ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับอีพีเจเนติกส์และการถ่ายทอดทางพันธุกรรมแสดงให้เห็นว่าสิ่งมีชีวิตบางชนิดสามารถปรับตัวให้เข้ากับโลกที่เปลี่ยนแปลงไป
หนึ่งสัปดาห์ก่อนที่ลูกชายของฉันจะบินข้ามประเทศเพื่อเริ่มต้นมหาวิทยาลัยในโนวาสโกเชีย ฉันพบว่าตัวเองกำลังพ่นคำแนะนำอย่างรวดเร็ว การหยุดที่ตู้เอทีเอ็มอย่างรวดเร็วทำให้เกิดปัญญาเกี่ยวกับการลงทุนเพื่ออนาคตและวิธีหลีกเลี่ยงหนี้บัตรเครดิต ร้านขายของชำแจ้งเตือนเกี่ยวกับการซื้อจำนวนมากและสถานะปัจจุบันของการเล่นรอบวันที่ขาย “จงอ่อนโยนกับตัวเอง ให้ติดต่อกับน้องสาวของคุณ แปรงฟัน!” ในวันหยุดยาวหนึ่งสัปดาห์ของการทำธุระและการจัดกระเป๋า ฉันได้ย่อหลักคำสอนเรื่องการเลี้ยงลูกมาเป็นเวลา 18 ปี
การกระทำของฉันดูแปลก—แม้แต่กับฉัน และฉันก็รู้สึกถูกบังคับ การเลี้ยงลูกคืออะไร ถ้าไม่ใช่แรงผลักดันที่ไม่รู้จักพอเพื่อให้ลูกหลานมีโอกาสเติบโตในอนาคตที่ไม่รู้จัก? ข้อมูลที่ส่งผ่านจากรุ่นหนึ่งไปสู่อีกรุ่นหนึ่ง ตามที่นักชีวประวัติแสดงให้เห็นอย่างไม่หยุดยั้ง อาจเป็นตัวสร้างหรือความหายนะของเรา
ฉันสงสัยว่าสายพันธุ์อื่นเตรียมลูกหลานของพวกเขาสำหรับอนาคตที่ไม่แน่นอนได้อย่างไร? แน่นอนว่าสัตว์และพืชทั้งหมดมีลักษณะเฉพาะที่วิวัฒนาการมาจากการเปลี่ยนแปลงของยีนจากรุ่นสู่รุ่น แต่ฉันต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเวลาทันที มีอะไรที่พ่อแม่ของสายพันธุ์อื่นทำเพื่อพยายามเพิ่มโอกาสให้ลูก ๆ ของพวกเขาอยู่รอดในโลกที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วนี้หรือไม่?
ในที่สุดการหาข้อมูลของฉันก็นำฉันไปสู่แหล่งที่ไม่คาดคิดที่สุด—สื่อเผยแพร่เมื่อวันที่ 1 พฤษภาคม 2018 จากศูนย์ความเป็นเลิศด้านการศึกษาแนวปะการังในออสเตรเลียของ ARC ในออสเตรเลียที่อ่านว่า: “ปลาในแนวปะการังได้รับความอดทนต่อมหาสมุทรที่ร้อนขึ้น” พร้อมคำบรรยายที่น่าสนใจ “ขอบคุณแม่และพ่อ ลูกปลาในแนวปะการังอาจปรับตัวให้เข้ากับมหาสมุทรที่ร้อนขึ้นได้”
แนวคิดนี้ดึงดูดใจมาก ฉันพบว่าตัวเองกำลังสับสนระหว่างสูตรออนไลน์สำหรับเบอร์เกอร์ quinoa ที่ฉันกำลังเตรียม และวิดีโอ YouTube ของหัวหน้านักวิจัย Philip Munday อธิบายว่าลูกปลาได้รับประโยชน์จากประสบการณ์ของพ่อแม่อย่างไร แป้นพิมพ์ของฉันเหนียวมากทุกครั้งที่ฉันต้องหยุดทำอาหารเพื่อพิมพ์โน้ตที่ฉันยอมแพ้และทรุดตัวลงบนเก้าอี้เพื่อให้ Munday ได้รับความสนใจอย่างเต็มที่ งานวิจัยที่น่าสนใจนี้กำลังเปลี่ยนสมองของฉัน เมื่อฉันฟังเขา ความคิดเกี่ยวกับสัตว์ในฐานะเหยื่อที่ช่วยเหลือตัวเองไม่ได้ซึ่งติดอยู่กับสัญชาตญาณของพวกมันในการเผชิญกับการทำลายล้างในอนาคตที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ ลูกปลาถูกหล่อหลอมจากประสบการณ์ของพ่อแม่ ปลามีความยืดหยุ่น
“สิ่งที่เราพบ” เขากล่าวเมื่อฉันโทรหาเขาสองสามวันต่อมาทาง Skype “เป็นจำนวนที่น่าประหลาดใจที่ปลาจะรับมือได้”
เขาอธิบายโดยบอกฉันเกี่ยวกับโรคโครมิสที่มีหนามแหลมคม ซึ่งเขาและทีมของเขาเลี้ยงดูในห้องทดลอง ปลาในแนวปะการังส่วนใหญ่ได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิของน้ำที่เพิ่มขึ้นเพียง 1-2 องศาเหนือค่าเฉลี่ยในฤดูร้อน การเปลี่ยนแปลงนี้อาจส่งผลต่อความสามารถในการว่ายน้ำหรืออัตราการเติบโต และเนื่องจากน้ำอุ่นมีออกซิเจนน้อยกว่า ความสามารถในการหายใจของพวกมันก็ลดลงเช่นกัน
ทว่าที่น่าสังเกตก็คือ เมื่อห้องทดลองของ Munday เลี้ยงโครมิสที่มีหนามแหลมคม แล้วจึงให้ลูกของมันอยู่ในน้ำที่อุ่นกว่าอุณหภูมิมหาสมุทรในปัจจุบัน 3 °C ลูกหลานมีความสามารถปกติอย่างสมบูรณ์แบบในการรับออกซิเจนเพียงพอ ลูกปลาปะการังปะการังสามารถจัดการกับอุณหภูมิของน้ำที่สูงขึ้นเมื่อพ่อแม่ของพวกเขาเคยสัมผัสกับสภาพเหล่านั้น
ปรากฎว่าความสามารถในการให้ลูกหลานได้รับประโยชน์จากประสบการณ์ของพ่อแม่ไม่ได้เกิดขึ้นกับปลาเท่านั้น Munday เล่าให้ฉันฟังเกี่ยวกับDaphniaซึ่งมักเรียกว่าหมัดน้ำ ซึ่งพบได้ในทะเลสาบน้ำจืด บ่อน้ำ และแอ่งน้ำ ครัสเตเชียนตัวเล็กสามารถฟักได้ทั้งหัวกลมหรือหัวแหลม หากใช้น้ำร่วมกับสัตว์กินเนื้อ เช่น ปลาหรือสัตว์กินเนื้อหรือแมลงอื่นๆ หนามแหลมและหนามจะช่วยลดโอกาสที่จะถูกกินได้ สำหรับหมัดน้ำเด็กหลายสายพันธุ์ ไม่ว่ามันจะปลูกหมวกป้องกันหรือไม่ก็ตาม ขึ้นอยู่กับประสบการณ์ของแม่ของมัน “ถ้าแม่Daphniaได้รับสารเคมีจากนักล่าโดยเฉพาะในขณะที่เธอตั้งครรภ์” Munday อธิบาย “จากนั้นเธอก็ให้กำเนิดลูกหลานที่มีหัวแหลมมากขึ้น”
ความอ่อนนุ่มที่น่าอัศจรรย์ดังกล่าวมีอยู่ในสายพันธุ์อื่นเช่นกัน “หากเพลี้ยอ่อนอยู่ในที่อยู่อาศัยของสัตว์กินเนื้อ ลูกของพวกมันจะพัฒนาปีกและบินหนีไปได้ พวกเขามีความยืดหยุ่นที่จะมีปีกหรือไม่” Munday กล่าว
ฟังดูเหมือนเทพนิยาย: สภาพแวดล้อมเปลี่ยนไปและฮีโร่เติบโตปีก! แต่พลังมืดที่ขับเคลื่อนการวิจัยของ Munday นั้นจริงเกินไป สิ่งที่เขาอยากรู้คือสัตว์ได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอย่างไร และพวกมันสามารถปรับตัวได้หรือไม่
การเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศทำให้ปลาสัมผัสกับอุณหภูมิของมหาสมุทรที่อุ่นขึ้นและการทำให้เป็นกรดในมหาสมุทร งานของ Munday ทำให้เกิดความสนใจเพิ่มขึ้นเมื่อเร็วๆ นี้ ซึ่งพยายามทำความเข้าใจความสามารถของลูกหลานที่จะได้รับประโยชน์จากประสบการณ์ของพ่อแม่ในช่วงเวลาที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วเหล่านี้ Munday กล่าวว่าส่วนหนึ่งของคำตอบนั้นอยู่ในวิทยาศาสตร์ของอีพีเจเนติกส์
Epigenetics คือการศึกษาการเปลี่ยนแปลงการแสดงออกของ ยีน มันแตกต่างจากการกลายพันธุ์ตรงที่ลำดับที่แท้จริงของยีน—รหัสดีเอ็นเอต้นแบบ—ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง คิดย้อนกลับไปที่นางกำนัลเหล่านั้น การนำพ่อแม่ไปแช่น้ำอุ่นไม่ได้เปลี่ยนรหัสพันธุกรรมพื้นฐานที่ส่งต่อไปยังทารก แต่มันสามารถมีอิทธิพลต่อการแสดงออกของยีน เป็นการที่พ่อแม่ต้องสัมผัสกับอุณหภูมิของน้ำที่สูงขึ้น ซึ่งดูเหมือนจะเป็นตัวกำหนดว่ายีนใดในลำดับดีเอ็นเอที่เปิดหรือปิด พ่อแม่ต้องมีความสามารถในการรับมือกับอุณหภูมิที่อุ่นขึ้นใน DNA ที่มีอยู่เพื่อให้สามารถเปิดหรือแสดงออกภายในทารกได้
ศักยภาพของความแตกต่างในการแสดงออกของยีนขึ้นอยู่กับความเป็นพลาสติกของรูปแบบที่มีอยู่แล้วภายในตัวอ่อนในประชากรป่า และนั่นคือสิ่งที่ทำให้ปลาในแนวปะการังเป็นหัวข้อการศึกษาที่ยอดเยี่ยมสำหรับอีพีเจเนติกส์ พวกมันรวบรวมตัวอย่างพลาสติกที่น่าทึ่งที่สุดในโลก ตัวอย่างเช่น หัวผักกาดสามารถเปลี่ยนเพศได้ ตัวเมียสามารถกลายเป็นตัวผู้ที่มีขนาดใหญ่ มีสีสัน และอาณาเขตได้ wrasse หัวสีฟ้าอื่น ๆ มีอยู่ในฐานะ “รองเท้าผ้าใบ” ที่มีลักษณะเหมือนกับตัวเมีย กลยุทธ์ลายพรางนี้ช่วยให้พวกเขาสามารถแอบเข้าไปโดยไม่มีใครตรวจพบและเกิดกับตัวเมียภายในอาณาเขตของตัวผู้ที่มีขนาดใหญ่กว่า
เพศที่ปลาหัวขาวอายุน้อยจะปรากฏขึ้นอยู่กับจำนวนบุคคลที่พบเมื่อมีการพัฒนาครั้งแรก ถ้ามันฟักออกมาบนแนวปะการังขนาดใหญ่ที่มีปลาจำนวนมาก มันยากสำหรับตัวผู้ตัวใหญ่ที่จะปกป้องฮาเร็มของตัวเมีย ทารกที่กำลังพัฒนานั้นมักจะกลายเป็นผู้ชายสนีกเกอร์ตัวเล็ก “ปฏิสัมพันธ์ทางสังคมในช่วงเริ่มต้นของชีวิตได้กำหนดเส้นทางการที่พวกเขากลายเป็นผู้หญิง ไม่ว่าพวกเขาจะกลายเป็นผู้ชาย หรือว่าพวกเขากลายเป็นผู้หญิงที่เปลี่ยนเพศให้กลายเป็นชายร่างใหญ่หรือไม่” Munday กล่าว “สปีชีส์หนึ่งนี้มีสัณฐานวิทยาทั้งหมดเหล่านี้ กลยุทธ์ทางเลือกทั้งหมดเหล่านี้ ความเป็นพลาสติกทั้งหมดนี้—มันช่างเหลือเชื่อจริงๆ”
