“ดีเอ็นเอมืด” อาจช่วยไขปริศนาสปีชีส์แมงมุมเต้นรำได้อย่างไร

Article Records

• • Creator, พัลลภ โกศ
  • Role, ผู้สื่อข่าววิทยาศาสตร์
• เมื่อ 20 นาทีที่ผ่านมา

แมงมุมเต้นรำ (dancing spider) หรือแมงมุมนกยูง (peacock spider) ของออสเตรเลีย ถือเป็นสัตว์ในสกุล Maratus ที่มีความพิเศษเฉพาะตัวอย่างยิ่ง ไม่เพียงแต่มีสีสันสดใสละลานตา และเคลื่อนตัวได้พลิ้วไหวรวดเร็ว พวกมันยังมีกันมากกว่า 100 ชนิดพันธุ์หรือสปีชีส์ (species) ซึ่งนับว่ามีความหลากหลายทางพันธุกรรมสูงเหนือสัตว์อื่น ๆ ที่อย่างมากก็มีเพียง 5-10 สปีชีส์เท่านั้น

นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า เหตุผลส่วนหนึ่งที่ทำให้มีแมงมุมเต้นรำมีหลากหลายชนิดพันธุ์ เป็นเพราะ “ดีเอ็นเอมืด” (darkish DNA) หรือส่วนที่ยังเป็นปริศนาลึกลับในโครงสร้างสายยาวของสารพันธุกรรมนั่นเอง ซึ่งผลการศึกษาเบื้องต้นพบเบาะแสว่า ดีเอ็นเอมืดอาจช่วยให้พวกมันสามารถปรับตัวได้อย่างรวดเร็ว เพื่อความอยู่รอดในสภาวะแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงไปทุกขณะ โดยมีวิวัฒนาการจนให้กำเนิดสปีชีส์ใหม่ขึ้นมา

ผลการศึกษาวิจัยในประเด็นดังกล่าว อาจจะช่วยอธิบายได้ว่า เหตุใดธรรมชาติบนโลกของเราจึงมีความหลากหลายทางชีวภาพในระดับสูง

โจนาห์ วอล์กเกอร์ นักศึกษาวิจัยระดับปริญญาเอก จากสถาบันเวลล์คัมแซงเกอร์ของสหราชอาณาจักร บอกกับบีบีซีว่า “พวกเรามีความสนใจในเรื่องที่ว่า แมงมุมพวกนี้มีวิวัฒนาการอย่างไร ถึงได้กลายมาเป็นสัตว์ที่มีความหลากหลายทางชีวภาพสูงขนาดนั้น”

“ลองสังเกตรอบ ๆ ตัว เวลาที่คุณออกไปข้างนอก จะเห็นว่าสัตว์และพืชชนิดต่าง ๆ ล้วนมีอยู่หลายชนิดพันธุ์หรือสปีชีส์ แต่แมงมุมนกยูงนั้นถือว่ามีความหลากหลายในระดับสูงสุดขั้ว ดังนั้นการศึกษาวิจัยสัตว์ชนิดนี้ จะช่วยให้เราเข้าใจถึงกระบวนการสร้างความหลากหลายทางพันธุกรรมในธรรมชาติได้”

Skip ได้รับความนิยมสูงสุด and proceed readingได้รับความนิยมสูงสุด

Quit of ได้รับความนิยมสูงสุด

แมงมุมนกยูงนั้นสามารถพบได้ในทุกพื้นที่ของทวีปออสเตรเลีย โดยทุกชนิดพันธุ์จะมีขนาดเล็กเท่าหัวเข็มหมุดเท่านั้น โดยสาเหตุที่ได้ชื่อว่าเป็นแมงมุม “นกยูง” ก็เพราะตัวผู้มีสีสันสดใสที่ส่วนท้อง ซึ่งจะพวกมันจะหงายและชูขึ้นอวดตัวเมีย ในระหว่างการเต้นรำเกี้ยวพาราสีเพื่อจับคู่ผสมพันธุ์

ที่มาของภาพ : Jonah Walker

นอกจากรูปลักษณ์ที่งดงามล่อตาล่อใจแล้ว แมงมุมนกยูงตัวผู้ยังย่ำเท้าเป็นจังหวะคล้ายเสียงตีกลอง จนเกิดเป็นเสียงเพลงที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัว ทั้งยังเต้นตามจังหวะเพลงดังกล่าวได้อย่างเร้าใจอีกด้วย ซึ่งแมงมุมนกยูงแต่ละสปีชีส์นั้น ล้วนมีความแตกต่างกันอย่างสูง ทั้งในเรื่องของสีสันลวดลาย, จังหวะเพลง, และท่าเต้นรำ

ไม่น่าเชื่อว่านักวิจัยแมงมุมอย่างวอล์กเกอร์ เคยเป็นคนที่กลัวแมงมุมจนขึ้นสมองมาก่อน แต่เขาสามารถเอาชนะความกลัวนี้ได้ หลังจากมีโอกาสได้ศึกษาเรื่องของแมงมุมนกยูงอย่างลึกซึ้ง จนกลายมาเป็นหัวข้อในการทำวิทยานิพนธ์ระดับปริญญาเอกของเขา

“ตอนที่ผมบอกครอบครัวและเพื่อน ๆ ว่า จะทำวิจัยเรื่องแมงมุมในออสเตรเลีย หลายคนถึงกับมองหน้าผมอย่างเป็นห่วง และตัวผมเองก็ยังรู้สึกกลัว ๆ อยู่บ้าง แต่หลังจากได้ดูพวกมันเต้นรำเพียงแค่ไม่กี่วินาที นั่นก็เพียงพอแล้วที่จะช่วยขับไล่ความกลัวให้หายไปจนหมด”

วอล์กเกอร์เป็นหนึ่งในสมาชิกทีมวิจัยนานาชาติ ซึ่งนำโดยดร. โจอันนา เมเยอร์ นักชีววิทยาวิวัฒนาการแห่งสถาบันเวลล์คัมแซงเกอร์ พวกเขาเก็บรวบรวมตัวอย่างของแมงมุมนกยูงทุกสปีชีส์ที่เคยมีการค้นพบ จากนั้นได้จัดประเภทของพวกมันแยกออกเป็นกลุ่ม ๆ ตามลักษณะของพฤติกรรม, การเคลื่อนไหวร่างกาย, และจังหวะเพลงจากการย่ำเท้า ก่อนจะนำลักษณะต่าง ๆ ข้างต้น ไปจับคู่กับข้อมูลทางพันธุกรรมของแต่ละสปีชีส์

เมื่อนำผลของการจับคู่ดังกล่าว มาเปรียบเทียบกันระหว่างแมงมุมนกยูงแต่ละชนิดพันธุ์ นักวิจัยคาดว่าจะสามารถไขปริศนา เรื่องที่หน่วยพันธุกรรมหรือยีนตัวไหนเป็นตัวกำหนดลักษณะใดของแมงมุมกันแน่ รวมทั้งอาจได้คำตอบในประเด็นที่สงสัยกันมานานว่า เหตุใดแมงมุมนกยูงถึงมีความหลากหลายทางพันธุกรรมสูงนัก

แม้การศึกษาวิจัยในเรื่องนี้จะยังไม่เสร็จสิ้น แต่นักวิทยาศาสตร์ก็เริ่มพบเบาะแสสำคัญ ที่จะช่วยในการศึกษาค้นคว้าขั้นต่อไปแล้ว “งานวิจัยของเรายังอยู่ในขั้นต้น แต่สิ่งหนึ่งที่เราได้ค้นพบกลับน่าสนใจอย่างยิ่ง นั่นคือยีนหรือหน่วยพันธุกรรม อาจไม่ใช่สิ่งเดียวที่ทำให้แมงมุมนกยูงมีหลากหลายชนิดพันธุ์ ทว่าดีเอ็นเอบางส่วนที่คั่นอยู่ระหว่างยีนแต่ละตัว ซึ่งเราเรียกว่าดีเอ็นเอมืด อาจเป็นสิ่งที่มีอิทธิพลอย่างมากต่อวิวัฒนาการของพวกมันก็เป็นได้” วอล์กเกอร์กล่าว

ที่มาของภาพ : Jonah Walker

ดีเอ็นเอประกอบไปด้วยโมเลกุลของกรดนิวคลีอิกที่ต่อกันเป็นสายยาว ซึ่งบางส่วนของสายดีเอ็นเอจัดว่าเป็น “ยีน” (gene) หรือหน่วยพันธุกรรมที่กำหนดลักษณะต่าง ๆ ของสิ่งมีชีวิต อย่างเช่นความสูงหรือสีของดวงตาในมนุษย์ อย่างไรก็ตาม มีบางส่วนของดีเอ็นเอที่ไม่ใช่ยีน แต่ก็ยังไม่มีใครทราบว่ามันมีหน้าที่อะไรกันแน่ นักวิจัยของสถาบันเวลล์คัมแซงเกอร์จึงเรียกมันว่าดีเอ็นเอมืด ทั้งยังสันนิษฐานว่า มันอาจอยู่เบื้องหลังความหลากหลายทางพันธุกรรมของแมงมุมนกยูง

แมงมุมนักเต้นรำชนิดนี้ มีดีเอ็นเอมืดในปริมาณที่มากกว่ามนุษย์ถึง 3 เท่า ผีเสื้อธรรมดาและผีเสื้อกลางคืนบางชนิด ก็มีดีเอ็นเอมืดมากกว่าสัตว์อื่น ๆ ด้วยเช่นกัน ซึ่งส่งผลให้พวกมันมีหลากหลายชนิดพันธุ์คล้ายกับแมงมุมนกยูง โดยที่ผ่านมาดร.เมเยอร์ ได้เคยถอดรหัสพันธุกรรมของเหล่าผีเสื้อที่มีดีเอ็นเอมืดในระดับสูงแล้ว ราว 1,000 สปีชีส์

การถอดรหัสพันธุกรรมของแมงและแมลงเหล่านี้ เป็นเพียงจุดเริ่มต้นบางส่วนของหนึ่งในโครงการถอดรหัสพันธุกรรมที่ใหญ่ที่สุดของมนุษยชาติ Earth BioGenome Project ซึ่งมีแผนจะถอดรหัสพันธุกรรมของพืช, สัตว์, และเห็ดราทุกชนิดพันธุ์บนโลก ให้ได้ครบถ้วนทั้งหมดภายในระยะเวลา 10 ปีข้างหน้า

ดร.เมเยอร์บอกกับบีบีซีว่า “มนุษย์แต่ละสปีชีส์มีดีเอ็นเอที่ใกล้เคียงกัน ไม่ต่างจากพืช สัตว์ และเห็ดรา ดังนั้นการทำความเข้าใจข้อมูลทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตชนิดต่าง ๆ จะช่วยให้เราเรียนรู้ถึงหลักการทั่วไปในการทำงานของยีน รวมทั้งทราบได้ว่าดีเอ็นเอมืดมีบทบาทหน้าที่อย่างไรกันแน่ ซึ่งในที่สุดความรู้เหล่านี้ ก็จะช่วยให้มนุษย์เราเข้าใจตัวเองได้มากขึ้น”

ปัจจุบันนักวิจัยในโครงการ Earth BioGenome Project สามารถถอดรหัสพันธุกรรมหรือข้อมูลดีเอ็นเอของสิ่งมีชีวิตได้แล้ว 3,000 สปีชีส์ และตั้งเป้าหมายจะถอดรหัสพันธุกรรมให้ได้อีก 10,000 สปีชีส์ในปีหน้า โดยคาดว่าจะสามารถถอดรหัสพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตที่ยังไม่สูญพันธุ์ทั้งหมด 1.8 ล้านสปีชีส์ ให้เสร็จสิ้นสมบูรณ์ได้ในช่วงทศวรรษหน้า ซึ่งนักวิทยาศาสตร์หวังว่าความรู้ที่ได้จากโครงการดังกล่าว จะช่วยให้เข้าใจถึงวิวัฒนาการและปฏิสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตได้อย่างลึกซึ้ง ชนิดที่ไม่เคยมีผู้ใดทำได้มาก่อน