‎เซ็กซี่บาคาร่า ไดอะตอมมีเซ็กส์และแอมโมเนียมเป็นเทิร์นออน‎

‎เซ็กซี่บาคาร่า ไดอะตอมมีเซ็กส์และแอมโมเนียมเป็นเทิร์นออน‎

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