ไส้เดือนกลมแช่แข็งอายุ 46,000 ปีฟื้นคืนชีพในไซบีเรีย

รัสเซีย ไส้เดือนตัวกลมโบราณสายพันธุ์หนึ่งตื่นขึ้นมาหลังจากจำศีลมานานนับหมื่นปีในโพรงกระรอกที่กลายเป็นฟอสซิลจากยุคไพลสโตซีนตอนปลาย

ไส้เดือนกลมโบราณฟื้นคืนชีพจากชั้นดินเยือกแข็งในไซบีเรีย ภาพ: Times — ไส้เดือนกลมโบราณฟื้นคืนชีพจากชั้นดินเยือกแข็งในไซบีเรีย ภาพ: *Times*

ไส้เดือนตัวจิ๋วสามารถอยู่รอดในชั้นดินเยือกแข็งของไซบีเรียได้นานถึง 46,000 ปี ซึ่งยาวนานกว่าไส้เดือนชนิดอื่นที่เคยฟื้นคืนชีพมาก่อนถึงหลายหมื่นปี ไส้เดือนชนิดใหม่ที่เพิ่งได้รับการระบุชื่อนี้ คือ Panagrolaimus kolymaensis ถูกค้นพบโดยขดตัวอยู่ในโพรงกระรอกที่กลายเป็นฟอสซิลซึ่งนำมาจากชั้นดินเยือกแข็งใกล้กับแม่น้ำ Kolyma ทางตะวันออกเฉียงเหนือของอาร์กติกในปี 2002 นักวิทยาศาสตร์ เคยฟื้นคืนชีพไส้เดือนฝอยแช่แข็งมาแล้วในปี 2018 แต่ไม่ทราบอายุและสายพันธุ์ของไส้เดือนฝอยชนิดนี้

ผลการศึกษาวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร PLOS Genetics เมื่อวันที่ 27 กรกฎาคม พยายามหาคำตอบให้กับคำถามเหล่านี้ “การเอาชีวิตรอดในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงเป็นเวลานานเป็นความท้าทายที่สิ่งมีชีวิตเพียงไม่กี่ชนิดเท่านั้นที่จะเอาชนะได้” ทีมนักวิจัยจากรัสเซียและเยอรมนีกล่าว “ในที่นี้ เราแสดงให้เห็นว่าไส้เดือนฝอยที่อาศัยอยู่ในดินอย่าง Panagrolaimus kolymaensis ได้พักตัวมาเป็นเวลา 46,000 ปีในชั้นดินเยือกแข็งของไซบีเรีย”

สิ่งมีชีวิต เช่น ไส้เดือนฝอยและทาร์ดิเกรดสามารถเข้าสู่ภาวะพักตัว ซึ่งเป็นกระบวนการเผาผลาญที่เรียกว่า "คริปโตไบโอซิส" ซึ่งเป็นปฏิกิริยาตอบสนองต่อการแข็งตัวหรือการขาดน้ำอย่างสมบูรณ์ ในทั้งสองกรณี สิ่งมีชีวิตเหล่านี้ลดการใช้ออกซิเจนและความร้อนจากการเผาผลาญลงจนไม่สามารถตรวจจับได้

ไส้เดือนฝอยสายพันธุ์ใหม่จำศีลในช่วงปลายยุคไพลสโตซีน (2.6 ล้านปีก่อนถึง 11,700 ปีก่อน) ซึ่งเป็นช่วงที่รวมถึงยุคน้ำแข็งครั้งสุดท้ายด้วย ชั้นดินเยือกแข็งทำให้สัตว์เหล่านี้ยังคงแข็งตัวและไม่ละลายตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา นี่คือช่วงเวลาจำศีลที่ยาวนานที่สุดที่มีการบันทึกไว้ของไส้เดือนฝอย ก่อนหน้านี้ ไส้เดือนฝอยแอนตาร์กติกชื่อ Plectus murrayi ที่ถูกแช่แข็งในมอส และไส้เดือนฝอย Tylenchus polyhypnus ที่แห้งเหี่ยวในหอพรรณไม้ อยู่ได้นาน 25.5 และ 39 ปีตามลำดับ

นักวิจัยวิเคราะห์ยีนของ P. kolymaensis และเปรียบเทียบกับไส้เดือนกลม Caenorhabditis elegans ซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ตัวแรกที่มีการจัดลำดับจีโนมทั้งหมด C. elegans เป็นแบบจำลองที่สมบูรณ์แบบสำหรับการเปรียบเทียบ การวิเคราะห์เผยให้เห็นยีนทั่วไปหลายตัวที่เกี่ยวข้องกับการจำศีล

เพื่อค้นหาว่าไส้เดือนฝอยสามารถอยู่รอดได้นานเพียงใด ทีมงานจึงได้นำหนอนพยาธิ P. kolymaensis และหนอนพยาธิ C. elegans กลุ่มใหม่มาทำให้แห้งในห้องทดลอง เมื่อไส้เดือนฝอยเข้าสู่ภาวะขาดน้ำ พวกเขาสังเกตเห็นน้ำตาลที่เรียกว่า trehalose พุ่งสูงขึ้น ซึ่งอาจช่วยปกป้องเยื่อหุ้มเซลล์ของไส้เดือนฝอยจากการขาดน้ำ จากนั้นจึงแช่แข็งไส้เดือนฝอยที่อุณหภูมิ -80 องศาเซลเซียส และพบว่าการทำให้แห้งช่วยให้ไส้เดือนฝอยทั้งสองสายพันธุ์มีชีวิตรอดได้ดีขึ้น ไส้เดือนฝอยที่แช่แข็งที่อุณหภูมินี้โดยไม่ได้ทำให้แห้งเสียก่อนจะตายทันที

ไส้เดือนฝอยมีกลไกโมเลกุลที่สามารถทนต่อสภาพอาร์กติกได้ และได้วิวัฒนาการจนสามารถอยู่รอดในสภาวะจำศีลมาเป็นเวลาหลายพันปี ไส้เดือนฝอยในสมัยโบราณอาจสามารถฟื้นคืนชีพได้หากมันหนีจากชั้นดินเยือกแข็งได้ การเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในสิ่งแวดล้อม เช่น ความผันผวนของอุณหภูมิและกัมมันตภาพรังสีจากธรรมชาติ สามารถปลุกไส้เดือนฝอยให้ฟื้นจากสภาวะจำศีลได้

อัน คัง (อ้างอิงจาก Live Science )

ลิงค์ที่มา