หน้าหลัก
ค้นหา
บทความ
คำนวณ
ล๊อกอิน
สมัครสมาชิก
Mon 06/May/2024
บีบีซีนิวส์ - สิ่งมีชีวิตที่สืบพันธุ์โดยไม่อาศัยเพศมักจะสูญพันธุ์ในเวลาสั้นๆ เพราะไม่สามารถปรับตัวให้เข้ากับสิ่งแวดล้อมได้ แต่สัตว์เซลล์เดียวในแหล่งน้ำที่อังกฤษอยู่รอดมาได้ 80 ล้านปีโดยถ่ายทอดพันธุกรรมแบบไม่อาศัยเพศ
หากแต่สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวที่ยากต่อการสังเกตอย่างเดลลอยด์ รอทิเฟอร์ (bdelloid rotifer) ซึ่งอาศัยอยู่ตามแหล่งน้ำธรรมชาติกลับมีกลยุทธ์ในการถ่ายทอดพันธุกรรมโดยไม่อาศัยเพศเพื่อดำรงเผาพันธุ์นาน 80 ล้านปีและคงทนต่อสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลง หากแหล่งน้ำเหือดแห้งสิ่งมีชีวิตเล็กๆ นี้ก็ยังคงมีชีวิตอยู่รอดในสภาพตากแห้ง จนกลับมามีชีวิตชีวาเมื่อมีน้ำอีกครั้ง การคงอยู่ของสัตว์เซลล์เดียวในเงื่อนไขที่ทารุณนี้ได้สร้างความฉงนให้กับเหล่านักวิทยาศาสตร์
ล่าสุด ดร.อลัน ทุนนาคลิฟฟ์ (Dr.Alan Tunnacliffe) นักเทคโนโลยีชีวภาพจากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ (University of Cambridge) สหราชอารณาจักร ได้นำคณะศึกษาวิจัยอะดิเนตา ริคเซีย (Adineta ricciae) ซึ่งเป็นเดลลอยด์สปีชีส์หนึ่งและพบว่าเดลลอยด์นั้นดำรงเผาพันธุ์ได้จากการกลยุทธ์การถ่ายทอดพันธุกรรมที่ชดเชยการเป็นสิ่งมีชีวิตแบบไม่อาศัยเพศของตัวเอง ซึ่งความลับของกลไกที่ทำให้สัตว์เซลล์เดียวนี้อยู่รอดคือความสามารถในการสร้างโปรตีนที่แยกจากกันได้จาก 2 สำเนาพันธุกรรมหลักที่ต่างกัน ซึ่งเป็นครั้งแรกของสิ่งมีชีวิตประเภทนี้ที่มีสำเนาพันธุกรรมซึ่งมีการทำงานที่แตกต่างกัน
"เป็นเรื่องน่าตื่นเต้นอย่างยิ่งที่เราได้พบความแตกต่างของการทำงานในยีนแต่เข้าคู่กันได้สมบูรณ์ซึ่งช่วยให้เดลลอยด์ รอทิเฟอร์รอดชีวิตได้ในความแห้งแล้ง วิวัฒนาการการทำงานของยีนในวิธีนี้ไม่สามารถเกิดขึ้นได้ในสิ่งมีชีวิตที่อาศัยเพศ ซึ่งหมายความว่าอาจมีข้อยกเว้นเป็นล้านปีจากการปราศจากเพศ" ดร.ทุนนาคลิฟฟ์กล่าว
ทีมวิจัยได้พบว่าสำเนาของยีนพิเศษซึ่งเรียกว่า "ลี" (LEA) 2 สำเนานั้นได้ช่วยเพิ่มโปรตีนที่มีการทำงานต่างกันซึ่งช่วยปกป้องเดลลอยด์ รอทิเฟอร์ระหว่างที่ขาดแคลนน้ำ โดยสำเนาทั้งสองของยีนดังกล่าวในสิ่งมีชีวิตเดียวนั้นมีความแตกต่างกัน สำเนาของยีนหนึ่งจะหยุดโมเลกุลของโปรตีนที่สำคัญไม่ให้แห้งตาย ขณะที่อีกสำเนาจะช่วยคงสภาพเนื้อเยื่อที่บอบบางให้คงอยู่
มนุษย์และสัตว์อื่นที่สืบพันธุ์โดยอาศัยเพศจะได้คู่สำเนาของโครโมโซมภายในเซลล์ โดยโครโมโซมหนึ่งจะรับพันธุกรรมจากแม่และอีกโครโมโซมหนึ่งจะรับพันธุกรรมจากพ่อ และในกระบวนการถ่ายอดพันธุกรรมของสัตว์ที่สืบพันธุ์โดยอาศัยเพศจะอนุญาตให้มีการเปลี่ยนแปลงพันธุกรรมเพื่อให้เข้ากับสิ่งแวดล้อมในธรรมชาติ ตรงข้ามกับสิ่งมีชีวิตที่ไม่อาศัยเพศซึ่งจะไม่อาจอยู่รอดได้เพราะความไม่ยืดหยุ่นของพันธุกรรมให้เข้ากับสิ่งแวดล้อม การค้นพบล่าสุดได้ช่วยอธิบายว่าทำไมเดลลอยด์จึงได้หนีรอดจากชะตากรรมดังกล่าว โดยอาศัยกลไกการถ่ายทอดพันธุกรรมที่หลากหลายซึ่งจะพบได้การสืบพันธุ์โดยอาศัยเพศมากกว่า
"การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศนั้นสนับสนุนสิ่งดีๆ ของวิวัฒนาการ แต่เมื่อคุณได้มาทำความเข้าใจสิ่งมีชีวิตอย่างเดลลอยด์ซึ่งไม่ได้ผูกมัดอยู่กับการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศมานานนับสิบๆ ล้านปี คุณก็จะเริ่มต้นถามว่าทำไม "เซ็กซ์" จึงมีความสำคัญ" ดร.ทุนนาคลิฟฟ์กล่าว
หากแต่สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวที่ยากต่อการสังเกตอย่างเดลลอยด์ รอทิเฟอร์ (bdelloid rotifer) ซึ่งอาศัยอยู่ตามแหล่งน้ำธรรมชาติกลับมีกลยุทธ์ในการถ่ายทอดพันธุกรรมโดยไม่อาศัยเพศเพื่อดำรงเผาพันธุ์นาน 80 ล้านปีและคงทนต่อสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลง หากแหล่งน้ำเหือดแห้งสิ่งมีชีวิตเล็กๆ นี้ก็ยังคงมีชีวิตอยู่รอดในสภาพตากแห้ง จนกลับมามีชีวิตชีวาเมื่อมีน้ำอีกครั้ง การคงอยู่ของสัตว์เซลล์เดียวในเงื่อนไขที่ทารุณนี้ได้สร้างความฉงนให้กับเหล่านักวิทยาศาสตร์
ล่าสุด ดร.อลัน ทุนนาคลิฟฟ์ (Dr.Alan Tunnacliffe) นักเทคโนโลยีชีวภาพจากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ (University of Cambridge) สหราชอารณาจักร ได้นำคณะศึกษาวิจัยอะดิเนตา ริคเซีย (Adineta ricciae) ซึ่งเป็นเดลลอยด์สปีชีส์หนึ่งและพบว่าเดลลอยด์นั้นดำรงเผาพันธุ์ได้จากการกลยุทธ์การถ่ายทอดพันธุกรรมที่ชดเชยการเป็นสิ่งมีชีวิตแบบไม่อาศัยเพศของตัวเอง ซึ่งความลับของกลไกที่ทำให้สัตว์เซลล์เดียวนี้อยู่รอดคือความสามารถในการสร้างโปรตีนที่แยกจากกันได้จาก 2 สำเนาพันธุกรรมหลักที่ต่างกัน ซึ่งเป็นครั้งแรกของสิ่งมีชีวิตประเภทนี้ที่มีสำเนาพันธุกรรมซึ่งมีการทำงานที่แตกต่างกัน
"เป็นเรื่องน่าตื่นเต้นอย่างยิ่งที่เราได้พบความแตกต่างของการทำงานในยีนแต่เข้าคู่กันได้สมบูรณ์ซึ่งช่วยให้เดลลอยด์ รอทิเฟอร์รอดชีวิตได้ในความแห้งแล้ง วิวัฒนาการการทำงานของยีนในวิธีนี้ไม่สามารถเกิดขึ้นได้ในสิ่งมีชีวิตที่อาศัยเพศ ซึ่งหมายความว่าอาจมีข้อยกเว้นเป็นล้านปีจากการปราศจากเพศ" ดร.ทุนนาคลิฟฟ์กล่าว
ทีมวิจัยได้พบว่าสำเนาของยีนพิเศษซึ่งเรียกว่า "ลี" (LEA) 2 สำเนานั้นได้ช่วยเพิ่มโปรตีนที่มีการทำงานต่างกันซึ่งช่วยปกป้องเดลลอยด์ รอทิเฟอร์ระหว่างที่ขาดแคลนน้ำ โดยสำเนาทั้งสองของยีนดังกล่าวในสิ่งมีชีวิตเดียวนั้นมีความแตกต่างกัน สำเนาของยีนหนึ่งจะหยุดโมเลกุลของโปรตีนที่สำคัญไม่ให้แห้งตาย ขณะที่อีกสำเนาจะช่วยคงสภาพเนื้อเยื่อที่บอบบางให้คงอยู่
มนุษย์และสัตว์อื่นที่สืบพันธุ์โดยอาศัยเพศจะได้คู่สำเนาของโครโมโซมภายในเซลล์ โดยโครโมโซมหนึ่งจะรับพันธุกรรมจากแม่และอีกโครโมโซมหนึ่งจะรับพันธุกรรมจากพ่อ และในกระบวนการถ่ายอดพันธุกรรมของสัตว์ที่สืบพันธุ์โดยอาศัยเพศจะอนุญาตให้มีการเปลี่ยนแปลงพันธุกรรมเพื่อให้เข้ากับสิ่งแวดล้อมในธรรมชาติ ตรงข้ามกับสิ่งมีชีวิตที่ไม่อาศัยเพศซึ่งจะไม่อาจอยู่รอดได้เพราะความไม่ยืดหยุ่นของพันธุกรรมให้เข้ากับสิ่งแวดล้อม การค้นพบล่าสุดได้ช่วยอธิบายว่าทำไมเดลลอยด์จึงได้หนีรอดจากชะตากรรมดังกล่าว โดยอาศัยกลไกการถ่ายทอดพันธุกรรมที่หลากหลายซึ่งจะพบได้การสืบพันธุ์โดยอาศัยเพศมากกว่า
"การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศนั้นสนับสนุนสิ่งดีๆ ของวิวัฒนาการ แต่เมื่อคุณได้มาทำความเข้าใจสิ่งมีชีวิตอย่างเดลลอยด์ซึ่งไม่ได้ผูกมัดอยู่กับการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศมานานนับสิบๆ ล้านปี คุณก็จะเริ่มต้นถามว่าทำไม "เซ็กซ์" จึงมีความสำคัญ" ดร.ทุนนาคลิฟฟ์กล่าว
ที่มา : สำนักพิมพ์ผู้จัดการ
