หลักฐานใหม่ชี้ "ปลาปากกลมทั้งสองชนิดควรได้อยู่กลุ่มเดียวกัน"

By: terminus
Writer
on Mon, 30/09/2013 - 21:48

hagfish และ lamprey คือสมาชิกของ Phylum Chordata (ไฟลัมของสัตว์มีกระดูกสันหลัง) ที่อยู่ในกลุ่มที่เรียกว่า Cyclostomata เนื่องจากปากของพวกมันเป็นช่องกลมๆ เพราะไม่มีขากรรไกร (ภาษากรีก* cyclo แปลว่า "กลม"; stoma แปลว่า "ปาก") หลักฐานฟอสซิลระบุว่าสัตว์มีกระดูกสันหลังที่มีขากรรไกร (Gnathostomata) เพิ่งจะเริ่มวิวัฒนาการเมื่อราว 500 ล้านปีที่แล้วนี้เอง ดังนั้นนักชีววิทยาจึงจัดให้ "ปลาปากกลม" ทั้งสองตัวเป็นสัตว์มีกระดูกสันหลังที่มีลักษณะ primitive (หมายถึงลักษณะที่ใกล้เคียงกับบรรพบุรุษของกลุ่ม)


hagfish อยู่ใน Class Myxini (ไฟล์ภาพจาก Wikimedia Commons)


lamprey อยู่ใน Class Hyperoartia (ไฟล์ภาพจาก Wikimedia Commons)

อย่างไรก็ตาม แม้จะไม่มีขากรรไกรเหมือนกันและรูปร่างตัวยาวๆ เหมือนกัน แต่นักชีววิทยาก็ทำใจจัด hagfish กับ lamprey ไว้ในขั้นทางอนุกรมวิธานเดียวกันไม่ได้ เพราะ hagfish มีจุดแตกต่างที่ไม่เหมือนกับ lamprey และสัตว์มีกระดูกสันหลังอื่นๆ ได้แก่ 1. hagfish ไม่มีกระดูกสันหลัง และ 2. พัฒนาการของต่อมไร้ท่อที่ชื่อว่า adenohypophysis ที่พัฒนามาจากเนื้อเยื่อ endoderm (ต่อม adenohypophysis ที่เรียกอีกชื่อว่า anterior pituitary ใน lamprey และสัตว์มีกระดูกสันหลังอื่นๆ พัฒนามาจากเนื้อเยื่อ ectoderm ของเอมบริโอ) เป็นต้น ในทางอนุกรมวิธาน สัตว์ในกลุ่มเดียวกันหรือวิวัฒนาการมาในสายเดียวกันไม่น่าจะมีจุดแตกต่างทางพัฒนาการในระดับนี้ (endoderm หมายถึงเนื้อเยื่อชั้นในสุดของเอมบริโอ ส่วน ectoderm คือชั้นนอกสุด นอกจากสองชั้นนี้ก็ยังมีชั้นตรงกลางอีกชั้นเรียกว่า mesoderm)

(ถึงตรงนี้ หลายคนอาจจะงงว่า "เอ๊ะ ทำไมย่อหน้าแรกบอกว่าอยู่ในกลุ่มเดียวกัน?" กลุ่ม Cyclostomata ไม่ได้มีฐานะทางอนุกรมวิธานอย่างเป็น*ทางการ*เท่าไรนัก -- อนุกรมวิธานไม่ได้มีแค่ ไฟลัม, คลาส, แฟมิลี่ ฯลฯ อย่างที่อยู่ในหนังสือชีววิทยาระดับ ม. ปลาย หรือ ปวช. มันมีกลุ่มแบบไม่ทางการด้วย บางครั้งก็จัดตามใจชอบ บางครั้งก็จัดเพราะหาที่ลงไม่ได้ หรืออีกหลายร้อยแปดเหตุผล)

ทีมนักวิจัยชาวญี่ปุ่นที่นำโดย Shigeru Kuratani จาก RIKEN Center for Developmental Biology ตั้งข้อสงสัยในที่มาของความรู้เกี่ยวกับพัฒนาการของ hagfish พวกเขาไม่เชื่อว่าต่อม adenohypophysis ของ hagfish พัฒนามาจาก endoderm อย่างที่นักชีววิทยาส่วนใหญ่เชื่อกัน เนื่องจากงานวิจัยตั้งเดิมทำกับชิ้นเนื้อเยื่อที่เก็บรักษาอย่างไม่ดีและมีการบิดเบี้ยวไปมาก ไข่และตัวอ่อนของ hagfish ตัวเป็นๆ ก็หาได้ยาก เลยไม่มีใครมีหลักฐานจริงๆ ที่ยืนยันได้ว่าต่อม adenohypophysis ของ hagfish มาจาก endoderm

ทีมวิจัยของ Shigeru Kuratani จึงขอความร่วมมือจากชาวประมงญี่ปุ่นให้ช่วยเก็บตัวอย่าง hagfish จนได้ปริมาณตัวอย่างชิ้นเนื้อมากพอที่จะมาทำการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อในห้องปฏิบัติการได้ รวมถึงตัวอย่างไข่ของ hagfish ด้วย

ผลจากการวิเคราะห์เนื้อเยื่อและลำดับพัฒนาการอย่างละเอียดพบว่า hagfish มีพัฒนาการที่พิเศษแตกต่างออกไปจากสัตว์มีกระดูกสันหลังอื่นๆ โดยเฉพาะในระยะ neurula อันเป็นระยะที่ชั้น endoderm กับ ectoderm ตรงบริเวณส่วนที่จะกลายเป็นปากของสัตว์ได้สร้างเยื่อกั้นระหว่างชั้นที่เรียกว่า oropharyngeal membrane ซึ่งในระยะนี้ของ hagfish จะมีการสร้างเยื่อกั้นอีกชั้นขึ้นมาซ้อนเรียกว่า "secondary oropharyngeal membrane"

Shigeru Kuratani เห็นว่า secondary oropharyngeal membrane อันเป็นเอกลักษณ์ของ hagfish นี่แหละที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์รุ่นก่อนเกิดความสับสน เพราะพวกเขาไม่รู้ว่า hagfish มีเยื่อชั้นนี้เพิ่มมาอีกชั้น ทำให้ขีดเส้นแบ่งระหว่างชั้น endoderm กับ ectoderm ผิดพลาดไป ความจริงแล้วต่อม adenohypophysis ของ hagfish ก็พัฒนาขึ้นมาจาก ectoderm เหมือน lamprey และสัตว์มีกระดูกสันหลังอื่นๆ ดังนั้นม่านกำแพงความแตกต่างทางด้านพัฒนาการของ hagfish กับ lamprey จึงทลายลง ณ บัดนี้...เอวัง

นอกจากจะไม่แตกต่างกันในเรื่องชั้นเนื้อเยื่อแล้ว พัฒนาการ hagfish กับ lamprey ยังมีจุดร่วมที่ไม่พบในสัตว์มีกระดูกสันหลังอื่นอีกด้วย ทีมวิจัยพบกว่ารูจมูกและต่อม adenohypophysis ของปลาปากกลมทั้งสองพัฒนามาจากเนื้อเยื่อก้อนเดียวกันทั้งก้อน ทำให้ต่อม adenohypophysis ของปลาปากกลมตัวเต็มวัยอยู่ชิดกับรูจมูกที่มีเพียงอันเดียวของพวกมัน แต่รูจมูกในสัตว์มีกระดูกสันหลังอื่นๆ พัฒนามาจากเนื้อเยื่อคนละก้อนกับต่อม adenohypophysis พอโตเป็นตัวเต็มวัย ต่อม adenohypophysis จึงไม่ได้อยู่ชิดกับรูจมูก

ส่วนเรื่องที่ hagfish ไม่มีกระดูกสันหลัง (hagfish เป็นสัตว์ใน Phylum Chordata ที่ยังมีชีวิตอยู่เพียงชนิดเดียวที่มีกะโหลกแต่ไม่มีกระดูกสันหลัง) Shigeru Kuratani ก็มองว่าไม่ใช่ปัญหาสร้างความแบ่งแยกอะไรเลย ในตามความคิดของเขา บรรพบุรุษร่วมของ hagfish กับ lamprey น่าจะมีกระดูกสันหลัง แต่กระดูกสันหลังของ hagfish ค่อยๆ ปรับตัวหายไปในภายหลังตามวิถีชีวิตของมันซึ่งเป็นสัตว์กินซาก ฉะนั้น hagfish จึงต้องการร่างกายที่บิดตัวโค้งงอได้อย่างอิสระเพื่อมุดเข้าไปกินเศษซากเนื้อในร่างศพ ส่วน lamprey ใช้ชีวิตแบบปรสิตภายนอกของปลาหรือสัตว์น้ำ การมีหรือไม่มีกระดูกสันหลังไม่ใช่เรื่องจำเป็นอะไรมากมายนัก

ข้อสรุปดังกล่าวของ Shigeru Kuratani สอดคล้องกับหลักฐาน DNA และหลักฐานทางชีววิทยาโมเลกุลอื่นๆ ที่แสดงให้เห็นว่า hagfish กับ lamprey เป็นสัตว์ที่มีบรรพบุรุษอยู่ในสายวิวัฒนาการเดียวกัน

งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ใน Nature doi: 10.1038/nature11794

ที่มา - PhysOrg

ป.ล. สัตว์มีกระดูกสันหลังอยู่ใน Phylum Chordata แต่ลักษณะที่นักอนุกรมวิธานแบ่งแยกให้สัตว์อยู่ในไฟลัมนี้คือการมี notochord อย่างน้อยช่วงระยะหนึ่งของชีวิต ดังนั้นสัตว์ที่ไม่มีกระดูกสันหลัง เช่น เพรียงหัวหอม (tunicate) และ amphioxus จึงได้อยู่ในไฟลัมนี้ด้วย สำหรับสัตว์มีกระดูกสันหลังส่วนใหญ่รวมถึงมนุษย์เรา notochord จะปรากฏช่วงสั้นๆ ในระยะเอมบริโอ

7 Comments

hisoft's picture

ผมก็งงเรื่องมีสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังที่อยู่ในไฟลัมของสัตว์มีกระดูกสันหลังด้วย - -" ที่แท้คือเคยมีนี่เอง

ได้รู้จัก lamprey มาอีกชนิด พวกนี้ดูเผินๆ น่ากลัวสมกับที่เป็นสายพันธุ์ที่รอดมาจนถึงปัจจุบันได้จริงๆ

The Phantom Thief

mementototem's picture

"ความจริงแล้วต่อม adenohypophysis ของ hagfish ก็พัฒนาขึ้นมาจาก endoderm เหมือน lamprey"

พัฒนามาจาก ectoderm ไม่ใช่เหรอครับ?

อ่านไปอ่านมา ผมก็ชักงง -..-

BLiNDiNG's picture

hagfish นี่ใช่ตัวเมือกข้น ที่เมือกหยดเดียวทำให้น้ำทั้งแก้วกลายเป็นก้อนวุ้นรึเปล่าครับ?

popconpor's picture

อ่านที่นี่แล้วปวดหัวเลย สงใสต้องค่อยฯอ่าน แต่มันเสียเวลา

lew's picture

ความเห็นประเภทนี้ไม่เคารพต่อคนเขียนอย่างรุนแรงนะครับ ผมแนะนำให้ปรับมารยาทการแสดงความเห็นเสียใหม่หรือไม่ก็เลิกคอมเมนต์ไป ถ้ายังเห็นแบบนี้อีกผมคงต้องแบน