นักวิทยาศาสตร์กำลังดำดิ่งลงไปในจีโนมของสัตว์จำพวกครัสเตเชียนที่โตเต็มวัยเพื่อทำความเข้าใจว่าสิ่งมีชีวิตในทะเลลึกบางตัวมีขนาดใหญ่ได้อย่างไร
การเอาชีวิตรอดในท้องทะเลลึกเป็นสิ่งที่ท้าทายโดยเนื้อแท้ ความมืดปกคลุม อุณหภูมิใกล้จะเยือกแข็ง และหาอาหารได้ยาก แต่แทนที่จะเหี่ยวเฉาในสภาวะที่รุนแรง สัตว์ใต้ทะเลลึกหลายชนิด ตั้งแต่ปูแมงมุมขนาดใหญ่ไปจนถึงปลาหมึกยักษ์ ปรับตัวโดยการเติบโตที่ใหญ่ขึ้น ทำให้แคระแกร็นในน้ำตื้นหรือบนบก เหตุใดสัตว์เหล่านี้จึงมีขนาดใหญ่ทำให้นักวิทยาศาสตร์สนใจมานานกว่าศตวรรษ ทีนี้ ด้วยการถามคำถามที่แตกต่างออกไปเล็กน้อย —พวกมันมีขนาดใหญ่ได้ อย่างไร —นักวิทยาศาสตร์กำลังเข้าใกล้คำตอบมากขึ้น
เมื่อเร็ว ๆ นี้ ทีมนักวิจัยได้จัดลำดับจีโนมของไอโซพอดยักษ์Bathynomus jamesiซึ่งเป็นครั้งแรกสำหรับสัตว์จำพวกครัสเตเชียนใต้ท้องทะเลลึก ไอโซพอดขนาดยักษ์มีรูปร่างกลมและแบ่งเป็นส่วนๆ ดูเหมือนโรลี่โพลี—เว้นแต่ว่าพวกมันจะโตได้ยาวและหนักพอๆ กับชิวาวา ทีมงานที่อยู่เบื้องหลังผลงานนี้ นำโดย Jianbo Yuan นักพันธุศาสตร์แห่ง Chinese Academy of Sciences ในกรุงปักกิ่ง หวังว่ารายละเอียดที่ซ่อนอยู่ในรหัสพันธุกรรมของสัตว์จะช่วยให้เราเข้าใจได้ดีขึ้นถึงสิ่งที่เกิดขึ้นเบื้องหลัง พันธุกรรม ท้องทะเลลึก ความใหญ่โต
ไอโซพอดยักษ์หรือบาทีโนไมด์เป็นลูกพี่ลูกน้องขนาดใหญ่ของสัตว์จำพวกครัสเตเชียนหุ้มเกราะที่พบอยู่ใต้ท่อนซุงที่ร่วงหล่น ในขณะที่สายพันธุ์ไอโซพอดที่เล็กที่สุดวัดได้น้อยกว่าครึ่งเซนติเมตร แต่ไรโนมิดสามารถเติบโตได้นานกว่า 80 เท่า ไอโซพอดตามซอกนั้นมีความหลากหลายเหมือนกัน: มีมากกว่า 10,000 สายพันธุ์ที่รู้จัก และพวกมันพบได้ทุกที่ตั้งแต่ก้นมหาสมุทรไปจนถึงถ้ำจนถึงยอดเขา ความหลากหลายทางสรีรวิทยาและนิเวศวิทยานี้ทำให้ต้นไม้ตระกูลไอโซพอดเป็นสถานที่ที่สมบูรณ์แบบในการตามล่าหาเงื่อนงำเกี่ยวกับสิ่งที่ขับเคลื่อนการปรับตัว
ในบรรดาคำถามที่น่าสนใจที่สุด หยวนกล่าวว่ายักษ์ใต้ทะเลลึกในปัจจุบันมีต้นกำเนิดมาจากบรรพบุรุษที่แข็งแรงหรือไม่—สัตว์อย่างเช่น อะโนมาโลคาริด สัตว์นักล่าสัตว์ขาปล้องขนาดใหญ่ที่มีชีวิตอยู่เมื่อ 50 ล้านปีก่อน—หรือว่าพวกมันวิวัฒนาการมาไม่นานภายใต้แรงกดดันของชีวิต ในทะเลลึก ในกรณีของไอโซพอดยักษ์ จีโนมของพวกมันชี้ไปที่คำอธิบายหลัง
เช่นเดียวกับร่างกายของพวกเขา จีโนมของ Bathynomid มีขนาดใหญ่อย่างไม่น่าเชื่อ นักวิจัยพบว่า B. jamesiมียีนกระโดดจำนวนมาก ซึ่งเป็นองค์ประกอบที่สามารถย้ายจากที่หนึ่งในรหัสพันธุกรรมของไอโซพอดไปยังอีกที่หนึ่งได้ ยีนกระโดดเชื่อมโยงกับอัตราการกลายพันธุ์ที่สูง ซึ่งนักวิจัยคิดว่าอาจทำให้ไอโซพอดพร้อมรับมือกับความเครียดจากสิ่งแวดล้อมได้ดีขึ้น
การมียีนจำนวนมากเป็นสิ่งที่B. jamesiมีร่วมกับสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังใต้ท้องทะเลลึกอื่นๆ สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง – สิ่งมีชีวิตโดยทั่วไปถือว่าซับซ้อนน้อยกว่าสัตว์มีกระดูกสันหลัง – ได้พัฒนารหัสพันธุกรรมที่ซับซ้อนและปรับเปลี่ยนได้บางส่วนได้ทำให้นักวิทยาศาสตร์งุนงงตั้งแต่เริ่มจัดลำดับจีโนม
นอกเหนือจากการเปิดเผยขนาดของจีโนมของมันแล้ว นักวิทยาศาสตร์ที่เจาะลึก ชีววิทยาและพันธุศาสตร์ของ B. jamesiยังได้แนะนำคำอธิบายที่เป็นไปได้สำหรับการดัดแปลงที่สำคัญหลายอย่างที่สายรัดของสัตว์จะเจริญเติบโตได้ในที่ลึก
ตัวอย่างเช่น ท้องของB. jamesi สามารถขยายออกจนกินพื้นที่สองในสามของร่างกายได้ เพื่อให้มั่นใจว่าเมื่อมันหาอาหารได้ มันก็จะฮุบได้มากที่สุด Yuan และทีมยังพบ การเปลี่ยนแปลงของยีนของ B. jamesiที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของต่อมไทรอยด์และอินซูลิน ซึ่งน่าจะเพิ่มความสามารถของไอโซพอดในการเจริญเติบโตและดูดซับสารอาหาร นอกจากนี้ยังพบการปรับแต่งที่ชะลอการสลายตัวของไขมัน การเก็บขยะไว้ในลำตัวช่วยให้ไอโซพอดยักษ์อยู่ได้นานหลายปีโดยไม่ต้องกินอะไร
Alexis Weinnig นักชีววิทยาใต้ท้องทะเลลึกและนักพันธุศาสตร์แห่ง Leetown Research Laboratory ในเวสต์เวอร์จิเนียซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษานี้ กล่าวว่าเธอชอบที่ Yuan และทีมของเขาพยายามทำความเข้าใจไอโซพอดใต้ท้องทะเลลึกผ่านยีนของพวกมัน ไอโซพอดที่อาศัยอยู่ในทะเลลึกหายากและยากต่อการศึกษาในภาคสนาม “ฉันคิดว่าการทำความเข้าใจเกี่ยวกับพันธุศาสตร์พื้นฐานจะเป็นส่วนสำคัญในการทำความเข้าใจถึงสาเหตุที่แท้จริงของความใหญ่โต” เธอกล่าว
Weinnig หวังว่าการค้นพบนี้จะย้ำเตือนผู้คนว่านอกจากศักยภาพของพวกเขาในการช่วยให้เข้าใจความไม่แน่ใจทางวิทยาศาสตร์แล้ว สายพันธุ์ใต้ท้องทะเลลึกก็สมควรได้รับความสนใจ
Weinnig กล่าวว่า “เราหลงลืมไปว่าสัตว์เหล่านี้อาศัยอยู่บนโลกของเราได้อย่างไม่น่าเชื่อ “พวกมันต้องมีไหวพริบรอบด้าน … ด้วยการสืบพันธุ์ ด้วยกระบวนการเมแทบอลิซึม ต้องใช้ทุกอย่างไม่ให้เหลือเศษ”
