สิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นได้อย่างไร

สิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นได้อย่างไร?

สิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นได้อย่างไร?

          ไม่มีใครสามารถให้คำตอบได้อย่างแน่นอนว่าจริงๆแล้วสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นได้อย่างไร แต่นักวิทยาศาสตร์หลายท่านก็ตั้งสมมติฐานหรือทำการทดลองเพื่ออธิบายถึงกำเนิดของสิ่งมีชีวิต เช่น ในปี พ.ศ. 2467 เอ ไอ โอพาริน (A.I.Oparin) นักเคมีชาวรัสเซียมีแนวคิดว่าบรรยากาศของโลกสมัยแรกนั้นมีแก๊สไฮโดรเจนในปริมาณมาก และสามารถรวมตัวกับแก๊สอื่นๆในบรรยากาศ เช่น ออกซิเจน ไนโตรเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ จนเกิดเป็นสารประกอบต่างๆ เช่น มีเทนและแอมโมเนีย และเมื่อเวลาผ่านไปนานขึ้น สารประกอบเหล่านี้สามารถรวมตัวกันเป็นสารอินทรีย์ที่มีโมเลกุลซับซ้อน เช่น โมเลกุลของกรดอะมิโน กลีเซอรอล กรดไขมันและน้ำตาลเชิงเดี่ยว กระบวนการวิวัฒนาการทางเคมีนี้เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องและใช้เวลานานจนในที่สุดก็เกิดเป็นสิ่งมีชีวิตขึ้น

ในปี พ.ศ.2496 สแตนลีย์ มิลเลอร์ (Stanley Miller) 

          ทำวิทยานิพนธ์ระดับปริญญาเอก มิลเลอร์ต้องการพิสูจน์ว่าสิ่งมีชีวิตเกิดจากการรวมกันของโมเลกุลต่างๆในรูปแก็สซึ่งมาจากการระเบิดของภูเขาไฟในบรรยากาศที่ไร้ออกซิเจนและมีไฟฟ้าจากฟ้าผ่าเป็นแหล่งพลังงานที่ทำให้เกิดปฏิกิริยา มิลเลอร์ทำการจำลองสภาพการทดลองให้คล้ายคลึงกับโลกเมื่อเกิดขึ้นใหม่ๆ โดยใส่แก๊สมีเทน แอมโมเนีย ไฮโดรเจนและไอน้ำ ลงในชุดทดลองที่มีขั้วไฟฟ้า เพื่อให้เกิดประกายคล้ายฟ้าแลบและฟ้าผ่า หลังจากนั้นก็นำของเหลวที่เกิดขึ้นมาวิเคราะห์ พบว่าเกิดสารประกอบอย่างง่ายของสิ่งมีชีวิต เช่น กรดอะมิโนหลายชนิด กรดอินทรีย์และยูเรียด้วย จากผลการทดลองแสดงให้เห็นว่า สารประกอบอินทรีย์สามารถเกิดขึ้นได้ในสภาพแวดล้อมของโลกระยะเริ่มแรก นอกจากนี้สารประกอบยังสามารถรวมตัวกันเกิดเป็นโมเลกุลที่ซับซ้อนขึ้นได้ด้วย

          ถึงแม้ว่าการทดลองของมิลเลอร์เป็นการแสดงให้เห็นว่าโมเลกุลของชีวิตนั้นเกิดขึ้นได้อย่างไรในโลกระยะเริ่มแรก คำถามต่อไปคือแล้วจากนั้นโมเลกุลเหล่านี้ทำให้เกิดเซลล์สิ่งมีชีวิตได้อย่างไร?

แนวคิดเกี่ยวกับกำเนิดเซลล์เริ่มแรก

 ได้มีการเสนอแนวคิด 2 แนวทางเกี่ยวกับกำเนิดเซลล์เริ่มแรกคือ 
           1. เชื่อกันว่าเซลล์แรกเริ่มนั้นเกิดจากการที่โมเลกุลพื้นฐานของชีวิต เช่น กรดอะมิโนและน้ำตาลเชิงเดี่ยว เป็นต้น ถูกชะล้างลงมาอยู่ในมหาสมุทรและมีการรวมกลุ่มกันจนมีขนาดใหญ่ แล้วแตกตัวออกซึ่งถือเป็นการเพิ่มจำนวนให้ได้โมเลกุลจำนวนมากในความเข้มข้นสูง เมื่อระยะเวลาผ่านไปโมเลกุลเหล่านี้สามารถนำสารประกอบอื่นเข้าไปสะสมภายในและถูกจำกัดบริเวณด้วยด้วยโครงสร้างซึ่งต่อมาพัฒนาเป็นเยื่อหุ้มเซลล์ 
           2. เซลล์แรกเริ่มเกิดจากโมเลกุลที่มีความสามารถในการสร้างและเพิ่มจำนวนตัวเองได้ เมื่อระยะเวลาผ่านไป โมเลกุลเหล่านี้จึงค่อยๆวิวัฒนาการกระบวนการเมแทบอลิซึมและสร้างเยื่อหุ้มเซลล์จนเกิดเป็นเซลล์ขึ้นได้ในที่สุด เชื่อกันว่าโมเลกุลพวกโพลีนิวคลีโอไทด์ (กรดนิวคลีอิก) เช่น อาร์เอ็นเอ น่าจะเป็นโมเลกุลเริ่มแรกของการเกิดเซลล์

กำเนิดของสิ่งมีชีวิต

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

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

            จากการวิเคราะห์ลำดับสารพันธุกรรมในเซลล์และออร์แกเนล ทำให้เราทราบว่าจีโนมคลอโรพลาสต์ในพืชและจีโนมไมโทคอนเดรียที่พบในพืชและสัตว์นั้นมีความใกล้เคียงกับจีโนมของแบคทีเรียซึ่งเป็นพวกโพรคาริโอต  ทำให้สันนิษฐานได้ว่าไมโทคอนเดรียและคลอโรพลาสต์อาจเคยเป็นเซลล์โพรคาริโอตขนาดเล็กที่ถูกเซลล์ยูคาริโอตกินเข้าไปแต่ไม่ย่อยและอยู่รวมในเซลล์ยูคาริโอตขนาดใหญ่ ความแตกต่างอยู่ที่ ไมโทคอนเดรียนั้นมาจากเซลล์โพรคาริโอตที่สังเคราะห์ด้วยแสงไม่ได้ แต่คลอโรพลาสต์มาจากเซลล์โพรคาริโอตที่สังเคราะห์ด้วยแสงได้

สิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นมาบนโลกนี้ได้อย่างไร

สิ่งมีชีวิตมีชีวิตได้อย่างไร

สิ่งมีชีวิตจะต้องมีคุณสมบัติอะไรบ้าง

สิ่งมีชีวิตคืออะไรมีอะไรบ้าง