วันอาทิตย์ที่ 13 มกราคม พ.ศ. 2556

สิ่งมีชีวิตชนิดแรก




  ในปี พ.ศ.2496 สแตนลีย์ มิลเลอร์ (Stanley Miller) ทำวิทยานิพนธ์ระดับปริญญาเอก มิลเลอร์ต้องการพิสูจน์ว่าสิ่งมีชีวิตเกิดจากการรวมกันของโมเลกุลต่างๆในรูปแก็สซึ่งมาจากการระเบิดของภูเขาไฟในบรรยากาศที่ไร้ออกซิเจนและมีไฟฟ้าจากฟ้าผ่าเป็นแหล่งพลังงานที่ทำให้เกิดปฏิกิริยา มิลเลอร์ทำการจำลองสภาพการทดลองให้คล้ายคลึงกับโลกเมื่อเกิดขึ้นใหม่ๆ โดยใส่แก๊สมีเทน แอมโมเนีย ไฮโดรเจนและไอน้ำ ลงในชุดทดลองที่มีขั้วไฟฟ้า เพื่อให้เกิดประกายคล้ายฟ้าแลบและฟ้าผ่า หลังจากนั้นก็นำของเหลวที่เกิดขึ้นมาวิเคราะห์ พบว่าเกิดสารประกอบอย่างง่ายของสิ่งมีชีวิต เช่น กรดอะมิโนหลายชนิด กรดอินทรีย์และยูเรียด้วย จากผลการทดลองแสดงให้เห็นว่า สารประกอบอินทรีย์สามารถเกิดขึ้นได้ในสภาพแวดล้อมของโลกระยะเริ่มแรก นอกจากนี้สารประกอบยังสามารถรวมตัวกันเกิดเป็นโมเลกุลที่ซับซ้อนขึ้นได้ด้วย

  นักวิทยาศาสตร์สันนิษฐานว่าสิ่งมีชีวิตพวกแรกๆนั้นน่าจะเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะคล้ายพวกโพรคาริโอต (prokaryote) โพรคาริโอตประกอบด้วย แบคทีเรียและสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน สิ่งมีชีวิตแรกเริ่มนี้ไม่สามารถสร้างอาหารเองได้ ต้องอาศัยอาหารจากสิ่งแวดล้อมภายนอก และดำรงชีวิตโดยไม่ใช้ออกซิเจนเนื่องจากบรรยากาศของโลกในยุคนั้นยังไม่มีออกซิเจนหรือมีออกซิเจนน้อยมาก ต่อมาสิ่งมีชีวิตจำพวกแบคทีเรียเริ่มมีวิวัฒนาการในการสร้างอาหารเองได้จากการสังเคราะห์ด้วยแสง ส่งผลให้ปริมาณออกซิเจนในบรรยากาศมีมากขึ้น ทำให้สิ่งมีชีวิตรูปแบบใหม่ถือกำเนิดจนกลายเป็นสิ่งมีชีวิตพวกยูคาริโอต (eukaryote) ในที่สุด

  ไซยาโนแบคทีเรียถือเป้นสิ่งมีชีวิตชนิดแรกที่ถือกำเนิดขึ้นบนโลกใบนี้ (มีการค้นพบหลักฐานการค้นพบซากโบราณ (fossil) ของแบคทีเรียในหินที่ตกตะกอนที่อยู่ในทะเล นักธรณีวิทยาคาดว่ามีอายุประมาณ 3,500 ล้านปี) และยังคงมีชีวิตยาวนานมาจนถึงทุกวันนี้ 

  ไซยาโนแบคทีเรีย จัดอยู่ในกลุ่มสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว มีโครงสร้างเซลล์แบบเรียบง่าย ไม่มีเยื่อหุ้มนิวเคลียส (โปรคารีออน) ทำให้สารพันธุกรรมกระจายอยู่ในเซลล์ มีการเจริญแบบแบ่งตัว ซึ่งโลกสมัยแรกมีอุณหภูมิร้อนจัด ไม่มีออกซิเจน มีแต่คาร์บอนไดออกไซด์ และสารหรือธาตุที่เกิดจากการระเบิดของภูเขาไฟ เช่น ไนโตรเจน มีเทน แอมโมเนีย เป็นต้น

  แต่ด้วยไซยาโนแบคทีเรียเป็นสิ่งมีชีวิต ที่มีความสามารถในการปรับตัวได้สูงมาก เช่น สร้างเมือกห่อหุ้มเซลล์ และในเซลล์จะมีถุงลมเพื่อช่วยการลอยตัวหาสภาวะที่เหมาะสมในการสังเคราะห์แสง มีเม็ดสีช่วยในการต่อต้านแสงอุลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ เป็นต้น จึงทำให้สามารถมีชีวิตในสภาพแวดล้อมในโลกเมื่อ 3.5 พันล้านปีได้ อีกทั้งด้วยภายในเซลล์ของไซยาโนแบคทีเรียมีสารคลอโรฟิลด์เป็นองค์ประกอบ จึงสังเคราะห์แสงผลิตออกซิเจนออกมายังพื้นโลก จึสันนิษฐานได้ว่า เป็นจุดเริ่มต้นกระบวนการที่สร้างสภาพแวดล้อม ให้เอื้อต่อการเกิดสิ่งมีชีวิตอื่นตามมา โดยวิวัฒนาการจะเป็นไปอย่างช้าๆ