วิทยาศาสตร์ ดาราศาสตร์ ฟิสิกส์ เคมี ชีววิทยา >>

กีฏวิทยา

» กีฏวิทยาและสาขาวิชาที่เกี่ยวข้อง

» วิวัฒนาการของแมลง

» การเปลี่ยนแปลงด้านวิวัฒนาการของแมลง

» การกำเนิด และวิวัฒนาการของแมลง

» ประโยชน์และโทษของแมลง

» แมลงกับวัฒนธรรมท้องถิ่นและภูมิปัญญาชาวบ้าน

» ทัศนคติที่มีอิทธิพลต่อการบริโภคแมลง

» ความเชื่อเกี่ยวกับแมลง

» ความหลากหลายทางชีวภาพของแมลงในประเทศไทย

» จำนวนชนิดแมลงในโลก

» การสูญเสียความหลากหลายทางชีวภาพของแมลง

» การอนุรักษ์แมลงในประเทศไทย

» แนวทางการอนุรักษ์ความหลากหลายทางชีวภาพของแมลง

» เอกสารอ้างอิง

การเปลี่ยนแปลงด้านวิวัฒนาการของแมลง

การเปลี่ยนแปลงด้านวิวัฒนาการของแมลง จะเกิดขึ้นต่อเนื่องกัน โดยใช้ระยะเวลายาวนาน โดยการเปลี่ยนแปลงนั้นเกิดขึ้นได้ 3 กรณีคือ

• กรณีที่ 1 เป็นแบบจุลวิวัฒนาการ (Microevolution) เป็นการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในหมู่ประชากร และโดยทั่วไปเป็นการเปลี่ยนแปลงเพื่อตอบสนองปัจจัยต่างๆ เช่น การพัฒนาความต้านทานต่อสารเคมีฆ่าแมลง (Insecticide) ในหมู่ประชากรของแมลง การสร้างสารเมลานิน (Melanin) อันเกิดจากอุตสาหกรรม
  
• กรณีที่ 2 เป็นการเปลี่ยนแปลงโดยการก่อชนิดใหม่ (Speciation) ลักษณะดังกล่าวเป็นการเปลี่ยนแปลงที่ใช้เวลามากกว่าจุลวิวัฒนาการโดยการแยกสายการสืบพันธุ์ ในที่สุดจะเกิดสิ่งมีชีวิตชนิดใหม่
  
• กรณีที่ 3 มหาวิวัฒนาการ (Macroevolution) เป็นแบบแผนที่เกี่ยวกับการเกิดและวิวัฒนาการ (Phylogeny) ของแมลงที่พัฒนาในเวลาช่วงกว้าง และเกี่ยวข้องกับเวลาทางธรณีวิทยา (Geological time)

คาร์เพนเตอร์ (Carpenter, F.M. 1953) ได้เสนอระยะวิวัฒนาการของแมลงไว้ว่า ในการวิวัฒนาการของแมลงนั้นแบ่งออกเป็น 4 ระยะใหญ่ๆ คือ

• ระยะแรก เป็นระยะที่เกิดแมลงแบบดั้งเดิม ซึ่งรูปร่างหน้าตาอาจจะเหมือนกับแมลงในอันดับ อาร์คีโอนาทา (Order Archeognatha) และอันดับ ไทแซนูรา (Order Thysanura) แมลงไม่มีปีกดั้งเดิมเหล่านี้เชื่อว่าเกิดขึ้นในยุคซิลูเรียน (Silurian period) หรือก่อนยุคซิลูเรียน ซากดึกดำบรรพ์ของอันดับ อาร์คีโอนาทา (Order Archeognatha) และอันดับเอนโทนาทัส (Entognathus) อันดับ คอลเลมโบลา (Order Collembolla) นั้นเป็นหินในยุคดีโวเนียน จากหลักฐานนี้แสดงให้เห็นว่า จุดร่วมของแมลงกลุ่มเอกโทนาทัส (Ectognathus) กับเอนโทนาทัส (Entognathus) เกิดขึ้นก่อนยุคดีโวเนียน ซากดึกดำบรรพ์ของ ไมริอาพอดที่เก่าแก่ที่สุดพบในยุคซิลูเรียน ดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้ว่าแมลงนั้นมีวิวัฒนาการมาจากไมริอาพอดยุคใหม่ แต่เชื่อว่าแมลงมีสภาวะเป็นพวก 6 ขา และมีความเกี่ยวข้องกับแมลง ซึ่งพบในยุคซิลูเรียนหรืออาจจะก่อน
  
• ระยะที่สอง เป็นระยะที่แมลงมีการเจริญของปีก เมื่อเกิดแมลงมีปีก (Pterygote insect) ขึ้น และไม่ทราบแน่ชัดว่าวิวัฒนาการมาอย่างไร ปีกซึ่งทำหน้าที่ได้ดีเกิดขึ้นครั้งแรกอย่างกระทันหัน ในยุคคาร์บอนิเฟอรัส นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า โครงสร้างที่มีความซับซ้อนเหล่านี้และความต้องการทางสรีรวิทยารวมทั้งพฤติกรรมจะต้องมีวิวัฒนาการที่ผ่านขั้นตอนมาเป็นระยะ เวลายาวนาน แต่กระบวนการทางวิวัฒนาการนั้นยังไม่เป็นที่เข้าใจ
  
  
  
  แมลงเป็นสัตว์ชนิดแรกที่สามารถบินขึ้นสู่อากาศได้ โดยสามารถทำได้ก่อนสัตว์เลื้อยคลานหรือนกประมาณ 50 ล้านปี ปีกแมลงนั้นมีประโยชน์ต่อแมลง โดยเฉพาะการบินเพื่อหลบหนีศัตรู ปีกแมลงที่เกิดขึ้นในระยะแรกๆ จะเป็นปีกที่สามารถใช้บินได้ดีแต่ในขณะพักตัวไม่สามารถพับเข้ามาที่ส่วนท้องได้ ส่วนแมลงที่มีปีกแบบเก่า (Peleopterous in wing) นี้จะมีจำนวนมากในระหว่างยุคคาร์บอนิเฟอรัสและเพอร์เมียน ปัจจุบันนี้ลักษณะของปีกแบบนี้จะพบในแมลงเพียง 2 อันดับคือ อันดับ โอโดนาทา (Order Odonata) และอันดับ อีฟีเมอรอพเทอรา (Order Ephemeroptera)
  
  มีสมมติฐานเป็นจำนวนมากที่พยายามจะอธิบายถึงกำเนิดของปีกแมลง โดยทั่วไปจะเห็นพ้องต้องกันว่าปีก และส่วนที่ใช้ในการควบคุมกลไกในการเคลื่อนที่นั้นเป็นส่วนเสริมของปล้องที่มีมาแต่เดิม โดยมีการปรับส่วนนี้เพื่อช่วยในการเดิน เพราะปีกแมลงที่เพิ่มขึ้นมานั้นไม่ได้ทำให้ขาแมลงสูญหายไป ซึ่งจะแตกต่างไปจากสัตว์ที่มีกระดูกสันหลังที่รยางค์ที่ใช้ในการเดิน และประสาทกล้ามเนื้อที่เกี่ยวข้องจะกลายเป็นอวัยวะที่ใช้ในการบิน
  
  สมมติฐานที่มีผู้นำมาอภิปรายกันมากคือ ปีกเกิดจากส่วนยื่นขยายของแผ่นแข็งด้านหลังอก (Thoracic nota) เรียกว่าปุ่มยื่นข้างอก (Paranotal process) โดยนักวิทยาศาสตร์หลายท่านมีความเห็นว่า การยืดขยายตัวของอกด้านข้างนี้จะช่วยให้แมลงควบคุมสรีระของร่างกาย
  
  เมื่อหล่นจากต้นพืชช่วยให้ลงสู่พื้นดินในแนวตั้งฉากได้ และช่วยให้สามารถหนีเข้าที่หลบซ่อน เมื่อถูกศัตรูตามล่า ต่อมาเมื่อมีการขยายปุ่มยื่นด้านข้างออกไปอีกจะช่วยให้ร่อนจากยอดไม้ได้ หรือช่วยให้กระโดดได้ ขั้นต่อไปคือการเจริญของข้อต่อที่ฐาน การจัดเรียงกล้ามเนื้อ และระบบประสาทเพื่อจะทำให้ปีกสามารถที่จะทำหน้าที่ได้ทั้งการควบคุม และการออกแรงเคลื่อนที่
  
  วิกเกิลเวอร์ท (Wigglesworth, V.B., 1976) สนับสนุนทฤษฎีนี้โดยกล่าวถึงการเกิดของปีกแมลงดั้งเดิมที่อาศัยอยู่ในน้ำว่า ปีกเกิดมาจากเหงือกซึ่งเหงือกจะพบบ่อยในแมลงที่อาศัยอยู่ในน้ำ เหงือกประกอบด้วยท่อลมที่แตกกิ่งมากมาย และสามารถขยับตัวได้ เช่น เหงือกของตัวอ่อนแมลงชีปะขาวสามารถที่จะใช้เหงือกโบกไปมา เพื่อช่วยให้ออกซิเจนที่ละลายอยู่ในน้ำแพร่เข้าสู่ร่างกายได้ เหงือกอาจช่วยในการว่ายน้ำด้วย
  
  นอกจากนี้ยังมีข้อเสนอที่แปลก และใหม่กว่า โดยได้เสนอว่าปีกมีวิวัฒนาการมาจากพูที่อยู่ระหว่างปล้องขาของสัตว์ขาปล้องดั้งเดิม ปล้องขาที่อยู่รอบพูจะมองเห็นไม่ชัดเจน เช่นในแมลงปัจจุบัน พูนี้จะวิวัฒนาการไปเป็นผนังลำตัว และเกิดเป็นข้อต่อปีก ทั้งด้านบนและด้านล่าง คำอธิบายดังกล่าวนี้ได้ให้รายละเอียดทั้งในแง่ของข้อต่อปีกที่มีความซับซ้อน นอกจากนี้ยังกล่าวถึงกำเนิดของเส้นประสาท และกล้ามเนื้อซึ่งเป็นโครงสร้างที่แปลกใหม่ และยังวิเคราะห์ซากดึกดำบรรพ์ของแมลง ไม่มีปีก ซึ่งก่อให้เกิดทฤษฎี กูกะโลวา เพค (KuKalova-peck 1983, 1987) ซึ่งเชื่อว่าคำว่าส่วนยื่นด้านข้าง (Paranotal) นั้นไม่ถูกต้อง ที่จริงแล้วไม่ได้ยื่นแต่เชื่อมติดอยู่กับแผ่นแข็งด้านหลังอก และทฤษฎียังได้อธิบายว่า พูนี้เมื่อแรกเกิดทำหน้าที่เกี่ยวกับการหายใจเมื่อแมลงมีวิวัฒนาการของระบบควบคุมอินทิเกรต (Integrated control system) มากขึ้น โครงสร้างดังกล่าวนี้ถูกนำไปใช้ในการเคลื่อนที่มากขึ้นเรื่อยๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการหลบหนีศัตรูและการกระจาย (Dispersion) อาศัยข้อมูลจากการศึกษาซากดึกดำบรรพ์ของแมลง ข้อเสนอของกูกะโลวา เพค กล่าวว่า วิวัฒนาการของบรรพบุรุษแมลงมีปีกนั้นเกิดขึ้นในเวลาเดียวกันกับการรวมกลุ่ม (Colonization) ของแหล่งที่อยู่บนบก (Terrestrial habitat) ซึ่งไม่ช้าไปกว่ายุค ดีโวเนียนที่ปรากฏว่ามีพืชขึ้นบนพื้นดินแล้ว
  
• ระยะที่สาม แมลงมีวิวัฒนาการด้านการเจริญของกลไกในการหุบปีก เกิดขึ้นก่อน ยุคคาร์บอนิเฟอรัสช่วงล่าง (Lower carboniferous) แมลงสามารถหุบปีกไว้ด้านหลังเหนือส่วนท้อง สภาวะเช่นนี้เรียกว่า ปีกแบบใหม่ (Neopterous condition) ลักษณะดังกล่าวเป็นการเพิ่มความสามารถ ในการวิ่งและหลบหนีศัตรู แมลงที่มีปีกแบบใหม่นี้ได้เพิ่มจำนวนขึ้นอย่างรวดเร็วและกลายเป็น กลุ่มเด่น (Dominant group) ดังเช่นในปัจจุบัน แมลงที่มีในปัจจุบันประมาณร้อยละ 90 เป็นแมลงในกลุ่มนี้ และแมลงที่สูญพันธุ์ไปแล้วคือ แมลงในอันดับ ไดอะฟานอพเทอโรเดีย (Order Diaphanopterodea) ซึ่งมีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับแมลงมีปีกแบบใหม่
  
• ระยะที่สี่ เป็นระยะที่แมลงมีวิวัฒนาการสูงขึ้น ซึ่งมีการเจริญเปลี่ยนแปลงรูปร่างเป็นชนิดสมบูรณ์ (Complete metamorphosis) เกิดขึ้นก่อนยุคคาร์บอนิเฟอรัสช่วงบน (Upper Carboniferous)การมีวิวัฒนาการโดยการเปลี่ยนแปลงรูปร่างแบบสมบูรณ์จะก่อให้เกิดประโยชน์ต่อแมลงในแง่การดำเนินชีวิตที่เหมาะสมในแหล่งที่อยู่ที่มีความแตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น ระยะตัวอ่อน แมลงอาศัย อยู่ในน้ำ และตัวเต็มวัยอาศัยอยู่บนบก ขณะที่อาศัยอยู่ในน้ำแมลงสามารถใช้อาหารได้อย่างเพียงพอ และเมื่อเป็นตัวเต็มวัยใช้แหล่งที่อยู่อาศัยบนบกในการผสมพันธุ์ และแพร่พันธุ์ซึ่งมีศักยภาพมากกว่า