เช้าวันหยุดกับลุงแมวน้ำ หมู่เกาะกาลาปาโกส กับทฤษฎีวิวัฒนาการของดาร์วิน (3)

“อันที่จริงทฤษฎีวิวัฒนาการนั้นมีองค์ประกอบสำคัญอีกประการหนึ่ง นั่นคือ สิ่งมีชีวิตนั้นต้องสืบพันธุ์ได้ เนื่องจากหากสืบพันธุ์ไม่ได้ก็จบกันไป ย่อมไม่สามารถมีวิวัฒนาการได้ ข้อนี้จึงไม่ได้พูดเอาไว้แต่แรกเพราะเราถือว่าละไว้เป็นที่เข้าใจกัน หรือจะเรียกว่าองค์ประกอบข้อที่ 0 ก็ได้

“เอาละ ทีนี้เรามาทำความเข้าใจกับองค์ประกอบของการเกิดวิวัฒนาการทั้ง 3 ข้อที่ลุงแมวน้ำเกริ่นเอาไว้กัน

“องค์ประกอบข้อแรกของการเกิดวิวัฒนาการคือ สภาพแวดล้อมไม่เอื้อต่อการดำรงเผ่าพันธุ์ หรือเกิดภัยคุกคาม (threat) นั่นเอง ส่วนใหญ่มักเป็นกรณีสภาพแวดล้อมมีทรัพยากรจำกัดหรือพูดง่ายๆคือแหล่งอาหารมีจำกัด ทำให้เกิดการแข่งขันแย่งชิงทรัพยากรกัน เรื่องทรัพยากรที่มีจำกัดนี้เป็นเรื่องใหญ่ทีเดียว วิชาเศรษฐศาสตร์ก็กำเนิดขึ้นมาเพื่อการจัดสรรทรัพยากรที่มีจำกัดนั่นเอง

“สภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้อต่อการดำรงเผ่าพันธุ์กรณีอื่นก็ได้แก่มีภัยคุกคาม เช่น มีศัตรูผู้ล่า (predator) ดินฟ้าอากาศผันแปร เกิดภัยธรรมชาติ ฯลฯ เหล่านี้ล้วนเป็นภัยคุกคามที่อาจทำให้เผ่าพันธุ์สูญสิ้นไป จึงทำให้เกิดวิวัฒนาการขึ้น” ลุงแมวน้ำอธิบาย

“ก็ยังไม่เข้าใจอยู่ดีนั่นแหละครับ” ลิงพูด

“ไม่เป็นไร ใจเย็นๆ ฟังลุงอธิบายให้ครบทั้ง 3 ข้อเสียก่อนแล้วจะปะติดปะต่อเรื่องได้” ลุงแมวน้ำให้กำลังใจ “เอาละ ทีนี้มาดูองค์ประกอบของการเกิดวิวัฒนาการข้อที่สองกัน นั่นคือ ความผันแปรทางรูปลักษณ์ (phenotypic variation)”

“เอ๊ะ ลุงแมวน้ำบอกว่าข้อสองคือการผ่าเหล่าไม่ใช่หรือฮะ ทำไมกลายเป็นการผันแปรทางรูปลักษณ์แล้วละฮะ” กระต่ายน้อยรีบถาม

“กระต่ายน้อยช่างสังเกตดีมาก” ลุงแมวน้ำชมเชย “ข้อสองนี้ก็คือการผ่าเหล่านั่นแหละ แต่ลุงขอใช้คำว่าความผันแปรทางรูปลักษณ์ไปก่อน เนื่องจากว่าในสมัยของดาร์วินนั้นยังไม่รู้จักเรื่องการผ่าเหล่า ดาร์วินนั้นใช้คำว่าความผันแปรทางรูปลักษณ์ ซึ่งหมายถึงว่าสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันแต่มีรูปลักษณ์ที่แตกต่างกันนิดๆหน่อยๆ ยกตัวอย่างง่ายๆในกรณีของคน ความผันแปรทางรูปลักษณ์ในมนุษย์ก็เห็นได้หลายอย่าง เช่น ความสูง คนเรามีความสูงได้หลากหลาย ตั้งแต่ 100 ซม. ถึง 220 ซม เป็นต้น

“ส่วนข้อที่สาม เกิดการคัดเลือกพันธุ์ตามธรรมชาติ ข้อนี้คือบทสรุป หมายความว่าในภาวะที่มีภัยคุกคามนั้น สิ่งมีชีวิตในเผ่าพันธุ์เดียวกันที่มีรูปลักษณ์ผันแปรไปต่างๆนานานั้นธรรมชาติจะเป็นผู้กำหนดว่าลักษณะใดสามารถอยู่รอดได้

“เรามาดูตัวอย่างกันดีกว่า ฟังลุงพูดแล้วก็ยังงง แต่เมื่อดูตัวอย่างแล้วจะถึงบางอ้อ

กลไกวิวัฒนาการ กรณีนกฟินช์และยีราฟ

“ในกรณีของนกฟินช์แห่งหมู่เกาะกาลาปาโกส เราต้องอาศัยจินตนาการช่วยเยอะหน่อย นั่นคือ จินตนาการย้อนยุคไปในสมัยที่นกฟินช์จากแผ่นดินใหญ่บินมาพบหมู่เกาะแห่งนี้ ในยุคนั้นแผ่นดินใหญ่คงมีอาหารขาดแคลนหรืออาจมีภัยคุกคาม ดังนั้นนกฟินช์บางส่วนจึงอพยพเพื่อหาแหล่งที่อยู่ใหม่และมาเจอหมู่เกาะแห่งนี้

“เดิมทีนกฟินช์ที่อพยพมาจากแผ่นดินใหญ่ก็คงมีเพียงชนิดพันธุ์เดียว นกฟินช์เหล่านี้กระจายไปอาศัยอยู่ตามเกาะต่างๆในหมู่เกาะกาลาปาโกส แต่เนื่องจากเกาะเหล่านี้มีภูมิประเทศและภูมิอากาศที่แตกต่างกัน พืชพรรณที่ขึ้นอยู่บนเกาะก็แตกต่างกัน อีกทั้งสภาพที่เป็นเกาะทำให้นกฟินช์ที่ไปลงหลักปักฐานในแต่ละเกาะมีความเป็นอยู่ที่ตัดขาดจากกัน ไม่ได้ไปมาหาสู่กัน

จงอยปากของนกฟินช์แห่งหมู่เกาะกาลาปาโกส ธรรมชาติในแต่ละเกาะย่อยที่แตกต่างกันเป็นผู้คัดเลือกลักษณะของจงอยปากที่เหมาะสมที่จะอยู่รอดและขยายพันธุ์ได้ นกที่มีจงอยปากไม่เหมาะสมกับอาหารก็จะอดตายไป นกฟินช์ในแต่ละเกาะในปัจจุบันจึงมีลักษณะแตกต่างกันเนื่องจากแหล่งอาหารที่แตกต่างกันนั่นเอง

“ทีนี้เรามาพิจารณาเป็นรายเกาะ เกาะหนึ่งมีภูมิอากาศชื้น ฝนชุก ต้นไม้เป็นต้นไม้ใหญ่ มีแมลงเยอะ ส่วนเกาะสองมีภูมิอากาศฝนตกน้อย ต้นไม้ขนาดเล็ก มีผลไม้และเมล็ดเยอะ ส่วนเกาะสามอากาศแห้งแล้งมาก มีแต่ต้นตะบองเพชร

“ทีนี้นกฟินช์นั้นแม้จะเป็นพันธุ์เดียวกันแต่ก็มีลักษณะจงอยปากที่หลากหลาย แต่เป็นความแตกต่างเพียงนิดหน่อย คือมีจงอยปากใหญ่บ้างเล็กบ้าง

“เกาะหนึ่งแมลงเยอะ หาแมลงกินได้ง่าย นกฟินช์ที่มีจงอยปากเล็กแบบกินแมลงได้เปรียบ ส่วนพวกจงอยปากใหญ่กินเมล็ดพืชหากินลำบาก เนื่องจากไม่ค่อยมีเมล็ดพืชให้หากิน นานไปก็อดตายหรือไม่ก็อพยพต่อไป ดังนั้นในที่สุดจึงเหลือแต่พวกจงอยปากเล็กที่เหมาะสำหรับกินแมลง

“ทีนี้มาดูเกาะสองบ้าง เกาะนี้อุดมด้วยเมล็ดพืช แต่แมลงน้อย จงอยปากที่เหมาะกินเมล็ดพืชคือจงอยปากใหญ่เพราะแข็งแรง ขบเมล็ดให้แตกได้ นานไปพวกจงอยปากแบบอื่นๆบนเกาะสองก็อาจอดตายหรืออพยพไปถิ่นอื่น ดังนั้น ในที่สุดเกาะสองนี้จะเหลือแต่นกฟินช์จงอยปากใหญ่กินเมล็ด

นกฟินช์บนเกาะที่แห้งแล้ง มีแต่ตะบองเพชร ธรรมชาติได้คัดเลือกให้นกฟินช์ที่มีจงอยปากเรียวยาว ล้วงเข้าไปกินน้ำหวานในดอกตะบองเพชรได้ เป็นผู้ที่อยู่รอดบนเกาะนี้ ส่วนจงอยปากแบบอื่นที่กินน้ำหวานไม่สะดวกก็อดตายไป

“ต่อมาดูที่เกาะสาม เกาะนี้แล้ง มีแต่ตะบองเพชร แมลงนั้นมีอยู่แต่มักกินน้ำหวานอยู่ในดอกตะบองเพชร ดังนั้นจงอยปากที่เหมาะสมคือจงอยปากเรียวยาวเพื่อล้วงเข้าไปในดอกตะบองเพชร จงอยปากแบบอื่นหากินสู้ไม่ได้ สุดท้ายธรรมชาติของเกาะสามได้คัดเลือกว่านกฟินช์ที่มีจงอยปากเรียวยาวเหมาะที่จะอาศัยในเกาะนี้ พวกจงอยปากแบบอื่นที่ไม่เหมาะก็อาจอดตายหรือย้ายถิ่นออกไป

“กระบวนการนี้อาจกินเวลาหลายสิบหลายร้อยชั่วรุ่นของนก ธรรมชาติค่อยๆคัดเลือกอย่างช้าๆ ท้ายที่สุด นกฟินช์รุ่นเหลนๆๆๆที่อาศัยในแต่ละเกาะจึงมีลักษณะแตกต่างกันอย่างเด่นชัด ทั้งๆที่บรรพบุรุษของมันเดิมทีเป็นชนิดเดียวกัน มีความแตกต่างกันเพียงเล็กๆน้อยๆเท่านั้น”

“อือม์ พอเข้าใจบ้างแล้วละลุง แต่ก็ยังเลือนลาง มีตัวอย่างอีกไหมครับ” ลิงถาม

“หลังจากที่ดาร์วินกลับมาจากเดินทางสำรวจรอบโลกกับเรือบีเกิล ดาร์วินใช้เวลาศึกษาต่ออีกราว 20 ปีเพื่อปะติดปะต่อข้อมูลต่างๆเข้าด้วยกัน ทำให้เกิดเป็นทฤษฎีวิวัฒนาการขึ้น โดยมีองค์ประกอบสำคัญก็คือสิ่งมีชีวิตต้องสืบพันธุ์ได้ ต้องเกิดสภาพที่ไม่เอื้อต่อการดำรงเผ่าพันธุ์ สิ่งมีชีวิตมีความผันแปรทางรูปลักษณ์ และธรรมชาติเป็นผู้คัดเลือกลักษณะที่เหมาะสมให้อยู่รอด

“ทฤษฎีวิวัฒนาการของดาร์วินนั้นสามารถอธิบายกระบวนการเกิดสิ่งมีชีวิตสายพันธุ์ต่างๆได้อย่างดี และสามารถพิสูจน์ทางวิทยาศาสตร์ได้ ซึ่งทฤษฎีของลามาร์คพิสูจน์ไม่ได้ แต่ว่าในยุคของดาร์วิน ดาร์วินเองและนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆก็อธิบายไม่ได้ว่าความผันแปรทางรูปลักษณ์นั้นเกิดจากอะไรกันแน่ ตอนนั้นรู้แต่เพียงว่าการผสมพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันแต่สายเลือดต่างกันเพื่อให้เกิดลูกหลานพันธุ์ทาง (ลูกพันธุ์ผสม) นั้นเป็นทางหนึ่งที่เอื้อให้เกิดความผันแปรทางรูปลักษณ์ให้มีหลากหลาย

กลไกการเกิดวิวัฒนาการของยีราฟคอยาว ในอดีต ยีราฟมีคอสั้น แต่ก็มีบางตัวที่คอยาวนิดหน่อยเนื่องจากมีความผันแปรทางรูปลักษณ์ ต่อมาเมื่อต้นไม้เตี้ยที่เป็นแหล่งอาหารของยีราฟขาดแคลน ยีราฟที่คอยาวกว่าจึงได้เปรียบเนื่องจากกินใบไม้จากต้นไม้สูงได้ ส่วนยีราฟคอปกติก็ค่อยๆล้มตายไป นานวันเข้า ยีราฟคอปกติล้มตายไปจนหมด ส่วนยีราฟที่คอยาวมีอาหารกินและขยายพันธุ์ได้ต่อไป ยีราฟในรุ่นหลังจึงกลายเป็นยีราฟคอยาวเนื่องจากธรรมชาติเป็นผู้คัดเลือกให้ยีราฟคอยาวเหมาะสมที่จะดำรงเผ่าพันธุ์ต่อไป ส่วนยีราฟคอสั้นก็ถูกธรรมชาติกำจัดออกไปให้สูญพันธุ์

“เอาละ ทีนี้ดูกันอีกสักตัวอย่างก็ได้ ยกตัวอย่างยีราฟละกัน เราจินตนาการกันว่าเมื่อสมัยก่อนโน้น อาจจะสักล้านปีก่อน ยีราฟมีคอสั้นๆแบบม้าหรือม้าลาย

“ทีนี้คอยีราฟก็ไม่ใช่ว่าจะสั้นเท่ากันเป๊ะทุกตัว ก็มีสั้นๆยาวๆแตกต่างกันนิดหน่อย นี่คือความผันแปรทางรูปลักษณ์หรือ phenotypic variation ที่ลุงกล่าวเอาไว้แล้ว

“อาหารของยีราฟคือใบไม้ตามต้นไม้เตี้ยๆ ทีนี้อยู่มาในยุคหนึ่ง ยีราฟมีจำนวนมากขึ้น อาหารที่เคยอุดมสมบูรณ์ก็กลับกลายเป็นขาดแคลน ใบไม้จากต้นเตี้ยๆถูกเล็มกินจนหมด ก็เกิดการแก่งแย่งอาหารกัน พวกที่แย่งไม่ได้ก็อดตายกันไป นี่คือสภาพแวดล้อมไม่เอื้อต่อการดำรงเผ่าพันธุ์

“แต่ยีราฟตัวไหนที่โชคดีเกิดมาคอยาวหน่อยก็เล็มใบไม้ต้นสูงกินได้ ก็ได้เปรียบยีราฟตัวอื่นๆ จนผ่านไปหลายชั่วรุ่น เมื่อไม้ต้นเตี้ยหมดไปจากป่าเพราะถูกกินจนโกร๋นตายไปหมด ยีราฟคอสั้นที่กินใบไม้จากต้นเตี้ยก็ต้องอดตายตามไปด้วย เหลือแต่พวกคอยาวหน่อยที่ชะแง้กินจากต้นสูงได้ที่อยู่รอดและสืบเผ่าพันธุ์ได้ ดังนั้นยีราฟในรุ่นต่อๆไปจึงมีคอยาวขึ้น เพราะลักษณะคอสั้นตายไปหมด ต่อมาพวกคอยาวหน่อยก็จะอาหารหมดและตายเช่นกัน พวกคอยาวมากๆจึงจะอยู่รอดได้ กระบวนการนี้ดำเนินไปเรื่อยๆ ช้าๆ หลายสิบหลายร้อยรุ่น จนในที่สุดได้มาเป็นยีราฟที่คอยาวเฟื้อยเช่นทุกวันนี้ นี่คือการคัดเลือกพันธุ์ตามธรรมชาติที่ธรรมชาติเลือกเอาผู้ที่เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมใหม่ให้มีชีวิตรอดและดำรงเผ่าพันธุ์ต่อไป

การผ่าเหล่า ต้นทางแห่งความเปลี่ยนแปลงเพื่ออยู่รอด

“เข้าใจดีขึ้นแล้วครับลุง แล้วทีนี้เรื่องการผ่าเหล่าล่ะ เป็นยังไงมายังไง” ลิงถามอีก

“ในยุคของดาร์วินนั้นอธิบายองค์ประกอบของวิวัฒนาการว่าเกิดการผันแปรทางรูปลักษณ์ ซึ่งเป็นธรรมชาติของสิ่งมีชีวิตที่มีความแตกต่างกันบ้างเล็กๆน้อยๆ และต่อมาก็พบว่าลูกหลานของสิ่งมีชีวิตที่เป็นพันธุ์ผสมหรือว่าเป็นพันธุ์ทางนั้นมีการผันแปรของรูปลักษณ์ต่างๆอย่างหลากหลาย แต่หากนำพันธุ์แท้ (สายเลือดแท้ true breed) มาผสมพันธุ์กันในสายเลือดเดียวกัน ลักษณะต่างๆจะนิ่ง ไม่เกิดความผันแปร ดังนั้นในยุคหลังจากดาร์วินจึงเกิดปมคำถามขึ้นมาว่าทำไมพันธุ์ผสมมีความผันแปร แต่พันธุ์แท้ไม่มีความผันแปรทางรูปลักษณ์ อะไรเป็นสาเหตุของความผันแปรทางรูปลักษณ์กันแน่ นักชีววิทยาในยุคต่อมาจึงไขปริศนาได้ และคำตอบก็คือการผ่าเหล่าที่เกิดในระดับยีน (genetic mutation) ซึ่งการผ่าเหล่านี้เป็นอุบัติเหตุของธรรมชาติ หรือธรรมชาติเล่นตลกนั่นเอง

“ดังนั้น ทฤษฎีวิวัฒนาการในยุคหลังจึงถูกขยายความออกมาอีกเพื่อให้สมบูรณ์ยิ่งขึ้น นั่นคือ กลไกการเกิดวิวัฒนาการนั้นองค์ประกอบหนึ่งก็คือเกิดการผันแปรทางรูปลักษณ์ซึ่งเป็นผลมาจากการการผสมพันธุ์แบบพันธุ์ทาง แต่หากจะมองย้อนไปที่ต้นทางของความผันแปรจริงๆก็คือเกิดจากการผ่าเหล่านั่นเอง สิ่งมีชีวิตที่ผ่าเหล่าผ่ากอสามารถสืบพันธุ์ได้และผสมกับสายเลือดอื่นซึ่งสายเลือดอื่นก็อาจมีการผ่าเหล่ามาด้วยเช่นกัน ดังนั้นกลไกการผสมพันธุ์ทางจึงช่วยขยายความหลากหลายของรูปลักษณ์ให้แสดงออกมาได้”

การผสมพันธุ์ของสายเลือดเดียวกันและเป็นสายเลือดแท้ (true breed) ลูกหลานที่ได้จะมีรูปลักษณ์ที่นิ่ง ไม่เกิดความผันแปรของรูปลักษณ์ เช่นดอกไ้ม้สีม่วงพันธุ์แท้ ผสมกันอย่างไรก็ได้ลูกหลานที่ให้ดอกสีม่วงเช่นเดิม

การเกิดลูกหลานพันธุ์ทาง (พันธุ์ผสม hybrid) ทำให้ลูกหลานแสดงความผันแปรทางรูปลักษณ์ออกมา เช่น พ่อแดง แม่ขาว จะได้รุ่นลูกดอกสีชมพู แต่ในชั้นหลานอาจได้หลานที่มีดอกแดง ขาว ชมพู ถึงสามแบบ

ลุงแมวน้ำอธิบายจบก็ถอนหายใจ “โอย คอแห้ง ใครมีน้ำปั่นบ้าง”

“วันนี้ไม่ได้เตรียมมา” ลิงพูดหน้าตาเฉย “ลุงแมวน้ำแข็งใจทนคอแห้งเล่าต่อไปก่อนเถอะครับ ว่าทฤษฎีวิวัฒนาการนั้นเกี่ยวกับตลาดหุ้นตรงไหน”

“เกี่ยวสิ เพราะว่าการวิวัฒนาการคือกฎธรรมชาติ ไม่มีใครหนีกฎธรรมชาติพ้น แม้จะเป็นเรื่องธุรกิจ ตลาดทุน ก็อยู่ใต้กฎธรรมชาติ เช่นเดียวกับกฏธรรมชาติเรื่องวัฏจักรชีวิตเกิดแก่เจ็บตายนั่นแหละ ไม่มีใครเลี่ยงพ้น แม้แต่กิจการธุรกิจก็มีเกิด รุ่งเรือง เสื่อม และดับ เช่นเดียวกับการเกิดแก่เจ็บตายของสิ่งมีชีวิต ดังที่ลุงเคยเล่าให้ฟังยังไงล่ะ” ลุงแมวน้ำตอบ

“ยังไงกันจ๊ะลุง” ยีราฟที่ยืนอ้าปากกว้างอยู่นานก็ถามขึ้นบ้าง

ต้นทางของการเกิดความผันแปรทางรูปลักษณ์สืบเนื่องมาจากการผ่าเหล่าผ่ากอ (mutation) สิ่งมีชีวิตที่เกิดมาผ่าเหล่าเป็นสิ่งมีชีวิตที่ผิดแผกจากสายเลือดเดียวกัน เพราะธรรมชาติเล่นตลก คุณสมบัติที่ผิดแผกผ่าเหล่านี้อาจทำให้สายเลือดนั้นเกิดวิวัฒนาการและอยู่รอดได้ ขึ้นอยู่กับว่าธรรมชาติจะคัดเลือก หากการผ่าเหล่านั้นเอื้อต่อการดิ้นรนอยู่รอดฝ่าภัยคุกคาม สิ่งมีชีวิตนั้นก็เกิดวิวัฒนาการในที่สุด แต่หากการผ่าเหล่าไม่ช่วยในการอยู่รอด ลักษณะนั้นจะถูกธรรมชาติกำจัดไปในที่สุด

“ยกตัวอย่างง่ายๆ ที่เราสอนกันในวิชาการประกอบธุรกิจว่าการดำเนินธุรกิจอยู่รอดได้นั้นหลักการสำคัญประการหนึ่งก็คือผลิตภัณฑ์หรือบริการต้องมีความแตกต่างกับผู้ประกอบการรายอื่นๆ หรือที่เรียกว่ามี differentiation ไง การที่จะแหวกแนวหรือฉีกแนวให้แตกต่างได้ นั่นก็คือการผ่าเหล่าผ่ากอนั่นเอง ใช่ไหมล่ะ” ลุงแมวน้ำตอบ “differentiation ในทางธุรกิจก็คือ mutation ของทฤษฎีวิวัฒนาการนั่นเอง

“การมีความแหวกแนวและตลาดยอมรับ นั่นคือมีการผ่าเหล่าและธรรมชาติเลือกสรรเอาไว้แล้วให้ดำรงอยู่ต่อไปได้ ธุรกิจก็อยู่รอดได้นั่นเอง” ลุงแมวน้ำสรุป

“อือม์ จริงแฮะ” ลิงยกหางเกาคางอย่างครุ่นคิด “มีตัวอย่างอื่นอีกไหมครับลุง”

“ยังมีอีกเยอะทีเดียว” ลุงแมวน้ำตอบ