวเมียในการกำจัด mutationที่ไม่ดีออกไป
ประเด็นที่น่าสนในอีกเรื่องคือ สัดส่วนของ mutation ที่เกิดใหม่ใน Daphnia ที่ถูกคัดเลือกให้คงอยู่ในรุ่นลูกนั้นค่อนข้างสูง คือเกือบ 90% ซึ่งต่างจากในอดีตตลอด 30ปีที่ผ่านมา ที่เชื่อในทฤษฎีทางวิวัฒนาการในระดับโมเลกุลที่เป็นกลาง (neutral theory) ที่กล่าวไว้ว่า ความหลากหลายทางพันธุกรรมส่วนใหญ่จะไม่ถูกคัดเลือก
ดูเหมือนว่า เราจะเริ่มเข้าใจเรื่องวิวัฒนาการเพิ่มขึ้นทีละน้อย จากมุมมองที่ว่ายีนที่ดีมีประโยชน์จะอยู่นิ่งๆ มาเป็นมุมมองที่ว่า สิ่งมีชีวิตนั้นถูกท้าทายอยู่ตลอดเวลาด้วยการคัดเลือกยีน และการต่อสู้กับยีนจำนวนมหาศาลที่มีทั้ง mutation ที่เป็นอันตรายและเป็นประโยชน์ในประชากร

ข้อมูลจาก
- Why sex? Rasmus Nielsen. Science 2006;311:960-961

ข้อมูลเพิ่มเติม
-ข้อมูลเกี่ยวกับparthenogenesis และหลักฐานเพิ่มเติมเกี่ยวกับข้อดีของการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ
http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/A/AsexualReproduction.html
- Deleterious mutations and the evolution of sexual reproduction. Alexey S. Kondrashov
Nature 336, 435-440 (01 Dec 1988)
- Sex increases the efficacy of natural selection in experimental yeast populations. Matthew R. Goddard, H. Charles J. Godfray, Austin Burt
Nature 434, 636-640 (31 Mar 2005)

ณัฏฐิณี

ร่วมแบ่งปันความรู้และความเห็นแล้ว 131 ครั้ง - ได้รับดาวแล้ว 166 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

จำนวน 26 ความเห็น, หน้า่ | -1- 2|

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 1 27 ก.พ. 2549 (12:37)
ไมดี

แตง (IP:203.172.205.93,,)

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 2 27 ก.พ. 2549 (20:06)
เพื่อเป็นการปรับสมดุลทางธรรมชาติและเพื่อความเป็นระเบียบทางสังคม

สนทนา (IP:202.28.62.245,unknown, unknown,)

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 3 4 มี.ค. 2549 (15:39)
ถ้าเป็นแบบ pathenogenesis หมด....

ทุกคนก็ต้องมีลูกอ่ะดิ ...

งงคุง (IP:203.188.61.193,,)

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 4 5 มี.ค. 2549 (22:30)
ครับ

ต้นกล้าเป็นspy

ร่วมแบ่งปันความรู้และความเห็นแล้ว 191 ครั้ง - ได้รับดาวแล้ว 155 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 5 5 มี.ค. 2549 (22:37)
ได้ความรู้

Mastermander

ร่วมแบ่งปันความรู้และความเห็นแล้ว 3446 ครั้ง - ได้รับดาวแล้ว 251 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 6 11 มี.ค. 2549 (11:46)
เราว่ามันไม่ช้ายน่ะ ที่จะให้ ญ/ญ เป็นไปไม่ด้าย

ไข่หวาน (IP:61.19.149.170,192.168.1.165,)

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 7 12 มี.ค. 2549 (10:56)
ผมเห็นด้วยไข่หวาน

โกโก้ (IP:203.151.141.195,203.150.97.229,)

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 9 15 มี.ค. 2549 (17:20)
เคยคิดตลกๆมั้ยว่า เอ้อ เรามีกันอยู่แค่ 2 พวกเองนะ (นับเพศที่ 3 รวมด้วย ว่ากันในเชิงกายภาพ) เรานึกว่าโลกมีความหลากหลายมากมาย บางครั้งเราก็ลืมไปว่า มองแล้วมนุษย์ก็มีแค่สองเองล่ะ อย่างบางครั้ง ตอนหนูใช้ยาหยอดตา มักจะเบลอๆมีความคิดบ๊องๆแว่บเข้ามาว่า เรามีหลายตาหรือเปล่า เราต้องหยอดตาสองทีใช่มั้ยเนี่ย พอจับๆดูแล้วเออ มีสองตาจริงแฮะ ไม่ได้เมานะ แต่มันเป็นความเคยชินว่าคนเราต้องมี 2 ตา แล้วเราสงสัยมั้ยว่าถ้าเรามีหลายตาจะเป็นยังไง

candy_girl07399@yahoo.com (IP:58.10.135.12,,)

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 10 15 มี.ค. 2549 (23:51)
ก็ดีมากนะค่ะให้ความรู้แก่หนูมากเลยค่ะ ก็ต้องขอชมคนลงเรื่องมากเลยค่ะ เดี่ยวหนูจะแนะนำให้เพื่อนมาดูเยอะๆนะค่ะ

ten (IP:203.113.44.74,,)

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 13 27 มี.ค. 2549 (09:49)
เราว่าดีนะ

Liverpool_Nattinee

ร่วมแบ่งปันความรู้และความเห็นแล้ว 1 ครั้ง - ได้รับดาวแล้ว 152 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 14 5 เม.ย. 2549 (22:51)
เยี่ยม

ผู้ชม (IP:203.151.72.142,,)

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 15 17 เม.ย. 2549 (01:36)
คิดง่ายๆครับถ้าเราไม่แบ่งเพศกันเราก็จะไม่วิวัฒนาการมาถึงขั้นนี้หรอกครับจะเห็นได้ว่าสิ่งที่เขาศึกษายังเป็นสิ่งมีชวิตที่มีระบบไม่ซับซ้อนแม้จะเป็นยูคาริโอตแต่ห่างจากมนุษย์เรามากครับ โดยเฉพาะมนุษย์เราหากมีแต่เพศ ญ คือสืบพันธุ์เองได้หมดทุกอย่างเราคงสูญพันธุ์แน่ครับเพราะอุ้มท้องตั้ง 9-10 เดือนอาจจะเดิมสัตว์อื่นกินก่อนเกิดครับที่แน่คลอดมาแล้วอีก 10 ปีจึงเอาตัวรอดได้ครับ

Tree (IP:202.12.97.118,10.210.7.24,)

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 16 27 เม.ย. 2549 (19:41)
เป็นเรื่องของวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตที่ปรับระบบเพื่อการอยู่รอด

jayjay

ร่วมแบ่งปันความรู้และความเห็นแล้ว 106 ครั้ง - ได้รับดาวแล้ว 152 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 17 31 พ.ค. 2549 (11:21)
การที่สิ่งมีชีวิตต้องมีการแบ่งเพศ ก็เพื่อการผสมพันธุ์ที่ต้องมีการรวมกันของเซลล์สืบพันธุ์ทั้งเพศผู้และเพศเมีย (ตามกฎของการแบ่ง และการรวมกันใหม่ของเมนเดล) ทำให้เกิดโอกาสที่จะมีการเรียงกันของยีนใหม่ (ในขั้นตอนของการแบ่งเซลล์ ในขั้นการเกิด ครอสซิ่งโอเวอร์) เกิดการเปลี่ยนแปลงภายใน และแสดงออกสู่ภายนอกร่างกาย ทำให้เกิดความหลากหลายทางชีวภาพ ซึ่งจะนำไปสู่วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตนั้น ๆ ได้พัฒนาระบบต่างๆของร่างกายเข้าสู่ขั้นสูง และสามารถทำให้สิ่งมีชีวิตชนิดนั้นอยู่รอดได้ ตามหลักของ เนเทอรัล ซีเล็คชั่น จะสังเกตได้ว่าสิ่งมีชีวิตที่เป็น ไบเซ็กซ์ชวล หรือสองเพศ จะมีวิวัฒนาการค่อนข้างช้า และมักจัดอยู่ในกลุ่มสิ่งมีชีวิตชั้นต่ำเสียเป็นส่วนมาก หรือแม้แต่พวกไส้เดือนดิน ซึ่งมี 2 เพศในตัวเดียวแต่ก็ยังไม่สามารถผสมพันธุ์ได้ด้วยตัวเองยังคงต้องอาศัยตัวอื่นช่วยในการผสมพันธุ์ด้วย เนื่องจากเพศทั้งสองที่อยู่ในตัวนั้นเจริญไม่พร้อมกัน นี่คงพอที่จะช่วยอธิบายได้ในส่วนหนึ่งว่า ทำไมสิ่งมีชีวิตต้องมีการแยกเพศ ครับ

ครูไบโอ (IP:202.28.21.4,,)

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 18 4 มิ.ย. 2549 (11:33)
ดีครับ

Chinjung

ร่วมแบ่งปันความรู้และความเห็นแล้ว 93 ครั้ง - ได้รับดาวแล้ว 153 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 19 21 มิ.ย. 2549 (19:43)

D เหมียนกัลแฮะ ถ้ามีเพศเดียวคิดเอาเถอะ..สยอง

Gong_kung

ร่วมแบ่งปันความรู้และความเห็นแล้ว 7 ครั้ง - ได้รับดาวแล้ว 152 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 20 25 มิ.ย. 2549 (13:11)
ขอบคุณมากครับ สำหรับบทความดี ๆ ให้ความรู้กับคนไทยครับ
เป็นกำลังใจให้นะครับ

vcharkarn_man

ร่วมแบ่งปันความรู้และความเห็นแล้ว 13 ครั้ง - ได้รับดาวแล้ว 152 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 21 30 ก.ค. 2549 (13:54)
hihi

wind

ร่วมแบ่งปันความรู้และความเห็นแล้ว 31 ครั้ง - ได้รับดาวแล้ว 152 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 22 30 ก.ค. 2549 (14:05)
จะได้มีพันธุกรรมดีดีต่อไป

wind

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 23 31 ก.ค. 2549 (12:07)
ได้แนวคิดมาจากไหนฮะ

ณัฐกรณ์

ร่วมแบ่งปันความรู้และความเห็นแล้ว 14 ครั้ง - ได้รับดาวแล้ว 152 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็นเพิ่มเติม วิชาการ.คอม

ชื่อ / email:
ข้อความ

รูปภาพ หรือ ไฟล์

กรุณาล๊อกอินก่อน เพื่อโพสต์รูปภาพ และ ใช้ LaTex ค่ะ สมัครสมาชิกฟรีตลอดชีพที่นี่

ตัวช่วย 1: CafeCode วิธีการใช้
ตัวช่วย 2: VSmilies

วิธีการใช้
ตัวช่วย 3: พจนานุกรมไทย ออนไลน์ ฉบับราชบัณฑิต
ตัวช่วย 4 : dictionary ไทย<=>อังกฤษ ออนไลน์ จาก NECTEC
ตัวช่วย 5 : ดาวน์โหลด โปรแกรมช่วยพิมพ์ Latex เพื่อแสดงสมการบนวิชาการ.คอม

ขอบคุณผู้สนับสนุน

Hot Links

คลังข้อสอบ | ข่าววิชาการ
เล่นกล/เกม | อ่านนิยาย
ข่าวทุนการศึกษา | ลิงค์

วิชาการ.คอม คือ ใคร? || กฏ กติกา มารยาท || ติดต่อลงโฆษณา || ร่วมงานกับเรา

ติดต่อลงโฆษณา :	คุณอันนา 086-4907600, 0-2583-2802 และ 086-4907585
สำนักงาน :	0-2642-7828
อีเมล์ :

คลิ๊กเพื่อดูสถิติ

รับรองและสนับสนุนโดย

สสวท.

มูลนิธิ พสวท.

พสวท.