วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตเป็นการเปลี่ยนแปลงทีละน้อยจากสิ่งมีชีวิตแบบดั้งเดิมสืบต่อกันมาเป็นเวลานาน จนกลายเป็นสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันไปจากเดิมทั้งด้านรูปร่าง ส่วนประกอบพฤติกรรม การดํารงชีพ และลักษณะอื่นๆ อันเป็นผลมาจากการ เปลี่ยนแปลง ทางด้านกรรมพันธุ์และสิ่งแวดล้อม สิ่งมีชีวิตแต่ละหน่วยไม่ก่อให้เกิดวิวัฒนาการ ทั้งนี้เพราะวิวัฒนาการจะเกิดขึ้นได้ในระดับ ประชากร ซึ่งหมายถึงสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกัน สามารถผสมพันธุ์กัน ได้ให้กําเนิดลูกหลานที่เหมือนบรรพบุรุษได้ ดังนั้นประชากร จึงถือได้ว่าเป็นหน่วยสําคัญของการวิวัฒนาการ

1. หลักฐานจากซากดึกดำบรรพ์ของสิ่งมีชีวิต
2. หลักฐานจากการเจริญของเอมบริโอ
3. หลักฐานจากรูปร่าง
4. หลักฐานจากการศึกษาชีววิทยาในระดับโมเลกุล
5. หลักฐานทางสรีรวิทยา
6. หลักฐานทางภูมิศาสตร์ของสิ่งมีชีวิต
7. หลักฐานจากการปรับปรุงพันธุ์พืช และสัตว์

จะมีสารCค้างอยู่และส่วนหนึ่งคือ14Cซึ่งเป็นธาตุกัมมันตภาพรังสี จะสลายตัวไปอย่างช้าๆเหลือครึ่งหนึ่งของเดิมทุกๆ5,568ปีจึงสามารถคำนวณหาอายโดยการวิเคราะห์ หาปริมาณ14C ที่เหลืออยู่ในซากดึกดำบรรพ์นั้น

รูปที่ 2.1 แสดง ซากดึกดำบรรพ์ของสิ่งมีชีวิต

ที่มา:
http://www.rockandwater.com/fossiltexturepads.htm
http://www.fotosearch.com/IMP140/ammonite-fossil/
http://www.fossilmuseum.net/Fossil_Galleries/Insect_Galleries_by_ Order/Homoptera/liaoning_cicada/liaoning_cicada.htm

 

ยุคพบซากดึกดําบรรพ์ (fossil)

1. ซีโนโซอิกควอเตอร์นารี (3 ล้านปี )
    - มนุษย์
    - สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนํ้านมปัจจุบัน

2. มีโซโซอิกครีเตเซียส (135 ล้านปี ) ยูแรสสิก (185 ล้านปี ) ไตรแอสสิก (230 ล้านปี )
    - พืชมีดอกแรกเริ่ม
    - ไดโนเสาร์ นกแรกเริ่ม
    - สน ปรง
    - สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนํ้านมแรกเริ่ม

3. พาเลโอโซอิกคอร์บอนิเฟอรัส (355 ล้านปี )
    - พืชมีท่อลําเลียงชั้นตํ่า
    - สัตวเลื้อยคลาน
    - สัตว์ครึ่งบกครึ่งนํ้า

4. ก่อนแคมเบรียน

5. พันล้านปี
    - สาหร่ายสีเขียวแกมนํ้าเงิน

 

ตารางทางธรณีวิทยา (ศึกษาจากซากดึกดําบรรพ์ ) ในยุคต่างๆ ที่สําคัญ

รูปที่ 2.2 ตารางแสดงมหายุคและยุคต่างๆ ตามหลักฐานทางธรณีวิทยา
ที่มา: http://paleo.cortland.edu

 

๐ ซากดึกดําบรรพ์ของสิ่งมีชีวิตที่โบราณที่สุด ได้แก่ สาหร่ายสีเขียวแกมนํ้าเงิน พบมาก่อนยุคแคมเบรียน(อายุประมาณ5พันล้านปี )

๐ ซากสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง สาหร่ายสีเขียว และพืชสีเขียวบนบกเริ่มพบในยุคแคมเบรียน (6ร้อยล้านปี)มหายุคพาเลโอโซอิก

๐ ซากดึกดําบรรพ์ ของสิ่งมีชีวิตที่นับว่าสมบูรณ์ ที่สุด คือ ม้าโบราณ

๐ ม้าโบราณ สูง 11 นิ้ว มีนิ้ว 3 นิ้ว ส่วนม้าปัจจุบันมีขนาดใหญ่กว่า คือสูง 60 นิ้ว มีนิ้วเหลือเพียง 1นิ้วเท่านั้น

แบบแผนการเจริญของเอมบริโอ ของสัตว์มีกระดูกสันหลังคล้ายกัน คือขณะเป็นตัวอ่อนจะมีช่องเหงือก(gillslits) น่าจะวิวัฒนาการมาจากบรรพบุรุษร่วมกัน

รูปที่ 2.3 แสดงหลักฐานทางคัพภะวิทยา

จากการศึกษาโครงสร้างเปรียบเทียบ พบว่าสัตว์หลายๆ ชนิดมีโครงสร้างของอวัยวะบางอย่าง คล้ายคลึงกันมากแม้ว่าจะทําหน้าที่ต่างกันก็ตาม เช่น แขนมนุษย์ ครีบปลาวาฬและปีกค้างคาว เราเรียกโครงสร้างที่คล้ายคลึงกันแต่ทําหน้าที่ต่างกันนี้ว่า homologous structureแต่ในกรณีของ ปีกแมลงและปีกค้างคาว ซึ่งทําหน้าที่ในการบินเหมือนกันแต่มีโครงสร้างต่างกัน เราเรียกว่าเป็น analogousstructureสัตว์ที่มีโครงสร้าง อวัยวะที่มาจากจุดกำเนิดที่คล้ายคลึงกัน จะมีความใกล้ชิด กันทางสายวิวัฒนาการมากกว่าสัตว์ที่มีจุดกำเนิดของโครงสร้าง ต่างกันแม้ว่าอวัยวะจะทำหน้าที่ คล้ายกันก็ตาม

ระยางค์คู่หน้าของสัตว์เหล่านี้เปลี่ยนไปทำหน้าที่ ต่างกัน แต่มีจุด กำเนิดเดียวกัน เรียกว่าhomologous structure
ปีกค้างคาวกับปีกผีเสื้อทำหน้าที่อย่างเดียวกัน แต่มีจุดกำเนิดต่างกัน เรียกว่าanalogous structure
ที่มา : http://www.zoology.ubc.ca

รูปที่ 2.4 homologous structure และ analogous structure

DNA เป็นตัวกำหนดโครงสร้างของโปรตีน การศึกษาเปรียบเทียบความแตกต่างของโปรตีน ในสิ่งมีชีวิตจึงเท่ากับเป็นการศึกษาเปรียบเทียบความแตกต่าง ของยีน(DNA) ทางวิวัฒนาการ ของสิ่งมีชีวิตปัจจุบันมีการตรวจหาความสัมพันธ์ใกล้ชิดกันของสิ่งมีชีวิตเชิงวิวัฒนาการ จะศึกษาจากโปรตีน

เนื้อเยื่อและของเหลวในร่างกายของสิ่งมีชีวิตแสดงถึงวิวัฒนาการได้ เนื่องจากมักจะ มีความคล้ายคลึงกันเช่นน้ำย่อยอะไมเลส(amylase)มีตั้งแต่ฟองน้ำจนถึงคน ฮอร์โมนในสัตว์ต่างชนิดก็ยังเหมือนกัน เช่นคนที่เป็นเบาหวานอาจใช้อินซูลินของวัวฉีดแทนได้ หรือเลือดของคนกับลิงคล้ายกันมากกว่า เลือดลิงกับสุนัขหรือเลือด ของสัตว์ชนิดที่ใกล้เคียงกัน นำไปผสมกันจะตกตะกอนมากกว่าเลือดของสัตว์ชนิดที่ห่างกัน

ภูมิอากาศและภูมิประเทศเป็นตัวกําหนดที่ทําให้ มีการกระจายของพืช และสัตว์แตกต่างกันไปโดยอยู่กับความเหมาะสมของสภาพแวดล้อมนั้นๆ  สิ่งกีดขวางต่างๆ เช่น ภูเขา ทะเลทราย ทะเลมหาสมุทรเป็นผลให้มีการแบ่งแยกและเกิดสปีชีส์ในที่สุด เช่น การเกิดสปีชีส์ของกุ้งที่ต่างกัน 6 สปีชีส์ จากเดิมที่มีเพียงสปีชีส์เดียว แต่การเปลี่ยนแปลงและการเคลื่อนขยับของแผ่นทวีป ทำให้กุ้งเหล่านี้ถูกแยกจากกัน โดยสภาพทางภูมิศาสตร์ และต่างก็ต้องปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมเมื่อเวลาผ่านไป ลักษณะความแตกต่าง จึงเพิ่มขึ้นเรื่อยจนไม่อาจผสมพันธุ์กันได้อีก เกิดเป็นกุ้งต่างสปีชีส์ขึ้น

รูปที่ 2.5 การเกิดสปีชีส์ใหม่ของกุ้งในมหาสมุทรแปซิฟิกและทะเลคาริเบียน จากกุ้งสปีชีส์เดียวกันแต่ถูกแยกกันด้วยสภาพทางภูมิศาสตร์
ที่มา : http://www.pbs.org/wgbh/evolution

การปรับปรุงพันธุ์พืชและสัตว์ เป็นการทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของสิ่งมีชีวิต โดยอาศัยความรู้เรื่องการคัดเลือก พันธุ์และผสมพันธุ์โดยมนุษย์ตัวอย่างเช่น ข้าวโพดที่ปลูกกันในปัจจุบันมีหลายพันธุ์ เช่น พันธุ์สุวรรณ1 พันธุ์ปากช่อง1602พันธุ์ฮาวายหวานพิเศษ ข้าวโพดพันธุ์สุวรรณ 1 เป็นที่นิยมปลูกกันมากได้มาจาก การคัดเลือก พันธุ์และผสมพันธุ์ ของข้าวโพดที่มีลักษณะเด่นจากเขตร้อนในแถบต่างๆ  ของโลกจํานวน36พันธุ์ด้วยกัน ลักษณะพิเศษของข้าวโพดพันธุ์นี้คือเมล็ดแข็ง ใสสีส้มต้านทานโรครานํ้าค้างได้ดี และให้ผลผลิตสูง ประเทศไทยได้มีการปรับปรุงพันธุ์ข้าวโดยใช้สารกัมมันตรังสีตั้งแต่ปี 2498 ข้าวพันธุ์กข6 กข10 และ กข15 เป็นพันธุ์ที่เกิดขึ้นโดยใช้รังสีทั้งสิ้น ข้าวพันธุ์กข 6 เป็นพันธุ์ข้าวเหนียวได้มาจากการเปลี่ยนแปลงพันธุ์ -h้าวเจ้าขาวดอกมะลิ105 มีลักษณะพิเศษคือให้ผลผลิตสูงต้านทานโรคไหม้ และโรคใบจุดสีนํ้าตาลได้ดีหลักฐานเหล่านี้ แสดงว่าสิ่งมีชีวิต มีการเปลี่ยนแปลงได้ ดังนั้นในอดีตอันยาวนาน สิ่งมีชีวิตในธรรมชาติก็น่าจะมีการเปลี่ยนแปลง ได้เช่นกันซึ่งอาจเกิดในอัตราที่ช้ากว่ามาก และเกิดในทิศทางที่กําหนดโดยธรรมชาติ