ยีนงูหลามและงูเห่าพัฒนาอย่างรวดเร็วเพื่อเปิดใช้งานกลยุทธ์การล่าสัตว์
ยีนของงูอยู่ในอุปกรณ์ที่มีวิวัฒนาการสูง เว็บสล็อตจีโนมที่สมบูรณ์ของงูหลามพม่าและงูจงอางเผยให้เห็นว่ายีนของงูจำนวนมากมีการเปลี่ยนแปลงเร็วกว่ายีนของสัตว์มีกระดูกสันหลังอื่น ๆ นักวิจัยรายงานเมื่อวันที่ 2 ธันวาคมในการศึกษาสองครั้งในการ ดำเนินการ ของNational Academy of Sciences
จีโนมทั้งสองเป็นชุดยีนงูที่สมบูรณ์ชุดแรกที่เคยประกอบเข้าด้วยกัน
งูได้พัฒนากลยุทธ์การเอาชีวิตรอดแบบสุดขั้ว David Pollock ผู้เขียนร่วมของการศึกษาทั้งสองที่เป็นนักชีววิทยาด้านวิวัฒนาการและนักพันธุศาสตร์จากมหาวิทยาลัยโคโลราโดสคูลออฟแพทยศาสตร์ในออโรรากล่าว
งูเหลือมพม่า ( Python molurus bivittatus ) เป็นสัตว์นักล่าที่ซุ่มโจมตีซึ่งไม่ค่อยพบอาหาร เมื่อพวกเขาทำพวกเขาจะกิน งูเหลือมตัวเต็มวัยสามารถกลืนหมูที่โตเต็มวัยได้ ภายในสี่วันหลังจากกินอาหารดังกล่าว อวัยวะของงูจะขยายออกอย่างน้อย 35 เปอร์เซ็นต์ โดยบางส่วนมีขนาดเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า
“การเปลี่ยนแปลงในกิจกรรมการเผาผลาญมีมากกว่าม้าแข่งที่หยุดนิ่งไปเป็นการวิ่งแข่งระยะทางสี่ไมล์” พอลล็อคกล่าว หลังจากที่ย่อยอาหารแล้ว อวัยวะต่างๆ จะหดตัวกลับเป็นขนาดภายในไม่กี่วัน พอลลอคและเพื่อนร่วมงานของเขาพิจารณาแล้วว่าเมแทบอลิซึมสุดขั้วนี้ประสานกันโดยยีนนับร้อย
ในทางตรงกันข้าม งูจงอางพึ่งพาพิษเพื่อกำจัดเหยื่อ จิมมี่ แมคไกวร์ นักชีววิทยาด้านวิวัฒนาการจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ กล่าวว่าพวกมันเป็นหนึ่งในงูมีพิษที่อันตรายที่สุด “สิ่งหนึ่งที่แทบจะอดใจไม่ได้หากถูกงูจงอางที่โตเต็มวัยกัดในที่ที่ไม่มีแอนตีวีนินในทันที” การศึกษาว่าพิษงูพัฒนาขึ้นอย่างไรอาจนำไปสู่การรักษาที่ดีขึ้นได้ เขากล่าว
งูจงอางOphiophagus hannahเป็นเหยื่อของงูตัวอื่นและเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการศึกษาวิวัฒนาการของพิษเพราะมันต้องพัฒนาสารพิษใหม่เพื่อกำจัดเหยื่อในขณะที่เหยื่อพัฒนาการป้องกันสารพิษเก่า
Michael Richardson นักชีววิทยาด้านวิวัฒนาการที่ Leiden University ในเนเธอร์แลนด์และเพื่อนร่วมงานของเขาค้นพบว่าต่อมพิษของงูเห่าผลิต RNA ขนาดเล็กที่เรียกว่าmiR-375ซึ่งในสัตว์อื่น ๆ จะพบในตับอ่อนและต่อมใต้สมอง MicroRNAs ช่วยควบคุมสถานที่และเวลาที่สร้างโปรตีน การค้นพบ microRNA ในต่อมพิษอาจทำให้ทฤษฎีที่ไม่เอื้ออำนวยที่ต่อมพิษวิวัฒนาการมาจากตับอ่อน แม้ว่าริชาร์ดสันเตือนว่าผลลัพธ์ไม่ได้พิสูจน์ความเชื่อมโยงทางวิวัฒนาการ เขาคิดว่าอวัยวะต่างๆ เช่น ตับอ่อนและต่อมพิษต่างก็ผลิตmiR-375เพราะพวกเขาต้องการการหลั่งโปรตีน
สำหรับส่วนประกอบของพิษ
นักวิจัยพบว่างูจงอางผลิตสารพิษ 20 ชนิด โปรตีนหลายชนิดถูกผลิตขึ้นที่อื่นในร่างกาย ทีมงานพบว่ายีนพิษจำนวนมากเริ่มต้นจากการทำซ้ำของ “ยีนการดูแลทำความสะอาดปกติที่เก่าแก่และไร้เดียงสา” Richardson กล่าว ในระหว่างการวิวัฒนาการของงูเห่า ยีนเหล่านั้นในต่อมพิษจะเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วและมีคุณสมบัติใหม่ที่อันตรายถึงชีวิต
การเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของโปรตีนที่ไม่เป็นพิษเป็นพิษทำให้สก็อตต์ เอ็ดเวิร์ดส์ นักชีววิทยาด้านวิวัฒนาการที่มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดประหลาดใจ “โปรตีนมีแนวโน้มที่จะพัฒนาอย่างอนุรักษ์นิยม” เขากล่าว การเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วอาจสะท้อนถึงแรงกดดันด้านวิวัฒนาการที่รุนแรงเพื่อให้ทันและแทนที่การป้องกันของเหยื่อ
นักวิจัยยังพบคำอธิบายทางพันธุกรรมสำหรับร่างกายที่ไม่มีขาของงู นั่นคือยีนที่หายไป งูมียีน Hoxเกือบครบชุดซึ่งแสดงแผนผังร่างกายของสัตว์หลายชนิด แม้ว่างูจะมียีนที่จำเป็นในการสร้างขาเกือบทั้งหมด แต่ก็ไม่มียีนที่เรียกว่าHoxd12ซึ่งก่อนหน้านี้นักวิทยาศาสตร์พบว่ามีความสำคัญต่อการพัฒนาแขนขาในสัตว์สี่ขา ยีนอาจหายไปในบรรพบุรุษงูยุคแรก
การปฏิบัติจริงและอื่น ๆการสร้างประวัติศาสตร์วิวัฒนาการขึ้นใหม่ทั้งหมดอาจมีผลในทางปฏิบัติ ในช่วงต้นอาชีพของ Keeling เขาตรวจสอบการค้นพบที่แปลกประหลาดว่าปรสิตมาลาเรียมีเศษออร์แกเนลล์ที่ครั้งหนึ่งเคยมีคลอโรฟิลล์ “ทำไมมาลาเรียถึงมีคลอโรพลาสต์? พวกเขาอาศัยอยู่ในความมืด” คีลิงกล่าว นักวิจัย Iain Wilson ซึ่งเดิมเสนอแนวคิดนี้ถูกไล่ออกเป็นเวลานานเนื่องจากผิดอย่างน่าขัน แต่หลักฐานก็เพิ่มขึ้น และในปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์ก็เห็นพ้องต้องกันว่า สิ่งเล็กน้อยในปรสิตที่หลงเหลือจากการสังเคราะห์แสงในอดีตยังคงมีหน้าที่บางอย่างในความมืด การค้นพบดังกล่าวช่วยอธิบายประสิทธิภาพของการรักษามาลาเรียที่ลึกลับในอดีต: ยาโจมตีคลอโรพลาสต์
ต้นไม้แห่งชีวิตที่เหมือนจริงยังสามารถเปลี่ยนแปลงวิธีที่นักวิจัยมองคำถามเชิงทฤษฎีมากขึ้น เช่น ว่าในโลกนี้มีกระบวนการที่สิ้นเปลืองและไร้เหตุผลตามที่คาดคะเนอย่างไรเมื่อมีวิวัฒนาการทางเพศ พันธมิตรเพียงหนึ่งในสองคนเท่านั้นที่สามารถแบกรับความเยาว์วัย โดยลดผลิตภาพลงครึ่งหนึ่งตั้งแต่เริ่มต้น หรือจะเป็นหัวข้อวิจัยและการอภิปรายที่มีมายาวนาน ( SN: 2/14/09, p. 16 )เว็บสล็อต
