ภายนอกของมนุษย์การศึกษาใหม่พบว่าอาจมีวิวัฒนาการมาจากเหงือกของปลายุคก่อนประวัติศาสตร์
การทดลองตัดต่อยีนบ่งชี้ว่ากระดูกอ่อนในเหงือกปลาอพยพเข้าไปในช่องหูเมื่อหลายล้านปีก่อนระหว่างที่เราอยู่- หากย้อนกลับไปอีก หูชั้นนอกของเราอาจมีรากฐานมาจากวิวัฒนาการของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังในทะเลโบราณ เช่นนักวิทยาศาสตร์กล่าวว่า
การวิจัยเผยให้เห็นถึงต้นกำเนิดอันลึกลับของหูชั้นนอก ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม “เมื่อเราเริ่มโครงการ ต้นกำเนิดวิวัฒนาการของหูชั้นนอกคือกล่องดำที่สมบูรณ์” ผู้ร่วมวิจัยเกจ ครัมป์ศาสตราจารย์ด้านชีววิทยาสเต็มเซลล์และเวชศาสตร์ฟื้นฟูจากมหาวิทยาลัยเซาเทิร์นแคลิฟอร์เนีย กล่าวในคำแถลง-
นักวิจัยรู้อยู่แล้วว่าหูชั้นกลางของเรา ซึ่งแต่ละหูอยู่ด้านหลังแก้วหูและประกอบด้วยกระดูกเล็กๆ สามชิ้นขึ้นมาจากกระดูกขากรรไกรของปลาโบราณ ตัวอย่างของวิวัฒนาการที่เปลี่ยนแปลงและนำโครงสร้างทางกายวิภาคมาใช้ใหม่ "ทำให้เราสงสัยว่าหูชั้นนอกที่เป็นกระดูกอ่อนอาจเกิดขึ้นจากโครงสร้างของปลาของบรรพบุรุษบ้างไหม" ครัมป์กล่าว
ที่เกี่ยวข้อง:
หูชั้นนอกของเราและหูของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่นๆ ทำมาจากกระดูกอ่อนชนิดย่อยที่เรียกว่ากระดูกอ่อนยืดหยุ่น มีความยืดหยุ่นมากกว่ากระดูกอ่อนไฮยาลินหรือกระดูกอ่อนไฟโบรคาร์ทิลซึ่งมีอยู่ในจมูกของมนุษย์และในดิสก์ระหว่างกระดูกสันหลังของเราตามลำดับ
กุญแจสำคัญในการติดตามต้นกำเนิดของหูชั้นนอกของมนุษย์ในการตกปลาคือการค้นพบว่ามีกระดูกอ่อนยืดหยุ่นอยู่ในเหงือกปลาด้วย “เมื่อเราเริ่มการศึกษา มีน้อยมากที่ทราบว่ามีกระดูกอ่อนยืดหยุ่นอยู่นอกสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมหรือไม่” ครัมป์กล่าว
นักวิจัยใช้คราบโปรตีนเพื่อเผยให้เห็นว่าเหงือกของเซบีริช (เดนมาร์ก เรริโอ), ปลาแซลมอนแอตแลนติก (ซัลโม่ ซาลาร์) และปลาอีกสามสายพันธุ์มีกระดูกอ่อนยืดหยุ่น ปลาชนิดนี้ล้วนเป็นปลากระดูกสมัยใหม่ทั้งหมด ซึ่งบ่งชี้ว่ากระดูกอ่อนยืดหยุ่นเป็นลักษณะทั่วไปในกลุ่มนี้ ตามการศึกษาซึ่งตีพิมพ์ในวารสารวันที่ 9 มกราคมธรรมชาติ-
ต่อไป นักวิทยาศาสตร์ได้ทดสอบความเชื่อมโยงเชิงวิวัฒนาการระหว่างกระดูกอ่อนยืดหยุ่นในเหงือกปลาและหูชั้นนอกของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม กระดูกอ่อนยืดหยุ่นไม่สามารถรักษาฟอสซิลได้ดีนัก ดังนั้นนักวิจัยจึงใช้ร่องรอยระดับโมเลกุลแทน พวกเขามองหาองค์ประกอบควบคุมยีนที่เรียกว่า "สารเพิ่มคุณภาพ" ซึ่งเป็นลำดับดีเอ็นเอสั้นๆ ที่สามารถกระตุ้นยีนที่เกี่ยวข้องได้เมื่อจับกันด้วยโปรตีนจำเพาะ
เนื่องจากสารเพิ่มประสิทธิภาพทางพันธุกรรมมีความเฉพาะเจาะจงกับเนื้อเยื่อสูง นักวิจัยจึงสามารถตรวจพบได้ง่ายว่าสารเพิ่มประสิทธิภาพนั้นทำงานอยู่ที่ใด เพื่อทดสอบว่ากิจกรรมของสารเพิ่มประสิทธิภาพและการควบคุมยีนมีความคล้ายคลึงกันในเหงือกปลาและหูชั้นนอกของมนุษย์หรือไม่ Crump และเพื่อนร่วมงานของเขาได้ใส่สารเพิ่มประสิทธิภาพหูชั้นนอกของมนุษย์เข้าไปในจีโนมเซบีฟิช
การทดลองดังกล่าวกระตุ้นให้เกิดกิจกรรมในเหงือกของปลาเซบีริช ซึ่งบ่งบอกถึงความเชื่อมโยงระหว่างบรรพบุรุษระหว่างยีนในหูชั้นนอกของมนุษย์และเหงือกปลา จากนั้น นักวิจัยได้ทำการทดลองแบบย้อนกลับ โดยใส่สารเสริมที่เกี่ยวข้องกับเหงือกปลาเซบีริชเข้าไปในจีโนมของเมาส์ และตรวจพบกิจกรรมในหูชั้นนอกของหนู
ผ่านการทดลองกับลูกอ๊อดและกิ้งก่าอาโนลเขียวอีกชุดหนึ่ง (อะโนลิส แคโรลิเนนซิส) ทีมงานแสดงให้เห็นว่าสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำและสัตว์เลื้อยคลานยังสืบทอดโครงสร้างเหงือกและหูมาจากปลาด้วย ในกิ้งก่า กิจกรรมของสารเพิ่มประสิทธิภาพอยู่ที่ช่องหู ซึ่งบ่งชี้ว่ากระดูกอ่อนยืดหยุ่นได้เริ่มเคลื่อนตัวจากเหงือกไปยังหูชั้นนอกเมื่อถึงเวลาที่สัตว์เลื้อยคลานปรากฏบนโลกเมื่อประมาณ 315 ล้านปีก่อน
“การค้นพบของเราชี้ให้เห็นว่าองค์ประกอบของโปรแกรมการพัฒนาเหงือกของบรรพบุรุษถูกนำมาใช้ซ้ำหลายครั้งตลอดหลักสูตรวิวัฒนาการของสัตว์มีกระดูกสันหลัง เพื่อสร้างโครงสร้างเหงือกและหูที่หลากหลาย” นักวิจัยเขียนในการศึกษานี้
ในที่สุด ทีมงานก็พบสารเสริมในเซลล์แมงดาทะเลที่กระตุ้นการทำงานของเหงือกปลาเซบีริช แมงดาทะเลเป็น "ฟอสซิลที่มีชีวิต" ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อประมาณ 400 ล้านปีก่อน และการค้นพบนี้ชี้ให้เห็นว่าหูชั้นนอกของเราอาจมีรากฐานทางวิวัฒนาการที่ลึกกว่าที่คิดไว้มาก
แม้ว่าจำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อยืนยันว่ารากเหล่านี้ยืดออกได้ลึกแค่ไหน แต่ "งานนี้ถือเป็นบทใหม่ของการวิวัฒนาการของหูของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม" Crump กล่าว
