หากคุณคิดว่าหูแปลกแล้ว หูก็จะแปลกมากขึ้นเรื่อยๆ
เครดิตรูปภาพ: MaryValery / Shutterstock.com
หูของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมค่อนข้างแปลกมาก สำหรับมนุษย์ พวกมันดูไม่น่าดูนิดหน่อย พวกมันทำจากกระดูกอ่อนแต่กลับแอบเข้าไปถึงสามอันและพวกเขา- ตอนนี้ เรามีข้อเท็จจริงเกี่ยวกับหูแปลกๆ ใหม่ที่จะเพิ่มเข้าไปในรายการ: พวกมันเริ่มต้นจากเหงือก
หูเราเคยเป็นเหงือกเหรอ?
โดยเฉพาะหูชั้นนอก นั่นเป็นข่าวจากการศึกษาวิจัยเซลล์ต้นกำเนิดของ USC ฉบับใหม่ที่กำลังพิจารณาถึงต้นกำเนิดวิวัฒนาการของหูชั้นนอกของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม
“เมื่อเราเริ่มโครงการ ต้นกำเนิดวิวัฒนาการของหูชั้นนอกคือกล่องดำที่สมบูรณ์” Gage Crump ผู้เขียนที่เกี่ยวข้องกล่าวในคำแถลงซึ่งเป็นศาสตราจารย์ด้านชีววิทยาสเต็มเซลล์และเวชศาสตร์ฟื้นฟูที่ Keck School of Medicine แห่ง USC
“เราได้ศึกษาการพัฒนาและการงอกใหม่ของกระดูกขากรรไกรของปลา และแรงบันดาลใจสำหรับเราคือบทความที่มีชื่อเสียงของ Stephen Jay Gouldหูอื้อซึ่งแสดงให้เห็นว่ากระดูกขากรรไกรของปลากลายเป็นกระดูกหูชั้นกลางของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมได้อย่างไร สิ่งนี้ทำให้เราสงสัยว่าหูชั้นนอกที่เป็นกระดูกอ่อนอาจเกิดจากโครงสร้างของปลาในบรรพบุรุษด้วยหรือไม่”
การผจญภัยของกระดูกอ่อนยืดหยุ่น
ดึงหูของคุณไปข้างหน้า แล้วมันจะเด้งไปข้างหลัง เนื่องจากมีกระดูกอ่อนที่ยืดหยุ่นได้ จริงๆ แล้วกระดูกอ่อนยืดหยุ่นนั้นค่อนข้างหายากตามประเภทของเนื้อเยื่อ และเบาะแสสำคัญในระหว่างการสืบสวนของทีมก็คือการค้นพบว่าเหงือกนั้นทำจากกระดูกอ่อนที่ยืดหยุ่นเช่นกัน
เราไม่พบเหงือกในบันทึกฟอสซิล และด้วยเหตุผลที่ดี พวกมันไม่ทำให้เกิดแร่ธาตุซึ่งเป็นขั้นตอนสำคัญในกระบวนการฟอสซิล และหูก็เช่นเดียวกัน นั่นหมายถึงหายาก แต่ทีมงานมีความคิดอื่น
พวกเขานำแนวทางใหม่ที่นำโดย Mathi Thiruppathy ผู้เขียนคนแรก ซึ่งเป็นนักศึกษาปริญญาเอกจากห้องปฏิบัติการ Crump ซึ่งเน้นไปที่สิ่งที่เรียกว่าสารเพิ่มประสิทธิภาพ สิ่งเหล่านี้เป็นองค์ประกอบควบคุมยีนในรูปแบบของลำดับดีเอ็นเอที่สามารถเพิ่มการถอดรหัสได้ของยีน และมีแนวโน้มว่าจะจำเพาะต่อเนื้อเยื่อ
สารปรุงแต่งพร้อม
ด้วยการรวมเอาสารเสริมที่สร้างหูชั้นนอกของมนุษย์เข้ากับจีโนมของเซบีริช ทีมงานจึงสามารถสังเกตได้ว่าพวกมันมีฤทธิ์เฉพาะในเหงือกของปลา จากนั้นพวกเขาก็กลับด้านการทดลองโดยการสร้างหนูดัดแปรพันธุกรรมที่มีสารเสริมเหงือกปลาเซบีริชในจีโนมของพวกมัน และเห็นว่าพวกมันทำงานอยู่ที่หูชั้นนอกของหนู เช่นเดียวกับเกมสแน็ปข้ามสายพันธุ์ มันเผยให้เห็นความเชื่อมโยงระหว่างโครงสร้างทั้งสองที่เมื่อมองด้วยตาเปล่าดูไม่เกี่ยวข้องกันโดยสิ้นเชิง
สารเสริมหูชั้นนอกของมนุษย์ขับเคลื่อนการแสดงออกของโปรตีนเรืองแสงสีเขียวในเหงือกของปลาเซบีฟิชอายุ 2 สัปดาห์
เครดิตรูปภาพ: Mathi Thiruppathy และ Gage Crump Lab
พวกเขายังคงผจญภัยต่อไปโดยใช้ลูกอ๊อด และเห็นว่าสารเสริมประสิทธิภาพกลับมาทำงานอีกครั้งในเหงือก เมื่อพวกเขากระโดดไปข้างหน้าไปยังก้นสีเขียว สารเสริมเหงือกก็ปรากฏขึ้นในช่องหูของพวกเขา จากการติดตามความก้าวหน้า กระดูกอ่อนมีความซับซ้อนมากขึ้นเรื่อยๆ จนกระทั่งเรามาถึงหูชั้นนอกของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม
จากแมงดาทะเลสู่มนุษย์
เมื่อการเดินทางสู่หูเริ่มต้นขึ้นนั้นยังคงเป็นคำถามอยู่ แต่ก่อนหน้านี้ก็ทราบกันดีอยู่แล้วมีเนื้อเยื่อคล้ายกระดูกอ่อน ทีมงานสามารถแยกสารเสริมสำหรับสัตว์เหล่านี้ออกมาและใส่มันลงในปลาเซบิริช ซึ่งทำให้ผลลัพธ์ที่น่าประหลาดใจคือมันออกฤทธิ์ในเหงือกของพวกมัน ด้วยอายุเกือบ 450 ล้านปีที่น่าประทับใจ (ตามวิวัฒนาการ) สิ่งนี้ทำให้ต้นกำเนิดของเหงือกยืดหยุ่นกลับไปไกลกว่าที่คิดไว้มาก จากสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังในทะเลโบราณที่มีรูปร่างโค้งงอได้วิ่งไล่ไปจนถึงด้านข้างของใบหน้าของเรา และเรามีวิธีการใหม่ที่ยอดเยี่ยมสำหรับการวิจัยในอนาคต
“งานนี้ถือเป็นบทใหม่ของการวิวัฒนาการของหูของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม” ครัมป์กล่าว “ในขณะที่หูชั้นกลางงอกออกมาจากกระดูกขากรรไกรของปลา หูชั้นนอกก็งอกออกมาจากเหงือกกระดูกอ่อน เมื่อเปรียบเทียบว่าองค์ประกอบควบคุมยีนเดียวกันสามารถขับเคลื่อนการพัฒนาเหงือกและหูชั้นนอกได้อย่างไร นักวิทยาศาสตร์ได้แนะนำวิธีการใหม่ในการเปิดเผยว่าโครงสร้างสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างมากในระหว่างการวิวัฒนาการเพื่อทำหน้าที่ใหม่และไม่คาดคิดได้อย่างไร”
การศึกษานี้ตีพิมพ์ในวารสารธรรมชาติ-
