ufacob999 ราชินีมดและปลวกจะมีอายุยืนยาวได้อย่างไร?

ufacob999 ราชินีมดและปลวกจะมีอายุยืนยาวได้อย่างไร?

แมลงสังคมไม่เชื่อฟัง ufacob999 หลักการวิวัฒนาการที่กล่าวว่าสิ่งมีชีวิตลงทุนในการบำรุงรักษาร่างกายหรือการสืบพันธุ์ ไม่ใช่ทั้งสองอย่าง นักวิทยาศาสตร์ต้องการทราบว่าสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ทำอย่างไร 

ตว์ตัวเล็กมักจะไม่แก่มาก เนื่องจากพวกมันมักเสี่ยงที่จะเป็นอาหารว่างของสัตว์เลื้อยคลานอีกตัวหนึ่ง วิธีที่ดีที่สุดเพื่อให้แน่ใจว่ายีนของพวกมันจะทำให้มันเป็นรุ่นต่อไปคือการมีลูกเป็นฝูงโดยเร็วที่สุด นี่เป็นเรื่องจริงสำหรับแมลง ซึ่งยกเว้นจักจั่นที่มีชื่อเสียง เช่น จักจั่น มักมีอายุขัยเฉลี่ยเป็นวัน สัปดาห์ หรือเดือนได้ดีที่สุด

ในทางตรงกันข้าม  สัตว์เช่นช้างและมนุษย์เลี้ยงลูกเพียงไม่กี่ตัวและมีร่างกายที่อยู่รอดมานานหลายทศวรรษ : หากขนาดหรือรูปแบบการใช้ชีวิตของคุณให้ความคุ้มครอง คุณสามารถใช้เวลาได้

รูปแบบที่ตัดกันนี้พบได้บ่อยมาก ซึ่งแสดงให้เห็นว่าเนื่องจากการสืบพันธุ์และการบำรุงรักษามีค่าใช้จ่ายสูง สัตว์จึงไม่สามารถขยายทั้งสองอย่างให้เกิดประโยชน์สูงสุดได้ ดังนั้นยิ่งพลังงานและสารอาหารที่แต่ละคนลงทุนในการผลิตลูกหลานมากเท่าไร มันก็จะยิ่งแก่เร็วเท่านั้น และอายุของมันก็จะสั้นลงเท่านั้น

แต่ใน  แมลงสังคม  เช่น ปลวก มด ผึ้ง และตัวต่อ ราชินีดูเหมือนจะพบวิธีที่จะกินเค้กของพวกมันแล้ว

ในอาณานิคมหลายแห่ง ราชินีที่วางไข่หลายร้อยฟองทุกวันสามารถมีชีวิตอยู่ได้นานหลายปีหรือหลายสิบปี ในขณะที่คนงานที่ไม่เคยวางไข่เลยสักครั้งในชีวิตจะเสียชีวิตภายในเวลาไม่กี่เดือน เห็นได้ชัดว่าสปีชีส์เหล่านี้ได้พบเส้นทางที่ช่วยให้อย่างน้อยบางชนิดของพวกมันสามารถหลีกเลี่ยงข้อจำกัดที่บังคับให้สัตว์อื่น ๆ เลือกระหว่างอายุยืนยาวกับลูกหลานจำนวนมาก

เมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมา ทีมนักชีววิทยานานาชาติได้เริ่มศึกษาว่าสิ่งมีชีวิตเหล่านี้สามารถดึงมันออกมาได้อย่างไร และถึงแม้จะยังมีอะไรให้เรียนรู้อีกมาก แต่ผลลัพธ์แรกของโครงการก็เริ่มที่จะเสนอเบาะแส

ufacob999

แมลงวันผลไม้บอกความแก่

ความแตกต่างในรหัสพันธุกรรมไม่สามารถอธิบายการมีอายุยืนยาวอย่างผิดปกติของราชินีได้เมื่อเทียบกับคนงาน คนงานทุกคนเป็นธิดาของพระราชินี และในหลายกรณี ธิดาเหล่านั้นคนใดคนหนึ่งสามารถเติบโตเป็นราชินีได้หากพวกเขาได้รับการรักษาของราชวงศ์ที่เหมาะสมเมื่อพวกมันยังเป็นตัวอ่อน

ความเกี่ยวข้องทางพันธุกรรมที่ใกล้ชิดนี้เป็นเหตุที่สมเหตุสมผลที่คนงานอุทิศชีวิตเพื่อดูแลราชินีและลูกหลานของเธอ บำรุงรักษาและปกป้องรังของอาณานิคมและหาอาหาร ด้วยการรักษาพระราชินีให้ปลอดภัยและจัดหาทรัพยากรมากมายที่เธอต้องการเพื่อผลิตไข่เป็นเวลานานหลายปี พนักงานแต่ละคนช่วยในการแพร่กระจายของยีนของตัวเอง

และเนื่องจากราชินีเป็นหนึ่งเดียวในอาณานิคมที่วางไข่ อาณานิคมที่มีราชินีอายุยืนจึงมีแนวโน้มที่จะขยายใหญ่ขึ้นและส่งราชินีอายุน้อยออกไปสร้างรังใหม่ รวมทั้งตัวผู้เพื่อผสมพันธุ์

กล่าวอีกนัยหนึ่ง นักวิทยาศาสตร์หลายคนให้เหตุผลว่า ต้องมีแรงกดดันในการคัดเลือกอย่างเข้มข้นเพื่อให้พระราชินีมีชีวิตอยู่ได้นานที่สุดโดยการพัฒนาการชราภาพแบบล่าช้า

แต่จะสำเร็จได้อย่างไร? แมลงชนิดอื่นมีสารตะกั่วที่เป็นไปได้

ปรากฎว่าบางชนิดสามารถเอียงการลงทุนในการบำรุงรักษาร่างกายและการสืบพันธุ์ไม่ทางใดก็ทางหนึ่งขึ้นอยู่กับสถานการณ์ จากการศึกษาพบว่า เมื่อ  แมลงหวี่ Drosophila melanogaster  ได้รับอาหารที่มีข้อจำกัดมันสามารถยืดอายุของมันได้อย่างมาก แต่จะผลิตไข่น้อยลง 

นักวิจัยยังแสดงให้เห็นว่าเครือข่ายยีนทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการรับรู้ถึงสารอาหาร เช่น กรดอะมิโนและคาร์โบไฮเดรต มีส่วนรับผิดชอบต่อผลกระทบนี้ เมื่ออาหารขาดแคลน เครือข่ายนี้จะส่งสัญญาณที่ชะลอการสืบพันธุ์ในขณะที่เพิ่มอายุขัยของสัตว์และการลงทุนในกระบวนการต่างๆ เช่น การซ่อมแซมเนื้อเยื่อ ซึ่งอาจทำให้แต่ละคนสามารถรอวันที่ดีกว่าที่จะมาถึงได้ นักวิทยาศาสตร์บางคนยังแสดงให้เห็นว่าอายุขัยของแมลงวันสามารถยืดเยื้อได้เมื่อยีนสำคัญบางตัวที่เกี่ยวข้องกับเครือข่ายการรับสารอาหารนี้ถูกปิดใช้งาน

งานแมลงวันผลไม้นี้แสดงให้เห็นว่าอัตราการแก่ชราไม่ได้ถูกกำหนดไว้ในหิน แต่สามารถปรับให้เข้ากับขอบเขตส่วนหนึ่งของกลยุทธ์ที่พัฒนาขึ้นเพื่อลงทุนทรัพยากรอย่างดีที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ในการทำซ้ำเมื่อมีทรัพยากรเหลือเฟือ และในการบำรุงรักษาเมื่อไม่มีทรัพยากร

“เมื่อเราพูดถึงกลไกของความชรา เรามักจะพูดถึงแต่วิธีที่สิ่งต่างๆ เสื่อมโทรม” Thomas Flatt นักชีววิทยาด้านวิวัฒนาการจากมหาวิทยาลัย Fribourg ในสวิตเซอร์แลนด์ ซึ่งทำงานส่วนใหญ่เกี่ยวกับแมลงวันผลไม้และเป็นผู้เขียนร่วมของ  บทความเกี่ยวกับการแก่ของแมลงกล่าว  ในการ  ทบทวนกีฏวิทยาประจำปี “สิ่งที่เรามักจะลืมไปคือด้านพลิกของความชรา: กลไกสำคัญที่ชะลอการเสื่อมสภาพ”

รับคนงานวางไข่

แมลงในสังคมอาจใช้ยีนเดียวกันกับที่  แมลงหวี่  ใช้เพื่อปรับอัตราการแก่ – ในกรณีของพวกมันเพื่อชะลอความแก่ในราชินีหรือไม่?

การศึกษาการแก่ชราในราชินีเป็นเรื่องยาก เพราะโดยปกติแล้วจะมีราชินีเพียงตัวเดียวในทุกอาณานิคม และต้องใช้เวลาหลายปีหรือหลายสิบปีกว่าที่ราชินีจะเติบโต ในการหลีกเลี่ยงปัญหาดังกล่าว นักวิจัยสามารถกำจัดราชินี ซึ่งมักจะกระตุ้นให้คนงานบางคนเริ่มผลิตไข่ของตนเอง

แน่นอนว่าสิ่งนี้ไม่ได้เปลี่ยนคนงานให้กลายเป็นราชินีอย่างสมบูรณ์ แต่การทดลองแสดงให้เห็นว่ามันส่งผลดีต่อสุขภาพคล้ายกับที่ราชินีอายุยืนยาว ตัวอย่างเช่น ในการศึกษาที่ตีพิมพ์ในปี 2564 นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยนอร์ธ แคโรไลนา กรีนส์โบโร พบว่า  ผึ้งงานซึ่งกระตุ้นรังไข่ของพวกมันจะมี  ความยืดหยุ่นต่อไวรัสที่อาจทำให้เกิดการติดเชื้อร้ายแรงได้

ผึ้งงานที่มีรังไข่ทำงานอยู่ก็มีแนวโน้มที่จะรอดชีวิตจากการฉีดยาพาราควอต ซึ่งเป็นสารกำจัดวัชพืชที่ทำให้โปรตีน ดีเอ็นเอ และส่วนประกอบอื่นๆ ของเซลล์เสียหายจากปฏิกิริยาออกซิเดชัน ความเสียหายประเภทนี้ยังเกิดขึ้นได้ช้ากว่าโดยของเสียจากกระบวนการเผาผลาญตามปกติและเป็นที่เชื่อกันอย่างกว้างขวางว่าเป็นปัจจัยสำคัญในการแก่ชรา

นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยในเยอรมนีสองแห่ง  ได้เห็นบางสิ่งที่คล้ายคลึงกัน  ในคนงานของมดสามสายพันธุ์ ในสองสายพันธุ์ ความต้านทานต่อความเครียดออกซิเดชันเพิ่มขึ้นเมื่อราชินีถูกถอดออก เกือบสองเท่าของโอกาสที่คนงานจะรอดชีวิตจากการรักษาด้วยพาราควอต ในหนึ่งสายพันธุ์นั้น เจ้าหน้าที่ได้กระตุ้นการทำงานของรังไข่เพื่อตอบโต้ ในทางกลับกัน พวกเขาไม่ได้ทำเช่นนั้น แต่ในกรณีนี้ ชีวิตที่ยืนยาวอาจซื้อเวลาให้กับคนงานในการเลี้ยงดูราชินีองค์ใหม่ เหตุผลคือ Romain Libbrecht นักชีววิทยาด้านวิวัฒนาการที่ Johannes Gutenberg University of Mainz ผู้เขียนร่วมของการศึกษานี้

บทเรียนจากปลวก

นักชีววิทยาด้านวิวัฒนาการ Judith Korb แห่งมหาวิทยาลัยไฟรบูร์กในเยอรมนีกล่าวว่าเบาะแสเกี่ยวกับกลอุบายการต่อต้านวัยของแมลงสังคมอาจถูกรวบรวมจากสายพันธุ์ปลวกต่างๆ สิ่งมีชีวิตที่เป็นแมลงสาบทางสังคมโดยพื้นฐานแล้ว

ปลวกชนิดหนึ่งที่เธอศึกษาคือ ปลวกไม้แห้ง  Cryptotermes secundusไม่เคยออกจากรังเลย มันแค่เจาะรูตามต้นไม้ที่ตายแล้ว กินเนื้อไม้จากภายใน คนงานไม่ต้องทำงานหนักมาก และพวกเขายังคงความสามารถในการขยายพันธุ์ พร้อมเสมอที่จะย้ายออกไปเพื่อพยายามตั้งอาณานิคมของตนเองที่อื่นเมื่ออาหารหมด

Korb และเพื่อนร่วมงานพบว่าเมื่อคนงานอายุน้อยกว่าและไม่แพร่พันธุ์ยีนที่เกี่ยวข้องกับการต่อสู้กับความเสียหายจากปฏิกิริยาออกซิเดชันจะทำงานมากขึ้น แต่เมื่อโตขึ้นและเจริญเติบโตเต็มที่ กิจกรรมของยีนดังกล่าวจะลดลง ตอนนี้โฟกัสไปที่การสืบพันธุ์เป็นส่วนใหญ่ ufacob999

Credit by : Ufabet