ไอโซพอดยักษ์มีขนาดใหญ่ขึ้นได้อย่างไร

การเอาชีวิตรอดในทะเลลึกเป็นสิ่งที่ท้าทายโดยเนื้อแท้ ความมืดมีมากมาย อุณหภูมิใกล้เยือกแข็ง และอาหารก็หาได้ยาก แต่ถึงกระนั้น แทนที่จะเหี่ยวเฉาในสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย สัตว์ทะเลน้ำลึกจำนวนมาก ตั้งแต่ปูแมงมุมไปจนถึงปลาหมึกยักษ์ ปรับตัวโดยการขยายพันธุ์ให้โต แคระน้ำตื้นหรือญาติบนบก เหตุใดสัตว์เหล่านี้จึงมีขนาดใหญ่มากจึงทำให้นักวิทยาศาสตร์สนใจมานานกว่าศตวรรษ ทีนี้ โดยการถามคำถามที่ต่างออกไปเล็กน้อย — ทำไมมันถึงได้ยิ่งใหญ่นัก—นักวิทยาศาสตร์กำลังเข้าใกล้คำตอบมากขึ้น

เมื่อเร็วๆ นี้ ทีมนักวิจัยได้จัดลำดับจีโนมของไอโซพอด Bathynomus jamesi ยักษ์ ซึ่ง เป็นครั้งแรกสำหรับสัตว์จำพวกครัสเตเชียนใต้ทะเลลึก ไอโซพอดขนาดยักษ์มีลักษณะกลมและแบ่งเป็นส่วนๆยกเว้นว่าพวกมันจะโตได้นานและหนักเท่าชิวาวา ทีมงานเบื้องหลังการทำงาน นำโดย Jianbo Yuan นักพันธุศาสตร์จาก Chinese Academy of Sciences ในกรุงปักกิ่ง หวังว่ารายละเอียดที่ซ่อนอยู่ในรหัสพันธุกรรมของสัตว์จะช่วยให้เราเข้าใจสิ่งที่เกิดขึ้นเบื้องหลังได้ดีขึ้น โดยอาศัยพันธุกรรมในทะเลลึก ความใหญ่โต

ไอโซพอดยักษ์หรือ Bathynomids เป็นลูกพี่ลูกน้องขนาดจัมโบ้ของครัสเตเชียนหุ้มเกราะซึ่งถูกพบกัดเซาะอยู่ใต้ท่อนซุงที่ร่วงหล่น แม้ว่าสปีชีส์ไอโซพอดที่เล็กที่สุดจะวัดได้น้อยกว่าครึ่งเซนติเมตร แต่บา ธ โนมิดส์สามารถเติบโตได้นานกว่า 80 เท่า ไอโซพอดเฉพาะกลุ่มนั้นมีความหลากหลายเช่นเดียวกัน มีมากกว่า 10,000 สายพันธุ์ที่รู้จัก และพบได้ทุกที่ตั้งแต่ก้นมหาสมุทร ถ้ำ ไปจนถึงยอดเขา ความหลากหลายทางสรีรวิทยาและนิเวศวิทยานี้ทำให้แผนภูมิต้นไม้ตระกูลไอโซพอดเป็นสถานที่ที่สมบูรณ์แบบในการตามล่าหาเบาะแสเกี่ยวกับสิ่งที่ผลักดันให้เกิดการปรับตัวด้านล่าง

ในบรรดาคำถามที่น่าสนใจที่สุด Yuan กล่าวคือว่ายักษ์ใต้ทะเลลึกในปัจจุบันนั้นเกิดจากบรรพบุรุษที่แข็งแรงหรือไม่ เช่น สัตว์ที่มีรูปร่างผิดปกติ นักล่าอาร์โทรพอดขนาดใหญ่ที่มีอยู่เมื่อ 50 ล้านปีก่อน หรือว่าพวกมันวิวัฒนาการมาไม่นานภายใต้แรงกดดันของชีวิต ในทะเลลึก ในกรณีของไอโซพอดยักษ์ จีโนมของพวกมันชี้ไปที่คำอธิบายหลัง

เช่นเดียวกับร่างกายของพวกมัน จีโนมอาบน้ำมีขนาดใหญ่อย่างไม่น่าเชื่อ นักวิจัยพบว่า B. jamesiมียีนกระโดดจำนวนมากที่เรียกว่าองค์ประกอบที่สามารถย้ายจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งในรหัสพันธุกรรมของไอโซพอด ยีนกระโดดเชื่อมโยงกับอัตราการกลายพันธุ์ที่สูง ซึ่งเป็นสิ่งที่นักวิจัยคิดว่าอาจทำให้ไอโซพอดพร้อมรับมือกับความเครียดจากสิ่งแวดล้อมได้ดีขึ้น

การมียีนจำนวนมากเป็นสิ่งที่บี. เจ มีซี มีร่วมกับสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังในทะเลลึกอื่นๆ สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง—สิ่งมีชีวิตที่โดยทั่วไปถือว่าซับซ้อนน้อยกว่าสัตว์มีกระดูกสันหลัง—ได้พัฒนารหัสพันธุกรรมที่ซับซ้อนและปรับเปลี่ยนได้มากที่สุดบางส่วนได้สร้างความงุนงงให้กับนักวิทยาศาสตร์ตั้งแต่เริ่มการจัดลำดับจีโนม

นอกเหนือจากการเปิดเผยขนาดของจีโนมแล้ว นักวิทยาศาสตร์ที่เจาะลึกลงไปใน ชีววิทยาและพันธุศาสตร์ของ B. jamesiยังเสนอคำอธิบายที่เป็นไปได้สำหรับการดัดแปลงที่สำคัญจำนวนหนึ่งที่สัตว์ควบคุมเพื่อให้เจริญเติบโตในส่วนลึก

ตัวอย่างเช่น ท้องของ บี. เจมซี สามารถขยายออกได้ถึงสองในสามของลำตัว เพื่อให้แน่ใจว่าเมื่อหาอาหารได้แล้ว มันก็จะกินได้มากที่สุด Yuan และทีมวิจัยยังพบว่า ยีนของ B. jamesiเปลี่ยนแปลงที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของต่อมไทรอยด์และอินซูลิน ซึ่งน่าจะเพิ่มความสามารถของไอโซพอดในการเติบโตและดูดซับสารอาหาร นอกจากนี้ พวกเขายังพบการบิดที่ช่วยชะลอการสลายไขมัน การเก็บขยะส่วนเกินไว้ในลำต้นทำให้ไอโซพอดยักษ์สามารถอยู่ได้นานหลายปีโดยไม่ต้องกิน

Alexis Weinnig นักชีววิทยาใต้ทะเลลึกและนักพันธุศาสตร์ที่ Leetown Research Laboratory ในเวสต์เวอร์จิเนีย ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษานี้ กล่าวว่า เธอชอบที่ Yuan และทีมของเขากำลังพยายามทำความเข้าใจกับไอโซพอดใต้ท้องทะเลลึกผ่านยีนของพวกมัน ที่อาศัยอยู่ในทะเลลึก isopods หายากและยากที่จะศึกษาในภาคสนาม “ฉันคิดว่าการเข้าสู่พันธุศาสตร์พื้นฐานจะเป็นผู้เล่นรายใหญ่ในการทำความเข้าใจเหตุผลพื้นฐานสำหรับภาวะยักษ์” เธอกล่าว

Weinnig หวังว่าการค้นพบนี้จะเตือนผู้คนว่านอกเหนือจากศักยภาพของพวกเขาที่จะช่วยให้เข้าใจถึงปัญหาทางวิทยาศาสตร์และสิ่งมีชีวิตในทะเลลึกสมควรได้รับความสนใจ

Weinnig กล่าวว่า “เราลืมไปว่าสัตว์เหล่านี้อาศัยอยู่บนโลกของเราได้น่าเหลือเชื่อเพียงใด “พวกเขาต้องมีไหวพริบทั่วทั้งกระดาน … ด้วยการสืบพันธุ์ด้วยการประมวลผลเมตาบอลิซึม ต้องใช้ทุกอย่างเพื่อไม่ให้เสียอะไร”

หน้าแรก