มดกำมะหยี่มีมีดพิษของกองทัพสวิส

มีสิ่งมีชีวิตเพียงไม่กี่ชนิดที่สามารถพันกับมดกำมะหยี่และเดินจากไปโดยไม่ได้รับบาดเจ็บ แมลงที่อาศัยอยู่บนพื้นเหล่านี้ไม่ใช่มด แต่เป็นตัวต่อปรสิตที่ขึ้นชื่อเรื่องการต่อยที่แสนสาหัส

ขณะนี้นักวิจัยได้ค้นพบว่าตัวต่ออย่าระบายความเจ็บปวดแบบเดียวกับทุกสายพันธุ์- ส่วนผสมที่แตกต่างกันในค็อกเทลพิษทำหน้าที่สกปรก ขึ้นอยู่กับว่าใครเป็นหัวหน้าธุรกิจของเหล็กในของตัวต่อ นักวิจัยรายงานทางออนไลน์เมื่อวันที่ 6 มกราคมชีววิทยาปัจจุบัน-

มดกำมะหยี่เป็นแมลงที่ได้รับการปกป้องอย่างดีที่สุด ไม่เพียงแต่มีพิษเท่านั้น แต่ยังเตือนสีและกลิ่นอีกด้วย โครงกระดูกภายนอกที่แข็งแกร่งอย่างยิ่งและเหล็กในที่ยาว และความสามารถในการ "กรีดร้อง” เมื่อถูกยั่วยุ ในปี 2559 นักกีฏวิทยา จัสติน ชมิดต์ เขียนไว้อย่างนั้นรู้สึกเหมือน “น้ำมันร้อนจากหม้อทอดทะลักไปทั้งมือ” นักวิทยาศาสตร์พบว่าสัตว์มีกระดูกสันหลังอื่นๆ มีปฏิกิริยาตอบสนองต่อเหล็กในของตัวต่อด้วยเช่นกัน ซึ่งรวมถึงสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม สัตว์เลื้อยคลาน สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ และนก-

เป็นที่ทราบกันว่าสปีชีส์อื่นมีพิษ "ในวงกว้าง" ชนิดนี้ - การศึกษาล่าสุดระบุว่ามีตะขาบกับค็อกเทลพิษที่เปลี่ยนไปขึ้นอยู่กับว่าแมลงนั้นทำหน้าที่เป็นผู้ล่าหรือเหยื่อ Lydia Borjon นักประสาทชีววิทยาด้านประสาทสัมผัสจาก Indiana University Bloomington กล่าวว่า ยังเป็นเรื่องยากที่สิ่งมีชีวิตตัวหนึ่งจะสามารถยับยั้งสัตว์จากกลุ่มต่างๆ มากมายได้ ในบางกรณีนักวิจัยได้ระบุพิษทั่วไปที่มุ่งเน้นไปที่เป้าหมายระดับโมเลกุลที่สิ่งมีชีวิตกลุ่มต่างๆ ร่วมกัน ซึ่งสืบทอดมาจากครั้งล่าสุดที่พวกมันมีบรรพบุรุษร่วมกันในอดีตอันไกลโพ้น

เมื่อ Borjon และเพื่อนร่วมงานของเธอเริ่มทดลองกับมดกำมะหยี่เป็นครั้งแรก พวกเขาก็สงสัยว่าพิษของพวกมันก็น่าจะเป็นเช่นนั้นเช่นกัน

“ถ้าคุณพยายามป้องกันสัตว์นักล่าหลายๆ ตัว มันก็สมเหตุสมผลแล้วที่พิษนี้จะได้ผลโดยทั่วไปโดยการกำหนดเป้าหมายไปที่สิ่งที่ค่อนข้างโบราณ” Borjon กล่าว “ท้ายที่สุดแล้ว สิ่งที่เราพบก็แตกต่างและน่าประหลาดใจ”

ทีมงานเก็บพิษจากมดกำมะหยี่สีแดง (Dasymutilla ตะวันตก) และสร้างเปปไทด์ 24 ชนิดสังเคราะห์ ซึ่งเป็นส่วนประกอบทางเคมีหลักของพิษที่ทำให้เกิดความเจ็บปวดหรือทำลายล้างเซลล์ ด้วยการทดสอบค็อกเทลเต็มรูปแบบและเปปไทด์แต่ละตัวบนเซลล์ประสาทของแมลงวันผลไม้วัยอ่อน นักวิจัยสามารถระบุการตอบสนองเฉพาะของแมลงต่อเปปไทด์ที่มีมากที่สุดเรียกว่า Do6a ดูเหมือนว่าจะกำหนดเป้าหมายเซลล์ประสาทชนิดหนึ่งที่ตอบสนองต่อสิ่งเร้าที่เป็นพิษ

เมื่อทีมทดลองทำการทดลองแบบเดียวกันในหนู พิษสังเคราะห์ยังคงกระตุ้นให้เกิดการตอบสนองที่เจ็บปวด แต่มันไม่ได้ขับเคลื่อนโดย Do6a ในทางกลับกัน ความเจ็บปวดดูเหมือนจะเกิดจากเปปไทด์ 2 ชนิดที่มีในพิษน้อยกว่า คือ Do10a และ Do13a ซึ่งกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาในวงกว้างและแพร่กระจายไปยังเซลล์ประสาทรับความรู้สึกของเมาส์หลายประเภท

เมื่อนำมารวมกัน Borjon กล่าวว่าการค้นพบนี้แสดงให้เห็นว่าพิษของมดกำมะหยี่ทำให้เกิดความเจ็บปวดในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ซึ่งในฐานะกลุ่มมีเส้นทางความเจ็บปวดที่คล้ายคลึงกัน ผ่านกลไกทั่วไป ในขณะที่ผลกระทบของพิษต่อแมลงจะถูกปรับให้เหมาะกับเป้าหมายเฉพาะมากขึ้น

การศึกษาครั้งนี้เป็นหนึ่งในกลุ่มแรกๆ ที่แสดงให้เห็นถึงรูปแบบการออกฤทธิ์ที่หลากหลายภายในพิษเดียว และเป็น "การผ่านครั้งแรกที่สำคัญ โดยใช้เทคนิคที่เป็นนวัตกรรมใหม่เพื่อสำรวจคำถามที่น่าสนใจ" Sam Robinson นักพิษวิทยาจากมหาวิทยาลัยควีนส์แลนด์ในออสเตรเลีย พูดว่า

แต่การค้นพบนี้อาจเป็นเรื่องธรรมดามากกว่าที่เห็นเขากล่าว ไม่มีแรงจูงใจทางวิทยาศาสตร์เพียงเล็กน้อยในการทดสอบผลกระทบของพิษส่วนใหญ่ในสิ่งมีชีวิตต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากสายพันธุ์นั้นเป็นผู้เชี่ยวชาญด้านเหยื่อ “และแม้ว่านี่จะดูเหมือนเป็นสิ่งที่พิเศษ แต่ก็ยากที่จะพูดอย่างมั่นใจ” โรบินสันกล่าว

นอกจากนี้การวิจัยยังได้เพิ่มเติมอีกประการหนึ่งความลึกลับที่ยั่งยืนเกี่ยวกับมดกำมะหยี่: ทำไมมันถึงมีอาวุธมากมายให้เลือกใช้ โจเซฟ วิลสัน นักนิเวศวิทยาด้านวิวัฒนาการจากมหาวิทยาลัยยูทาห์สเตตในเมืองทูเอลกล่าวว่าแม้จะมีคลังแสงป้องกันที่กว้างขวาง แต่ก็ดูเหมือนว่าจะไม่มีอะไรกินพวกมันอย่างสม่ำเสมอ และมดกำมะหยี่ก็ไม่ใช่สัตว์นักล่าที่ก้าวร้าวเช่นกัน

ความจริงที่ว่าพิษของมดดูเหมือนจะ "ต่อยหมัดจริง" ต่อแมลงชนิดอื่น แสดงให้เห็นว่าการมีปฏิสัมพันธ์กับแมลงนักล่าที่ไม่รู้จักบางตัว ทั้งในอดีตหรือปัจจุบัน อาจเป็นตัวขับเคลื่อนวิวัฒนาการของลักษณะเหล่านี้ Wilson กล่าว หรืออาจเป็นเพียงความบังเอิญอันน่ายินดีของวิวัฒนาการ “ในฐานะนักชีววิทยาเชิงวิวัฒนาการ เราพยายามระบุจุดประสงค์บางอย่างเบื้องหลังการปรับตัวเหล่านี้ แต่บางครั้งวิวัฒนาการก็ทำงานในลักษณะลึกลับ”