มีหลายทฤษฎีที่พยายามอธิบายการเกิดของสิ่งมีชีวิต เช่น ทฤษฎี “spontaneous generation” ที่กล่าวว่าสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นได้ด้วยตัวเองจากสิ่งไม่มีชีวิตเช่น กบและแมลงเกิดจากดิน หรือแมลงเกิดจากเนื้อเน่า อย่างไรก็ตามปัจจุบันทฤษฎีดังกล่าวได้รับการพิสูจน์แล้วว่าไม่เป็นความจริง เป็นที่ทราบในปัจจุบันว่าสิ่งมีชีวิตเกิดจากสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกัน เช่น สุนัขจะให้กำเนิดสุนัขหนอนผีเสื้อเกิดจากผีเสื้อและพัฒนาเป็นผีเสื้อในลำดับต่อมาอย่างไรก็ตามหากสิ่งมีชีวิตเกิดจากสิ่งมีชีวิตแล้วสิ่งมีชีวิตเริ่มแรกมาจากที่ใดหรือเกิดขึ้นได้อย่างไร ?นักธรรมชาติวิทยาชาวอังกฤษชื่อ ชาลส์ ดาร์วิน (Charles Darwin) และ แอลเฟรด รัสเซล วอลแลนซ์ (Alfred Russel Wallance) ได้เสนอทฤษฎีวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตบนโลก (theory of evolution by natural selection) วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตเกิดจากการคัดเลือกตามธรรมชาติ ซึ่งทฤษฏีดังกล่าว กล่าวว่า สิ่งมีชีวิตหนึ่ง ๆ ภายในชนิดเดียวกัน ( species) จะมีความแตกต่างกันอยู่บ้าง ซึ่งเราเรียกว่าแตกต่างภายในสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันนี้ว่า ความผันแปร (variations) โดยความผันแปรดังกล่าว จะเป็นผลให้สิ่งมีชีวิตสามารถอยู่รอดในได้สภาวะแวดล้อม ตัวอย่างเช่น เมื่อเกิดสภาวะแห้งแล้ง แมลง สายพันธุ์ที่มีความสามารถกินอาหารได้หลายชนิดทั้งใบพืชและหญ้า จะสามารถมีชีวิตรอดได้ดีกว่าแมลง สายพันธุ์ที่สามารถกินหญ้าได้อย่างเดียว เมื่อสิ่งมีชีวิต สายพันธุ์หนึ่งสามารถมีชีวิตได้นาน ก็สามารถมีลูกหลานได้มากกว่าสิ่งมีชีวิต สายพันธุ์อื่นที่มีอายุสั้นและเมื่อเวลาผ่านไปสิ่งมีชีวิต สายพันธุ์นั้นจะมีจำนวนมากขึ้นและเกิดเป็นชนิดใหม่ (new species)สิ่งมีชีวิตแรกเริ่มเดิมทีเมื่อโลกยังร้อน สิ่งมีชีวิตไม่สามารถอาศัยบนโลกใบนี้ได้ เมื่อเวลาผ่านไปโลกเริ่มเย็นตัวลง อุณหภูมิบนโลกจึงเหมาะที่จะเกิดสิ่งมีชีวิตขึ้น โดยทฤษฎีที่ยอมรับเกี่ยวกับการเกิดสิ่งมีชีวิตเริ่มแรก เกิดจากการทำปฏิกิริยากันของสารเคมีซึ่งเกิดขึ้นในทะเล หลังจากนั้นเกิดเป็นสารประกอบพวกโปรตีน กรดอะมิโน และเอนไซม์ สะสมอยู่ในทะเลเป็นจำนวนมาก สำหรับสมมุติฐานดังกล่าวได้รับการสนับสนุนโดยการทดลองของ สแตนลีย์ มิลเลอร์ (Stanley Miller) โดยมิลเลอร์ได้ทำการจำลองสภาวะซึ่งเป็นระบบปิด หลังจากนั้นได้ใส่ก๊าซมีเทน (CH4) แอมโมเนีย (NH3) ไฮโดรเจน และน้ำ ซึ่งเชื่อว่าสภาวะดังกล่าวเคยเกิดขึ้นในบรรยากาศของโลกในอดีต หลังจากนั้นให้ความร้อนและทำให้เกิดประกายไฟขึ้น ภายในระบบที่จัดไว้หลังจากเวลาผ่านไปหนึ่งสัปดาห์ มิลเลอร์พบว่าในชุดการทดลองพบกรดอะมิโนและกรดอินทรีย์เกิดขึ้น
สำหรับขั้นตอนต่อมาสารประกอบอินทรีย์จะรวมตัวกันเป็นโมเลกุลอินทรียสารขนาดใหญ่ (macromolecules) และวิวัฒนาการต่อไปจนเกิดเป็นโปรโตเซลล์ (protocell) ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของเซลล์ มีโครงสร้างของผนังเป็นไขมันและโปรตีน และเกิดการสันดาปภายในเซลล์ได้ หลังจากนั้น โปรโตเซลล์ ซึ่งเชื่อว่ามีอาร์เอ็นเอทำหน้าที่เป็นทั้งสารพันธุกรรมและเอนไซม์จะวิวัฒนาการกลายเป็นเซลล์เริ่มแรกของสิ่งมีชีวิตซึ่งมีความสามารถในการเพิ่มจำนวนหรือสืบพันธุ์

การทดลองของมิลเลอร์

 

      การพบซากดึกดำบรรพ์ซึ่งเป็นหลักฐานสำคัญที่สนับสนุน ทฤษฎีวิวัฒนาการ ของ ชาร์ลส์ ดาร์วิน ที่ว่าสิ่งมีชีวิตทั้งมวลในโลกน่าจะมีกำเนิดมาจากบรรพบุรุษเดียวกัน ถ้าเป็นดังนั้น สิ่งมีชีวิตแรกสุดที่เกิดขึ้นในโลกคืออะไร และเกิดขึ้นมาได้อย่างไร ทั้งๆที่โลกก่อกำเนิดจาก
การระเบิดของจักรวาล และมีสภาพที่ไม่เหมาะสมกับสิ่งมีชีวิตโดยสิ้นเชิง
นปัจจุบันมีความเชื่อเรื่องกำเนิดสิ่งมีชีวิตแตกต่างกัน ๒ ขั้วหลัก ฝ่ายหนึ่งเชื่อว่าสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นเองจากธาตุที่มีอยู่บนโลกนี้ และอีกฝ่ายหนึ่งเชื่อว่าสิ่งมีชีวิตแรกบนโลกตกมากับอุกกาบาตที่มาจากนอกโลก เมื่อราว ๕๐ ปีมาแล้ว แสตนลีย์ มิลเลอร์ทำวิทยานิพนธ์ระดับปริญญาเอก ซึ่งเขาต้องการจะพิสูจน์ว่าสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นเองเมื่อหลายพันล้านปีมาแล้ว จากการรวมตัวของธาตุต่างๆในรูปแก๊ส ซึ่งมาจากการระเบิดของภูเขาไฟในบรรยากาศที่ไร้ออกซิเจน และมีกระแสไฟฟ้าจากฟ้าผ่าเป็นแหล่งพลังงานที่ทำให้เกิดปฏิกิริยา มิลเลอร์ทำการทดลองหลายครั้ง และทดลองเปลี่ยนอัตราส่วนของธาตุหลายชนิด เช่น ไฮโดรเจน คาร์บอนไดออกไซด์ มีเธนแอมโมเนีย ฯลฯ ในลูกแก้วปิดปราศจากออกซิเจน จากนั้นทำให้เกิดประกายไฟเพื่อเลียนแบบฟ้าผ่ามิลเลอร์รายงานว่าสารที่พบในน้ำ ภายหลังเสร็จสิ้นการทดลองเป็นสารประกอบที่มีโมเลกุลซับซ้อน เช่น กรดอะมิโน และเบส ซึ่งพบได้เฉพาะในสิ่งมีชีวิตเท่านั้นในอีกทฤษฎีหนึ่งซึ่งมีผู้เชื่อถือมาก และพยายามพิสูจน์ด้วยวิธีต่างๆมีสมมติฐานว่าสิ่งมีชีวิตบนโลกของเรา มาจากนอกโลก มีภาพถ่ายจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน ขยายให้เห็นสิ่งที่มีรูปร่างคล้ายแบคทีเรีย ซึ่งพบในหินจากอุกกาบาต ทฤษฎีนี้คงได้รับการยอมรับหากเราพบสิ่งมีชีวิตบนดาวดวงอื่น (สักวันหนึ่งเราอาจจะพบ)ทฤษฎีของมิลเลอร์ได้ผ่านการทดลองซ้ำว่าเป็นไปได้จริง ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงเชื่อว่ามีความเป็นไปได้ที่จะเกิดสารชีวโมเลกุล เช่น RNA ซึ่งเป็นต้นกำเนิดชีวิต จากธาตุในบรรยากาศของโลก บ้างก็ว่า RNA เกิดขึ้นก่อน จากนั้นก็มีเยื่อหุ้ม (membrane) มาล้อมรอบ แต่ก็มีผู้ตั้งสมมติฐานว่าเยื่อหุ้มน่าจะเกิดขึ้นก่อนดังเช่นเมื่อมีหยดน้ำมันในน้ำมักจะมีสารประกอบต่างๆเข้าไปสะสมภายในได้โดยง่าย ในที่สุดก็กลายเป็นเซลล์ เซลล์ของสิ่งมีชีวิตเป็นระบบปิดที่สามารถควบคุมสภาวะภายในได้โดยการควบคุมการผ่านเข้าออกของสารผ่านเยื่อหุ้มเซลล์สิ่งมีชีวิตพวกแรกๆน่าจะเป็นแบคทีเรียที่ใช้ธาตุต่างๆ เช่น ซัลเฟอร์ และมีเธน เป็นแหล่งอาหาร แต่เมื่อมันเจริญเติบโต แพร่ขยายพันธุ์มาก และธาตุที่เป็นอาหารเริ่มลดน้อยลง แบคทีเรียพวกนี้ก็เริ่มลดน้อยลงไปด้วย เปิดทางให้แบคทีเรียพวกที่สามารถสร้างอาหารเองได้เข้ามาแทนที่ ด้วยกระบวนการสังเคราะห์อาหารด้วยแสงอาทิตย์ ทำให้เกิดออกซิเจนในบรรยากาศ สันนิษฐานกันว่าแบคทีเรียที่สังเคราะห์ด้วยแสงได้เกิดขึ้นมาเมื่อราว ๒,๕๐๐ ล้านปีที่แล้วและปริมาณออกซิเจนเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆจนถึงระดับ ๒๑% ในปัจจุบัน ธาตุพวกโลหะต่างๆเริ่มเกิดสนิมเมื่อทำปฏิกิริยากับออกซิเจน และทำให้โลกเปลี่ยนแปลงไปอย่างมาก สิ่งมีชีวิตที่ไม่ใช้ออกซิเจนเริ่มสูญพันธุ์ไป และสิ่งมีชีวิตรูปแบบใหม่ถือกำเนิดขึ้นแทนท

ที่มา:หนังสือสาระการเรียนรู้พื้นฐานและเพิ่มเติม ม.5 เล่ม 4
ที่มาภาพ : forum.cutelyclub.net
                  bloggang.com

   
       
SITEMAP