การทดลองสัตว์น้ำ โคพีพอด (copepods) หนึ่งในแพลงตอนสัตว์ ชี้ให้เห็นว่า พันธุกรรมมีการปรับเปลี่ยนให้เข้ากับสิ่งแวดล้อมทางทะเลได้อย่างไร
โคพีพอดสปีชีส์ Apocyclops royi โดย ปวีณา ตปนียวรวงศ์ จากสถาบันวิจัยสภาวะแวดล้อม จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย http://www.ej.eric.chula.ac.th/content/6141/327
โคพีพอดเป็นหนึ่งในสิ่งมีชีวิตที่มีความสำคัญสูงสุดในมหาสมุทร มันมีขนาดแค่ไม่กี่มิลลิเมตร ซึ่งเป็นอาหารของปลาหลายสปีชีส์ และมีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิตหลายชนิดในท้องทะเล
นักชีววิทยาทางทะเลเกรงว่า หากอุณหภูมิและสภาพแวดล้อมของทะเลมีการเปลี่ยนแปลง อาจส่งผลกระทบต่อแหล่งอาหารของสัตว์ทะเลอีกหลายชีวิต เนื่องจากโคพีพอด เป็นแหล่งอาหารสำคัญ ถ้าโคพิพอดตายไป หรือลดจำนวนลงมาก ๆ นั่นหมายถึงแหล่งอาหารของสัตว์น้ำหลายชนิดลดเหลือน้อยลงไปด้วย และอาจส่งผลกระทบต่อการสูญพันธุ์ของสัตว์น้ำหลายชนิด ที่ขาดแคลนอาหารที่ได้จากแพลงตอน
ทีมวิจัยจาก GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel, the University of Connecticut จากเยอรมนี และมหาวิทยาลัย University of Vermont จากสหรัฐอเมริกาได้ร่วมกันทำการศึกษาโคพิพอดอย่างละเอียดโดพิพอดมีการปรับสารทางพันธุกรรมเพื่อให้เข้ากับสภาพแวดล้อมผ่านกระบวนการวิวัฒนาการ
จากกระบวนการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิทางทะเล มีผลกระทบมาจากการใช้พลังงานเชื้อเพลิงของมนุษย์จากฟอสซิล (เช่น ถ่านหิน) ซึ่งส่งผลให้น้ำทะเลมีอุณหภูมิสูงขึ้น และมีความเป็นกรดมากขึ้น
นักวิทยาศาสตร์ได้จำลองสภาพแวดล้อมทางทะเลในห้องปฏิบัติการ โดยการทำให้น้ำมีอุณหภูมิสูงขึ้น และมีความเป็นกรดมากขึ้น ซึ่งการทดลองนี้เป็นการทดลองครั้งแรก ๆ ที่มีการนำสัตว์น้ำมาเผชิญกับความกดดันและความเครียดหลายทาง
ศาสตราจารย์ ดร. Melissa Pespeni ตรวจสอบโคพิพอดในห้องปฏิบัติการ (ภาพถ่ายโดย Joshua Brown จากมหาวิทยาลัย University of Vermont
โคพิพอด สามารถทนต่อสภาพการเปลี่ยนแปลงแวดล้อม และออกลูกหลานได้ โดยการผลิตเปลือกหุ้มร่างกายให้หนามากยิ่งขึ้น มีการผลิตพลังงานภายในร่างกาย รวมทั้งกระบวนการอื่น ๆ ภายในเซลล์ โดยใช้ความหลากหลายที่มีอยู่ในประชากรตามธรรมชาติ โดยปรับตัวได้ดีในรุ่นที่ 25 เพื่อให้เข้ากับสภาพแวดล้อม
โคพิพอด สามารถออกลูกและวิวัฒนาการร่างกายได้อย่างรวดเร็ว นักวิทยาศาสตร์เรียกกระบวนการวิวัฒนาการดังกล่าวนี้ว่า phenotypic plasticity โดยกระบวนการนี้ส่งผลให้ โคพิพอด ออกลูกน้อยลง สุขภาพแย่ลง สูญเสียความสามารถในการทนต่อปริมาณอาหารที่มีอยู่จำกัด และทนต่อความเครียดในรูปแบบอื่น ๆ ลดลง การปรับตัวนี้แม้จะทำให้ร่างกายอ่อนแอลง แต่เมื่อเทียบกับการอยู่รอดแล้ว ย่อมคุ้มค่ากว่าแน่นอน
ทำไมต้องใช้โคพิพอดในการสังเกตและทดลอง ไม่เป็นสัตว์ชนิดอื่น
ถ้านักวิทยาศาสตร์ใช้วาฬ (วาฬไม่ใช่ปลาแต่เป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม) หรือปลาฉลาม การทดลองจะเห็นผลเมื่อมันออกลูกหลานไปแล้วประมาณ 20 รุ่น การที่จะรอเวลานานขนาดนั้นต้องใช้เวลาประมาณ 100 กว่าปี
ในทางตรงข้าม โคพิพอดสายพันธุ์ Acartia tonsa ใช้เวลาออกลูกแค่ประมาณ 20 กว่าวัน และใช้เวลาในการโตเต็มวัยประมาณปีกว่า ๆ
วงจรชีวิตของโคพิพอด ใช้เวลาโตเต็มวัยประมาณปีเศษ ภาพจาก https://www.st.nmfs.noaa.gov/copepod/about/
***Crustacean คือสัตว์ที่มีเปลือกหุ้มลำตัวเป็นปล้อง เช่น decapods, seed shrimp, branchiopods, fish lice, krill, remipedes, isopods, barnacles, amphipods เป็นต้น รวมถึง โคพิพอดด้วยเช่นกัน รายละเอียดอ่านเพิ่มเติมได้ที่ https://en.wikipedia.org/wiki/Crustacean
เพิ่มเติม Phenotypic plasticity
คำว่า Pheno มาจากภาษากรีกโบราณ คือคำว่า phaino ที่แปลว่า รูปลักษณ์ที่ปรากฏ (appearance) รวมกับคำว่า typic ที่แปลว่าชนิดในทางธรรมชาติ ส่วนคำว่า plasticity หมายถึงการเปลี่ยนรูปแบบทางกาย
กระบวนการ phenotypic plasticity อธิบายง่าย ๆ พอสังเขป ก็คือกระบวนการเปลี่ยนรูปลักษณ์ทางร่างกาย เช่น ความใหญ่ ความเล็ก ความหนา ความแข็ง ของร่างกาย ที่สังเกตได้ชัดเจน จากการปรับตัวทางสภาพแวดล้อม โดยอ่านเพิ่มเติมได้ที่ https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fgene.2019.00720/full
ผลการทดลองดังกล่าวถูกตีพิมพ์ที่ Proceedings of the National Academy of Sciences โดยหัวหน้าทีมนักวิจัย ศาสตราจารย์ ดร. Reid Brennan นักชีววิทยาสัตว์น้ำซึ่งทำงานอยู่ที่ GEOMAR และ ศาสตราจารย์ ดร. Melissa Pespeni จากมหาวิทยาลัย University of Vermont
Brennan, R.S., de Mayo, J.A., Dam, H.G. et al. (2022): Loss of transcriptional plasticity but sustained adaptive capacity after adaptation to global change conditions in a marine copepod. Nature Communications, doi: https://doi.org/10.1038/s41467-022-28742-6
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
