เช้าวันหยุดกับลุงแมวน้ำ หมู่เกาะกาลาปาโกส กับทฤษฎีวิวัฒนาการของดาร์วิน (2)

รับจ๊อบจนเหนื่อย ขอพักหน่อยคร้าบ ^_^

“แล้วที่ลุงบอกว่าที่หมู่เกาะนี้เป็นห้องทดลองธรรมชาติ ใช้ศึกษาปรากฏการณ์ทางวิวัฒนาการ หมายความว่ายังไงกันจ๊ะลุง” ยีราฟถามบ้าง

“ก็เพราะว่าที่นี่เป็นเสมือนกุญแจดอกสำคัญที่ทำให้มนุษย์ค้นพบความลับอันยิ่งใหญ่ของธรรมชาติ นั่นคือ ทฤษฎีวิวัฒนาการน่ะสิ” ลุงแมวน้ำตอบ

“ยิ่งฟังก็ยิ่งงง” ลิงบ่น “ทีแรกบอกเป็นห้องทดลอง ที่หลังกลายเป็นกุญแจไปเสียแล้ว ตกลงหมู่เกาะนี้จะเป็นอะไรกันแน่”

“ลุงกำลังจะเล่าให้ฟังอยู่นี่ไง” ลุงแมวน้ำพูด “พวกเราเคยสงสัยกันบ้างหรือไม่ว่าเผ่าพันธุ์ของพวกเรามาจากไหน ทำไมยีราฟจึงเป็นยีราฟ ทำไมลิงจึงเป็นลิง และทำไมมนุษย์จึงเป็นมนุษย์”

วิวัฒนาการของลามาร์ก ยีราฟคอยาวและหนูถูกตัดหาง 20 รุ่น

“ถามอะไรแปลกๆ ไม่เคยคิดหรอกลุง ผมคิดแต่ว่าหุ้นตัวไหนน่าซื้อ” ลิงรีบตอบ “ลิงก็เป็นลิงละมั้ง คงมีมาแต่นานเนแล้ว”

“นายจ๋อก็คิดแต่เรื่องหุ้น” ลุงแมวน้ำหัวเราะ “ลุงถามแม่ยีราฟบ้างดีกว่า แม่ยีราฟเคยคิดบ้างไหมว่ายีราฟนั้นเผ่าพันธุ์ดั้งเดิมหน้าตาเป็นอย่างไร และหากลุงบอกว่าเผ่าพันธุ์ยีราฟแต่เดิมนั้นคอสั้นๆเหมือนม้าลาย จะเชื่อไหม”

“พวกฉันมาจากไหนก็ไม่รู้เหมือนกัน แต่หากลุงบอกว่าบรรพบุรุษของฉันเคยคอสั้นเหมือนม้าลาย ก็เชื่อยากอยู่” ยีราฟตอบ “ลุงอ่านนิยายมากเกินไปหรือเปล่า”

“พวกมนุษย์น่ะสงสัยกันมานานแล้วว่าสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดนั้นมาจากไหน ในสมัยก่อน คือเมื่อสองพันปีก่อนจนมาถึงยุคกลางหรือเมื่อประมาณ 500 ปีมาแล้ว ซึ่งก็คือยุคที่คริสต์ศาสนามีอิทธิพลในโลกตะวันตกคือทางฝั่งยุโรป ชาวตะวันตกเชื่อกันว่าสิ่งมีชีวิตต่างๆเป็นผลงานการสร้างของพระเจ้า นั่นก็คือ เชื่อว่าสิ่งมีชีวิตแต่เดิมเป็นยังไงก็เป็นยังงั้นเรื่อยมา แต่ต่อมาเมื่อวิทยาการในโลกก้าวหน้าขึ้น บรรดานักคิดและนักวิทยาศาสตร์ต่างก็พยายามหาหลักฐานเพื่อพิสูจน์ว่าสิ่งมีชีวิตเดิมเป็นยังไงก็เป็นยังงั้นจริงหรือไม่ หรือมีการเปลี่ยนเปลงพัฒนาได้” ลุงแมวน้ำเล่า

“แล้วคิดกันออกมั้ยลุง” ลิงถาม

“ก็มีนักวิทยาศาสตร์หลายคนเสนอความคิดว่าสิ่งมีชีวิตนั้นเปลี่ยนแปลงพัฒนาได้” ลุงแมวน้ำตอบ “อย่างเช่นลามาร์ค (Lamarck, ค.ศ. 1744-1829) ซึ่งเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่มีชีวิตอยู่ในสมัยศตวรรษที่ 18 ได้เสนอทฤษฎีวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต ซึ่งมีใจความสำคัญคือสิ่งมีชีวิตนั้นเปลี่ยนแปลงได้ วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตที่เปลี่ยนแปลงจากรูปแบบหนึ่งไปเป็นอีกแบบเกิดจากการใช้และไม่ใช้”

ลามาร์ค นักวิทยาศาสตร์ฝรั่งเศสในยุคศตวรรษที่ 18 ลามาร์คเสนอทฤษฑีวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตด้วยการใช้และไม่ใช้อวัยวะต่างๆ ซึ่งแม้แต่ลามาร์คเองก็ยังพิสูจน์ไม่ได้ ทฤษฎีนี้ต่อมาอีกไม่กี่สิบปีภายหลังก็ถูกหักล้างด้วยทฤษฎีของดาร์วิน แต่อย่างไรก็ตาม แนวคิดของลามาร์คยังเชื่อต่อๆกันมานับศตวรรษแม้แต่ในทุกวันนี้

“ยังไงกันฮะลุง ใช้และไม่ใช้” กระต่ายน้อยถามบ้าง

“ทฤษฎิวิวัฒนาการของลามาร์คนั้นกล่าวว่าสิ่งมีชีวิตใช้อวัยวะอะไรมาก อวัยวะนั้นก็จะพัฒนาใหญ่โตแข็งแรงมากขึ้นเรื่อยๆ และหากอวัยวะใดไม่ได้ใช้ก็จะค่อยๆลีบเล็กลง และลักษณะของอวัยวะที่เปลี่ยนแปลงไปนั้นท่ายทอดสู่ลูกหลานได้ด้วย” ลุงแมวน้ำเล่า “ยกตัวอย่างเช่น ลามาร์คอธิบายคอที่ยาวเฟื้อยของยีราฟว่าเมื่อก่อนนั้นก็ไม่ยาวหรอก แต่ว่าต้องชะเง้อคอกินผลไม้จากต้นไม้สูงๆอยู่เป็นนิจสิน นานเข้าคอก็ยืดยาวออกไปเรื่อยๆ จนกลายเป็นยีราฟคอยาวในทุกวันนี้”

“ฟังดูก็มีเหตุผล” ลิงพูด

“ทฤษฎีของลามาร์คนั้นต่อมาอีกเพียงไม่กี่สิบปีก็ถูกหักล้างโดยทฤษฎีวิวัฒนาการของชาลส์ ดาร์วิน แต่น่าแปลกที่ยังมีคนเชื่ออยู่จนถึงทุกวันนี้ อย่างเช่น ที่เรามักพูดกันเล่นๆว่ามนุษย์เราสมัยนี้เอาแต่จิ้มแช็ตด้วยโทรศัพท์มือถือ อีกหน่อยมือจะมีแต่นิ้วหัวแม่โป้งที่โตเบ้อเริ่ม นิ้วอื่นๆลีบไปหมด หรือที่บอกว่าเดี๋ยวนี้มนุษย์เราไม่ค่อยใช้แรงงานใช้แต่สมอง อีกหน่อยจะแขนขาลีบและหัวโตเบ้อเริ่ม คำกล่าวล้อเล่นเหล่านี้ล้วนแต่สะท้อนถึงความเชื่อในทฤษฎีใช้และไม่ใช้ของลามาร์ค” ลุงแมวน้ำพูด

“อ้าว มันไม่จริงยังงั้นหรอกเหรอครับ” ลิงแปลกใจ

“เรื่องน่าทึ่งก็อยู่ตรงนี้แหละ ทฤษฎีวิวัฒนาการของลามาร์คด้วยการใช้หรือไม่ใช้นั้นนั้น แม้แต่ลามาร์คเองก็พิสูจน์ไม่ได้ เป็นเพียงการคาดคะเนเอาเท่านั้น แม้จะมีผู้พยายามทดลองโดยการตัดหางหนูถึง 20 รุ่นต่อเนื่องกัน แต่หนูรุ่นที่ 21 ก็ยังมีหางยาวเข่นเดิม” ลุงแมวน้ำพูด

“อูย ทดลองอะไรกัน โหดร้าย” กระต่ายน้อยอุทาน

วิวัฒนาการของดาร์วิน กุญแจอยู่ที่นกฟินช์ในกาลาปาโกส

“การเดินทางไปสำรวจที่หมู่เกาะกาลาปาโกสของดาร์วินเมื่อเกือบ 200 ปีก่อนนี่แหละ ทำให้ต่อมาไขความลับของธรรมชาติและพิสูจน์ว่าสิ่งมีชีวิตเปลี่ยนแปลงวิวัฒนาการรูปแบบไปได้อย่างมากมาย ยกตัวอย่างเช่นปลาวาฬนั้นเดิมเป็นสัตว์สี่ขาอยู่บนบก หรือว่าคนมีสายวิวัฒนาการร่วมกับลิง ที่เป็นที่มาของคำกล่าวที่ว่าคนวิวัฒนาการมาจากลิงนั่นเอง” ลุงแมวน้ำตอบ

“ใช่ฮะ คนวิวัฒนาการมาจากลิง ผมเคยได้ยินมาเหมือนกัน แสดงว่าน้าจ๋อเป็นบรรพบุรุษของมนุษย์” กระต่ายน้อยหัวเราะชอบใจ “แล้วกระต่ายมาจากอะไรฮะเนี่ย”

“หมู่เกาะที่ญาติลุงแมวน้ำแอ๊บแบ๊วขอปลากินเนี่ยนะที่เป็นกุญแจไขความลับ ยังงั้นเล่ามาเลยลุง” ลิงท่าทางกระตือรือร้นสนใจ “ถ้ายังงั้นผมก็มีโอกาสกลายเป็นมนุษย์ละสิ”

“ว่าไปโน่น” ลุงแมวน้ำหัวเราะ “ชาลส์ ดาร์วิน (Charles Darwin, ค.ศ. 1809-1882) เป็นนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษในสมัยศตวรรษที่ 19 เมื่อสมัยยังวัยรุ่น อายุราวๆ 17 ปี ดาร์วินเข้าเรียนในสาขาแพทยศาสตร์ แต่เมื่อเรียนไปได้สักพักก็รู้สึกว่าตนเองชอบศึกษาทางธรรมชาติวิทยามากกว่า จึงเบนเข็มชีวิตไปทางด้านธรรมชาติวิทยา

ชาลส์ ดาร์วิน ในวัยหนุ่ม

“ตอนที่อายุ 22 ปี ดาร์วินตัดสินใจเข้าร่วมเดินทางไปกับเรือบีเกิล (HMS Beagle) อันเป็นเรือสำรวจทางธรรมชาติวิทยาที่เดินทางไปสำรวจยังดินแดนต่างๆรอบโลกซีกใต้ เดิมทีดาร์วินคาดว่าการเดินทางสำรวจน่าจะกินเวลาประมาณ 2 ปี แต่ที่ไหนได้ กลายเป็นว่าต้องผจญภัยและสำรวจไปในดินแดนต่างๆรอบโลกนานถึง 5 ปี

เรือบีเกิลซึ่งเป็นเรือสำรวจทางด้านวิทยาศาสตร์ ออกเดินทางสำรวจซีกโลกภาคใต้เป็นเวลา 5 ปี ในช่วง 1831-1836 โดยชาล์ส ดาร์วิน ร่วมเดินทางไปด้วย

“ดาร์วินออกเดินทางจากเมืองพลีมัท ประเทศอังกฤษในปลายปี 1831 อ้อมทวีปอเมริกาใต้ ผ่านหมู่เกาะฟอล์กแลนด์ และอ้อมขึ้นไปที่หมู่เกาะกาลาปาโกส จากนั้นเดินทางข้ามมหาสมุทรแปซิฟิกไปยังทวีปออสเตรเลีย ผ่านไปมหาสมุทรอินเดีย และเข้าสู่มหาสมุทรแอตแลนติก อ้อมผ่านทวีปแอฟริกา แวะที่อเมริกาใต้อีกครั้ง จากนั้นก็กลับอังกฤษ กว่าจะกลับถึงบ้านก็ปี 1836 โน่น”

เส้นทางเดินเรือสำรวจรอบโลกซีกใต้ของเรือบีเกิลเมื่อราว 200 ปีมาแล้ว

“ฟังแล้วน่าสนุกจังฮะ ผมอยากไปผจญภัยแบบนั้นบ้าง” กระต่ายน้อยกระดิกหางดุ๊กดิ๊กอย่างกระตือรือร้น

“เรือลำนี้เป็นโครงการสำรวจทางวิทยาศาสตร์ ดังนั้นจึงมีนักวิทยาศาสตร์สาขาต่างๆที่เกี่ยวข้องกับธรรมชาติวิทยาไปกับเรือด้วยมากมาย ดังนั้น นอกจากหนุ่มน้อยดาร์วินจะต้องทำงานเก็บตัวอย่างพืช สัตว์ ฟอสซิล และวาดภาพและจดบันทึกสิ่งต่างๆที่พบแล้วยังได้เพิ่มพูนความรู้ต่างๆอย่างกว้างขวางจากเพื่อนนักวิทยาศาสตร์ที่ร่วมในเรือไปด้วย เช่น ชีววิทยา กีฏวิทยา (เกี่ยวกับแมลง) บรรพชีวินวิทยา (เกี่ยวกับฟอสซิล) ธรณีวิทยา ฯลฯ

“จากการเรียนรู้อย่างกว้างขวาง รวมทั้งการสังเกตสิ่งมีชีวิตที่พบในดินแดนต่างๆ เมื่อดาร์วินมองในภาพกว้างก็พบว่าสิ่งมีชีวิตที่อยู่ต่างถิ่นกันจะมีรูปลักษณะแตกต่างกัน แม้ว่าสองถิ่นที่อยู่จะมีภาพแวดล้อมและภูมิอากาศคล้ายกัน แต่สิ่งมีชีวิตที่พบกลับไม่เหมือนกัน และดาร์วินยังสังเกตพบว่าระดับความสูงของถิ่นที่อยู่กับที่ตั้งตามแนวเส้นรุ้งมีผลต่อความผันแปรของสิ่งมีชีวิต

“นอกจากนี้ บรรดาซากโบราณที่มีอายุต่างๆกันซึ่งทับถมในถิ่นเดียวกันก็มีลักษณะบางอย่างร่วมกัน ดาร์วินเริ่มสงสัยว่าสิ่งมีชีวิตที่อยู่ต่างยุคกันมีความเชื่อมโยงกันแต่ยังไปต่อไม่ถูก

“โดยเฉพาะเมื่อดาร์วินมาถึงหมู่เกาะกาลาปาโกส ดาร์วินสังเกตพบว่าเกาะที่ประกอบกันเป็นหมู่เกาะกาลาปาโกสนั้นแต่ละเกาะมีสภาพภูมิศาสตร์ที่แตกต่างกัน บางเกาะแล้ง บางเกาะอุดมสมบูรณ์ บางเกาะเป็นภูเขา บางเกาะอยู่ที่ระดับน้ำทะเล พืชและสัตว์ในแต่ละเกาะก็แตกต่างกัน

หมู่เกาะกาลาปาโกสเป็นหมู่เกาะที่เกิดจากการระเบิดของภูเขาไฟและคาดว่าโผล่พ้นน้ำเป็นเกาะเมื่อราว 5 ล้านปีถึง 10 ล้านปีมาแล้ว 

“กุญแจสำคัญก็คือนกฟินช์ (finch) อันเป็นนกขนาดเล็ก ซึ่งก็คือกลุ่มนกกระจิบนกกระจอกนั่นเอง ดาร์วินพบว่านกฟินช์ที่กระจายอยู่ตามเกาะต่างๆในหมู่เกาะกาลาปาโกสมีหลายชนิด ซึ่งต่อมาภายหลังจำแนกได้ประมาณ 14 สปีชีส์ ความแตกต่างที่เด่นชัดคือจงอยปากที่แตกต่างกัน และยิ่งไปกว่านั้น จงอยปากที่แตกต่างกันนั้นผันแปรไปตามสภาพอาหารของแต่ละเกาะ เช่น จงอยปากใหญ่และสั้นเหมาะกับการกินเมล็ดผลไม้ขนาดใหญ่ จงอยปากขนาดกลางเหมาะกับการกินเมล็ดผลไม้ขนาดเล็ก และจงอยบางเล็กยาวเหมาะกับการกินแมลง เป็นต้น ทำไมนกฟินช์ตามเกาะต่างๆจึงมีจงอยปากที่ผันแปรไปตามความเหมาะสมกับแหล่งอาหาร และเดิมทีนกเหล่านี้มีบรรพบุรุษเดียวกันหรือไม่

ภาพแสดงเส้นทางการสำรวจของดาร์วินไปตามเกาะต่างๆในหมู่เกาะกาลาปาโกส พร้อมพื้ชและสัตว์ที่ดาร์วินพบบนเกาะในสมัยนั้น (คลิกที่ภาพเพื่อดูขนาดขยาย)

ภาพสเก็ตช์นกฟินช์บนเกาะกาลาปาโกสแสดงให้เห็นลักษณะจงอยปากที่แตกต่างกัน 4 ชนิด ฝีมือการวาดของดาร์วินเอง

ภาพโปสเตอร์นกฟินช์ 14 สปีชีส์บนเกาะกาลาปาโกสในปัจจุบัน สังเกตลักษณะของหัวนกและลักษณะของจงอยปากที่แตกต่างกัน ความแตกต่างเหล่านี้เกิดจากสภาพแวดล้อมโดยเฉพาะอย่างยิ่งคือแหล่งอาหาร ซึ่งนกฟินช์เหล่านี้คือกุญแจที่ทำให้ดาร์วินสามารถสืบสาวจนไขความลับของธรรมชาติเรื่องการวิวัฒนาการได้ในเวลาต่อมา ซึ่งในยุคนั้นเป็นแนวคิดที่ท้าทายศาสนจักรมาก (คลิกที่ภาพเพื่อดูขนาดขยาย)

“ดาร์วินในวัยหนุ่มยังไม่ได้คำตอบในตอนนั้น หลังจากที่กลับบ้านไปแล้วและศึกษาค้นคว้าต่ออีกราว 20 ปีจึงได้คำตอบ นั่นก็คือ ทฤษฎีวิวัฒนาการ โดยทฤษฎีวิวัฒนาการของดาร์วินนั้นมีคำอธิบายและมีหลักฐานทางวิทยาศาสตร์ประกอบ อีกทั้งนักวิทยาศาสตร์ในยุคต่อมายังพบหลักฐานสนับสนุนทฤษฎีนี้อย่างต่อเนื่องและต่อยอดขยายความทฤษฎีนี้ต่อไปอีก จนเป็นทฤษฎีที่ยึดถือและใช้อธิบายวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตมาจนถึงปัจจุบัน โดยยังไม่มีหลักฐานที่หักล้าง

“ลุงแมวน้ำขอรวบรัดสรุปทฤษฎีวิวัฒนาการที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบันนี้ก็แล้วกัน ว่าวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตจะเกิดขึ้นได้ด้วยองค์ประกอบ 3 ประการคือ

ข้อแรก สภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้อต่อการดำรงเผ่าพันธุ์
ข้อสอง สิ่งมีชีวิตเกิดการผ่าเหล่า
ข้อสาม เกิดการคัดเลือกพันธุ์ตามธรรมชาติ”

“ยังไงกันฮะลุง ยังไม่เข้าใจ” กระต่ายน้อยทำหน้างุนงง

“นี่ลุงสรุปให้ฟังก่อนไง กำลังจะอธิบายขยายความให้ฟังต่อไป รวมทั้งการเชื่อมโยงกับภาคธุรกิจด้วย” ลุงแมวน้ำตอบ