นักวิทยาศาสตร์ค้นพบความลับทางวิวัฒนาการเบื้องหลังวัฏจักรชีวิตสัตว์ต่างๆ

ถึงกระนั้น ความเข้าใจที่นักวิจัยมีว่าทำไมตัวอ่อนถึงมีอยู่และต้นกำเนิดของพวกมันยังมีจำกัด ที่สำคัญกว่านั้น การศึกษาเปรียบเทียบขนาดใหญ่ที่แก้ไขปัญหานี้ไม่เคยใช้เทคนิคสมัยใหม่ตามการจัดลำดับข้อมูลทางพันธุกรรมของสัตว์ หรือจีโนม และการค้นหาวิธีที่สิ่งมีชีวิตใช้ข้อมูลนี้ในขณะที่เติบโต จนถึงตอนนี้. ในการศึกษาที่นำโดยทีมงานที่ Queen Mary University of London (QMUL) ซึ่งตีพิมพ์ในวารสารNatureนักวิจัยได้ค้นพบเป็นครั้งแรกถึงกลไกที่น่าจะอธิบายได้ว่าตัวอ่อนก่อตัวเป็นตัวอ่อนหรือตัวเต็มวัยขนาดจิ๋วได้อย่างไร ในบทความของพวกเขา พวกเขาพิสูจน์ว่าช่วงเวลาของการกระตุ้นยีนที่จำเป็นที่เกี่ยวข้องกับการกำเนิดเอ็มบริโอ - การเปลี่ยนแปลงของไข่ที่ปฏิสนธิเป็นสิ่งมีชีวิต - สัมพันธ์กับการมีหรือไม่มีระยะตัวอ่อนและการที่ตัวอ่อนกินอาหารจากสภาพแวดล้อมหรือ อาศัยอาหารที่แม่ฝากไว้ในไข่ Francisco M. Martín-Zamora ผู้สมัครระดับปริญญาเอกของ QMUL และผู้เขียนร่วมคนแรกของการศึกษากล่าวว่า "เป็นเรื่องน่าประทับใจที่เห็นว่าวิวัฒนาการกำหนดวิธีการที่ตัวอ่อนของ สัตว์ "บอกเวลา" เพื่อกระตุ้นกลุ่มยีนที่สำคัญก่อนหรือหลังในการพัฒนา สมมติว่าระยะตัวอ่อนไม่จำเป็นต่อการอยู่รอดของคุณอีกต่อไป ในกรณีนี้ อาจเป็นประโยชน์ทางวิวัฒนาการ เช่น กระตุ้นให้ยีนสร้างลำตัวเร็วขึ้นและพัฒนาเป็นตัวเต็มวัยแทน" การศึกษาครั้งใหม่นี้ใช้วิธีการที่ทันสมัยในการถอดรหัสข้อมูลทางพันธุกรรม กิจกรรม และการควบคุมของหนอนทะเลที่ไม่มีกระดูกสันหลังสามชนิดที่เรียกว่า annelids พวกเขารวมข้อมูลเหล่านี้เข้ากับชุดข้อมูลสาธารณะจากสปีชีส์อื่น ๆ ในการศึกษาขนาดใหญ่ที่เกี่ยวข้องกับชุดข้อมูลมากกว่า 600 ชุดจากมากกว่า 60 สปีชีส์ที่แยกจากกันด้วยวิวัฒนาการมากกว่า 500 ล้านปี ดร. เฟอร์ดินานด์ มาร์เลตาซ ผู้ทำงานร่วมกันหลักของการศึกษาจากมหาวิทยาลัยคอลเลจลอนดอนกล่าวว่า "การรวมชุดข้อมูลการทดลองที่สร้างขึ้นในห้องทดลองและการวิเคราะห์ทางคอมพิวเตอร์อย่างเป็นระบบเท่านั้นที่จะทำให้เราไขปริศนาทางชีววิทยาที่ยังไม่ถูกค้นพบใหม่นี้ได้" "ในขณะที่เทคนิคต่างๆ มีมาหลายปีแล้ว แต่ไม่มีทีมใดใช้เพื่อจุดประสงค์นี้ ชุดข้อมูลที่เราสร้างขึ้นและระเบียบวิธีที่เราพัฒนาขึ้นจะเป็นทรัพยากรที่ทรงพลังอย่างมากสำหรับนักวิจัยคนอื่นๆ" ดร.เหยียน เหลียง นักวิจัยหลังปริญญาเอกจาก QMUL กล่าว และผู้เขียนร่วมคนแรกของงาน ดร. Chema Martín-Durán ผู้เขียนอาวุโสในงานวิจัยนี้กล่าวว่า "ชีววิทยาพัฒนาการส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่หนู แมลงวัน และสายพันธุ์อื่น ๆ ที่เรารู้จักกันดีว่าเป็นสิ่งมีชีวิตต้นแบบ การศึกษาของเราแสดงให้เห็นว่าชีววิทยาที่น่าสนใจของสิ่งมีชีวิตที่มักถูกมองข้าม แบบจำลองสปีชีส์มีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจว่าการพัฒนาสัตว์ทำงานอย่างไรและวิวัฒนาการของมันอย่างไร" ยีนที่เกี่ยวข้องกับการสร้างลำต้น - ส่วนของร่างกายที่ต่อจากหัวและยาวไปจนถึงหาง - มีความสำคัญยิ่ง บางชนิดจะก่อตัวเป็นตัวอ่อนโดยแทบไม่มีลำตัว ซึ่งเรียกว่า "ตัวอ่อนของหัว" และอาจมีอยู่ย้อนกลับไปไกลถึงบรรพบุรุษของสัตว์ทุกชนิดที่มีหัวและหาง การพัฒนาโดยตรงและการสร้างตัวเต็มวัยขนาดเล็กโดยตรงจากการกำเนิดตัวอ่อนจะได้รับการพัฒนาในภายหลังในกลุ่มสัตว์หลายกลุ่ม เช่น เราและสัตว์มีกระดูกสันหลังส่วนใหญ่ เนื่องจากยีนที่สร้างลำต้นได้รับการกระตุ้นก่อนหน้านี้ในการกำเนิดตัวอ่อน และลักษณะของตัวอ่อนจะสูญหายไปอย่างต่อเนื่อง ดร. Andreas Hejnol ศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัย , เยอรมนี และผู้ร่วมทีม แม้ว่าจะนำโดยนักวิจัยของ QMUL แต่ผลงานในปัจจุบันเป็นความร่วมมือแบบสหสาขาวิชาชีพของนักวิจัยมากกว่าหนึ่งโหล โดยมีผู้ทำงานร่วมกันจาก University College London, Imperial College London และ National Museum Wales ในสหราชอาณาจักร สถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีโอกินาวาในญี่ปุ่น; Friedrich-Sciller-University Jena ในเยอรมนี; และมหาวิทยาลัยเบอร์เกนในนอร์เวย์