ลวดลายในธรรมชาติและวิวัฒนาการ

ทางลัด: ความแตกต่างความคล้ายคลึงกันค่าสัมประสิทธิ์การเปรียบเทียบ Jaccardการอ้างอิง

ความแตกต่างระหว่าง ลวดลายในธรรมชาติและวิวัฒนาการ

ลวดลายในธรรมชาติ vs. วิวัฒนาการ

รอยริ้วคลื่นปรากฏบนพื้นผิวครั้งแล้วครั้งเล่าเมื่อมีสภาวะที่เหมาะสม ลวดลายของเวลล์คามิเลียน (veiled chameleon) หรือ ''Chamaeleo calyptratus'' ซึ่งวิวัฒนาการมาเพื่ออำพราง และเพื่อบอกอารมณ์ และสถานะทางการผสมพันธุ์ ลวดลายในธรรมชาติ คือ รูปแบบที่มีความสม่ำเสมออย่างชัดเจนซึ่งพบได้ในโลกธรรมชาติ ลวดลายเหล่านี้เกิดขึ้นซ้ำ ๆ ในบริบทที่ต่างกัน และบางครั้งสามารถถูกกำหนดรูปแบบโดยแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ ลวดลายทางธรรมชาติ ได้แก่ ความสมมาตร ต้นไม้ เกลียว ลำน้ำโค้งตวัด คลื่น โฟม เทสเซลเลชัน รอยแตก และ รอยริ้ว นักปรัชญากรีกได้ศึกษาลวดลายเช่นเดียวกัน โดยมีเพลโต พีทาโกรัส และเอมเพโดคลีส พยายามจะอธิบายอันดับในธรรมชาติ การเข้าใจเรื่องลวดลายซึ่งมองเห็นได้นั้นได้รับการพัฒนาตามกาลเวลา  ในช่วงคริสต์ศตวรรษที่ 19 นักฟิสิกส์ชาวเบลเยี่ยม โยเซป พลาโตได้ทำการทดลองกับฟิล์มฟองสบู่ทำให้เขาได้วางเกณฑ์แนวความคิดของพื้นผิวที่น้อยที่สุด นักชีววิทยาและศิลปินชาวเยอรมัน แอร์นสต์ เฮคเคล ได้วาดรูปสัตว์น้ำกว่าร้อยชนิดเพื่อให้ความสำคัญเรื่องความสมมาตร นักชีววิทยาชาวสก๊อต D'Arcy Thompson ริเริ่มการศึกษาลวดลายในทั้งในพืชและสัตว์และแสดงให้เห็นว่าสามารถใช้สมการง่าย ๆ เพื่ออธิบายการโตแบบวงก้นหอยได้ ในช่วงคริสต์ศตวรรษที่ 20 นักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษ แอลัน ทัวริง ทำนายกลไกของการเกิดสัณฐานซึ่งทำให้เกิดลายจุดและรอยริ้ว นักชีววิทยาชาวฮังการี Aristid Lindenmayer และนักคณิตศาสตร์ชาวฝรั่งเศสอเมริกัน เบอนัว มานดัลบรอ แสดงว่าคณิตศาสตร์ของแฟร็กทัลสามารถสร้างลวดลายในการเจริญเติบโตของพืช คณิตศาสตร์ ฟิสิกส์ และ เคมี สามารถอธิบายลวดลายในธรรมชาติในระดับที่ต่างกัน ลวดลายในสิ่งมีชีวิตอธิบายได้โดยวิธีทางชีววิทยาด้านการคัดเลือกโดยธรรมชาติ และ การคัดเลือกทางเพศ การศึกษาของการเกิดลวดลายแบบจำลองทางคอมพิวเตอร์เพื่อจำลองลวดลายในแบบต่าง ๆ . ในด้านชีววิทยา วิวัฒนาการ (Evolution) คือการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมในประชากรของสิ่งมีชีวิต จากรุ่นหนึ่งสู่อีกรุ่นหนึ่ง วิวัฒนาการเกิดจากกระบวนการหลัก 3 กระบวนการ ได้แก่ ความแปรผัน การสืบพันธุ์ และการคัดเลือก โดยอาศัยยีนเป็นตัวกลางในการส่งผ่านลักษณะทางพันธุกรรม อันเป็นพื้นฐานของการเกิดวิวัฒนาการ ลักษณะเช่นนี้เกิดขึ้นในประชากรเพื่อให้เกิดความแปรผันทางพันธุกรรมเมื่อสิ่งมีชีวิตให้กำเนิดลูกหลานย่อมเกิดลักษณะใหม่ หรือเปลี่ยนแปลงลักษณะเดิม โดยลักษณะใหม่ที่เกิดขึ้นนี้มีสาเหตุสำคัญ 2 ประการ ประการหนึ่ง เกิดจากกระบวนการกลายพันธุ์ของยีน และอีกประการหนึ่ง เกิดจากการแลกเปลี่ยนยีนระหว่างประชากร และระหว่างสปีชีส์ ในสิ่งมีชีวิตที่มีการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ สิ่งมีชีวิตใหม่ที่เกิดขึ้นจะผ่านกระบวนการแลกเปลี่ยนยีน อันก่อให้เกิดความแปรผันทางพันธุกรรมที่หลากหลายในสิ่งมีชีวิต วิวัฒนาการเกิดขึ้นเมื่อความแตกต่างทางพันธุกรรมเกิดขึ้น จนเกิดความแตกต่างมากขึ้นเรื่อยๆ จนกลายเป็นลักษณะที่แตกต่างกัน กลไกในการเกิดวิวัฒนาการแบ่งได้ 2 กลไก กลไกหนึ่งคือการคัดเลือกโดยธรรมชาติ (natural selection) อันเป็นกระบวนการคัดเลือกสิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะเหมาะสมที่จะอยู่รอด และสืบพันธุ์จนได้ลักษณะที่เหมาะสมที่สุด และลักษณะที่ไม่เหมาะสมจะเหลือน้อยลง กลไกนี้เกิดขึ้นเพื่อคัดเลือกลักษณะของประชากรที่เกิดประโยชน์ในการสืบพันธุ์สูงสุด เมื่อสิ่งมีชีวิตหลายรุ่นได้ผ่านพ้นไป ก็จะเกิดกระบวนการปรับตัวของสิ่งมีชีวิต เพื่อให้อยู่ในสิ่งแวดล้อมได้อย่างเหมาะสม กลไกที่สองในการขับเคลื่อนกระบวนการวิวัฒนาการคือการแปรผันทางพันธุกรรม (genetic drift) อันเป็นกระบวนการอิสระจากการคัดเลือกความถี่ของยีนประชากรแบบสุ่ม การแปรผันทางพันธุกรรมเป็นผลมาจากการอยู่รอด และการสืบพันธุ์ของสิ่งมีชีวิต แม้ว่าการแปรผันทางพันธุกรรมในแต่ละรุ่นนั้นจะเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อย แต่ลักษณะเหล่านี้จะสะสมจากรุ่นสู่รุ่น เกิดการเปลี่ยนแปลงทีละเล็กละน้อยในสิ่งมีชีวิต จนกระทั่งเวลาผ่านไปเป็นระยะเวลานาน จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงขึ้นในลักษณะของสิ่งมีชีวิต กระบวนการดังกล่าวเมื่อถึงจุดสูงสุดจะทำให้กำเนิดสปีชีส์ชนิดใหม่ แม้กระนั้น ความคล้ายคลึงกันระหว่างสิ่งมีชีวิตมีข้อเสนอที่เป็นที่รู้จักกันดีคือการสืบเชื้อสายจากบรรพบุรุษ (หรือยีนพูลของบรรพบุรุษ) เมื่อผ่านกระบวนการนี้จะก่อให้เกิดความหลากหลายมากขึ้นทีละเล็กละน้อย เอกสารหลักฐานทางชีววิทยาวิวัฒนาการชี้ให้เห็นว่ากระบวนการวิวิฒนาการเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นจริง ทฤษฎีอยู่ในช่วงของการทดลอง และพัฒนาในสาเหตดังกล่าว การศึกษาซากฟอสซิล และความหลากหลายทางชีวภาพของสิ่งมีชีวิตทำให้นักวิทยาศาสตร์ช่วงกลางคริสศตวรรษที่ 19 ส่วนใหญ่เชื่อว่าสปีชีส์มีการเปลี่ยนแปลงมาตลอดในระยะเวลาที่ผ่านมา อย่างไรก็ตาม กระบวนการที่ขับเคลื่อนการเปลี่ยนแปลงนี้เป็นปริศนาต่อนักวิทยาศาสตร์ทั่วไป จนกระทั่งปี พ.ศ. 2402 ชาร์ล ดาวิน ตีพิมพ์หนังสือ กำเนิดสปีชีส์ ซึ่งได้อธิบายทฤษฎีวิวัฒนาการโดยกระบวนการคัดเลือกโดยธรรมชาต.

ชาลส์ ดาร์วิน

ลส์ โรเบิร์ต ดาร์วิน (Charles Robert Darwin FRS; 12 กุมภาพันธ์ 1809 – 19 เมษายน 1882) เป็นนักธรรมชาติวิทยาชาวอังกฤษ ผู้ทำการปฏิวัติความเชื่อเดิม ๆ เกี่ยวกับที่มาของสิ่งมีชีวิต และเสนอทฤษฎีซึ่งเป็นทั้งรากฐานของทฤษฎีวิวัฒนาการสมัยใหม่ และหลักการพื้นฐานของกลไกการคัดเลือกโดยธรรมชาติ (natural selection) เขาตีพิมพ์ข้อเสนอของเขาในปี..

ชาลส์ ดาร์วินและลวดลายในธรรมชาติ · ชาลส์ ดาร์วินและวิวัฒนาการ · ดูเพิ่มเติม »

ชีววิทยา

ีววิทยา (Biology) เป็นแขนงหนึ่งของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ (natural science) ที่ศึกษาเกี่ยวกับชีวิต และสิ่งมีชีวิต ซึ่งรวมถึง โครงสร้าง การทำงาน การเจริญเติบโต ถิ่นกำเนิด วิวัฒนาการ การกระจายพันธุ์ และอนุกรมวิธาน โดยเป็นการศึกษาในทุก ๆ แง่มุมของสิ่งมีชีวิต โดยคำว่า ชีววิทยา (Biology) มาจากภาษากรีก คือคำว่า "bios" แปลว่า สิ่งมีชีวิต และ "logos" แปลว่า วิชา หรือการศึกษาอย่างมีเหตุผล.

ชีววิทยาและลวดลายในธรรมชาติ · ชีววิทยาและวิวัฒนาการ · ดูเพิ่มเติม »

การคัดเลือกโดยธรรมชาติ

Modern biology began in the nineteenth century with Charles Darwin's work on natural selection. การคัดเลือกโดยธรรมชาติ (natural selection) เป็นขบวนการแบบค่อยเป็นค่อยไปและไม่สุ่ม ซึ่งลักษณะทางชีววิทยาจะพบมากขึ้นหรือน้อยลงในประชากรเป็นหน้าที่ของการสืบพันธุ์แตกต่างกันของผู้ให้กำเนิด มันเป็นกลไกสำคัญของวิวัฒนาการ คำว่า "การคัดเลือกโดยธรรมชาติ" นั้น ถูกทำให้แพร่หลายโดย ชาลส์ ดาร์วิน ผู้ตั้งใจให้เทียบได้กับการคัดเลือกโดยมนุษย์ (artificial selection) หรือที่ปัจจุบันเรียกว่า การคัดเลือกพันธุ์ (selective breeding) การแปรผันเกิดขึ้นในประชากรสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ซึ่งบางส่วนเกิดขึ้นเพราะการกลายพันธุ์สุ่มในจีโนมของสิ่งมีชีวิตหนึ่ง และการกลายพันธุ์นั้นถูกส่งต่อไปยังลูกหลาน ตลอดชีวิตของสิ่งมีชีวิตหนึ่ง ๆ จีโนมของสิ่งมีชีวิตนั้นจะมีปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อมซึ่งทำให้ลักษณะมีการแปรผัน (varient) สิ่งแวดล้อมของจีโนม ได้แก่ ชีววิทยาโมเลกุลในเซลล์ เซลล์อื่น สิ่งมีชีวิตอื่น ประชากร สปีชีส์ เช่นเดียวกับสิ่งแวดล้อมอชีวนะ สิ่งมี่ชีวิตที่มีลักษณะแปรผันบางอย่างอาจมีชีวิตรอดและสืบพันธุ์ได้มากกว่าสิ่งมีชีวิตที่มีการแปรผันแบบอื่น ฉะนั้น ประชากรจึงเกิดวิวัฒนาการ ตัวอย่างเช่น ปัจจัยที่มีผลต่อความสำเร็จของการสืบพันธุ์เองก็สำคัญเช่นกัน และเป็นประเด็นที่ชาลส์ ดาร์วินบุกเบิกในความคิดการคัดเลือกทางเพศของเขา การคัดเลือกโดยธรรมชาติมีผลต่อฟีโนไทป์ หรือคุณลักษณะของสิ่งมีชีวิตที่สังเกตได้ แต่พื้นฐานทางพันธุกรรมซึ่งสืบทอดได้ของฟีโนไทป์ใด ๆ ที่ให้ข้อได้เปรียบในการสืบพันธุ์จะกลายมาปรากฏมากขึ้นในประชากร (ดูที่ ความถี่แอลลีล) เมื่อเวลาผ่านไป ขบวนการนี้สามารถส่งผลให้ประชากรมีความพิเศษในระบบนิเวศ และอาจลงเอยด้วยการถือกำเนิดขึ้นของสปีชีส์ใหม่ หรือกล่าวได้อีกอย่างหนึ่งว่า การคัดเลือกโดยธรรมชาติเป็นขบวนการที่สำคัญ แม้จะมิใช่ขบวนการเดียว ซึ่งทำให้วิวัฒนาการเกิดขึ้นในประชากรสิ่งมีชีวิต ในการคัดเลือกโดยธรรมชาติ สิ่งแวดล้อมเสมือนเป็นตะแกรงที่การแปรผันบางอย่างเท่านั้นที่ผ่านไปได้.

การคัดเลือกโดยธรรมชาติและลวดลายในธรรมชาติ · การคัดเลือกโดยธรรมชาติและวิวัฒนาการ · ดูเพิ่มเติม »