นกตัวนี้ถูกต่อสายดิน แต่ยังคงสภาพทะเล
โดย MARY BETH GRIGGS | เผยแพร่เมื่อ 2 มิ.ย. 2017 00:14 น.
ศาสตร์
สิ่งแวดล้อม
แบ่งปัน
นกกาน้ำสล็อตเว็บตรง แตกง่ายที่มีรูปทรงโดดเด่นและขนสีเข้มเป็นชาวประมงที่ดำดิ่งลงสู่ทะเลเพื่อไล่ล่าเหยื่อ จากนกกาน้ำ 40 สายพันธุ์ในโลก ทั้งหมดเป็นนักว่ายน้ำที่มีพรสวรรค์ แต่มีเพียงหนึ่งเดียวที่อยู่ในหมู่เกาะกาลาปากอสที่ห่างไกล สูญเสียความสามารถในการบิน
ในบทความที่ตีพิมพ์ในวารสาร Science เมื่อวันพฤหัสบดี นักชีววิทยาและนักพันธุศาสตร์ได้ค้นพบว่านกถูกกักบริเวณอย่างไร
นกที่บินไม่ได้เป็นแหล่งของความหลงใหลสำหรับนักวิทยาศาสตร์ด้านวิวัฒนาการมาตั้งแต่สมัยดาร์วิน นกกระจอกเทศ นกอีมู กีวี และนกเพนกวินล้วนขาดความสามารถในการบิน ตั้งแต่ขน กล้ามเนื้อ ไปจนถึงกระดูก แต่ด้วยนกกาน้ำกาลาปากอส นักพันธุศาสตร์มีโอกาสพิเศษที่จะไม่ให้ความสำคัญกับรากเหง้าทางพันธุกรรมของการบิน
นกกาน้ำกาลาปากอสมีบรรพบุรุษร่วมกันกับนกกา
น้ำที่บินได้เมื่อสองล้านปีก่อนซึ่งเป็นช่วงเวลาสั้น ๆ อย่างไม่น่าเชื่อในแง่ของวิวัฒนาการ สำหรับการเปรียบเทียบ มนุษย์และชิมแปนซีมีบรรพบุรุษร่วมกันเป็นครั้งสุดท้ายเมื่อประมาณเจ็ดล้านปีก่อนหากไม่ เป็นเช่นนั้น ก่อนหน้านี้ นกกระจอกเทศและนกกีวีมีบรรพบุรุษร่วมกันกับญาติที่หลบหนีไปหลายล้านปีก่อนนั้น ระยะห่างระหว่างวิวัฒนาการที่ค่อนข้างสั้นระหว่างนกกาน้ำกาลาปากอสกับนกกาน้ำชนิดอื่นๆ (บิน) ทำให้นกเหล่านี้เป็นนกที่เหมาะสำหรับการพิจารณาการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมที่อาจสนับสนุนความแตกต่างทางกายภาพที่แยกสายพันธุ์
ในรายงานฉบับใหม่ นักวิจัยตั้งข้อสังเกตว่าเมื่อเปรียบเทียบจีโนมของนกกาน้ำที่บินไม่ได้กับสามสายพันธุ์ที่บินได้ มีการกลายพันธุ์ที่แตกต่างกันไปรอบๆ ยีนที่ควบคุมการก่อตัวของตา หรือโครงสร้างเล็กๆ ที่ก่อตัวขึ้นในเซลล์จากสาหร่ายสีเขียวสู่มนุษย์ . Cilia มีหน้าที่ต่างกันในสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกัน แต่ในสัตว์มีกระดูกสันหลัง เช่น นกกาน้ำและมนุษย์ หน้าที่อย่างหนึ่งของพวกมันคือควบคุมการพัฒนาโครงกระดูก
Alejandro Burga หัวหน้าทีมวิจัยกล่าวว่า “วิธีหนึ่งที่จะนึกถึงนกกาน้ำที่บินไม่ได้คือการนึกถึงลูกไก่ตัวใหญ่ที่โตรก” ลักษณะหลายอย่างของนกกาน้ำกาลาปากอส รวมทั้งกระดูกงูสั้น (ส่วนขยายของกระดูกหน้าอก) และปีกเล็ก ๆ คล้ายกับนกกาน้ำในวัยเยาว์ การกลายพันธุ์ของยีนที่เกี่ยวข้องกับ cilia หรือการเติบโตของโครงกระดูกสามารถช่วยเปลี่ยนโครงสร้างโครงกระดูกของนกได้ด้วยวิธีนี้
นกกาน้ำกาลาปากอส
นกกาน้ำกาลาปากอสมีขนาดใหญ่ แต่มีปีกสั้น แคโรไลน์ ดัฟฟี่ จูดี้
พวกเขาทดสอบว่ายีนเหล่านี้จะเปลี่ยนแปลง cilia อย่างมีนัยสำคัญหรือไม่โดยการเปลี่ยนแปลงยีนในลักษณะเดียวกันในเซลล์ของหนูและC. elegansซึ่งเป็นไส้เดือนฝอย ที่ ใช้บ่อยในการวิจัยทางชีววิทยา ในขณะที่ cilia ในหนอนตัวเล็ก ๆ เหล่านี้ทำหน้าที่ต่างไปจากที่พวกมันทำในสัตว์มีกระดูกสันหลัง นักวิจัยพบว่า cilia ในไส้เดือนฝอยและเซลล์ของหนูมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ
เหตุใดการกลายพันธุ์นี้จึงยังคงอยู่ในประชากร
กาลาปากอส อาจเป็นไปได้ว่าเมื่อมีอาหารมากมายและขาดนักล่า พวกมันก็ไม่จำเป็นต้องบิน การไม่มีเที่ยวบินอาจช่วยให้นกเปลี่ยนแหล่งพลังงานของพวกมันไปสู่ขนาด หรือปล่อยให้พวกมันกลายเป็นนักว่ายน้ำที่ดีขึ้น เช่น เพนกวิน สามารถดำน้ำลึกและเข้าถึงพื้นที่ตกปลานอกขอบเขตของคู่แข่ง
“นกกาน้ำกาลาปากอสเป็นนกกาน้ำที่ใหญ่ที่สุดแม้ว่าจะมีปีกที่เล็กที่สุด” เบอร์กากล่าว “บางทีมันอาจจะเป็นประโยชน์”
แต่เขากล่าวเสริมว่า ไม่มีเหตุผลใดที่ปัจจัยเหล่านั้นจะรวมกันไม่ได้ พวกเขาอาจสูญเสียความจำเป็นในการบินและได้รับข้อได้เปรียบจากการไม่บินพร้อมกัน ไม่มีคำอธิบายใดที่แยกจากกัน
Burga และเพื่อนร่วมงานของเขายังคงมีคำถาม
มากมายที่พวกเขาต้องการตอบ “ยังมีอีกมากที่ต้องรู้และเข้าใจ” Burga กล่าว “เป็นสิ่งที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัวหรือเป็นสิ่งที่มีวิวัฒนาการมาจากนกต่างๆ หรือไม่? เราสามารถหายีนที่ได้รับผลกระทบจากนกตัวอื่นได้หรือไม่? การกลายพันธุ์มีส่วนทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางสัณฐานวิทยาในสัตว์อื่น รวมทั้งไพรเมตด้วยหรือไม่”
คำถามสุดท้ายน่าสนใจเป็นพิเศษสำหรับมนุษย์ มนุษย์สามารถพัฒนาบางครั้งถึงตายciliopathies โครงกระดูก หรือโรคที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนา cilia ที่ส่งผลกระทบต่อกระดูก ไม่ใช่การเปรียบเทียบแบบตัวต่อตัว แต่การทำความเข้าใจเพิ่มเติมเกี่ยวกับการทำงานของยีนเหล่านี้ในสัตว์อื่น ๆ อาจนำไปสู่ความเข้าใจที่มากขึ้นว่าพวกมันจะปรากฏในสายพันธุ์ของเราเองได้อย่างไร
นักวิจัยกล่าวว่าการทดสอบทฤษฎีบางอย่างเกี่ยวกับอาณานิคมที่แท้จริงนั้นเป็นเรื่องยาก แต่การถือกำเนิดของระบบติดตามแมลงอัตโนมัติได้เปิดโอกาสใหม่ ๆ ทำให้นักวิจัยอย่าง Stroeymeyt สามารถสร้างภาพที่มีรายละเอียดว่าใครกำลังโต้ตอบกับใครในฝูงมด เป็นต้น
ในการทำแผนที่เครือข่ายสังคมของมด Stroeymeyt และเพื่อนนักวิจัยของเธอติดแท็กคิวอาร์โค้ดเล็กๆ ซึ่งบางอันมีขนาดเล็กกว่าตารางมิลลิเมตร กับทรวงอกของมด เมื่อมดแต่ละตัวในอาณานิคมถูกแท็ก—Stroeymeyt ประมาณการว่าเธอสามารถอานม้าได้เอง 500 ตัวด้วยรหัส QR ในเวลา 12 ชั่วโมง—อาณานิคมจะถูกวางไว้ในกล่องสังเกต เหนือศีรษะของกล้องจะอ่านรหัส QR และบันทึกตำแหน่งของมดแต่ละตัวสองครั้งต่อวินาที เป็นเวลาหลายชั่วโมงเมื่อสิ้นสุด กระบวนการนี้สร้างข้อมูลเกี่ยวกับการติดต่อทุก ๆ อันระหว่างมดในอาณานิคม—จุดข้อมูลหลายแสนจุดซึ่งสามารถแก้ไขได้ด้วยคอมพิวเตอร์พลังสูงเป็นภาพโดยละเอียดของเครือข่ายโซเชียลของฝูงมด
ในปี 2014 Stroeymeyt และเพื่อนร่วมงานของเธอทำแผนที่เครือข่ายของอาณานิคม 22 แห่ง โดยนับปฏิสัมพันธ์ในแต่ละเครือข่ายในช่วงสองสามวัน เครือข่ายเหล่านั้นแสดงให้เห็นว่าไม่ได้เกิดขึ้นจากการโต้ตอบแบบสุ่มของมด ปฏิสัมพันธ์ของพวกเขาถูกแบ่งเป็นส่วน ๆ มากขึ้น มดบางตัวมีการติดต่อซึ่งกันและกันมากกว่าสมาชิกอื่นในอาณานิคมสล็อตเว็บตรง แตกง่าย / เลื่อยไฟฟ้าไร้สาย
