ยีนกระโดดอาจมีส่วนให้มดแตกแขนงเป็นหลายพันชนิดได้อย่างไร?

* รูปภาพใช้เพื่อประกอบเนื้อหาเท่านั้น อาจไม่ใช่ภาพเหตุการณ์จริงหรือภาพจริงจากเรื่องในบทความ

งานวิเคราะห์จีโนมมด 163 ชนิดพบว่า การเพิ่มจำนวนของ DNA กลุ่มหนึ่งเกิดก่อนช่วงที่มดบางสายแตกแขนงหลากหลายขึ้น นักวิจัยเรียกชิ้นส่วนนี้ว่า transposable elements หรือ “ยีนกระโดด” และเสนอว่าอาจเพิ่มวัตถุดิบทางพันธุกรรมให้มดบางกลุ่มวิวัฒนาการต่อได้ แต่ผลการศึกษาแสดงความสัมพันธ์ตามช่วงเวลา ยังไม่ยืนยันว่ายีนกระโดดเป็นสาเหตุเดียวที่ทำให้มดมีหลายพันชนิด

คำว่า “ยีนกระโดด” เป็นชื่อเรียกที่เข้าใจง่าย แต่ไม่ได้หมายความว่าชิ้นส่วนเหล่านี้ล้วนเป็นยีนที่สร้างโปรตีนโดยตรง บางส่วนคัดลอกตัวเองหรือแทรกในตำแหน่งใหม่ของจีโนมได้ การเคลื่อนย้ายเช่นนี้อาจเพิ่มความแปรผันหรือเปลี่ยนการทำงานของบริเวณใกล้เคียง ในงานนี้ชิ้นส่วนดังกล่าวมีสัดส่วนเฉลี่ย 28% ของจีโนมมดที่ศึกษา แต่แต่ละชนิดอยู่ระหว่าง 8% ถึง 53%

ทีมวิจัยเทียบจีโนมของมดที่ยังมีชีวิต 163 ชนิด จาก 12 ใน 16 กลุ่มย่อยที่รู้จัก แล้วประเมินย้อนหลังราว 100 ล้านปี อายุของชิ้นส่วน DNA ไม่ได้มาจากซากมดโบราณ นักวิจัยคำนวณจากความต่างระหว่างสำเนาที่พบในจีโนมปัจจุบันกับลำดับตัวแทน พร้อมใช้ค่าการกลายพันธุ์ของแต่ละกลุ่มมดช่วยประเมินช่วงเวลา

ผลคำนวณพบการเพิ่มของ transposable elements เด่นในช่วง 45 ถึง 75 ล้านปีก่อน ซึ่งคร่อมรอยต่อระหว่างยุคครีเทเชียสกับพาลีโอจีนเมื่อราว 66 ล้านปีก่อน ส่วนการแตกแขนงของมดหลายกลุ่มเกิดตามมาในช่วงประมาณ 35 ถึง 66 ล้านปีก่อน นักวิจัยยังพบว่ากลุ่มมดที่มีชิ้นส่วนเหล่านี้มากกว่ามักมีจำนวนสกุลและชนิดที่รู้จักมากกว่า ความสัมพันธ์นี้สนับสนุนคำอธิบายเรื่องการเปลี่ยนแปลงของจีโนม แต่ไม่ได้บอกว่าช่วงเวลาใดช่วงหนึ่งเป็นสาเหตุโดยตรง

ปริมาณ transposable elements ยังสัมพันธ์กับการขยายกลุ่มยีนรับกลิ่นและรับรส มดใช้สารเคมีช่วยรับรู้สภาพแวดล้อมและสื่อสารกัน งานนี้จึงเชื่อมข้อมูลระดับ DNA เข้ากับระบบที่อาจเกี่ยวข้องกับชีวิตในสังคมของมด อย่างไรก็ตาม นักวิจัยพบความสัมพันธ์กับยีนบางกลุ่มเท่านั้น ไม่ใช่ทุกกลุ่มยีนในจีโนม

ผู้วิจัยเสนอว่าชิ้นส่วนเหล่านี้อาจเพิ่มความแปรผันที่การคัดเลือกตามธรรมชาตินำไปใช้ต่อได้ ขณะเดียวกัน การเปลี่ยนแปลงทางนิเวศหลังการสูญพันธุ์ใหญ่ก็อาจเปิดพื้นที่ให้สายพันธุ์ใหม่ดำรงชีวิต ความเป็นไปได้ทั้งสองอย่างอาจเกี่ยวข้องกัน งานเปรียบเทียบจีโนมย้อนหลังจึงยังบอกไม่ได้ว่าชิ้นส่วน DNA เป็นตัวผลักการแตกแขนง หรือเพียงเกิดควบคู่กับเหตุการณ์อื่น

งานนี้ครอบคลุมมดเพียง 12 จาก 16 กลุ่มย่อย และวิเคราะห์เฉพาะสายพันธุ์ที่ยังมีชีวิต ผู้เขียนระบุว่าการสร้างประวัติวิวัฒนาการจากจีโนมมีข้อจำกัดด้านคุณภาพข้อมูลและแบบจำลอง ที่สำคัญ การเปรียบเทียบจีโนมย้อนหลังยังพิสูจน์เหตุและผลโดยตรงไม่ได้ การศึกษานี้จึงเสนอว่ายีนกระโดดอาจเป็นส่วนหนึ่งของวิวัฒนาการมด ไม่ได้ชี้ว่าเป็นคำตอบเดียวของความหลากหลายทั้งหมด

ภาพประกอบเป็นภาพจำลองเพื่ออธิบายแนวคิดเรื่อง DNA ในมด ไม่ใช่ภาพจากการทดลองหรือภาพข้อมูลจีโนมจริง

ขอบคุณภาพประกอบจาก https://graphic.in.th