จุดเริ่มต้นของ Sex
มหากาพย์แห่งการสืบทอดเผ่าพันธุ์
(เรียบเรียง โดย ยิ่งยศ ลาภวงศ์)
คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของสิ่งมีชีวิต คือความสามารถในการสืบพันธุ์ เพื่อรักษาเผ่าพันธุ์ให้คงอยู่ต่อไปเรื่อย ๆ
การสืบพันธุ์เกิดขึ้นครั้งแรกกว่า 3,000 ล้านปีมาแล้ว นับตั้งแต่สิ่งมีชีวิตแรกได้ถือกำเนิดขึ้น แต่การสืบพันธุ์ในยุคนั้นเป็นเพียงแค่การคัดลอกสำเนาตนเอง ซึ่งเป็นไปอย่างเรียบง่าย ไม่ซับซ้อน สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวยุคโบราณมีการแบ่งอวัยวะภายในต่าง ๆ ออกเป็น 2 ชุด ก่อนจะสร้างผนังเซลล์มากั้นกลางเซลล์ และในที่สุดก็แบ่งเซลล์ออกมาเป็น 2 เซลล์
สิ่งมีชีวิตมีการสืบพันธุ์แบบนี้ต่อเนื่องมาเกือบพันล้านปี จนกระทั่งพวกมันเริ่มมีการสืบพันธุ์รูปแบบใหม่ นั่นคือ การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ ซึ่งเป็นการสืบพันธุ์ที่มีความซับซ้อนมากขึ้น และจำเป็นต้องมีการจับคู่กันระหว่างสิ่งมีชีวิต 2 ชีวิต ซึ่งเราเรียกกระบวนการนี่ว่า การผสมพันธุ์
สิ่งมีชีวิตชั้นสูงที่มีความซับซ้อนเกือบทุกชนิด ไม่ว่าจะเป็นสาหร่าย เห็ด พืช ไปจนกระทั่งสัตว์ต่าง ๆ ล้วนมีความสามารถในการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ การสืบพันธุ์แบบนี้แม้ว่าจะช้า และใช้พลังงานมากกว่าการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ แต่ข้อดีของมันคือทำให้เกิดความหลากหลายทางพันธุกรรม ลูกหลานมีโอกาสที่จะรับการสืบทอดลักษณะที่ดีมาจากทั้งพ่อและแม่ (ตามกฎของเมนเดล)
การแลกเปลี่ยนสารพันธุกรรมของแบคทีเรีย ที่มา: https://www.researchgate.net/figure/Illustration-of-bacterial-conjugation_fig1_266946176
แม้ว่าต้นกำเนิดของการสืบพันธุ์แบบนี้จะไม่ชัดเจน แต่นักวิทยาศาสตร์สันนิษฐานว่าเริ่มขึ้นตั้งแต่ในสิ่งมีชีวิตที่โบราณอย่างแบคทีเรีย โดยกระบวนการต้นแบบที่เรียกว่า Conjugation ซึ่งเป็นแลกเปลี่ยนสารพันธุกรรมของแบคทีเรีย 2 ตัว เมื่อมาเจอกัน ทำให้ต่างฝ่ายต่างได้สารพันธุกรรมชุดใหม่ที่ไม่เหมือนเดิม แต่กระบวนการนี้ยังไม่เรียกว่าการสืบพันธุ์ที่แท้จริง เพราะแบคทีเรียไม่ได้มีการเพิ่มจำนวน แต่ยังคงมี 2 ตัวเท่าเดิม
ย้อนกลับไปไกลกว่านั้น การจะแลกเปลี่ยนสารพันธุกรรมได้นั้น สิ่งมีชีวิตจะต้องมีสารพันธุกรรม 2 ชุด อย่างที่ปรากฏอยู่ในสาย DNA ที่เป็นสายคู่กัน เหตุใดมันไม่มีสารพันธุกรรมเป็นสายเดี่ยวยาว ๆทั้ง ๆ ที่การมีสายเดี่ยวน่าจะประหยัดกว่า ?
ลองนึกสถานการณ์นี้ หากรหัสพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตถูกบรรจุอยู่ในสาย RNA ยาว ๆ สายเดียว จะเกิดอะไรขึ้นหากช่วงหนึ่งของสาย RNA เสียหายหรือถูกทำลายไป? คำตอบคือ รหัสก็จะชำรุดหรือไม่สมบูรณ์ ส่งผลให้กระบวนการทำงานภายในเซลล์ผิดปกติ จนพิการ หรือแม้กระทั่งตาย
DNA และ RNA ที่มา : Wikipedia
แต่หากรหัสถูกบรรจุอยู่บนสาย 2 สายคู่กันอย่าง DNA เมื่อรหัสส่วนหนึ่งในสายหนึ่งถูกทำลาย สิ่งมีชีวิตก็ยังมีรหัสสำรองเก็บไว้ในอีกสายหนึ่งซึ่งมันจะให้รหัสสำรองนี้เองเป็นตัวอ้างอิงในการซ่อมแซมส่วนที่เสียหาย จนกระบวนการทำงานภายในเซลล์กลับมาเป็นปกติได้ แต่หากในกรณีที่ความเสียหายรุนแรงมาก จนเส้น DNA ทั้ง 2 เส้นเกิดการชำรุด การแลกเปลี่ยนเส้น DNA เส้นหนึ่ง กับสิ่งมีชีวิตอีกตัว ก็อาจจะช่วยซ่อมแซมส่วนที่เสียหายได้ และนี้อาจเป็นจุดประสงค์ดั้งเดิมที่สุด ของการผสมพันธุ์ หรือการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศนั่นเอง
อย่างไรก็ตามการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศที่แท้จริง จะต้องมีการเพิ่มจำนวน โดยกระบวนการจะเริ่มจากการสร้างเซลล์สืบพันธุ์ ซึ่งมีคุณสมบัติแตกต่างไปจากเซลล์ร่างกายทั่วไป นั่นคือ เซลล์สืบพันธุ์จะมีสารพันธุกรรม หรือ DNA เพียงครึ่งหนึ่งของเซลล์ร่างกายปกติ แล้วเซลล์สืบพันธุ์นี้ก็จะมีการรวมตัวกัน และพัฒนาไปเป็นสิ่งมีชีวิตตัวใหม่
ในสิ่งมีชีวิตบางชนิด โดยเฉพาะในพวกที่โบราณ เช่น สาหร่ายสีเขียวบางชนิด เซลล์สืบพันธุ์นั้นมีลักษณะเหมือนกัน ไม่ได้มีการแบ่งเป็นเพศผู้หรือเพศเมีย ดังนั้นเซลล์ไหนจะผสมกับเซลล์ไหนก็ได้ แต่สำหรับสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่แล้ว จะมีเซลล์สืบพันธุ์ที่แบ่งออกเป็น 2 แบบที่แตกต่างกันชัดเจน โดยจะมีเซลล์หนึ่งที่ใหญ่กว่า และมักเคลื่อนที่เองไม่ได้ เรียกว่า ไข่ และอีกเซลล์หนึ่งที่เล็กว่า แต่เคลื่อนที่เองได้ เรียกว่า อสุจิ และความแตกต่างของเซลล์สืบพันธุ์นี่เอง ที่เป็นตัวกำหนด “เพศ”
ที่มา: Wikipedia
สำหรับเซลล์สืบพันธุ์เพศเมีย หรือ ไข่ นั้น จะมีขนาดใหญ่กว่า และมักจะมีสารอาหารเก็บสะสมไว้มากกว่า เนื่องจากมันเป็นเซลล์ตั้งต้นที่จะพัฒนาไปเป็นตัวอ่อน และด้วยความที่เพศเมียต้องใช้พลังงานจำนวนมาก ในการสร้างและดูแลไข่ ทำให้เพศเมียเป็นปัจจัยจำกัดในการสืบพันธุ์ ในขณะที่เพศผู้ใช้พลังงานเพียงน้อยนิดในการสร้างเพียงอสุจิที่มีขนาดเล็ก พวกมันจึงมักจะต้องแย่งชิงเพศเมียกัน ดังที่เราจะเห็นได้ในสัตว์ชั้นสูงหลายชนิด ที่ตัวผู้ใช่สีสัน ท่าทาง หรือแม้กระทั่งต่อสู้กัน เพื่อที่จะได้เพศเมียมาผสมพันธุ์
จากจุดประสงค์เพื่อการขยายพันธุ์ให้ได้ลูกหลานที่แข็งแรง การผสมพันธุ์ถูกพัฒนาไปเป็นพฤติกรรมทางสังคมในสัตว์ชั้นสูง โดยเฉพาะสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม นอกจากมนุษย์แล้ว ยังมีสัตว์ชั้นสูงอีกหลายขนิด ที่มีกิจกรรมทางเพศเพื่อความสุข และใช้เป็นเครื่องมือในการสานสัมพันธ์ระหว่างสมาชิกในกลุ่ม ไม่ว่าจะเป็น ลิง โลมา หมี หรือแม้กระทั่งค้างคาว โดยไม่จำเป็นว่าจะต้องเป็นกิจกรรมระหว่างเพศตรงกันข้ามกัน ในอีกแง่มุมหนึ่ง การที่สัตว์เหล่านี้ได้รับความสุขจากการผสมพันธุ์ จะกระตุ้นให้พวกมันผสมพันธุ์บ่อยขึ้น ช่วยมีโอกาสที่จะตั้งท้องได้มากขึ้น เป็นกระบวนการที่ส่งเสริมให้พวกมันขยายพันธุ์ได้เร็วขึ้นนั่นเอง
อ้างอิง
Otto, S. (2008) Sexual Reproduction and the Evolution of Sex. Nature Education 1(1):182
Bernstein, H., et. al. (1984) Origin of sex. Journal of Theoretical Biology110 (3): 323-351
- 21
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
