ฟองน้ำ (สิ่งมีชีวิต) อาจบ่งบอกได้ว่า ระบบประสาทในสัตว์มีจุดเริ่มต้นอย่างไร
This freshwater sponge (Spongilla lacustris) may hold clues about the evolution of the nervous system.Credit: Willem Kolvoort/Nature Picture Library
ฟองน้ำเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีโครงสร้างไม่ซับซ้อน แต่ถึงอย่างนั้น ฟองน้ำก็เป็นสิ่งมีชีวิตที่มีความสามารถที่ดีในด้านการกรองน้ำเพื่อหาอาหาร ในแต่ละวันจะมีน้ำไหลผ่านฟองน้ำมากมายหลายหมื่นลิตรต่อวัน ซึ่งถือว่าเป็นเรื่องที่น่าทึ่ง เพราะ ฟองน้ำไม่มีแม้กระทั่งสมอง ไม่มีระบบประสาทแม้แต่เซลล์เดียว
จากการศึกษาค้นคว้าพบว่า ฟองน้ำใช้เซลล์ที่สลับซับซ้อนในร่างกาย สื่อสารระหว่างกันเพื่อใช้หาอาหาร และยังสามารถขับแบคทีเรียออกจากร่างกายอีกด้วย
โดย Casey Dunn นักชีววิทยาแห่งมหาวิทยาลัย Yale University in New Haven ผู้ที่เชี่ยวชาญด้านสิ่งมีชีวิตไม่มีกระดูกสันหลังใต้น้ำ ได้กล่าวว่า "จากการศึกษานี้ ทำให้เราอาจทราบได้ว่า สัตว์วิวัฒนาการระบบประสาทได้อย่างไร "
โดยส่วนใหญ่แล้ว เซลล์จะสื่อสารระหว่างกันผ่านเซลล์ต่อเซลล์ ต่อไปเรื่อย ๆ แต่ระบบประสาทจะสื่อสารกันผ่านสัญญาณทางไฟฟ้า และสารเคมี ผ่านจุดประสานประสาท ภาษาอังกฤษเรียกว่าไซแนบส์ (synapses)
รูปภาพของ Synapse ที่อยู่ตรงกลางเซลล์ประสาท ทำหน้าที่ประสานสัญญาณทางประสาท
จากการศึกษาค้นพบว่าฟองน้ำเก็บรหัสพันธุกรรมที่มีความสามารถในการสื่อสารระหว่างระบบประสาทนี้ไว้ ทั้ง ๆ ที่ตัวมันเองกลับไม่มีระบบประสาทเลยแม้แต่น้อย
Detlev Arendt นักชีววิทยาวิวัฒนาการ ที่วิจัยอยู่ที่ห้องปฏิบัติการ European Molecular Biology Laboratory (EMBL) ประเทศเยอรมนี ได้ค้นพบว่า ฟองน้ำมีเซลล์ที่แตกต่างกัน 18 ชนิด โดยเซลล์บางชนิดที่อยู่รอบ ๆ ช่องระบบดูดซึมอาหารที่อยู่ในตัวฟองน้ำ ได้เก็บพันธุกรรมของเซลล์ประสานประสาท (Synapse) นี้ไว้ ซึ่งชี้ให้เห็นว่า เป็นตัวช่วยประสานการส่งข้อมูลระหว่างเซลล์ในการดูดซึมผ่านระบบกรองอาหารของฟองน้ำได้
นักวิจัยได้ใช้รังสี X-ray จากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนศึกษาเซลล์ที่ว่านี้ (มีชื่อเรียกว่า secretory neuroid cells) จากการสแกนจะพบว่า ระบบประสาท neuroid นี้ส่งแขนยาวไปถึง choanocytes ซึ่ง choanocytes ที่ว่านี้คือเซลล์ที่มีลักษณะคล้าย ๆ เส้นขนยื่นออกไปจากร่างกาย มีหน้าที่ในการดักจับอาหารของฟองน้ำ
โครงสร้างภายในของฟองน้ำ ที่มา http://kruwawa2.blogspot.com/p/blog-page_8419.html
สารตั้งต้นของระบบประสาท
จากการศึกษาของเซลล์สองเซลล์นี้ (เซลล์ secretory neuroid cells กับ เซลล์ choanocytes) แสดงพฤติกรรมให้เห็นว่า ทำให้เซลล์เกิดการหลั่งสารเคมีได้ โดยนักวิจัยคิดว่า แขน choanocytes ที่มีลักษณะเหมือนขนนี้ ใช้การสื่อสารผ่าน neuroids การสื่อสารระหว่างเซลล์นี้ สามารถควบคุมระบบการดูดซึมอาหารด้วยการกรองน้ำของฟองน้ำ ถ้าหากดักจับเจอแบคทีเรีย หรือสิ่งแปลกปลอมที่ไม่พึงประสงค์ ระบบจะปิดและเคลียร์แบคทีเรียออกไป
อย่างไรก็ดีเซลล์ neuroid นี้ไม่ใช่ระบบประสาท แล้วก็ !!!ไม่มี !!! สัญญาณของ synapses ที่ช่วยให้เกิดการสื่อสารเป็นไปอย่างรวดเร็ว ซึ่งนี้เป็นข้อบ่งชี้ว่า พันธุกรรมเหล่านี้ ที่มีพฤติกรรมเหล่านี้ จะวิวัฒนาการให้กลายเป็นระบบประสาทของสัตว์ในอนาคตได้ Jacob Musser นักชีววิทยาวิวัฒนาการที่ร่วมวิจัยจากห้องปฏิบัติการ EMBL กล่าว
เขายังบอกอีกว่า เรามาถึงจุดกึ่งกลางของการศึกษาการเชื่อมโยง ระหว่างสัตว์เซลล์เดียว กับสัตว์ที่มีระบบประสาทแล้ว ว่านี้คือตรงกลางของวิวัฒนาการ แต่อย่างไรก็ดี ยังไม่สามารถหาข้อสรุปได้ว่า มันจะวิวัฒนาการกลายเป็นระบบประสาทได้อย่างไร
นักวิทยาศาสตร์บางคนพูดถึงสารตั้งต้นของระบบประสาทนี้ว่า การศึกษาเรื่องนี้เป็นเรื่องที่ท้าทาย แต่ก็ยังหาข้อสรุปไม่ได้ Linda Holland นักชีววิทยาพัฒนาการเชิงวิวัฒนาการ จากมหาวิทยาลัย University of California กล่าว
เป็นเรื่องยากที่จะพิสูจน์ว่า เซลล์ระบบประสาทวิวัฒนาการมาจากเซลล์เหล่านี้หรือไม่ หรือมีมาก่อนหน้านี้แล้ว ตามที่บางกลุ่มได้เสนอไว้ (อ่านต่อเรื่อง Tiny sea creatures upend notion of how animals' nervous systems evolved)
จริง ๆ แล้ว ยังมีสิ่งมีชีวิตอื่นอีกจำนวนมาก รวมถึงเซลล์ยูคาริโอต (Eukaryote) สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวก็ยังมีพันธุกรรมของ synaptic ด้วยเช่นเดียวกัน Sally Leys นักชีววิทยาทางทะเล จากมหาวิทยาลัย University of Alberta in Edmonton กล่าว
April Hill นักชีววิทยาพัฒนาเชิงวิวัฒนาการ แห่งวิทยาลัย Bates College in Lewiston กล่าวว่า หวังว่านักวิทยาศาสตร์จะใช้วิธีการศึกษาเพื่อหาข้อสรุปได้ในอนาคตต่อไป เธอยังพูดเสริมอีกว่า ฟองน้ำชนิดอื่น ๆ ใช้ระบบการสื่อสารที่คล้ายคลึงกันแบบนี้หรือไม่ เพื่อเป็นกุญแจสำคัญในการตอบคำถาม ที่ยังไม่มีคำตอบต่อไป
แปลและเรียบเรียงโดย ปิธากอรัส
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
