"ฟอสซิล 500 ล้านปี" ชี้มุมมองใหม่ "แมงมุม" อาจมีต้นกำเนิดในมหาสมุทร ?

ข้อมูลจาก ฟอสซิล 500 ล้านปี ชี้ว่า "แมงมุม" อาจมีต้นกำเนิดในมหาสมุทร การค้นพบนี้ชี้ให้เห็นว่าสมองอันเป็นเอกลักษณ์ของแมงมุมอาจเริ่มวิวัฒนาการในมหาสมุทรเมื่อหลายร้อยล้านปีก่อนที่บรรพบุรุษของพวกมันจะก้าวขึ้นสู่บก โดยนักวิจัยจาก มหาวิทยาลัยแอริโซนา (University of Arizona), วิทยาลัยไลคอมมิง (Lycoming College) และ คิงส์คอลเลจลอนดอน (King's College London) ได้ทำการวิเคราะห์ฟอสซิลอายุ 500 ล้านปี และพบความคล้ายคลึงกันอย่างน่าทึ่งระหว่างสมองของสัตว์ขาปล้องในทะเลที่สูญพันธุ์ไปแล้ว กับสมองของสัตว์จำพวกแมงมุม (Arachnids) ในปัจจุบัน

ที่มาของภาพ
Current Biology

การเชื่อมโยงทางทะเลที่ยังไม่ชัดเจน

การศึกษานี้ซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร Current Biology ได้นำเสนอหลักฐานใหม่ที่ท้าทายความเชื่อเดิม เกี่ยวกับการกำเนิดของแมงมุมและญาติของพวกมัน จากความเชื่อในปัจจุบันที่ว่า แมงมุม แมงป่อง ไร และเห็บส่วนใหญ่ อาจจะวิวัฒนาการมาจากบรรพบุรุษร่วมกันที่อาศัยอยู่บนบก แต่ที่มาของบรรพบุรุษเหล่านั้นยังคงเป็นปริศนา

ที่มาของภาพ
Current Biology

จากข้อมูลของงานวิจัยนี้ระบุว่า สัตว์จำพวกแมงมุมบนบก มีความเกี่ยวข้องกับ สัตว์จำพวก เชลิเซอเรตส์ (Chelicerates) ซึ่งเป็นสัตว์ที่มีอวัยวะคล้ายก้ามหนีบที่พบในมหาสมุทร เช่น แมงมุมทะเลและปูเกือกม้า ทว่าจากข้อมูลบันทึกฟอสซิลที่เชื่อมโยงระหว่างสัตว์กลุ่มนี้กลับไม่สมบูรณ์นัก

นิโคลัส สเตราส์เฟลด์ (Nicholas Strausfeld) นักประสาทวิทยาจาก มหาวิทยาลัยแอริโซนา (University of Arizona) อธิบายว่า "ยังคงมีการถกเถียงอย่างมากว่าแมงมุมปรากฏตัวครั้งแรกที่ไหนและเมื่อไหร่ และบรรพบุรุษของพวกมันเป็น Chelicerates ประเภทใด และพวกมันเป็นสัตว์ทะเลหรือกึ่งสัตว์น้ำเหมือนปูเกือกม้าหรือไม่"

"It is still vigorously debated where and when arachnids first appeared, and what kind of chelicerates were their ancestors, and whether these were marine or semi-aquatic like horseshoe crabs,"

การเปลี่ยนผ่านจากทะเลสู่บกถือเป็นก้าวสำคัญในวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต ซากของแมงมุมที่เก่าแก่ที่สุดที่ได้รับการยอมรับคือแมงป่องอายุ 430 ล้านปีซึ่งอาศัยอยู่บนบก อย่างไรก็ตาม หลักฐานใหม่นี้ชี้ให้เห็นว่าสัตว์จำพวกแมงมุมอาจเริ่มแยกสายจาก Chelicerates อื่น ๆ ก่อนหน้านั้นนานแล้ว

Mollisonia Symmetrica กลายเป็นกุญแจสำคัญ

จากข้อถกเถียงและความไม่ชัดเจนเกี่ยวกับต้นกำเนิดของแมงมุม บรรดานักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแอริโซนา (University of Arizona), วิทยาลัยไลคอมมิง (Lycoming College) และ คิงส์คอลเลจลอนดอน (King's College London) จึงหันมาศึกษา ฟอสซิล มอลลิโซเนีย ซิมเมทริกา (Mollisonia symmetrica) ซึ่งเป็นสัตว์โบราณยุคแคมเบรียนที่มีลักษณะคล้ายสัตว์ขาปล้อง

ที่มาของภาพ
Current Biology

ฟอสซิลชิ้นนี้ถูกค้นพบจากแหล่งข้อมูลที่ไม่ระบุแน่ชัดในบทความเดิม และเคยถูกสันนิษฐานว่าเป็นบรรพบุรุษของปูเกือกม้ามาก่อน ทว่าเมื่อทีมวิจัยได้นำมาวิเคราะห์อย่างละเอียดด้วย กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง เพื่อถ่ายภาพระบบประสาทส่วนกลางของฟอสซิล ก็ได้ค้นพบสิ่งที่ไม่คาดฝัน

ฟอสซิลของมอลลิโซเนีย ซิมเมทริกา (Mollisonia symmetrica) หรือ สัตว์โบราณชนิดหนึ่งในยุคแคมเบรียน มีลักษณะคล้ายสัตว์ขาปล้อง และเชื่อกันว่าอาจอยู่ในกลุ่มบรรพบุรุษของแมงมุมและแมงดาทะเล ที่ดูคล้ายตัวกะปิ(Woodlouse)ที่มีขาเล็ก ๆ จำนวนมาก เคยถูกสันนิษฐานว่าเป็นบรรพบุรุษของปูเกือกม้า แต่ด้วยการใช้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง นักวิจัยได้ถ่ายภาพระบบประสาทส่วนกลางของฟอสซิลและพบกับการค้นพบที่คาดไม่ถึง

ระบุว่าระบบประสาทของ มอลลิโซเนีย ซิมเมทริกา (Mollisonia symmetrica) ไม่เหมือนกับของปูเกือกม้าหรือแม้แต่สัตว์จำพวกครัสเตเชียนหรือแมลง แต่กลับมีรูปแบบของศูนย์กลางประสาทที่แผ่กระจายออกไป แบบย้อนกลับ ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของแมงมุม

โดยนิโคลัส สเตราส์เฟลด์ (Nicholas Strausfeld) กล่าวว่า "สมองของแมงมุมไม่เหมือนสมองอื่น ๆ บนโลกนี้" "The arachnid brain is unlike any other brain on this planet,"

อย่างไรก็ตาม ระบบประสาทในฟอสซิล มอลลิโซเนีย ซิมเมทริกา ที่เป็นเอกลักษณ์นี้ดูเหมือนจะเชื่อมต่อกับขาจำนวนมาก รวมถึงส่วนปากคล้ายก้ามหนีบสองข้าง

นักประสาทวิทยาด้านวิวัฒนาการจาก คิงส์คอลเลจลอนดอน (King's College London) ชี้ว่า "นี่เป็นก้าวสำคัญในวิวัฒนาการ ซึ่งดูเหมือนจะเป็นเอกสิทธิ์เฉพาะของแมงมุม แต่ใน Mollisonia เราได้ระบุโดเมนของสมองที่ตรงกับสายพันธุ์ที่มีชีวิตอยู่แล้ว"

"This is a major step in evolution, which appears to be exclusive to arachnids, yet already in Mollisonia, we identified brain domains that correspond to living species… "

จากการวิเคราะห์ทางสถิติเพิ่มเติม ทีมวิจัยพบว่าแมงมุมอาจไม่ได้วิวัฒนาการโครงสร้างที่คล้ายกับ มอลลิโซเนีย ซิมเมทริกา โดยบังเอิญ แต่มีแนวโน้มที่จะได้รับการถ่ายทอดลักษณะเฉพาะนี้มา ซึ่งหากถูกต้อง จะทำให้ มอลลิโซเนีย ซิมเมทริกา เป็นฐานของสายเลือดแมงมุม ทำให้มันเป็นพี่น้องกับปูเกือกม้าและแมงมุมทะเล

จากการวิเคราะห์ทางสถิติเพิ่มเติม ทีมวิจัยพบว่าแมงมุมอาจไม่ได้วิวัฒนาการโครงสร้างที่คล้ายกับ มอลลิโซเนีย ซิมเมทริกา โดยบังเอิญ แต่มีแนวโน้มที่จะได้รับการถ่ายทอดลักษณะเฉพาะนี้มา ซึ่งหากถูกต้อง จะทำให้ มอลลิโซเนีย ซิมเมทริกา เป็นฐานของสายเลือดแมงมุม ทำให้มันเป็นพี่น้องกับปูเกือกม้าและแมงมุมทะเล

แม้จะยังเป็นการคาดการณ์ แต่ก็มีความเป็นไปได้ว่าโครงสร้างสมองที่เป็นเอกลักษณ์ที่พบในสายเลือด มอลลิโซเนีย ซิมเมทริกา ช่วยให้ผู้สืบทอดในภายหลังสามารถอยู่รอดบนบกได้ ทางลัดของเส้นประสาทไปยังขาและก้ามหนีบอาจช่วยให้ควบคุมและประสานงานการเคลื่อนไหวที่ซับซ้อนได้ง่ายขึ้น เช่น การเดินหรือการถักใย

โดย นิโคลัส สเตราส์เฟลด์ (Nicholas Strausfeld) ได้ตั้งทฤษฎีไว้ว่า

"เราอาจจินตนาการได้ว่าแมงมุมคล้าย Mollisonia ก็ปรับตัวเข้ากับชีวิตบนบก ทำให้แมลงยุคแรกและกิ้งกือกลายเป็นอาหารประจำวันของพวกมัน และบางทีอาจเป็นแมงมุมยุคแรก ๆ บนบกที่ผลักดันให้แมลงวิวัฒนาการปีกและสามารถบินได้ และในทางกลับกัน เหยื่อที่บินได้อาจนำไปสู่การวิวัฒนาการของใยแมงมุม"

"We might imagine that a Mollisonia-like arachnid also became adapted to terrestrial life making early insects and millipedes their daily diet, perhaps it was the earliest arachnids on land that first drove insects to evolve wings and hence flight – and maybe, in turn, airborne prey led to the evolution of webs."