โดย มินดี้ ไวส์เบอร์เกอร์ เซ็กซี่บาคาร่า เผยแพร่เมื่อ 12 กรกฎาคม 2017ลูกศรชี้ไปที่เซลล์สเปิร์ม <i>thalassiosira pseudonana</i> และเวดจ์หมายถึงแฟลเจลล่าที่ช่วยให้เซลล์ว่ายน้ําไปยังไข่เพื่อการปฏิสนธิ (เครดิตภาพ: มหาวิทยาลัยแห่งรัฐโอเรกอน)สาหร่ายเซลล์เดียวที่เรียกว่าไดอะตอมซึ่งคิดมานานแล้วว่าจะสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศเมื่อเร็ว ๆ นี้พบว่าเป็น friskier มากกว่าที่คาดไว้นักวิจัยค้นพบว่าไดอะตอมมีส่วนร่วมในการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ และมีแนวโน้มที่จะทําเป็นพิเศษเมื่ออยู่ต่อหน้าแอมโมเนียมผสม ซึ่งเป็นของเสียที่เกิดจากสัตว์ส่วนใหญ่
ก่อนหน้านี้นักวิทยาศาสตร์ได้สังเกตวงจรชีวิตที่สมบูรณ์ในไดอะตอมสปีชีส์เพียงไม่กี่ชนิด
และแม้แต่ในไดอะตอมที่ได้รับการศึกษามาอย่างดีการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศก็ไม่เคยเห็นนักวิจัยเขียนในการศึกษาตีพิมพ์ออนไลน์เมื่อวันที่ 7 กรกฎาคมในวารสาร PLOS ONE [ภาพถ่ายเปิดเผยความหลากหลายของไดอะตอม]อย่างไรก็ตามผู้เขียนการศึกษาพบว่าพวกเขาสามารถจัดการกับไดอะตอม Thalassiosira pseudonana ในการเปลี่ยนโครงสร้างเซลล์เป็นชายหรือหญิงได้ สิ่งที่พวกเขาต้องทําคือกําจัดปัจจัยหนึ่งที่ไดอะตอมจําเป็นต้องเติบโต เช่น แสงหรือฟอสฟอรัส แล้วแนะนําแอมโมเนียม และไดอะตอมจะแยกความแตกต่างออกเป็นเซลล์ตัวผู้และตัวเมีย”การค้นพบของเราไขปริศนาสองประการที่คงอยู่ซึ่งได้รบกวนนักวิจัยไดอะตอม” Kimberly Halsey ผู้เขียนร่วมการศึกษานักจุลชีววิทยาที่มหาวิทยาลัยแห่งรัฐโอเรกอนกล่าวในแถลงการณ์”ใช่ พวกเขามีเพศสัมพันธ์ และใช่ เราสามารถทําให้พวกเขาทําได้” แฮสลีย์กล่าว
ไดอะตอมเป็น protists ซึ่งเป็นกลุ่มที่มีความหลากหลายซึ่งประกอบด้วยสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวซึ่งร่างกายมีผนังเซลล์และการตกแต่งภายในที่มีการจัดระเบียบสูงโดยมีนิวเคลียสและโครงสร้างพิเศษที่เรียกว่าออร์แกเนลล์ มีไดอะตอมประมาณ 200,000 สายพันธุ์ในโลกและสามารถพบได้ทุกที่ที่มีน้ําเหลว
An egg cell of the diatom Thalassiosira pseudonana beginning to expand through the cell wall. Chlorophyll is shown in blue and DNA in red.
เซลล์ไข่ของไดอะตอม Thalassiosira pseudonana เริ่มขยายตัวผ่านผนังเซลล์ คลอโรฟิลล์แสดงเป็นสีน้ําเงินและดีเอ็นเอเป็นสีแดง (เครดิตภาพ: มหาวิทยาลัยแห่งรัฐโอเรกอน)
แม้ว่าไดอะตอมขนาดเล็กจะมีบทบาทสําคัญหากมองไม่เห็นในวัฏจักรคาร์บอนของโลก — ไดอะตอมทางทะเลสร้างออกซิเจนผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสง — และในซิลิกาหมุนเวียน ซึ่งคิดเป็นประมาณ 25 เปอร์เซ็นต์ของเปลือกโลกและไดอะตอมใดที่รวมเข้ากับโครงสร้างในผนังเซลล์
แต่ไม่ค่อยมีใครรู้เกี่ยวกับวิธีการสร้างไดอะตอมส่วนใหญ่และสืบพันธุ์ T. pseudonana เป็นหนึ่งในสอง
สายพันธุ์ไดอะตอมที่มีลําดับจีโนมทําให้เป็นตัวเลือกที่สมบูรณ์แบบสําหรับการระบุการเปลี่ยนแปลงในระดับพันธุกรรมที่อาจเชื่อมโยงกับลักษณะทางเพศ – และการศึกษาก่อนหน้านี้ได้ระบุยีนที่จําเป็นสําหรับการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ แต่ระบุว่าพวกมันไม่ได้ใช้งานนักวิทยาศาสตร์รายงานในการศึกษาใหม่
แอมโมเนียมพิสูจน์แล้วว่าเป็นส่วนผสมที่ขาดหายไป มันจุดประกายน้ําตกของการตอบสนองทางพันธุกรรมที่ผลิตโครงสร้างไข่และสเปิร์ม แต่นั่นไม่ใช่ทั้งหมด – ยีนมากกว่า 1,200 ยีนก็เริ่มแสดงแตกต่างกันเมื่อมีแอมโมเนียมอยู่แม้ว่าผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงเหล่านั้นจะยังไม่ชัดเจน อย่างไรก็ตามการระบุแอมโมเนียมเป็นหนึ่งในปัจจัยที่ผลักดันให้ไดอะตอมทําซ้ําทางเพศจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถทําซ้ําพฤติกรรมต่อไปเพื่อศึกษาเพิ่มเติมตาม Halsey
”การระบุแอมโมเนียมเป็นตัวเหนี่ยวนําเรื่องเพศอาจเปิดประตูสู่ช่องทางใหม่ของการวิจัยเกี่ยวกับการผสมพันธุ์และการดัดแปลงพันธุกรรมเพื่อควบคุมลักษณะสําคัญ” Halsey กล่าวในแถลงการณ์”สิ่งที่เป็นที่รู้จักส่วนใหญ่เกี่ยวกับการแสดงออกของยีนใน polyploids [สิ่งมีชีวิตที่มีสําเนาจีโนมหลายชุด] มาจากพืช — พวกมันปิดจีโนมพิเศษและมีเพียงตัวเดียวที่ใช้จริงๆ — อีกอันหนึ่งเสื่อมสภาพเมื่อเวลาผ่านไป” McElroy
”สิ่งที่น่าสนใจเกี่ยวกับสปีชีส์นี้คือการผสมจีโนมเหล่านี้ไม่ได้รับการแก้ไข — พวกมันใช้สปีชีส์ใหม่และวางสปีชีส์อื่น สัตว์ตัวนี้มีจีโนมจากสามสายพันธุ์ที่แตกต่างกันซึ่งทั้งหมดทํางานและแสดงออกได้” เขากล่าว
ในขณะที่ยังไม่ชัดเจนว่ายีนเหล่านี้ควบคุมลักษณะใดและวิธีที่ซาลาแมนเดอร์เลือกว่าส่วนใดของจีโนมชายที่พวกเขาเก็บไว้และพวกมันทิ้งไปจากรุ่นสู่รุ่นสัตว์ที่น่าสนใจเหล่านี้เป็นตัวอย่างที่สําคัญของเส้นทางที่ไม่คาดคิดที่วิวัฒนาการสามารถนําไปสู่ความสําเร็จในการสืบพันธุ์ Neiman บอกกับ Live Science
”ชีววิทยานั้นแปลกกว่าที่คุณจะจินตนาการได้เสมอ”
ผลการวิจัยได้รับการตีพิมพ์ทางออนไลน์เมื่อวันที่ 1 เมษายนในวารสารจีโนมชีววิทยาและวิวัฒนาการ เซ็กซี่บาคาร่า
