สิ่งมีชีวิตบางรูปแบบหยุดนิ่งไปเป็นเวลาหลายศตวรรษ ในที่สุดเราก็รู้ถึงประโยชน์

พืชหรือสัตว์สามารถทำอะไรได้บ้างเมื่อต้องเผชิญกับสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย? ทางเลือกสองทางเพื่อความอยู่รอดดูเหมือนชัดเจนที่สุด: ย้ายไปที่อื่นหรือปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อม

สิ่งมีชีวิตบางชนิดมีทางเลือกที่สาม พวกมันไม่สามารถหลบหนีผ่านอวกาศได้ แต่ผ่านกาลเวลาโดยการเข้าสู่สภาวะสงบนิ่งจนกว่าสถานการณ์จะดีขึ้น

ปรากฎว่าการพักตัวอาจไม่เพียงแต่เป็นประโยชน์ต่อสายพันธุ์ที่ใช้มันเท่านั้น ในการวิจัยใหม่เราพบว่าแนวโน้มที่จะอยู่เฉยๆ อาจส่งผลต่อความสมดุลของการแข่งขันระหว่างสายพันธุ์ และทำให้เป็นไปได้ที่สายพันธุ์ต่างๆ จะสามารถอยู่รอดร่วมกันได้มากขึ้นเมื่อสภาพแวดล้อมเปลี่ยนแปลงไป

การพักตัวคืออะไร?

สิ่งมีชีวิตจำนวนมากใช้การพักตัวเป็นกลยุทธ์ในการเอาชีวิตรอด

ตัวอย่างเช่น หมีจำศีลในฤดูหนาว และพืชหลายชนิดผลิตเมล็ดในฤดูร้อนซึ่งจะพักตัวอยู่ในดินในช่วงเดือนที่อากาศหนาวเย็น ก่อนที่จะงอกในฤดูใบไม้ผลิ ในตัวอย่างนี้ สิ่งมีชีวิตใช้การพักตัวเพื่อหลีกเลี่ยงฤดูกาลที่สภาวะต่างๆ ยากลำบาก

อย่างไรก็ตาม สิ่งมีชีวิตอื่นๆ สามารถคงอยู่เฉยๆ ได้นานหลายทศวรรษ ศตวรรษ หรือแม้แต่หลายพันปี

เมล็ดพืชที่เก่าแก่ที่สุดที่รู้จักในการงอกคือเมล็ดพันธุ์อายุ 2,000 ปีของฝ่ามืออินทผาลัมจูเดียน

แม้แต่วัสดุจากพืชที่มีอายุมากกว่า (แม้ว่าจะไม่ใช่เมล็ดพืช) ก็ฟื้นคืนชีพขึ้นมาได้:เนื้อเยื่อดอกไม้รกอายุมากกว่า 31,000 ปี พบในโพรงกระรอกยุคน้ำแข็ง

ในการวิจัยของเรา เรามุ่งเน้นไปที่การพักตัวชนิดหนึ่งในสัตว์ที่เรียกว่า diapause ซึ่งสิ่งมีชีวิตจะลดกิจกรรมการเผาผลาญและต่อต้านการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อม ที่นี่สัตว์มักจะไม่กินหรือเคลื่อนไหวมากนัก

การพักตัวช่วยปกป้องสายพันธุ์จากการสูญพันธุ์หรือไม่?

ตามทฤษฎีแล้ว การพักตัวสามารถช่วยให้สัตว์ต่างๆ หลบหนีจากสภาวะที่ไม่เป็นมิตรได้ อย่างไรก็ตาม เป็นการยากที่จะเชื่อมโยงการพักตัวกับการคงอยู่ของสายพันธุ์ที่กำหนดโดยตรง

เราพยายามสร้างการเชื่อมโยงนี้โดยการทดลองโดยใช้หนอนไส้เดือนฝอยชนิดหนึ่งที่มักพบในดินที่เรียกว่าCaenorhabditis สง่างาม- ในหนอนเหล่านี้ เส้นทางทางพันธุกรรมที่ส่งผลต่อการพักตัวเป็นที่เข้าใจกันดี

เราดูหนอนสี่กลุ่ม กลุ่มแรกมีแนวโน้มทางพันธุกรรมมากกว่าที่จะเข้าสู่สภาวะสงบ กลุ่มที่สองมีแนวโน้มน้อยกว่าที่จะเข้าสู่ภาวะสงบ กลุ่มที่สามไม่สามารถเข้าสู่สภาวะสงบนิ่งได้อย่างสมบูรณ์ และกลุ่มที่สี่เป็นหนอนป่าธรรมดาที่มีแนวโน้มปานกลางสำหรับการพักตัว

เราสร้างการทดลองโดยให้กลุ่มเหล่านี้ทั้งหมดแข่งขันกับสายพันธุ์คู่แข่งทั่วไป – หนอนอีกตัวหนึ่งที่เรียกว่าซี. บริกแซ– สำหรับอาหารในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน

จากนั้นเราใช้ข้อมูลจากการทดลองเหล่านี้ จากนั้นจึงทำการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์หลายล้านครั้งเพื่อพิจารณาว่าสายพันธุ์หนึ่งจะทำให้อีกสายพันธุ์สูญพันธุ์ในระยะยาว หรือหากพวกมันสามารถอยู่ร่วมกันในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันได้

การพักตัวและการแข่งขันระหว่างสายพันธุ์

เราพบว่าเมื่อสปีชีส์มีแนวโน้มที่จะอยู่ในสภาวะพักตัว สปีชีส์ที่แข่งขันกันสามารถอยู่ร่วมกันได้ภายใต้สภาพแวดล้อมที่หลากหลายมากขึ้น

เมื่อเราจำลองสภาพแวดล้อมที่ผันผวน สัตว์ที่มีการลงทุนในการพักตัวสูงกว่าสามารถอยู่ร่วมกับคู่แข่งในช่วงอุณหภูมิที่กว้างกว่าได้

ผลลัพธ์นี้คือสิ่งที่คาดการณ์ไว้ในทางทฤษฎี แต่เป็นผลลัพธ์ที่น่าตื่นเต้นเนื่องจากการทำนายนั้นยากต่อการทดสอบ ระบบการทดลองที่เราใช้มีศักยภาพที่ดีเยี่ยม และสามารถใช้เพื่อสำรวจเพิ่มเติมถึงบทบาทของการพักตัวต่อการคงอยู่ของชนิดพันธุ์

ผลลัพธ์ของเรายังทำให้เกิดคำถามสำคัญว่า สปีชีส์ที่อยู่ในรูปแบบสงบนิ่งจะมีความยืดหยุ่นมากขึ้นต่อความผันผวนของสิ่งแวดล้อมครั้งใหญ่ที่โลกกำลังประสบอยู่หรือไม่ สิ่งมีชีวิตที่สามารถหลีกเลี่ยงคลื่นความร้อนและความแห้งแล้งได้อาจได้รับการเตรียมพร้อมมากขึ้นสำหรับยุคแห่งการเปลี่ยนแปลงระดับโลกอย่างที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน

เราหวังว่าจะเริ่มค้นหาคำตอบในการวิจัยระยะต่อไป: การเชื่อมโยงพลวัตที่เราเห็นในห้องปฏิบัติการกับการพักตัวในพืช สัตว์ และจุลินทรีย์ในโลกแห่งความเป็นจริง

นาตาลี โจนส์, อาจารย์ประจำสาขาวิชานิเวศวิทยา,มหาวิทยาลัยกริฟฟิธ

บทความนี้เผยแพร่ซ้ำจากการสนทนาภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่านบทความต้นฉบับ-