Alienum phaedrum torquatos nec eu, vis detraxit periculis ex, nihil expetendis in mei. Mei an pericula euripidis, hinc partem.
 

ดีเอ็นเอ: กุญแจไขปริศนาทางอนุกรมวิธาน

ดีเอ็นเอ: กุญแจไขปริศนาทางอนุกรมวิธาน

สิ่งมีชีวิตที่มนุษย์รู้จักในปัจจุบันมีอยู่ราว 2 ล้านชนิด

จำนวนชนิดที่มากมายนี้ทำให้นักอนุกรมวิธานซึ่งมีหน้าที่จำแนกสิ่งมีชีวิตต้องปวดเศียรเวียนเกล้ากับการจัดจำแนกสิ่งมีชีวิตต่างๆให้สอดคล้องกับวิวัฒนาการและสะท้อนถึงต้นกำเนิดของมันให้มากที่สุด แม้การจัดจำแนกตามเกณฑ์ที่สังเกตได้จากภายนอกจะใช้การได้ดีมานับพันปี แต่มันก็นำมาซึ่งความคลุมเครือในหลายกรณี เพราะรูปร่างลักษณะนั้นมีการเปลี่ยนแปลงไปตามสภาพแวดล้อมและการปรับตัว

การค้นพบโครงสร้างของดีเอ็นเอซึ่งเป็นสารพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตทุกชนิดบนโลกเป็นกุญแจดอกสำคัญที่นักอนุกรมวิธานนำมาใช้ไขปริศนาจากธรรมชาติ เพราะสิ่งที่กำหนดลักษณะของสิ่งมีชีวิตก็คือรหัสดีเอ็นเอที่แทนด้วยอักษร A C T และ G

ต้องขอบคุณเทคโนโลยีการถอดรหัสดีเอ็นเอและวิทยาการคอมพิวเตอร์ที่ช่วยเรามองหาตัวอักษรที่แตกต่างกันไม่กี่ตัวจากตัวอักษรเป็นหมื่นเป็นแสนตัวส่งผลให้ข้อถกเถียงบางประการในหมู่นักอนุกรมวิธานเกี่ยวกับการจัดจำแนกสิ่งมีชีวิตได้ข้อสรุป ไม่ว่าจะเป็นเรื่องของช้าง ฉลาม หรือแม้กระทั่งปลวก!

ในแอฟริกามีช้างสองสปีชีส์

เราเคยรู้กันมาว่าช้างที่ยังคงมีชีวิตอยู่ในโลกนี้มีสองสายพันธุ์ ได้แก่ช้างเอเชียและช้างแอฟริกา โดยที่ช้างแอฟริกามีลำตัวใหญ่กว่าช้างเอเชีย และมีงาได้ทั้งตัวผู้และตัวเมีย  แต่ผู้เชี่ยวชาญเรื่องช้างตั้งข้อสังเกตว่า ช้างแอฟริกาที่อาศัยอยู่ในป่าจะมีลำตัวเล็กกว่าช้างแอฟริกาที่อาศัยอยู่ตามพุ่มไม้ของทุ่งหญ้าสะวันนา ดังนั้นมันอาจเป็นคนละชนิดกันโดยแบ่งเป็นช้างแอฟริกาป่าและช้างแอฟริกาสะวันนา

วารสาร Proceedings of the National Academy of Science ได้ตีพิมพ์ผลงานวิจัยที่ช่วยฟันธงได้ว่า ช้างทั้งสองกลุ่มนั้นเป็นคนละชนิดกันจริงๆ

ทีมนักวิทยาศาสตร์เปรียบเทียบตัวอย่างดีเอ็นเอช้าง 14  ตัวอย่าง ซึ่งมาจากช้างในปัจจุบัน 6 ตัวอย่าง และช้างที่สูญพันธุ์ไปแล้ว 8 ตัวอย่าง เช่น ช้างมาสโทดอน (mastodon) และช้างแมมมอธ จนได้ผลการวิเคราะห์ออกมาว่า ช้างโบราณรวมถึงช้างแอฟริกาป่าผสมพันธุ์กันไปมานานแล้ว แต่ช้างโบราณทั้งหลายสูญพันธุ์ไปเมื่อราวหนึ่งหมื่นปีที่ผ่านมา ส่วนช้างแอฟริกาสะวันนาไม่ได้ผสมพันธุ์กับช้างแอฟริกาป่ามาแล้วกว่า 500,000 ปี นักวิทยาศาสตร์คาดว่าเป็นเพราะอุปสรรคทางด้านสภาพอากาศที่ขัดขวางไม่ให้ประชากรช้างสองกลุ่มนี้เดินทางมาเจอกัน

หลักฐานการมีอยู่ของช้างแอฟริกาป่าจะทำให้พวกมันได้รับความคุ้มครองจากองค์กรอนุรักษ์ต่างๆมากยิ่งขึ้น เพราะพวกมันถูกคุกคามรุนแรงกว่าช้างแอฟริกาสะวันนา

ปริศนาฉลามหกเหงือก

ฉลามจัดเป็นปลาสายพันธุ์โบราณที่อยู่บนโลกของเรามา  250 ล้านปีแล้ว

ส่วนใหญ่ฉลามเป็นผู้ล่าที่ช่วยควบคุมประชากรปลาในท้องทะเลให้อยู่ในสมดุล แต่ปัจจุบันมันกลับถูกล่าโดยมนุษย์จนตกอยู่ในสถานการณ์น่าเป็นห่วง การออกสำรวจทำความรู้จักมันให้มากขึ้นจึงเป็นเรื่องจำเป็น และหนึ่งในสายพันธุ์ที่เพิ่งได้รับการไขปริศนาก็คือฉลามหกเหงือก (sixgill shark)

ฉลามหกเหงือกมีช่องเหงือกไว้หายใจหกคู่ซ้ายขวา ในขณะที่ฉลามกลุ่มอื่นๆมีช่องเหงือก 5 คู่ นักวิทยาศาสตร์เรียกมันว่าเป็นฟอสซิลที่มีชีวิต (living fossil) เนื่องจากโครงสร้างร่างกายของฉลามกลุ่มนี้ใกล้เคียงกับซากดึกดำบรรพ์ฉลามในยุคไตรแอสสิก นั่นหมายความว่าตั้งแต่มันถือกำเนิดขึ้นเมื่อ 200 ล้านปีก่อนแทบไม่มีการเปลี่ยนแปลงรูปร่างเลย

ก่อนหน้านี้นักมีนวิทยาซึ่งเชี่ยวชาญเรื่องปลาได้จำแนกฉลามหกเหงือกไว้สองสายพันธุ์ ได้แก่ฉลามหกเหงือกจมูกทู่ (bluntnose sixgill shark) ที่ตัวโตกว่าและอาศัยอยู่ในเขตน้ำลึก กับฉลามหกเหงือกตาโต (bigeye sixgill shark) ซึ่งอาศัยอยู่ใกล้ผิวน้ำและพบได้ทั่วไป

ล่าสุด วารสาร Marine Biodiversity เพิ่งตีพิมพ์งานวิจัยและระบุว่า ฉลามหกเหงือกตาโตกลุ่มที่แหวกว่ายอยู่ในมหาสมุทรแอตแลนติก เป็นคนละชนิดกันกับกลุ่มอยู่ในมหาสมุทรแปซิฟิกและอินเดีย แม้ภายนอกจะดูแทบไม่ต่างกันก็ตาม แต่หลักฐานจากรหัสดีเอ็นเอความยาว 1,310 ตัวเป็นสิ่งที่ฟ้องว่าพวกมันแตกต่างกันอย่างชัดเจน ซึ่งเพียงพอที่จะแยกออกมาเป็นสปีชีส์ใหม่

นั่นแสดงให้เห็นว่าสายพันธุ์ฉลามหกเหงือกแอตแลนติกเปราะบางยิ่งกว่าที่เคย เพราะแหล่งที่อยู่ตามธรรมชาติของพวกมันไม่ได้กว้างใหญ่เท่าที่เราคิด

นักกีฏวิทยาจัดให้ปลวกเป็นพวกเดียวกับแมลงสาบ

ดูเผินๆแล้วปลวกกับแมลงสาบแตกต่างกันทั้งในแง่พฤติกรรม การกินอยู่ และรูปร่างลักษณะ ด้วยเหตุนี้นักกีฏวิทยาสมัยก่อนจึงจัดให้ปลวกกับแมลงสาบเป็นสัตว์คนละกลุ่ม แต่ในปี ค.ศ. 1934 มีรายงานว่าแมลงสาบกลุ่มที่กินเนื้อไม้เป็นอาหารมีจุลินทรีย์ในลำไส้คล้ายกับที่พบในปลวก นับแต่นั้นเป็นต้นมา การถกเถียงในหมู่ผู้นิยมแมลงก็เริ่มต้นขึ้น

ต่อมาหลักฐานต่างๆจากงานวิจัยเริ่มชี้ไปในทางเดียวกันว่า ปลวกนับเป็นแมลงสาบจำพวกหนึ่ง จนกระทั่งในปี ค.ศ. 2007 การวิเคราะห์ดีเอ็นเอยืนยันว่าปลวกมีความสัมพันธ์ใกล้ชิดทางวิวัฒนาการกับแมลงสาบกลุ่ม Cryptocercus

แมลงสาบกลุ่มนี้พบได้ตามแถบเทือกเขาแอปพาเลเชียนที่อยู่ทางตะวันออกของประเทศสหรัฐอเมริกา พวกมันจับคู่กันแบบผัวเดียวเมียเดียว อาศัยอยู่ในรูตามเนื้อไม้ พ่อแม่จะขับอุจจาระออกมาเป็นอาหารให้ตัวอ่อนได้กิน ซึ่งถือเป็นการช่วยเสริมสร้างสังคมจุลินทรีย์ในทางเดินอาหารของตัวอ่อนให้นำไปใช้งานเมื่อมันโตขึ้น

ในที่สุด เมื่อวันที่ 15 กุมภาพันธ์ ค.ศ. 2018 สมาคมกีฏวิทยาแห่งอเมริกา (The Entomological Society of America) ได้ลงมติให้ยุบกลุ่มของปลวกไปรวมอยู่กับแมลงสาบอย่างเป็นทางการ แต่การเรียกขานทั่วๆไปยังคงใช้คำว่า “ปลวก” (termite) ได้ตามเดิม

พูดได้อีกอย่างหนึ่งว่า ปลวกก็คือแมลงสาบที่อยู่กันเป็นสังคม!

จริงอยู่ที่การแยกปลวกออกจากกลุ่มแมลงสาบแบบดั้งเดิมจะช่วยให้นักกีฏวิทยามือใหม่ทำความเข้าใจแมลงได้ง่ายกว่า แต่นักวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องยุบรวมกันเพื่อความถูกต้อง

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

การวิเคราะห์ดีเอ็นเอร่วมกับลักษณะที่สังเกตได้จากภายนอกทำให้มนุษย์เราเข้าใจความหลากหลายทางชีวภาพได้ดียิ่งขึ้น ความรุ่มรวยทางชนิดพันธุ์นี้คือกลไกสำคัญที่ทำให้โลกของเรายังคงมีสภาวะที่เหมาะสมสำหรับการดำรงอาศัยอยู่ของสิ่งมีชีวิตต่างๆรวมทั้งมนุษย์ นอกจากนี้มันยังเป็นเหมือนขุมทรัพย์ล้ำค่าที่รอให้นักวิทยาศาสตร์นำไปต่อยอดเป็นตัวยาใหม่ๆหรือเทคโนโลยีล้ำสมัยต่างๆในอนาคตได้อีกด้วย

บทความโดย  อาจวรงค์  จันทมาศ

อ้างอิง
http://www.iflscience.com/plants-and-animals/there-are-three-surviving-elephant-species-and-they-have-a-mammoth-inheritance/

http://www.pnas.org/content/early/2018/02/16/1720554115

http://www.iflscience.com/plants-and-animals/new-species-of-shark-discovered-in-the-atlantic-ocean/

https://www.sciencenews.org/article/its-official-termites-are-just-cockroaches

Date

มีนาคม 19, 2018

Category

STEM NEWS