ข้อมูล

5.3: ประวัติศาสตร์ชีวิต - ชีววิทยา


เราจะเรียนรู้อดีตได้อย่างไร?

เราศึกษาซากของสิ่งที่มีอยู่เมื่อหลายปีก่อน ซากปรักหักพังของปอมเปอีให้ข้อมูลมากมายเกี่ยวกับชีวิตเมื่อสองพันปีก่อนแก่นักโบราณคดี นักประวัติศาสตร์ และนักวิชาการอื่นๆ หัวข้อนี้กล่าวถึงการศึกษาสิ่งที่มีอายุเก่าแก่กว่าซากเหล่านี้หลายพันปี

โลกในหนึ่งวัน

เป็นการยากที่จะเข้าใจเวลามากมายตั้งแต่โลกก่อตัวขึ้นและสิ่งมีชีวิตปรากฏขึ้นบนพื้นผิวของมันเป็นครั้งแรก อาจช่วยให้นึกถึงประวัติศาสตร์โลกเป็นวัน 24 ชั่วโมง ดังที่แสดงใน รูป ด้านล่าง. มนุษย์จะปรากฏตัวขึ้นในนาทีสุดท้ายของวันนั้นเท่านั้น หากเราเป็นผู้มาใหม่บนดาวเคราะห์โลก เราจะรู้ได้อย่างไรเกี่ยวกับช่วงเวลาอันกว้างใหญ่ที่ผ่านไปก่อนหน้าเรา เราเรียนรู้เกี่ยวกับอดีตอันไกลโพ้นได้อย่างไร?

ประวัติศาสตร์โลกในหนึ่งวัน ในแบบจำลองประวัติศาสตร์ของโลกนี้ ดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้นในเวลาเที่ยงคืน เมื่อไหร่ที่โปรคาริโอตตัวแรกวิวัฒนาการ?

เรียนรู้เกี่ยวกับอดีต

สิ่งที่เรารู้เกี่ยวกับประวัติชีวิตบนโลกส่วนใหญ่มาจากบันทึกฟอสซิล ความรู้โดยละเอียดเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตสมัยใหม่ยังช่วยให้เราเข้าใจว่าชีวิตมีวิวัฒนาการอย่างไร

บันทึกฟอสซิล

ฟอสซิล คือซากที่สงวนไว้หรือร่องรอยของสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในอดีต ส่วนที่อ่อนนุ่มของสิ่งมีชีวิตมักจะสลายตัวอย่างรวดเร็วหลังความตาย ในบางครั้ง ส่วนที่แข็ง ซึ่งส่วนใหญ่เป็นกระดูก ฟัน หรือเปลือกหอย ยังคงยาวพอที่จะทำให้เป็นแร่และก่อตัวเป็นฟอสซิล ตัวอย่างของโครงกระดูกฟอสซิลที่สมบูรณ์แสดงใน รูป ด้านล่าง. NS บันทึกฟอสซิล เป็นบันทึกของชีวิตที่เปิดเผยมานานกว่าสี่พันล้านปีและปะติดปะต่อกันผ่านการวิเคราะห์ซากดึกดำบรรพ์

ฟอสซิลสิงโตที่สูญพันธุ์ โครงกระดูกฟอสซิลนี้เป็นตัวแทนของสิงโตที่สูญพันธุ์ไปแล้ว หายากที่ฟอสซิลจะสมบูรณ์และอนุรักษ์ไว้อย่างดีเช่นนี้

ซากดึกดำบรรพ์จะต้องถูกปกคลุมด้วยตะกอนอย่างรวดเร็วหรือเก็บรักษาด้วยวิธีอื่น ตัวอย่างเช่น พวกมันอาจถูกแช่แข็งในธารน้ำแข็งหรือติดอยู่ในเรซินต้นไม้ เช่น กบใน รูป ด้านล่าง. บางครั้งร่องรอยของสิ่งมีชีวิต—เช่น รอยเท้าหรือโพรง—จะได้รับการรักษาไว้ (ดูรอยเท้าฟอสซิลใน รูป ด้านล่าง). เงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการสร้างซากดึกดำบรรพ์ไม่ค่อยเกิดขึ้น ดังนั้นโอกาสที่สิ่งมีชีวิตจะถูกเก็บรักษาไว้เป็นฟอสซิลจึงต่ำมาก คุณสามารถชมวิดีโอได้ที่ลิงก์ต่อไปนี้เพื่อดูรายละเอียดเพิ่มเติมว่าฟอสซิลก่อตัวอย่างไร:http://www.youtube.com/watch?v=A5i5Qrp6sJU

ภาพด้านซ้ายแสดงกบโบราณติดอยู่ในยางไม้ที่ชุบแข็งหรืออำพัน ภาพด้านขวาแสดงรอยเท้าฟอสซิลของไดโนเสาร์

เพื่อให้ฟอสซิลสามารถ "บอก" เรื่องราวของชีวิตได้ พวกมันต้องลงวันที่ จากนั้นพวกเขาสามารถช่วยนักวิทยาศาสตร์สร้างใหม่ว่าชีวิตเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลาอย่างไร ฟอสซิลสามารถระบุวันที่ได้สองวิธี: การหาคู่แบบสัมพัทธ์และการนัดหมายแบบสัมบูรณ์ ทั้งสองอธิบายไว้ด้านล่าง คุณสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการหาคู่ในวิดีโอได้ที่ลิงก์นี้: http://www.youtube.com/watch?v=jM7vZ-9bBc0

  • ญาติออกเดท กำหนดว่าฟอสซิลใดในสองฟอสซิลที่มีอายุมากกว่าหรือน้อยกว่าอีกฟอสซิลหนึ่ง แต่ไม่ใช่อายุของพวกมันในปี การนัดหมายแบบสัมพัทธ์ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของฟอสซิลในชั้นหิน ชั้นล่างถูกวางลงก่อนหน้านี้ ดังนั้นจึงถือว่ามีซากดึกดำบรรพ์ที่เก่ากว่า นี่คือภาพประกอบใน รูป ด้านล่าง.
  • ออกเดทแน่นอน กำหนดระยะเวลาที่สิ่งมีชีวิตฟอสซิลมีชีวิตอยู่ สิ่งนี้ทำให้ฟอสซิลมีอายุโดยประมาณเป็นปี การหาอายุแบบสัมบูรณ์มักขึ้นอยู่กับปริมาณคาร์บอน-14 หรือธาตุกัมมันตภาพรังสีอื่นๆ ที่ยังคงอยู่ในฟอสซิล คุณสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการหาคู่ของคาร์บอน-14 ได้โดยดูแอนิเมชั่นที่ลิงค์นี้:http://www.absorblearning.com/media/attachment.action?quick=bo&att=832

การออกเดทแบบสัมพัทธ์โดยใช้ Rock Layers การหาคู่แบบสัมพัทธ์ระบุว่าฟอสซิลใดในสองฟอสซิลที่เก่ากว่าอีกฟอสซิลหนึ่ง มันขึ้นอยู่กับชั้นหินที่ฟอสซิลก่อตัวขึ้น

นาฬิกาโมเลกุล

หลักฐานจากบันทึกฟอสซิลสามารถนำมารวมกับข้อมูลจากนาฬิกาโมเลกุล NS นาฬิกาโมเลกุล ใช้ลำดับดีเอ็นเอ (หรือโปรตีนที่เข้ารหัส) เพื่อประเมินความสัมพันธ์ระหว่างสปีชีส์ นาฬิกาโมเลกุลประมาณเวลาในประวัติศาสตร์ทางธรณีวิทยาเมื่อสายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องแยกจากบรรพบุรุษร่วมกัน นาฬิกาโมเลกุลอยู่บนพื้นฐานของสมมติฐานที่ว่าการกลายพันธุ์สะสมตลอดเวลาที่อัตราเฉลี่ยคงที่สำหรับบริเวณที่กำหนดของดีเอ็นเอ สายพันธุ์ที่สะสมความแตกต่างมากขึ้นในลำดับดีเอ็นเอของพวกมันจะถือว่าแยกจากบรรพบุรุษร่วมกันในอดีตอันไกลโพ้น นาฬิกาโมเลกุลที่อิงตามภูมิภาคต่างๆ ของ DNA อาจใช้ร่วมกันเพื่อความแม่นยำที่มากขึ้น

พิจารณาตัวอย่างใน ตาราง ด้านล่าง. ตารางแสดงให้เห็นว่า DNA ของสัตว์หลายชนิดมีความคล้ายคลึงกันกับ DNA ของมนุษย์อย่างไร จากข้อมูลเหล่านี้ คุณคิดว่าสิ่งมีชีวิตใดมีบรรพบุรุษร่วมกันล่าสุดกับมนุษย์

สิ่งมีชีวิตความคล้ายคลึงกันกับ DNA ของมนุษย์ (ร้อยละ)
ลิงชิมแปนซี98
หนู85
ไก่60
แมลงวันผลไม้44

มาตราส่วนเวลาทางธรณีวิทยา

เครื่องมืออื่นในการทำความเข้าใจประวัติศาสตร์ของโลกและชีวิตของโลกคือ มาตราส่วนเวลาทางธรณีวิทยาแสดงใน รูป ด้านล่าง. มาตราส่วนเวลาทางธรณีวิทยาแบ่งประวัติศาสตร์ของโลกออกเป็นส่วนๆ (เช่น ยุค ยุคสมัย และช่วงเวลา) โดยอิงจากการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในธรณีวิทยา ภูมิอากาศ และวิวัฒนาการของชีวิต มันจัดระเบียบประวัติศาสตร์ของโลกและวิวัฒนาการของชีวิตบนพื้นฐานของเหตุการณ์สำคัญแทนที่จะเป็นเวลาเพียงลำพัง นอกจากนี้ยังช่วยให้เน้นไปที่เหตุการณ์ล่าสุดที่เรารู้มากที่สุด

มาตราส่วนเวลาทางธรณีวิทยา มาตราส่วนเวลาทางธรณีวิทยาแบ่งประวัติศาสตร์ของโลกออกเป็นหน่วยที่สะท้อนถึงการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญของโลกและรูปแบบชีวิต โลกได้ก่อตัวขึ้นในช่วงอีออนใด? ยุคปัจจุบันคืออะไร?

สรุป

  • สิ่งที่เรารู้เกี่ยวกับประวัติชีวิตบนโลกส่วนใหญ่มาจากบันทึกฟอสซิล
  • นาฬิกาโมเลกุลใช้เพื่อประเมินระยะเวลาที่ทั้งสองสปีชีส์แยกจากบรรพบุรุษร่วมกัน
  • มาตราส่วนเวลาทางธรณีวิทยาเป็นเครื่องมือสำคัญอีกอย่างหนึ่งในการทำความเข้าใจประวัติศาสตร์ของชีวิตบนโลก

สำรวจเพิ่มเติม

ใช้ตัวเลื่อนเวลาในแหล่งข้อมูลนี้เพื่อตอบคำถามที่ตามมา

  • วิวัฒนาการ ที่ http://johnkyrk.com/evolution.swf
  1. บิ๊กแบงเกิดขึ้นเมื่อไหร่?
  2. เมื่อไหร่ที่ดวงอาทิตย์ติดไฟ?
  3. โลกก่อตัวเมื่อใด รูปร่างของโลกนี้เป็นอย่างไร?
  4. ยังขาดอะไรในชั้นบรรยากาศยุคแรกๆ ของโลก?
  5. เซลล์แรกปรากฏขึ้นเมื่อใด

ทบทวน

1. ฟอสซิลคืออะไร?

2. อธิบายว่าฟอสซิลก่อตัวอย่างไร

3. แยกแยะการออกเดทแบบสัมพัทธ์จากการออกเดทแบบสัมบูรณ์

4. ตารางนี้แสดงการเปรียบเทียบลำดับดีเอ็นเอของสปีชีส์สมมุติฐานบางสายพันธุ์ จากข้อมูล อธิบายความสัมพันธ์เชิงวิวัฒนาการระหว่างสปีชีส์ A และสปีชีส์อื่นๆ อีกสี่สปีชีส์ อธิบายคำตอบของคุณ.

สายพันธุ์ความคล้ายคลึงกันของ DNA กับสปีชีส์A
สายพันธุ์ B42%
สายพันธุ์ C85%
สปีชี่ D67%
สายพันธุ์อี91%

5. อธิบายมาตราส่วนเวลาทางธรณีวิทยา


ดูวิดีโอ: ความรเบองตนเกยวกบชววทยาดานพช Introduction to Plant Biology (มกราคม 2022).