หนึ่งในปริศนาที่ยิ่งใหญ่ทางวิทยาศาสตร์ได้รับการวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวในพืชและสัตว์ที่หลากหลายอย่างไม่น่าเชื่อที่เราเห็นในปัจจุบัน โลกสร้างการเปลี่ยนแปลงจากก้อนหินที่ไม่มีชีวิตในตอนแรกไปสู่สิ่งมีชีวิตหนึ่งเดียวโดยสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวไปสู่โลกที่เต็มไปด้วยชีวิตที่ซับซ้อนมากขึ้นได้อย่างไร
ตามที่นักวิทยาศาสตร์เข้าใจแล้วสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวเริ่มแรกพัฒนาเป็นรูปแบบที่ซับซ้อนมากขึ้นกว่า 500 ล้านปีที่แล้วเมื่อพวกเขาเริ่มก่อตัวเป็นกระจุกดาวหลายเซลล์ สิ่งที่ไม่เข้าใจเป็นเพียงแค่กระบวนการที่เกิดขึ้น แต่ตอนนี้นักชีววิทยาเป็นอีกขั้นหนึ่งที่จะไขปริศนานี้ได้โดยการทำซ้ำขั้นตอนสำคัญนี้โดยใช้ส่วนประกอบทั่วไปในการทำขนมปังและเบียร์ - ยีสต์ธรรมดาของ Brewer (Saccharomyces cerevisiae) ในขณะที่ช่วยไขปริศนาวิวัฒนาการที่นี่บนโลกมันยังมีส่วนขยายที่มีคำถามของวิวัฒนาการทางชีววิทยาบนดาวเคราะห์หรือดวงจันทร์อื่น ๆ เช่นกัน
ผลลัพธ์ถูกเผยแพร่ในฉบับสัปดาห์ที่แล้วของ วารสารวิชาการของ National Academy of Sciences (PNAS)
ยีสต์เป็นราในรูปแบบกล้องจุลทรรศน์ พวกมันเป็นเซลล์เดียว แต่สามารถกลายเป็นเซลล์หลายเซลล์ผ่านการก่อตัวของเซลล์ที่เชื่อมต่อกันเหมือนในแม่พิมพ์ การทดลองมีพื้นฐานมาจากข้อเท็จจริงนี้และเรียบง่ายอย่างน่าประหลาดใจพวกเขาไม่เคยทำมาก่อนตาม Will Ratcliff นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยมินนิโซตา (UMN) และผู้ร่วมเขียนบทความ “ ฉันไม่คิดว่าจะมีใครเคยลองใช้มาก่อน” เขากล่าวและเสริมว่า:“ มีนักวิทยาศาสตร์หลายคนที่ทำวิวัฒนาการเชิงทดลองไม่ได้และพวกเขาพยายามตอบคำถามเกี่ยวกับวิวัฒนาการไม่ใช่สร้างขึ้นใหม่”
Sam Scheiner ผู้อำนวยการโครงการด้านชีววิทยาสิ่งแวดล้อมของ NSF กล่าวเสริมว่า“ เพื่อให้เข้าใจว่าเหตุใดโลกจึงเต็มไปด้วยพืชและสัตว์รวมถึงมนุษย์เราจำเป็นต้องรู้ว่าสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวทำให้เกิดการเปลี่ยนเป็นกลุ่มอย่างไร สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ การศึกษาครั้งนี้เป็นครั้งแรกที่สังเกตได้ว่าการเปลี่ยนแปลงนั้นเป็นการทดลองที่เกิดขึ้นเมื่อหลายร้อยล้านปีก่อน”
มีการคิดว่าการก้าวไปสู่ความซับซ้อนหลายเซลล์นั้นเป็นเรื่องยากสิ่งกีดขวางการวิวัฒนาการที่ยากที่จะเอาชนะได้ อย่างไรก็ตามการวิจัยใหม่แสดงให้เห็นว่ามันอาจจะไม่ยากขนาดนั้น
การทดลองครั้งแรกใช้เวลาเพียง 60 วันในการสร้างผลลัพธ์ ยีสต์ถูกเพิ่มเข้าไปในวัฒนธรรมที่อุดมด้วยสารอาหารเป็นครั้งแรกจากนั้นเซลล์ได้รับอนุญาตให้เติบโตได้หนึ่งวัน พวกเขาถูกแบ่งเป็นชั้น ๆ โดยน้ำหนักโดยใช้เครื่องปั่นแยก กลุ่มของเซลล์ยีสต์ลงสู่ด้านล่างของหลอดทดลอง กระบวนการซ้ำแล้วซ้ำอีกนำกลุ่มเซลล์และเพิ่มพวกเขาไปยังวัฒนธรรมที่สดใหม่ หลังจากหกสิบรอบนี้กลุ่มเซลล์เริ่มดูเหมือนเกล็ดหิมะซึ่งประกอบด้วยเซลล์หลายร้อยเซลล์
การค้นพบที่สำคัญที่สุดคือเซลล์ไม่ได้เป็นเพียงการรวมกลุ่มและติดกันแบบสุ่ม กลุ่มประกอบด้วยเซลล์ที่มีความสัมพันธ์ทางพันธุกรรมซึ่งกันและกันและยังคงติดอยู่หลังจากการแบ่งเซลล์ เมื่อกลุ่มมาถึง“ มวลวิกฤต” เซลล์บางเซลล์ตายกระบวนการที่เรียกว่า apoptosis ซึ่งทำให้ลูกแยกออกจากกัน
สิ่งนี้กล่าวอย่างง่ายๆว่าเป็นกระบวนการต่อชีวิตที่มีหลายเซลล์ ตามที่อธิบายโดย Ratcliff“ คลัสเตอร์เพียงอย่างเดียวไม่ได้เป็นหลายเซลล์ แต่เมื่อเซลล์ในคลัสเตอร์ร่วมมือกันทำการเสียสละเพื่อประโยชน์ส่วนรวมและปรับตัวให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงนั่นคือการเปลี่ยนผ่านการวิวัฒนาการไปสู่หลายเซลลูล่าร์”
ดังนั้นในครั้งต่อไปที่คุณกำลังอบขนมปังหรือต้มเบียร์ของคุณเองให้พิจารณาข้อเท็จจริงที่ว่าเซลล์ยีสต์ตัวเล็ก ๆ เหล่านี้มีความสำคัญมากกว่าบทบาทที่เป็นประโยชน์ในครัวของคุณ - พวกเขายังช่วยไขปริศนาที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในชีวิต เริ่มต้นทั้งที่นี่และที่อื่น ๆ
