กำเนิดโลก 

นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าโลกได้ถือกำเนิดขึ้นมาเมื่อประมาณ 4,600 ล้านปีมาแล้ว โดยเกิดจากกลุ่มแก๊สและฝุ่นผงในอวกาศที่มีการควบแน่นจนเป็นก้อน ผิวโลกในช่วงนั้นจะมีลักษณะเป็นของเหลวที่ร้อนจัดต่อมาเย็นตัวลงจนเกิดการแข็งตัว บรรยากาศของโลกในสมัยแรกยังไม่มีแก๊สออกซิเจน ส่วนใหญ่ประกอบไปด้วยแก๊สเฉื่อย นอกจากนี้ผิวโลกยังไม่มีน้ำในสภาพของเหลวเลย จะเห็นได้ว่าองค์ประกอบของโลกยุคดึกดำบรรพ์นี้มีความแตกต่างจากโลกยุคปัจจุบันมาก อย่างไรก็ตามเมื่อระยะเวลาผ่านไปประมาณ 1,000 ล้านปีหลังจากกำเนิดโลก สิ่งมีชีวิตก็ถือกำเนิดขึ้นและเกิดวิวัฒนาการเรื่อยมาจนถึงในปัจจุบัน

การเกิดทวีป

หลักฐานทางธรณีวิทยาแสดงให้เห็นว่าหลังจากที่โลกเย็นลงเปลือกโลกชั้นนอกประกอบด้วยส่วนที่เป็นภาคพื้นทวีป (Continental Crust) และส่วนที่เป็นภาคพื้นมหาสมุทร (Oceanic Crust) ซึ่งในอดีตเมื่อประมาณ 225 ล้านปีก่อน ส่วนที่เป็นภาคพื้นทวีปมีลักษณะเป็นแผ่นทวีปใหญ่เรียกว่า Pangeae ที่มีมหาสมุทร Panthalassa ล้อมรอบ ต่อมาเกิดการแยกของแผ่นทวีป (Continental drift) ออกเป็น 7 ทวีปในปัจจุบัน

หลักฐานสนับสนุนการแยกตัวของแผ่นทวีป

1. ความพอดีของรอยต่อระหว่างทวีป
2. การศึกษาซากดึกดำบรรพ์ของสิ่งมีชีวิต
3. ชนิดของหินและอายุของหิน
4. การศึกษาอำนาจแม่เหล็กโลกในอดีตกาล
5. การค้นพบการขยายตัวของพื้นท้องทะเล

การเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก (Plate Tectonic)

ชั้น Lithosphere ประกอบด้วยชั้นเปลือกโลก (Crust) และชั้นแกนโลกส่วนบน โดยชั้นดังกล่าวแบ่งออกเป็นแผ่นๆ เรียกว่า Plate และ Plate สามารถเคลื่อนที่ได้ซึ่งเกิดจากผลของกระแสการพาความร้อนที่อยู่ในชั้นแกนกลางของโลก การเคลื่อนที่ของ Plate ทำให้เกิดเทือกเขาใหม่ แผ่นดินไหว และการเปลี่ยนแปลงต่างๆ ของแผ่นเปลือกโลก แบ่งเป็น 3 รูปแบบ คือ

1. แบบลู่ออก (pergent) – 2 Plate แยกออกจากกัน และมีวัตถุหลอมเหลวใหม่ออกจากชั้นเมนเทิลไหลขึ้นมาแทนที่กลายเป็นสันเขาใต้มหาสมุทร เช่น Mid atlantic ridge
2. แบบลู่เข้า (Convergent) – 2 Plate เคลื่อนที่เข้าหากัน แผ่นหนึ่งมุดลงใต้รอยต่อของเพลตอีกแผ่นหนึ่ง เกิด Subduction zone หรือร่องลึกในมหาสมุทร เช่น Japan Trench
3. แบบเคลื่อนไหวด้านข้าง (Transform faults) – 2 Plate ที่อยู่ติดกันเคลื่อนที่ในทิศทางสวนทางกัน เช่นการเคลื่อนที่ของ Pacific Plate

ผลที่เกิดจากการแยกตัวของแผ่นทวีป

1. เปลี่ยนแปลงสภาพภูมิประเทศและภูมิอากาศ
2. เปลี่ยนแปลงตำแหน่งของโซนภูมิศาสตร์
3. เกิดการกระจายตัวของสิ่งมีชีวิต

เอกสารอ้างอิง

พัฒนี จันทรโรทัย.2547.วิวัฒนาการ ความเป็นมาและกระบวนการกำเนิดสิ่งมีชีวิต.ภาควิชาสัตววิทยา คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์.กรุงเทพมหานคร

กำเนินสิ่งมีชีวิต

สิ่งมีชีวิตชนิดแรกเกิดบนโลกเมื่อประมาณ 3.5 พันล้านปีก่อน หลังจากที่เปลือกโลกเย็นลงและแข็งตัวมากขึ้น “สิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นมาได้อย่างไร” ข้อสงสัยนี้ไม่สามารถหาคำตอบได้ชัดเจนแต่มีสมมุติฐานขึ้นมาเพื่ออธิบาย ได้แก่

1. สิ่งมีชีวิตเกิดจากพระเจ้าเป็นผู้สร้าง (ความเชื่อทางศาสนา)
2. สิ่งมีชีวิตเกิดจากสิ่งไม่มีชีวิต (Aristotle 384-322 B.C)
3. สิ่งมีชีวิตเกิดจากนอกโลก (Pansperma หรือ Cosmozoa – สิ่งมีชีวิตเริ่มแรกมาจากนอกโลกในลักษณะสปอร์ที่มาจากดาวเคราะห์ดวงอื่น)
4. สิ่งมีชีวิตเกิดจากสิ่งมีชีวิต (สิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลกเกิดจากบรรพบุรุษที่มีชีวิตก่อนหน้านี้ ซึ่งมีการทดลองสนับสนุนมากมาย)

- Francisco Redi = การเกิดหนอนบนก้อนเนื้อที่ตั้งทิ้งไว้

- Leeuwenhoek = พบสิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก และอธิบายว่าสิ่งมีชีวิตเหล่านี้เกิดจากบรรพบุรุษที่มีชีวิต

- Lazzoro Spallanzani = การเกิดจุลินทรีย์ในน้ำซุบ

- Louise Pasteur = ค้นพบเทคนิคการปลอดเชื้อ

5. สิ่งมีชีวิตเกิดจากวิวัฒนาการทางเคมี (Chemical Evolution) – เป็นสมมุติฐานที่อธิบายคำถาม “สิ่งมีชีวิตเริ่มแรกเกิดขึ้นมาได้อย่างไร” โดยมีองค์ประกอบพื้นฐานในการเกิด 

- สารอนินทรีย์ สารอินทรีย์ และน้ำ

- สภาพแวดล้อมที่ไม่มีหรือมีออกซินเจนน้อยมาก

- ระยะเวลาที่ยาวนาน

- แหล่งพลังงาน

Alexander I. Oparin และ J. B. S. Haldane อธิบายการเกิดสิ่งมีชีวิตเริ่มแรกว่า “สิ่งมีชีวิตเกิดจากวิวัฒนาการทางเคมีอย่างช้าๆ” โดยมีลำดับ คือ

(1) เกิดโมเลกุลของอนินทรีย์สารและอินทรีย์สารขนาดเล็ก --> พิสูจน์โดย Stanley Miller และมีนักวิทยาศาสตร์เสนอเพิ่มเติมเกี่ยวกับการเกิดสารอินทรีย์บนโลกคือ มาจากชิ้นส่วนอุกาบาตรที่มาจากนอกโลก และปฏิกิริยาระหว่างสารละลายและแร่ธาตุที่มีอยู่ในทะเล

(2) เกิดโมเลกุลของอินทรีย์สารขนาดใหญ่ – เกิดกระบวนการ Polymerization โดยการรวมตัวของอินทรย์สารโมเลกุลเล็กแล้วได้สารอินทรีย์โมเลกุลขนาดใหญ่ เช่น การเกิดโปรตีนอยด์ (ทดลองโดย Sidney Fox)

(3) เกิดอนุภาคทรงกลม – การจัดโครงสร้างอินทรีย์สารให้อยู่ในรูปของอนุภาคทรงกลมคล้ายกับโครงสร้างพื้นฐานของเซลล์ เกิดเยื่อหุ้มล้อมรอบซึ่งทำหน้าที่แบ่งขอบเขตระหว่างภายในอนุภาคกับสภาพแวดล้อมภายนอกเพื่อควบคุมการแลกเปลี่ยนสารระหว่างภายนอกกับภายในอนุภาค อาจเกิดจาก การให้ความร้อนแก่โปรตีนอยด์ (เสนอโดย Fox) และการนำน้ำออกจากโมเลกุลขนาดใหญ่

(4) เกิดกระบวนการคัดเลือก – อนุภาคทรงกลมในข้อ (3) เรียกว่า Protocell ถ้าเหมาะสมกับสภาพแวดล้อมก็สามารถเกิดปฏิกิริยาเพื่อพัฒนาต่อจาก Monomer --> Polymer/Coacervate --> Organelle ตามลำดับ

เอกสารอ้างอิง

พัฒนี จันทรโรทัย.2547.วิวัฒนาการ ความเป็นมาและกระบวนการกำเนิดสิ่งมีชีวิต.ภาควิชาสัตววิทยา คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์.กรุงเทพมหานคร

วิวัฒนาการสารพันธุกรรม

สารพันธุกรรมมีบทบาทสำคัญในการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม

DNA ----------------------------> mRNA ----------------------------> Protein

สมมุติฐานเกี่ยวกับการเกิดกรดนิวคลีอิค และโปรตีน

1. โปรตีนมีวิวัฒนาการขึ้นมาก่อนกรดนิวคลีอิค (การเกิดโปรตีนอยด์)

2.กรดนิวคลีอิคมีวิวัฒนาการขึ้นมาก่อนโปรตีน (RNA มีวิวัฒนาการขึ้นมาก่อน DNA และโปรตีน)

3.กรดนิวคลีอิค และโปรตีนมีวิวัฒนาการขึ้นมาพร้อมกัน (วิวัฒนาการร่วมกันระหว่าง RNA และ โปรตีนอยด์)

วิวัฒนาการของโปรคาริโอต

1.Heterotrophic Bacteria (ได้รับสารอาหารจากอินทรีย์สารในทะเล)

2.Anaerobic Photosynthesis Bacteria (ใช้พลังงานจากแสงและไฮโดรเจนซัลไฟด์)

6CO2+ 2H2S -----Light-----> C6H12O6+ 12S + 6H2O

3.Autotrophic Bacteria/Cyanobacteria (เกิดออกซิเจนเพิ่มขึ้น ทำหน้าที่เป็น Oxidative (Aerobic) Metabolism สลาย Glucose ได้ CO2น้ำและ พลังงาน (ATP))

โปรคาริโอตเริ่มปรากฏบนโลกเมื่อประมาณ 3.5 พันล้านปีก่อน โดยมีการคันพบ Stromatolite ซึ่งเกิดจากกลุ่ม Cyanobacteria และ Bacteria ที่มีโครงสร้างเหนียวได้ดึงเอาเม็ดทรายหรือตะกอนให้มาสะสมเป็นซากหินปูนแข็งตัวดังเช่นปรากฏในปัจจุบัน

วิวัฒนาการของยูคาริโอต

จากหลักฐานทางธรณีวิทยาพบว่าเซลล์ยูคาริโอตที่เก่าแก่ที่สุดมีอายุประมาณ 1.8 พันล้านปี และจากการศึกษาลักษณะของเซลล์ยูคาริโอตในปัจจุบัน พบว่ามีออแกเนล 2 ชนิดที่มีความแตกต่าง คือ Mitochonria และ Chloroplast ซึ่งมี DNA เป็นของตัวเอง จากลักษณะดังกล่าวจึงมีการสันนิษฐานว่าออแกเนลทั้งสอง อาจเป็นเซลล์โปรคาริโอตขนาดเล็กที่เข้าอาศัยอยู่ในเซลล์โปรคาริโอตที่มีขนาดใหญ่กว่า และ Margulis ได้เสนอ ทฤษฏี Endosymbiosis ไว้ 2 รูปแบบ คือ

1.ไมโทคอนเดรีย เกิดก่อนนิวเคลียส

2.นิวเคลียสเกิดก่อนไมโทคอนเดรีย

หลักฐานที่สนับสนุนการเกิดออแกเนล Mitochondria และ Chloroplast โดยวิธี Endosymbiosis

1.เซลล์ยูคาริโอตปัจจุบัน บางชนิดพบว่ามีสิ่งมีชีวิตเข้าไปอาศัยอยู่ในเซลล์ได้ เช่น โปรโตซัว Cyanobacteria

2.DNA ใน Mitochondria และ Chloroplast มีลักษณะเป็นวงแหวนปิดที่ไม่มีโปรตีนฮิสโตนเช่นเดียวกับ DNA ของแบคทีเรีย

3.ขนาดไรโบโซมที่อยู่ในออแกเนล Mitochondria และ Chloroplast มีขนาดเท่ากับไรโบโซมของแบคทีเรีย คือ 70s

4.จากการศึกษาลำดับยีนในจีโนมของออแกเนลพบว่าคล้ายกับที่พบในจีโนมของแบคทีเรีย เช่น จีโนมของคลอโรพลาสต์ คล้ายกับจีโนมของไซยาโนแบคทีเรีย

5.จากการทดสอบยาปฏิชีวนะ พบการยับยั้งการสร้างโปรตีนใน Mitochondria และ Chloroplast เช่นเดียวกับในแบคทีเรีย

วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์

ระยะแรกสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียววิวัฒนาการขึ้นอย่างรวดเร็ว นำไปสู่การคัดเลือกโดยธรรมชาติ เซลล์ขนาดใหญ่สามารถกินเซลล์ขนาดเล็กได้ และมีเมแทบอลิซึมต่ำกว่า จึงต้องการปริมาณสารอาหารน้อยกว่าในมวลเท่ากัน จึงมีโอกาสอยู่รอดมากกว่า แต่เซลล์ขนาดใหญ่ทำให้ปริมาตรเซลล์เพิ่มขึ้นส่งผลต่ออัตราส่วนของพื้นที่ผิว สำหรับการแพร่สารอาหาร แก๊สออกซิเจน และของเสียลดลง จึงเริ่มมีการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของเซลล์เพื่อเพิ่มพื้นที่ผิว เมื่อไม่สามารถพัฒนารูปร่างต่อได้อีกจึงวิวัฒนาการสู่การเพิ่มจำนวนเซลล์ในแต่ละตัวของสิ่งมีชีวิต โดยมีการตั้งสมมุติฐานมาอธิบาย ดังนี้

1.สมมุติฐาน Syncytial หรือ Plasmodial – เสนอโดย Hadi และ Hanson โดยกล่าวว่า บรรพบุรุษของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์เป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว มีหลายนิวเคลียส และเยื่อหุ้มเซลล์พัฒนามาล้อมนิวเคลียสแต่ละอัน และมีการเพิ่มขนาดของเซลล์ดังกล่าว สันนิษฐานว่าเป็นจัดกำเนิดของหนอนตัวแบน (Acoelomate Turbellaria)

2.สมมุติฐาน Colonial – เสนอโดย Haeckel และปรับปรุงสมมุติฐานโดย Metschnikoff โดยกล่าวว่า สัตว์หลายเซลล์มีวิวัฒนาการมาจากสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวที่เคลื่อนที่โดยใช้ Flagellum และอยู่รวมกันเป็น Colony สันนิษฐานว่าเป็นจุดกำเนิดของฟองน้ำ

สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์เมื่อวิวัฒนาการขึ้นมาจะทำหน้าที่ซับซ้อนกว่าสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว เนื่องจากสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์มีการรวมกลุ่มของเซลล์ที่เหมือนกันแล้วพัฒนาไปเป็นระดับเนื้อเยื่อและอวัยวะตามลำดับ

เอกสารอ้างอิง

พัฒนี จันทรโรทัย.2547.วิวัฒนาการ ความเป็นมาและกระบวนการกำเนิดสิ่งมีชีวิต.ภาควิชาสัตววิทยา คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์.กรุงเทพมหานคร

ทฤษฎีวิวัฒนาการของชาร์ล ดาร์วิน

ทฤษฎีวิวัฒนาการของ Darwin กล่าวอย่างง่ายๆ ในคำนำของหนังสือ The Origin of Species ว่า“จำนวนตัวของแต่ละสปีชีส์เกิดมามากกว่าที่มันจะอยู่รอดได้ ลูกหลานที่เกิดมาต้องดิ้นรนเพื่อจะอยู่รอดให้ได้ ถ้าสิ่งมีชีวิตตัวใดมีลักษณะหรือความสามารถที่เป็นประโยชน์ต่อตัวมันเองภายใต้สภาวะสิ่งแวดล้อมที่ซับซ้อนและแปรปรวน สิ่งมีชีวิตนั้นมีโอกาสจะอยู่รอดสูง ดังนั้นถือว่ามันได้ถูกคัดเลือกทางธรรมชาติ จากหลักการถ่ายทอดทางพันธุกรรมจากพ่อแม่สู่ลูก ชนิดพันธุ์ที่คัดไว้จะออกลูกออกหลานต่อไปในรูปแบบลักษณะที่ปรับตัวเข้าสิ่งแวดล้อมต่อไป”

จากเนื้อหาในหนังสือ มีใจความสำคัญคือ

- Descent with Modification คือ การเปลี่ยนแปลงสืบจากบรรพบุรุษ โดยสิ่งมีชีวิตทั้งหมดที่อยู่บนโลก เปลี่ยนแปลงสืบมาจากสปีชีส์บรรพบุรุษหนึ่งในอดีต หมายถึงความเป็นเอกภาพของสิ่งมีชีวิตบนโลก (Unity of life) สปีชีส์ใหม่ที่เปลี่ยนแปลงสืบมาจากสปีชีส์บรรพบุรุษนั้นได้แพร่กระจายไปอยู่อาศัยที่ถิ่นที่อยู่ที่หลากหลาย เมื่อเวลาผ่านไปหลายล้านปี ได้มีการสะสมลักษณะที่เปลี่ยนแปลงไป ซึ่งเป็นลักษณะทำให้สปีชีส์เหล่านั้นมีความเหมาะสมกับสภาพแวดล้อมและวิถีชีวิตเฉพาะของแต่ละสปีชีส์

ประวัติวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตนั้นเหมือนกับต้นไม้ที่แตกกิ่งก้านสาขาจากลำต้นเดียวกัน และปลายของกิ่งไม้แต่ละกิ่งคือสปีชีส์ที่ใหม่ที่สุดที่ยังมีชีวิตอยู่ในโลกปัจจุบัน จุดแตกแขนงของต้นไม้เปรียบเสมือนกับสปีชีส์บรรพบุรุษของสายวิวัฒนาการที่แตกกิ่งออกมาจากจุดนั้น

ภาพที่ 1 Descent with Modification

ที่มา: http://www.bio.miami.edu/dana/pix/tree_o_life1.jpg

- Natural selection แนวคิดนี้ Darwin ได้จากการอ่านบทความของ Thomas Malthus ซึ่งกล่าวถึงประชากรมนุษย์จำนวนมากทรมานกับโรคร้าย ภาวะข้าวยากหมากแพง ปัญหาการไร้ที่อยู่อาศัย และสงคราม ซึ่งเป็นผลมาจากการที่ประชากรมนุษย์เพิ่มจำนวนสูงขึ้นมากกว่าการเพิ่มจำนวนของอาหารและทรัพยากรอื่นๆ โดยในธรรมชาติ แต่ละรุ่นของการสืบพันธุ์ ปัจจัยสิ่งแวดล้อมได้กลั่นกรองลักษณะที่แปรผันในธรรมชาติ โดยคัดเลือกลักษณะบางลักษณะไว้มากกว่าลักษณะอื่น ตัวสิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะนั้นก็ถูกคัดเลือกโดยธรรมชาติให้ผลิตลูกได้มากกว่าสิ่งมีชีวิตตัวอื่นที่ไม่มีลักษณะนั้นที่ไม่มีลักษณะนั้น ความแตกต่างในเรื่องความสำเร็จในการสืบพันธุ์นี้เองที่เป็นผลทำให้ลักษณะที่ถูกคัดเลือกไว้มีสัดส่วนมากขึ้นในประชากรรุ่นถัดไปและนำไปสู่วิวัฒนาการ (อุทยานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยวลัยลักษณ์, 2552)

ภาพที่ 2 Natural selection
ที่มา:http://www.globalchange.umich.edu/globalchange1/current/lectures/selection/boxes.gif

ประเด็นสำคัญในแนวคิดของ Darwin คือ

1. การเพิ่มพูนมากเกินพอ (Overproduction) สิ่งมีชีวิตทั้งหลายมีความสามารถผลิตลูกได้มากกว่าที่จะมีชีวิตอยู่รอด

2. ความแปรผัน (Variation) สมาชิกของสิ่งมีชีวิตมีความแปรผัน ซึ่งรวมไปถึงความแปรผันของรูปร่างหรือพฤติกรรม

3. การต่อสู้เพื่อความอยู่รอด (Struggle for existence) จากการที่สิ่งมีชีวิตมีสมาชิกเป็นจำนวนมาก สมาชิกเหล่านั้นจึงต้องต่อสู้เพื่อความอยู่รอด ทั้งนี้เป็นผลมาจากทรัพยากรที่เอื้ออำนวยในการดำรงชีวิตมีจำนวนจำกัด

4. สิ่งมีชีวิตที่เหมาะสมที่สุดเท่านั้นจึงมีชีวิตรอด (Survival of fitness) เนื่องจากสมาชิกของสิ่งมีชีวิตมีความแปรผัน ทำให้สมาชิกบางตัวแข็งแรง บางตัวอ่อนแอ ฉะนั้นตัวที่แข็งแรงและเหมาะสมที่สุดจึงจะมีชีวิตอยู่รอดและสืบพันธุ์ให้ลูกต่อไป

5. ถ่ายทอดลักษณะที่ดีเด่น (Inheritance of superior traits) มีลักษณะดีเด่นที่เป็นผลมาจากความแปรผันและเป็นลักษณะที่ทำให้สิ่งมีชีวิตมีชีวิตอยู่รอดจะถูกถ่ายทอดไปยังลูกในรุ่นต่อไป

จากแนวคิดวิวัฒนาการในอดีต ปัจจุบันวิทยาการที่ก้าวหน้าทำให้มีการศึกษาวิวัฒนาการถึงในระดับโมเลกุล นำไปสู่การพัฒนาของแนวคิดวิวัฒนาการที่ชัดเจนมากขึ้น

การเปลี่ยนแปลงระดับโมเลกุลที่มีผลต่อวิวัฒนาการ

วิวัฒนาการจะเกิดขึ้นได้ในระดับประชากรเท่านั้น ซึ่งประชากรก็หมายถึงกลุ่มที่สิ่งมีชีวิต ที่เป็นชนิดเดียวกันที่สามารถผสมพันธุ์กันได้ตามธรรมชาติทําให้มีการถ่ายทอดหรือ แลกเปลี่ยนยีนกันได้ อย่างอิสระ ถ้าพิจารณายีนทั้งหมดที่มีอยู่ในประชากรหนึ่งจะเรียกว่ากลุ่มของยีน (gene pool)

1.การกลายยีน (Mutation)เป็นการทำให้เกิดอัลลีลใหม่ ซึ่งไม่เคยมีในประชากรนั้น หรืออีกนัยหนึ่งคือ การที่ยีนหนึ่งเปลี่ยนไป เป็นอีกยีนหนึ่งอย่างกะทันหัน ทำให้ความถี่ยีนและจีโนไทป์ในประชากรเปลี่ยนแปลงไปจากเดิม การกลายมีทั้ง การกลายยีนที่เกิดขึ้นเพียงครั้งเดียวไม่เกิดซ้ำอีก การกลายของยีนที่เกิดขึ้นทุกรุ่น ทำให้ความถี่ของยีนในประชากรเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ

ภาพที่ 1 Mutation

ที่มา :http://smithlhhsb122.wikispaces.com/file/view/Mutations_chart.jpg/459071638/Mutations_chart.jpg

2. การคัดเลือก (Selection) การคัดเลือกมีทั้งที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ (Natural selection) และการคัดเลือกโดยมนุษย์ (Artificial selection) มีทั้งการคัดเลือกลักษณะข่มไม่สมบูรณ์ทิ้ง การคัดเลือก Heterozygote ไว้ การคัดเลือก Heterozygote ทิ้ง ในกรณี Natural selection อาจใช้เวลานับแสนนับล้านปีก็ยังไม่สามารถที่จะกำจัดยีนใดยีนหนึ่งออกจากประชากรได้อย่างหมดสิ้น แต่ถ้าใช้การคัดเลือกแบบ Artificial selection การเปลี่ยนแปลงความถี่ของยีนจะทำได้เร็วกว่า

ภาพที่ 2 Selection
ที่มา:http://abyss.uoregon.edu/~js/images/selection_change.gif

3. อิทธิพลประชากรขนาดเล็ก (Genetic drift)จากปัจจัยที่มีผลโดยตรงต่อการเปลี่ยนแปลงความถี่ของยีนในประชากรขนาดใหญ่ คือ การอพยพ การคัดเลือก และ การกลายพันธุ์ ซึ่งมีทิศทางแน่นอน สามารถทำนายความถี่ของยีนในประชากรรุ่นต่อไปได้ แต่ในประชากรที่มีขนาดเล็กเกินไป มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงความถี่ยีนในประชากรเพิ่มขึ้นหรือลดลง (Fluctuations) จากรุ่นหนึ่งไปสู่อีกรุ่นหนึ่ง ทั้งนี้มีทิศทางการเปลี่ยนแปลงไม่แน่นอน โดยขึ้นอยู่กับโอกาส (Chance) หรือเกิดขึ้นแบบสุ่ม (Random drift หรือ Random genetic drift) ของขั้นตอนการจับคู่ผสมพันธุ์ เรียกปรากฏการณ์นี้ว่า อิทธิพลของประชากรขนาดเล็ก (genetic drift) หากประชากรยิ่งมีขนาดเล็ก ก็ยิ่งจะมีผลต่อการเปลี่ยนแปลงความถี่ของยีนในประชากร

ภาพที่ 3 Genetic drift

ที่มา : https://www.lds.org/bc/content/ldsorg/topics/book-of-mormon-dna/drift[1].png

4. การอพยพ (Migration)เป็นขบวนการเคลื่อนย้ายกลุ่มคน สัตว์ หรือพืช จากที่แห่งหนึ่งไปยังอีกแห่งหนึ่งซึ่งเป็นผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความถี่ของยีนในประชากร ขบวนการเปลี่ยนแปลงความถี่ของยีนโดยวิธีนี้ นิยมใช้ในทั้งพืชและสัตว์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพืชหรือสัตว์พันธุ์ดั้งเดิมในท้องถิ่นให้ผลผลิตต่ำ โดยการอพยพมีผลต่อการการไหลของยีน (Gene flow)

ภาพที่ 4 Migration

ที่มา :http://img1.mxstatic.com/wallpapers/1d9064ff16d5a8e9a071189ee1677abf_large.jpeg