วิทย์ม.ต้น: COSMOS EP. 10 ข้อมูลที่คงอยู่นับพันล้านปี

วันนี้เราคุยกันถึงคลิปวิดีโอ Cosmos Ep. 11: The Immortals ที่เด็กๆไปดูกันที่บ้านในสัปดาห์ที่แล้ว เกี่ยวกับการส่งผ่านข้อมูลด้วยการเขียน ข้อมูลในพันธุกรรมของเรา ไอเดียเกี่ยวกับการกำเนิดสิ่งมีชีวิต ไอเดียเกี่ยวกับการแพร่กระจายของสิ่งมีชีวิตระหว่างดาวเคราะห์ และระหว่างระบบสุริยะ และความหวังที่ว่ามนุษยชาติจะสามารถใช้ปัญญาแก้ปัญหาต่างๆในอนาคตและแพร่กระจายไปตามดวงดาวต่างๆครับ

คลิปประวัติการเริ่มต้นภาษาเขียนของมนุษย์ โดยชาวซูเมอร์ (Sumerian) มีซับอังกฤษนะครับ การเริ่มเขียนมีขึ้นมาเพื่อใช้บันทึกบัญชีต่างๆและค่อยๆพัฒนาจนสามารถใช้เขียนเรื่องราว บทกวี และไอเดียต่างๆครับ ถ้าเด็กๆอยากรู้เรื่องกวีคนแรกที่เรารู้ชื่อลองอ่านเพิ่มเติมได้ที่ Enheduanna นะครับ  

ดูเรื่อง มหากาพย์กิลกาเมช (Epic of Gilgamesh) ซึ่งเป็นงานวรรณกรรมเก่าแก่ที่สุดที่เหลืออยู่เพราะเขียนไว้บนแผ่นดินเผาอายุกว่าสี่พันปีครับ เรื่องราวต่างๆในมหากาพย์นี้ถูกเอาไปเขียนไปเล่าอีกในอารยธรรมสมัยต่อๆมาเช่นเรื่องน้ำท่วมโลกและเรือโนอาห์ เรื่องฮีโร่เฮอร์คิวลีสผจญภัย ฯลฯ

ข้อมูลในพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตต่างๆและไวรัส(ซึ่งกึ่งๆมีชีวิต)นั้น เก็บอยู่ในรูป DNA หรือ RNA (สำหรับพวกมนุษย์จะเป็นโมเลกุล DNA)

สารพันธุกรรม (DNA) ของเรา ที่เป็นโมเลกุลยาวๆ หน้าตาเหมือนบันไดลิงที่บิดตัว ขั้นบันไดแต่ละอันเป็นสารเคมีที่บันทึกรูปแบบข้อมูลไว้ สารพันธุกรรมของเรามีขั้นบันไดประมาณสามพันล้านขั้น 

ข้อมูลที่บันทึกไว้ใน DNA ของเรานั้นสืบเนื่องกลับไปได้ประมาณสี่พันล้านปีตั้งแต่ยุคที่บรรพบุรุษของเราคือโมเลกุลที่มีคุณสมบัติทำสำเนาตัวเองได้

บรรพบุรุษทุกตนของเราย้อนกลับไปสี่พันล้านปีต่างก็สามารถรอดตายนานพอที่จะแพร่พันธุ์ทั้งสิ้น

ความรู้เกี่ยวกับการวิวัฒนาการผมเคยบันทึกไว้บ้างที่นี่ครับ

ขบวนการวิวัฒนาการจะเกิดได้ด้วยสี่ข้อนี้ครับ:

  1. ลูกๆคล้ายๆพ่อแม่ (คือมีการสืบทอดพันธุกรรม)
  2. ลูกๆไม่เหมือนกันหมดทุกตัว (คือมีความหลากหลายทางพันธุกรรม)
  3. โอกาสรอดชีวิตและแพร่พันธุ์ของลูกแต่ละตัวไม่เท่ากัน ลูกที่สามารถสืบพันธุ์ได้ก็จะเป็นพ่อแม่ในรุ่นต่อไป (คือมีการคัดเลือกพันธุ์)
  4. วนข้อ 1-3 หลายๆรอบ เป็นร้อยเป็นพัน…เป็นล้านรอบ

ดูคลิปการส่งต่อข้อมูลในพันธุกรรมนับพันล้านปีที่นี่:

สำหรับเด็กๆที่ต้องการทบทวนเกี่ยวกับวิวัฒนาการ แนะนำให้เด็กๆเข้าไปดูส่วนที่ผมเคยเขียนเรื่องวิวัฒนาการที่นี่ที่นี่, และที่นี่ครับ

ในมุมมองหนึ่ง (Selfish gene หรือ Gene-centered view of evolution) สิ่งมีชีวิตต่างๆเป็นเครื่องจักรกล (survival machines) ที่ทำสำเนาและแพร่จำนวนชิ้นของข้อมูลที่ถูกเข้ารหัสไว้ในสารพันธุกรรม มุมมองนี้อธิบายเรื่องต่างๆเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตได้มากมาย ถ้าเด็กๆสนใจลองศึกษาเพิ่มเติมดูครับ เช่นคลิปเหล่านี้:

เราไม่รู้ว่าสิ่งมีชีวิตแรกเกิดขึ้นอย่างไรในรายละเอียด มีคนเสนอไอเดียหลากหลาย ถ้าสนใจเข้าไปอ่านที่ Origin of life และคลิปข้างล่างนะครับ

เรื่องเกี่ยวกับ DNA ที่เหมือนหนังสือที่เขียนด้วยตัวหนังสือที่เป็นสารเคมี 4 แบบ (A, C, G, T) ตัวหนังสือสามตัวเป็นคำ แต่ละคำจะถูก RNA อ่านแล้วหากรดอมิโนมาต่อๆกันจนเป็นโปรตีน โปรตีนเหมือนหุ่นยนต์หรือเครื่องจักรเล็กๆที่ทำงานนู่นนี่ในเซลล์ครับ

ความหวังว่าเราจะสามารถเปลี่ยนแปลง DNA เพื่อปรับปรุงชีวิตมนุษย์ครับ:

ไอเดียที่ว่าชีวิตสามารถกระจายระหว่างดาวเคราะห์โดยไปกับอุกกาบาตหรือดาวหาง:

TED talk ที่ชี้ให้เห็นว่าเผ่าพันธุ์เราสามารถใช้ปัญญาแก้ปัญหาเพื่อจะไม่ต้องสูญพันธุ์ครับ อันนี้เป็น TED talk ที่ผมชอบที่สุดอันหนึ่ง อยากให้ทุกคนได้ดู:

คำถามจากนักเรียน: ทำไมเราไม่ส่งสิ่งมีชีวิตไปกับก้อนหินไปยังดาวต่างๆ ตอบคือการส่งของจากโลกออกไปต้องใช้ความเร็วมหาศาล ต้องใช้พลังงานมาก ถ้าจะให้หนีวงโคจรของโลกได้ ความเร็วหลุดพ้น (escape velocity) ต้องมากประมาณ 11 กิโลเมตรต่อวินาที หรือประมาณ 40,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ถ้าจะหนีแรงดึงดูดของดวงอาทิตย์โดยปล่อยก้อนหินออกจากโลกต้องใช้ความเร็วประมาณ 42 กิโลเมตรต่อวินาที หรือถ้าจะปล่อยก้อนหินจากผิวดวงอาทิตย์ให้หนีแรงดึงดูดไปได้ต้องมีความเร็วประมาณ 620 กิโลเมตรต่อวินาที

คำถามจากนักเรียน: อะไรสร้างหมอกควันในบรรยากาศทำให้อากาศเปลี่ยนแปลง ตอบคือมีหลายอย่างมาก เช่นภูเขาไฟระเบิดในอดีตสามารถเปลี่ยนแปลงแสงที่ตกที่ผิวโลกจนอุณหภูมิเปลี่ยนไปมาก บางครั้งนำไปสู่การสูญพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตหลายชนิด (เช่นการระเบิดของภูเขาไฟ Toba เมื่อ 75,000 ปีที่แล้ว) การรบกันด้วยอาวุธนิวเคลียร์ก็สามารถสร้างฝุ่นและเขม่าในชั้นบรรยากาศได้มากมายเกิดเหมันต์นิวเคลียร์ (nuclear winter) การที่มีอุกกาบาตใหญ่ๆตกลงมาก็สามารถทำให้มีฝุ่นและเขม่าในบรรยากาศได้

คำถามจากนักเรียน: เรามีวิธียืดอายุไหม ตอบคือมีงานวิจัยที่กำลังทำอยู่มากมาย มีหนึ่งอย่างที่ได้ผลกับสิ่งมีชีวิตทุกชนิดที่เราทดลองด้วยคือ calorie restriction (ทดลองกับยีสต์, หนอน, หนู, ลิง, ฯลฯ) ลองอ่านสรุปและแหล่งอ้างอิงที่ Life extension ดูครับ

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.