คอลเลกชัน

วิทยาศาสตร์เบื้องหลังทำไมเซ็กส์ถึงกลายเป็นเรื่องแรก

วิทยาศาสตร์เบื้องหลังทำไมเซ็กส์ถึงกลายเป็นเรื่องแรก


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

เพศ. สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ส่วนใหญ่ทำเช่นนั้นและพวกเราส่วนใหญ่ก็คิดถึงเรื่องนี้ตลอดเวลา แต่มันกลายเป็นสิ่งได้อย่างไร?

ที่ไหนสักแห่งในภูมิภาคของ 99% ของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ทั้งหมดสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดมีพิธีกรรมและกลไกการผสมพันธุ์ของตัวเองเช่นกัน

ที่เกี่ยวข้อง: ไมซ์ที่มีสุขภาพดีเกิดจากพ่อแม่เพศเดียวกันเป็นครั้งแรก

แต่สิ่งที่เกิดขึ้นทั้งหมดนั้นเป็นเรื่องลึกลับสำหรับวิทยาศาสตร์ ชาร์ลส์ดาร์วินผู้ยิ่งใหญ่รู้สึกสับสนกับตัวเองมากกว่าเล็กน้อย

"เราไม่ทราบสาเหตุสุดท้ายของเรื่องเพศด้วยซ้ำว่าทำไมสิ่งมีชีวิตใหม่ควรเกิดขึ้นจากการรวมกันขององค์ประกอบทางเพศทั้งสองเรื่องทั้งหมดยังซ่อนอยู่ในความมืดมิด" ดาร์วินเขียนในปี 1862

แต่เห็นได้ชัดว่ามีความสำคัญและพัฒนาเป็นกลยุทธ์การสืบพันธุ์ด้วยเหตุผล แต่เหตุใดจึงเริ่มขึ้นและเมื่อใดจึงไม่เป็นที่เข้าใจกันดีในทางวิทยาศาสตร์

สิ่งมีชีวิตชนิดแรกถูกสร้างขึ้นอย่างไร?

ก่อนอื่นการดูแลทำความสะอาด

บทความนี้จะจัดทำขึ้นเพื่อการตรวจสอบต้นกำเนิดของชีวิตทางวิทยาศาสตร์ ดังนั้นเราจะไม่อภิปรายหรือตรวจสอบคำอธิบายใด ๆ ที่มีให้โดยหลักคำสอนทางศาสนา

ต้นกำเนิดของชีวิตเป็นหนึ่งในคำถามที่เก่าแก่และมีการศึกษากันอย่างแพร่หลายในทางวิทยาศาสตร์ จนถึงปัจจุบันมีทฤษฎีต่างๆเกี่ยวกับเรื่องนี้

ในขณะที่พวกเขาทั้งหมดมีกลไกและคำอธิบายที่แตกต่างกัน แต่พื้นฐานก็เหมือนกัน: -

- โมเลกุลอินทรีย์ถูกสร้างขึ้นโดยกระบวนการทางธรรมชาติ

- สิ่งเหล่านี้สร้างขึ้นเมื่อเวลาผ่านไปและในบางจุดก็มีความซับซ้อนเพียงพอที่จะจำลองตัวเองได้ ในที่สุดสิ่งนี้ก็นำไปสู่โลกอาร์เอ็นเอ

- RNA จัดเตรียมวิธีการจำลองตัวเองและการประกอบตัวเองซึ่งจะเริ่มต้นกระบวนการวิวัฒนาการที่ช้าและผ่านพ้นไม่ได้

ส่วนที่เหลือตามที่พวกเขากล่าวคือประวัติศาสตร์

ต่อไปนี้เป็นทฤษฎีที่แพร่หลายมากที่สุดเกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิต

1. สมมุติฐานของดิน

ทฤษฎีต้นกำเนิดของชีวิตข้อหนึ่งสันนิษฐานว่าดินเหนียวเป็นเหตุผลหลักที่ชีวิตเริ่มต้นบนโลก เป็นครั้งแรกที่แนะนำโดยนักเคมีอินทรีย์ Alexander Graham Cairns-Smith ที่มหาวิทยาลัยกลาสโกว์

เมื่อเรื่องราวดำเนินไปดินเหนียวก็ทำหน้าที่เหมือนไรโบโซมต้นแบบเพื่อช่วยให้เกิดสมาธิและรวมโมเลกุลอินทรีย์เข้าด้วยกัน นอกจากนี้ยังช่วยอธิบายได้ว่าทำไมโมเลกุลอินทรีย์ส่วนใหญ่เช่นกรดอะมิโนในสิ่งมีชีวิตจึงมีโครงสร้างแบบไซนัสหรือถนัดซ้าย

Cairns-Smith ชี้ให้เห็นว่าผลึกแร่ในดินสามารถจัดเรียงโมเลกุลอินทรีย์ให้เป็นระเบียบแบบแผนได้ หลังจากนั้นไม่นานโมเลกุลอินทรีย์ก็เข้ามาทำงานนี้และจัดระเบียบตัวเอง

2. จุดประกายแห่งชีวิต

สมมติฐานที่มีการตั้งไว้อย่างกว้างขวางคือชีวิตเริ่มต้นด้วยสายฟ้าแลบ การปล่อยประจุไฟฟ้าช่วยสร้างกรดอะมิโนและน้ำตาลจากแหล่งน้ำมีเทนแอมโมเนียและไฮโดรเจนที่มีอยู่มากมายของโลก

ทฤษฎีนี้ถูกเสนอครั้งแรกและแสดงให้เห็นโดยผู้มีชื่อเสียงในปีพ. ศ. 2496 การทดลองของ Urey-Miller

หากเป็นจริงกระบวนการดังกล่าวจะดำเนินต่อไปอย่างไม่หยุดยั้งเป็นเวลาหลายล้านปีที่สร้างความอุดมสมบูรณ์และความซับซ้อนของโมเลกุลอินทรีย์มากขึ้น สิ่งนี้จะช่วยให้โครงสร้างพื้นฐานทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการเริ่มต้นชีวิต

เนื่องจากนักวิทยาศาสตร์ในปี 1950 สามารถแสดงให้เห็นว่าชั้นบรรยากาศของโลกในยุคแรกน่าจะเป็นไฮโดรเจนไม่ดี ถ้าเป็นจริงนี่อาจเป็นหนามยอกอกในด้านทฤษฎี

อย่างไรก็ตามอาจเป็นไปได้ว่าเมฆภูเขาไฟในชั้นบรรยากาศแรก ๆ สามารถให้ก๊าซมีเทนแอมโมเนียและไฮโดรเจนได้เป็นอย่างดี

3. สมมติฐานการระบายน้ำทะเลลึก

อีกสมมติฐานหนึ่งคือชีวิตเริ่มต้นในมหาสมุทรลึกรอบ ๆ ช่องระบายอากาศใต้พิภพใต้น้ำ ช่องระบายอากาศเหล่านี้เช่นเดียวกับในปัจจุบันให้พลังงานและไฮโดรเจนจำนวนมากที่จำเป็นสำหรับการสร้างโมเลกุลอินทรีย์

โมเลกุลเหล่านี้อาจสะสมอยู่ตามซอกของช่องระบายอากาศซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของโครงสร้างอินทรีย์ที่ใหญ่ขึ้นและซับซ้อนขึ้นในที่สุด

4. เราต่างก็เป็นมนุษย์ต่างดาว

อีกทฤษฎีหนึ่งที่กล่าวถึงกันอย่างแพร่หลายคือสมมติฐาน Panspermia ทฤษฎีนี้ชี้ให้เห็นว่าสิ่งมีชีวิตหรือโมเลกุลอินทรีย์ที่ซับซ้อนถูกส่งมายังโลกโดยดาวหางหรือดาวเคราะห์น้อยที่รับ 'นักโบกรถ' ขณะเดินทางผ่านอวกาศ

โมเลกุลอินทรีย์มีอยู่มากมายในอวกาศจริง ๆ แต่อาจมีการพัฒนาบนโลกอื่นเช่นดาวอังคารซึ่งถูกพัดเข้าสู่อวกาศระหว่างการกระทบของดาวเคราะห์น้อยและในที่สุดก็ถูกเคลื่อนย้ายมาที่นี่ บางคนไปไกลถึงขั้นแนะนำว่ามีการขนส่งจุลินทรีย์ที่สมบูรณ์แบบไปยังโลกด้วย (และรอบ ๆ จักรวาล)

หากเป็นจริงสิ่งนี้จะชี้ให้เห็นว่าสิ่งมีชีวิตควรเป็นเรื่องธรรมดามากรอบ ๆ จักรวาล แต่ก็ไม่ได้ให้คำตอบที่น่าพึงพอใจสำหรับคำถามเกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิต

เป็นเพียงการย้ายถิ่นกำเนิดของชีวิตไปที่อื่น

สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์แรกปรากฏบนโลกเมื่อใด

คำตอบสั้น ๆ คือเราไม่รู้ ในความเป็นจริงเราอาจไม่เคยพบ

ปัญหาคือหนึ่งในการเก็บรักษา กระบวนการฟอสซิลมีการตีและพลาดอย่างมากและจำเป็นต้องมีเงื่อนไขพิเศษเกิดขึ้น

นี่เป็นปัญหาที่บันทึกฟอสซิลเต็มไปด้วยรูโหว่ที่อาจไม่มีวันเติมเต็ม

ดังที่กล่าวมาเราได้พบหลักฐานที่น่ายั่วเย้าเกี่ยวกับชีวิตในวัยเด็ก จนถึงปัจจุบันรูปแบบสิ่งมีชีวิตที่เก่าแก่ที่สุดที่รู้จักกันดี (ที่พบฟอสซิล) เป็นสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่เก็บรักษาไว้ในแหล่งเงินโบราณในออสเตรเลีย

ฟอสซิลเหล่านี้เกี่ยวกับ 3.5 พันล้านปีและถ้าเป็นจริงแสดงให้เห็นว่าชีวิตเริ่มต้นและพัฒนาไปอย่างรวดเร็วกว่าที่เคยคาดไว้

การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศเริ่มต้นอย่างไร?

ก่อนมีเพศสัมพันธ์ชีวิตส่วนใหญ่ดูเหมือนจะสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ กล่าวคือโดยพื้นฐานแล้วเป็นกระบวนการแบ่งเซลล์เช่นเดียวกับสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวส่วนใหญ่ที่ยังคงทำอยู่ในปัจจุบัน

นี่เป็นกระบวนการคัดลอกและแบ่งแบบ 'ง่ายๆ' ที่พืชแบคทีเรียและสัตว์ส่วนใหญ่ทำในปัจจุบัน เมื่อเทียบกับการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศมันเป็นเรื่องที่ 'ยุ่งเหยิง' น้อยกว่ามากและไม่ต้องการพลังงานจำนวนมากที่จำเป็นสำหรับการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ

ในทางกลับกันการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศต้องการสิ่งมีชีวิตในการลงทุนพลังงานและทรัพยากรจำนวนมากเพื่อให้บรรลุ เป็นการตีแล้วพลาดและอาจเป็นอันตรายหรืออาจถึงแก่ชีวิตต่อสิ่งมีชีวิตได้

ตัวอย่างที่สำคัญคือแมงมุม ในหลาย ๆ กรณีการมีเพศสัมพันธ์ที่แท้จริงจะส่งผลให้ตัวผู้ถูกฆ่าและมักถูกคู่ของเขากิน แต่ถึงแม้จะอยู่ในสิ่งมีชีวิตที่สูงกว่าการผสมพันธุ์ก็มีแนวโน้มที่จะนำไปสู่ความขัดแย้งและอาจถึงแก่ชีวิตได้เช่นกัน

เหตุใดสิ่งมีชีวิตบนโลกจึงพัฒนาวิธีการแพร่พันธุ์ที่ใช้พลังงานเข้มข้นและเป็นอันตรายเช่นนี้? มันเริ่มเมื่อไหร่?

การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศนั้นมีประโยชน์มากมายกว่าการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ หนึ่งในสิ่งสำคัญคือมันสับเปลี่ยนสารพันธุกรรมไปรอบ ๆ และช่วยให้ได้ผลลัพธ์ที่หลากหลายมากขึ้น

ด้วยเหตุนี้เพียงอย่างเดียวจึงเป็นแรงผลักดันหลักประการหนึ่งที่อยู่เบื้องหลังวิวัฒนาการและความหลากหลายทางชีวภาพ

อย่างไรก็ตามควรระลึกไว้เสมอว่าสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวหลายชนิดจะสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศเช่นกันหากสภาพแวดล้อมต้องการ

ประโยชน์อีกประการหนึ่งของการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศคือเป็นวิธีการจัดเก็บและถ่ายโอนข้อมูลระหว่างรุ่น สิ่งมีชีวิตที่สืบพันธุ์แบบอาศัยเพศโดยพื้นฐานแล้ว "เรียนรู้" ที่จะรับมือกับโลกและส่งต่อสิ่งที่เรียนรู้ให้กับลูก ๆ

แต่ทุกอย่างเริ่มต้นเมื่อใด นี่เป็นคำถามที่ยากกว่ามากและเป็นอีกคำถามที่เราอาจไม่สามารถตอบได้ด้วยความพึงพอใจอย่างแท้จริง

สิ่งมีชีวิตชนิดแรกที่มีเพศสัมพันธ์คืออะไร?

หลักฐานฟอสซิลที่เก่าแก่ที่สุดบางส่วนสำหรับอุปกรณ์ทางเพศมาจากก 385 ล้านปี ปลาเรียก Microbrachius dicki("แขนน้อย"). นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าแขนเล็ก ๆ เหล่านี้ถูกใช้โดยตัวผู้เพื่อจับคู่ของมันเพื่อมีเพศสัมพันธ์

แต่ต้นกำเนิดของเพศสัมพันธ์นั้นอาจจะเก่าแก่กว่านั้น โดยรวมแล้วเรารู้ว่าสิ่งมีชีวิตที่สืบพันธุ์แบบอาศัยเพศทั้งหมดอาจมีบรรพบุรุษร่วมกันในบางช่วงเวลา

และเราอาจมีตัวเลือกสำหรับสิ่งนั้น ใน 1.2 พันล้านปี นักวิทยาศาสตร์ของแคนาดาอาจพบแหล่งหินในการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ

พวกมันมีฟอสซิลที่เรียกว่าBangiomorpha pubescens ซึ่งเป็นสาหร่ายสีแดงหรือสาหร่ายทะเลที่ดูเหมือนว่ามีการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ จนถึงปัจจุบันมีรายงานการเกิดขึ้นที่เก่าแก่ที่สุดในบันทึกฟอสซิล

และดูเหมือนว่าจะมีการพัฒนากลยุทธ์นี้เพื่อตอบสนองต่อสภาพอากาศที่เลวร้ายในเวลานั้น

"ในส่วนของสภาพภูมิอากาศปรากฏว่าBangiomorpha pubescens ซากดึกดำบรรพ์ปรากฏขึ้นในช่วงเวลาเดียวกับที่ความชะงักงันของสิ่งแวดล้อมที่สัมพันธ์กันหลายร้อยล้านปีมาถึงจุดสิ้นสุด เราเห็นการก่อกวนครั้งใหญ่ในวัฏจักรคาร์บอนและออกซิเจนในเวลานี้ซึ่งบ่งบอกถึงการเปลี่ยนแปลงด้านสิ่งแวดล้อมที่สำคัญ "กล่าวGalen Halverson ที่มหาวิทยาลัย McGill ในมอนทรีออลประเทศแคนาดา

หากเป็นจริงเซ็กส์ก็พัฒนาขึ้นเพื่อเป็นกลยุทธ์ในการอยู่รอดและแพร่กระจายในโลกที่มีการเปลี่ยนแปลงและมีพลวัตสูง เห็นได้ชัดว่ากลยุทธ์ดังกล่าวได้รับการพิสูจน์แล้วว่าประสบความสำเร็จและเริ่มกระบวนการที่ผ่านพ้นไปไม่ได้ซึ่งจุดสุดยอดในวิวัฒนาการของสายพันธุ์ของเราเอง