เมื่อมดทหารหัวใหญ่ที่แปลกประหลาดแปดตัวปรากฏขึ้นในอาณานิคมป่าที่รวบรวมจากลองไอส์แลนด์นิวยอร์กนักวิทยาศาสตร์รู้ว่าพวกเขาพบสิ่งที่น่าสนใจ
การค้นพบมดทหารรุ่นใหญ่เหล่านี้ซึ่งมีหน้าที่ในการปกป้องรังนำนักวิจัยเพื่อสร้างมดที่มีราคาสูงขึ้นในห้องแล็บด้วยความช่วยเหลือของฮอร์โมนและโดยการทำเช่นนั้นให้คำอธิบายว่ามดและแมลงทางสังคมอื่น ๆ
ปรากฎว่ามดทหารที่ผิดปกติเหล่านี้ถูกโยนกลับไปยังรัฐบรรพบุรุษซึ่งไม่ปรากฏในสายพันธุ์ของพวกเขาอีกต่อไปยกเว้นโดยบังเอิญ ปรากฏการณ์นี้บางครั้งก็ปรากฏขึ้นที่อื่นในรูปแบบของปลาวาฬที่มีแขนขาที่บรรพบุรุษของพวกเขาหายไปไก่ที่มีฟันหรือมนุษย์ที่มีหาง -10 แขนขาและอวัยวะ-
“ เป็นที่รู้จักกันมานานแล้วว่าสลิปประเภทนี้เกิดขึ้นและพวกเขาถูกมองว่าเป็น Barnum และ Bailey of Evolution” Ehab Abouheif นักวิจัยอาวุโสของการศึกษากล่าวประธานการวิจัยของแคนาดา "สิ่งที่เรากำลังแสดงเป็นครั้งแรกคือมีศักยภาพบรรพบุรุษนั่งอยู่ที่นั่นและเมื่อเกิดสภาพแวดล้อมมันสามารถปลดปล่อยศักยภาพนี้ที่สามารถให้พลังงานวิวัฒนาการได้"
พบกับ supersoldiers
สายพันธุ์ที่เก็บรวบรวมในนิวยอร์กPheidole Morrisiโดยปกติจะมีสองประเภทของมดคนงานตามที่ Abouheif: คนงานรายย่อยซึ่งรับผิดชอบในการหาอาหารพยาบาลให้อาหารไข่และตัวอ่อนและดูแลราชินี; และมดทหารซึ่งปกป้องรังและใช้ขากรรไกรล่างขนาดใหญ่ของพวกเขาเพื่อแตกเมล็ดที่เก็บเกี่ยวโดยคนงานรอง
สปีชีส์นี้ไม่มี supersoldiers แต่สัตว์เลื้อยคลานหัวใหญ่มีลักษณะคล้ายกับมด supersoldier ที่เกิดขึ้นระหว่างมดแปดสายพันธุ์ที่พบในอเมริกาตะวันตกเฉียงใต้และเม็กซิโกตอนเหนือ ทั้งเก้าสปีชีส์เป็นของสกุลpheidole-ซึ่งมีประมาณ 1,100 ชนิด-
ดังนั้นจึงสมเหตุสมผลที่ผู้เก็บข้อมูลนอกสถานที่สามารถเปิดเผยบางสิ่งบางอย่างเกี่ยวกับที่มาของ supersoldiers ในแปดสายพันธุ์อื่น ๆ
สร้าง Supersoldier
เพื่อค้นหานักวิจัยนำโดย Rajendhran Rajakumar นักศึกษาปริญญาเอกในห้องแล็บของ Abouheif ได้ดูการพัฒนาตัวอ่อนที่เพิ่มขึ้นจากสองในแปดสายพันธุ์ที่ปกติผลิตพวกมัน (นักวิจัยต้องการศึกษาพฤติกรรมของP-มอร์ริซีพวกเขารวบรวม แต่พวกเขาถูกฆ่าตายในห้องแล็บโดยมดอื่น ๆ )
วรรณะของมดหรือบทบาทในอาณานิคมจะถูกกำหนดโดยสวิตช์สิ่งแวดล้อมหรือช่วงเวลาในระหว่างการพัฒนาตัวอ่อนเมื่อเปิดรับการชี้นำสิ่งแวดล้อมบางอย่าง มดผู้ใหญ่ในอาณานิคมสามารถจัดการสวิตช์เหล่านี้ได้เช่นการใช้ฮอร์โมนบางชนิดที่เรียกว่าฟีโรโมนกับตัวอ่อน
ในช่วงแรกของการพัฒนาสวิตช์นี้กำหนดว่าไข่จะกลายเป็นราชินีหรือคนงานจากนั้นสวิตช์อีกครั้งที่สองจะกำหนดว่าตัวอ่อนจะกลายเป็นทหารหรือคนงานเล็กน้อย
ก่อนสวิตช์ที่สองพวกเขาใช้สารเคมีที่ทำหน้าที่เหมือนฮอร์โมนเด็กและเยาวชนกับตัวอ่อนของสามสปีชีส์ที่ไม่ได้ผลิต supersoldiers ฮอร์โมนเด็กและเยาวชนมีส่วนร่วมในการแปลตัวชี้นำสิ่งแวดล้อมเช่นโภชนาการเป็นตัวตนของตัวอ่อน โดยใช้มันเทียมนักวิจัยไม่เพียง แต่ผลักตัวอ่อนผ่านเกณฑ์ที่พวกเขาจะกลายเป็นทหารปกติ แต่ผ่านเกณฑ์ที่สองซึ่งเป็นสิ่งที่ซ่อนอยู่โดยปกติ
แต่ supersoldiers ที่สร้างขึ้นในห้องปฏิบัติการเหล่านี้ไม่ได้เป็นคู่ที่สมบูรณ์แบบกับสิ่งที่เป็นธรรมชาติ ในฐานะผู้ใหญ่พวกเขายังคงมีปีกร่องรอยเล็ก ๆ
“ ศักยภาพ [ที่จะเป็นผู้เก็บคะแนน] อยู่ที่นั่น แต่มันเป็นเรื่องดิบเล็กน้อย” Abouheif กล่าว
นักวิจัยยังดูการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องในการควบคุมของการพัฒนาปีกและพบความคล้ายคลึงกันระหว่าง supersoldiers ที่เกิดจากห้องปฏิบัติการและสิ่งที่เป็นธรรมชาติ พวกเขายังพบว่าการเปลี่ยนแปลงที่คล้ายกันเกิดขึ้นในสองสายพันธุ์ที่แตกต่างกันของ supersoldiers ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติซึ่งบ่งชี้ว่าทั้งสองอาศัยกลไกการพัฒนาเดียวกัน
เหตุใดจึงมี supersoldiers?
supersoldiers ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติดูเหมือนจะมีฟังก์ชั่นการป้องกัน สายพันธุ์เหล่านี้อาศัยอยู่ในพื้นที่เดียวกันกับมดกองทัพซึ่งโจมตีอาณานิคมของพวกเขา ในระหว่างการจู่โจม Supersoldiers ใช้หัวขนาดใหญ่ของพวกเขาเพื่อปิดกั้นอุโมงค์ไปยังรังของพวกเขาเพื่อป้องกันไม่ให้ผู้โจมตีออกไป
อย่างไรก็ตามสายพันธุ์อื่น ๆ ของpheidoleมดผู้ที่ไม่มีตัวเก็บขายก็มีชีวิตอยู่เคียงข้างมดกองทัพบก- หนึ่งในสายพันธุ์ที่นักวิจัยชักนำให้เกิด supersoldiersP. Hyattiคว้าลูกฟักและปีนขึ้นไปบนพื้นหญ้าเพื่อหลบหนีจากการจู่โจมมดของกองทัพ
Moreau แนะนำอีกเหตุผลหนึ่งที่หัวยักษ์ของ Supersoldiers อาจมีประโยชน์: การบดเมล็ด Supersoldiers สามารถบดเมล็ดที่ใหญ่กว่าทหารปกติได้เธอกล่าว
ความลึกลับจากต้นไม้ครอบครัว
การค้นพบนี้สามารถช่วยในการแก้ปัญหาความลึกลับของต้นกำเนิดของมด supersoldier ผลงานที่ผ่านมาโดย Corrie Moreau นักชีววิทยาวิวัฒนาการที่พิพิธภัณฑ์ภาคสนามในชิคาโกซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษานี้เปิดเผยว่าหนึ่งในสายพันธุ์ที่มีค่าเพิ่มขึ้นอยู่ใกล้กับฐานของpheidoleต้นไม้ครอบครัวเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับมดบรรพบุรุษในขณะที่สายพันธุ์ supersoldier อื่น ๆ กระจัดกระจายภายในต้นไม้
มีคำอธิบายที่เป็นไปได้สองประการสำหรับการจัดเรียงนี้: ทั้งสองสายพันธุ์พัฒนาวิธีการต่าง ๆ ในการสร้าง supersoldiers หรือกลไกที่พัฒนาขึ้นกับบรรพบุรุษร่วมกันที่เก่าแก่ที่สุดเมื่อประมาณ 35 ล้านถึง 60 ล้านปีก่อนตาม Moreau
ผลงานของทีมของ Abouheif ชี้ไปที่หลัง - ที่ supersoldiers ย้อนกลับไปที่รากของต้นไม้ครอบครัว - และมันแสดงให้เห็นว่า supersoldiers ถูกสร้างขึ้นอย่างไร
ความหมายขยายออกไปเกินกว่ามดตาม Moreau
"คำถามกลายเป็น 'แมลงทุกตัวใช้เส้นทางที่คล้ายกันตามที่พบในมดหัวใหญ่หรือเป็นสิ่งที่พิเศษสำหรับกลุ่มนี้'" เธอเขียนในอีเมลถึง LiveScience "ไม่ว่ามันจะชี้ให้เห็นว่าเราควรมองหาเส้นทางการอนุรักษ์วิวัฒนาการทั่วทั้งต้นไม้แห่งชีวิต-
คุณสามารถติดตามได้LiveScience อาวุโสนักเขียน Wynne Parry บน Twitter@wynne_parry-ติดตาม LiveScience สำหรับข่าววิทยาศาสตร์ล่าสุดและการค้นพบบน Twitter@livescienceและต่อไปFacebook-
หมายเหตุบรรณาธิการ: เรื่องนี้ได้รับการอัปเดตเมื่อวันที่ 6 มกราคมเวลา 10:25 น. เพื่อสะท้อนการสะกดคำที่ถูกต้องของชื่อ Ehab Abouheif
