เซอร์ไพรส์! จระเข้ก็สามารถงอกหางใหม่ได้
เราคงคุ้นเคยกันเป็นอย่างดี เมื่อจิ้งจกที่เป็นสัตว์ประจำบ้านสามารถสลัดหางออกเมื่อโดนตะครุบได้ ซึ่งเป็นการเอาตัวรอดจากอันตรายหรือผู้ล่า คุณสมบัตินี้ยังพบได้ในสัตว์เลื้อยคลานบางชนิด เช่น ตุ๊กแก อิกัวน่า และ สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำอย่างกบและซาลาแมนเดอร์บางสายพันธุ์
แต่ทั้งหมดเป็นเพียงสัตว์ที่มีขนาดเล็กมากเมื่อเทียบกับร่างกายของมนุษย์ ตามความเข้าใจเดิม จึงเชื่อว่าสัตว์ขนาดใหญ่ไม่น่าจะสามารถเกิดการงอกใหม่ หรือที่เรียกเป็นศัพท์วิทยาศาสตร์ว่า Regeneration ของอวัยวะส่วนรยางค์ได้
แต่ความเชื่อนี้ก็เป็นอันสิ้นสุดลง เมื่อทีมของนักวิทยาศาสตร์จาก Arizona State University สามารถพิสูจน์ได้ว่าจระเข้อเมริกันหรือที่เรียกว่า อัลลิเกเตอร์ (Alligator mississippiensis) ในวัยกำลังเจริญเติบโตหรือวัยรุ่น สามารถงอกหางใหม่ได้คิดเป็น 6-18% ของความยาวขนาดลำตัวเลยทีเดียว
การงอกใหม่ (Regeneration)
คือ การงอกอวัยวะขึ้นมาใหม่เพื่อทดแทนของเดิม มักจะพบในอวัยวะที่เป็นส่วนรยางค์ เช่น ขาและหาง ซึ่งถือเป็นอวัยวะสำคัญที่ช่วยในการเคลื่อนที่ การทรงตัว และ ช่วยในการดำรงชีวิต เมื่ออวัยวะดังกล่าวได้รับอันตราย ขาดหายไป เซลล์ร่างกายในบริเวณนั้นจะทำการแบ่งตัวให้ได้ปริมาณมากเพื่อทดแทนเซลล์เดิม ซึ่งกระบวนการเหล่านี้ต้องใช้เวลาและพลังงานที่ได้จากการเผาผลาญปริมาณมหาศาล ดังนั้นคุณสมบัตินี้จึงถูกคัดเลือกตามวิวัฒนาการ ให้หลงเหลือในสิ่งมีชีวิตที่ไม่มีความซับซ้อนมาก เพราะสิ่งมีชีวิตที่มีความซับซ้อนมากจะต้องเก็บรักษาพลังงานไปใช้ในกิจกรรมอื่นที่จำเป็นต่อการดำรงชีวิตมากกว่า
ภาพแสดงการงอกอวัยวะใหม่ของสัตว์ชนิตต่างๆ
nationalgeographic.com
จากภาพจะเห็นได้ว่าสัตว์แต่ละชนิดมีการงอกใหม่ของอวัยวะแตกต่างกัน ในสัตว์บางประเภท อวัยวะที่ได้จะมีความใกล้เคียงหรือเหมือนกับอวัยวะเดิมมาก เช่น Axoloti หรือซาลาแมนเดอร์สายพันธุ์หนึ่ง ซึ่งเป็นสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ พบว่า หาง และ ขา ที่งอกใหม่นั้นเหมือนกับของเดิมแบบไม่มีผิดเพี้ยน
สัตว์เลื้อยคลายมีวิวัฒนาการมาจากสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำอีกที ถือเป็นสิ่งมีชีวิตลำดับขั้นสูงสุดที่พบความสามารถในการงอกใหม่ของอวัยวะให้ใกล้เคียงกับของเดิม ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและนก การงอกใหม่จะเป็นในลักษณะที่เซลล์ผิวหนังและเซลล์เนื้อเยื่อบริเวณนั้นเพิ่มปริมาณเพื่อซ่อมแซมบาดแผล หรือ เนื้อเยื่อที่ได้รับความเสียหายมากกว่าจะเป็นการสร้างอวัยวะใหม่ เช่น ในหนู (mouse) พบว่าขาที่งอกใหม่เป็นแค่กล้ามเนื้อและผิวหนังเท่านั้น ไม่มีกระดูกและกระดูกอ่อน จึงเหมือนเป็นแค่ติ่งเนื้อที่พอให้เคลื่อนที่และทรงตัวได้
งานวิจัยนี้ถูกตีพิมพ์ในวารสาร Scientific Reports ได้อ้างอิงถึงงานวิจัยก่อนหน้าที่มีรายงานเกี่ยวกับการงอกหางใหม่ของจระเข้และอัลลิเกเตอร์หลายสายพันธุ์ โดยสังเกตจากจากลักษณะภายนอกเท่านั้น เพราะหางที่งอกใหม่จะมีลักษณะเกล็ดและสีที่แตกต่างจากเดิมจึงทำให้นักวิทยาศาสตร์สันนิษฐานว่าอัลลิเกเตอร์สามารถงอกหางใหม่ได้
ความยาวของหางที่งอกใหม่ในจระเข้และอัลลิเกเตอร์หลายสายพันธุ์ [https://doi.org/10.1038/s41598-020-77052-8]
แต่นี่เป็นงานวิจัยแรกที่ศึกษาเนื้อเยื่อและโครงสร้างภายในบริเวณหางที่งอกใหม่ โดยการ x-ray การผ่า section และการทำ MRI จากอัลลิเกเตอร์วัยรุ่นที่จับได้จากแหล่งน้ำธรรมชาติทั้งหมด 4 ตัว แต่มีแค่ 3 ตัวที่สามารถวัดขนาดความยาวของหางที่งอกใหม่ได้ ในที่นี่จึงนำเสนอข้อมูลของอัลลิเกเตอร์ 3 ตัว คือ A01 A02 และ A03
นักวิทยาศาสตร์สันนิษฐานว่าจระเข้เหล่านี้เสียหางจากอุบัติเหตุบางอย่าง อาจจะเพราะสู้กันเอง หรือเพราะจากมนุษย์ ทำให้สูญเสียหางไป
ผลการทดลอง
ความยาวหางที่งอกใหม่ของอัลลิเกเตอร์ในงานวิจัย [https://doi.org/10.1038/s41598-020-77052-8]
จากตารางจะเห็นว่ามีอัลลิเกเตอร์แค่ 3 ตัวที่วัดขนาดความยาวหางที่งอกใหม่ได้ เพราะจระเข้ตัวที่ 4 หางได้รับบาดเจ็บ แหว่งไปแค่บางส่วน จึงไม่ได้เป็นการงอกหางขึ้นมาใหม่ (NR คือ not reported หรือ ไม่มีรายงาน)
🐊A01 : หางงอกได้ 24.1 เซนติเมตร ลำตัวยาว 133.4 เซนติเมตร
คิดเป็น 18.1% ของความยาวตัว
🐊A02 : หางงอกได้ 11.4 เซนติเมตร ลำตัวยาว 179.1 เซนติเมตร
คิดเป็น 6.5% ของความยาวตัว
🐊A03: หางงอกได้ 11.4 เซนติเมตร ลำตัวยาว 104.1 เซนติเมตร
คิดเป็น 11% ของความยาวตัว
เมื่อดูลักษณะภายนอกและลักษณะภายใน ของหางที่งอกใหม่ เปรียบเทียบกับหางเดิม พบว่ามีความแตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัด
ลักษณะภายนอก
ลักษณะภายนอก [https://doi.org/10.1038/s41598-020-77052-8]
บน - หางเดิม
ล่าง - หางที่งอกใหม่
▪️พบว่าแพทเทิร์นการเรียงตัวของเกล็ดในหางที่งอกใหม่มีขนาดเล็ก มีลักษณะเรียบ ไม่เห็นเด่นชัดแบบเดิม
▪️สีของหางก็เข้มขึ้นจนเห็นเป็นสีดำ
ลักษณะภายใน
ลักษณะภายใน [https://doi.org/10.1038/s41598-020-77052-8]
บน - หางเดิม
ล่าง - หางที่งอกใหม่
▪️กระดูกแข็งที่เป็นโครงสร้างของหาง หายไป ไม่พบในหางที่งอกใหม่
▪️หางที่งอกใหม่มีโครงสร้างหลักเป็นเนื้อเยื่อเกี่ยวพันปริมาณมาก อัดกันอยู่อย่างหนาแน่น เมื่อตรวจสอบโดยการย้อมสีพบว่าเป็นเส้นใยคอลลาเจน เนื้อเยื่อเกี่ยวพันนี้นี้พบแทรกอยู่ทั่วไปในร่างกาย ทำหน้าที่ยึดเหนี่ยว พยุงอวัยวะให้คงรูปอยู่ได้
▪️พบการสร้างกระดูกอ่อนลักษณะเป็นท่อนยาวต่อเนื่อง แทนกระดูกแข็งที่เดิมจะมีลักษณะเป็นท่อนๆ
▪️มีการสร้างเส้นประสาท (peripheral nerves) และ เส้นเลือด
จากการค้นพบครั้งนี้ สร้างความประหลาดใจให้กับทีมนักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานวิจัยนี้เป็นอย่างมาก เพราะลักษณะการงอกหางใหม่ของจระเข้ โดยรวมคล้ายกับจิ้งจก คือ หางที่งอกใหม่ เมื่อดูภายนอก จะไม่เหมือนกับหางเดิม ทั้งลักษณะโครงสร้างและสี
แต่เมื่อดูลักษณะภายใน พบว่าจระเข้ไม่มีการสร้างกล้ามเนื้อลาย (skeletal muscle) ซึ่งเป็นกล้ามเนื้อที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่โดยตรง เช่นกล้ามเนื้อแขน กล้ามเนื้อขา ในขณะที่หางที่งอกใหม่ของจิ้งจกมีการสร้างกล้ามเนื้อลายด้วย
อีกทั้ง ลักษณะโครงสร้างหลักของหางที่งอกใหม่ กลับเป็นเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่อัดแน่นอยู่รอบกระดูกอ่อน ซึ่งการสร้างเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่มีโครงสร้างเป็นคอลลาเจนในปริมาณมากนี้ กลับมีลักษณะคล้ายกับการงอกเนื้อเยื่อเพื่อเยียวยาบาดแผล (wound healing) ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมากกว่า
ดังนั้นการค้นพบครั้งใหม่นี้ ถือเป็นบันไดอีกขั้นในการทำความเข้าใจเรื่องการงอกใหม่ ซึ่งขณะนี้อัลลิเกเตอร์ถือเป็นสัตว์ขนาดใหญ่ที่สุดที่พบว่ามีการงอกอวัยวะใหม่ อาจจะเป็นแนวทางในการค้นพบความรู้อื่นๆ เพื่อเป็นประโยชน์ทางการแพทย์ต่อไป เพราะขณะนี้นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาเรื่องการงอกใหม่ในสัตว์ที่มีขนาดเล็กมากเมื่อเปรียบเทียบกับมนุษย์ แต่อัลลิเกเตอร์เป็นสัตว์ขนาดใหญ่ ทำให้สามารถศึกษาต่อไปได้ว่าร่างกายของสัตว์ที่มีขนาดใหญ่เช่นนี้ มีการทำงานของกระบวนการนี้อย่างไรบ้าง
References >>
งานวิจัย: Xu, C., Palade, J., Fisher, R.E. et al. Anatomical and histological analyses reveal that tail repair is coupled with regrowth in wild-caught, juvenile American alligators (Alligator mississippiensis). Sci Rep 10, 20122 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-77052-8
- 5
ดูเพิ่มเติมในซีรีส์
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
