ค้นพบ ฟอสซิล สมองอายุ 500 ล้านปี จากนักล่าบรรพกาล

ค้นพบฟอสซิลสมองอายุ 500 ล้านปี จากนักล่าบรรพกาล

ค้นพบ ฟอสซิล สมองอายุ 500 ล้านปี จากนักล่าบรรพกาล

ฟอสซิล จำนวน 15 ชิ้นที่เพิ่งถูกค้นพบในกรีนแลนด์เมื่อเร็วๆ นี้ ได้ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถเข้าถึงยังสมองของสัตว์ที่เคยมีชีวิตอยู่เมื่อ 520 ล้านปีมาแล้วได้

เจ้าสัตว์ที่สูญพันธุ์ไปแล้วตัวนี้มีนามว่า Kerygmachela kierkegaardi มันแหวกว่ายอยู่ในน่านน้ำเปิดยุคแคมเบรียน ยุคสมัยที่สิ่งมีชีวิตต่างๆ อุบัติขึ้นมาพร้อมกันบนโลกหรือที่เรียกว่า Cambrian explosion ร่างกายของมันประกอบด้วยปีกเล็กๆ จำนวน 11 ปีกตลอดความยาวลำตัวของแต่ละด้าน นักล่าจากยุคบรรพกาลนี้มีหางยาว หัวกลม พร้อมกลับหนวดรูปร่างประหลาดซึ่งหันไปด้านหน้า รายงานจาก Jakob Vinther นักบรรพชีวินวิทยาชาวสหราชอาณาจักร

ฟอสซิลก่อนหน้านี้ของเจ้าสิ่งมีชีวิตดังกล่าวที่เคยถูกค้นพบขนาด 1 – 10 นิ้ว ได้รับความเสียหายจากสภาพอากาศอันเลวร้าย แต่สำหรับฟอสซิลชิ้นล่าสุดที่เพิ่งถูกค้นพบนี้ ถือได้ว่ามีความสมบูรณ์มาก ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ได้ข้อมูลใหม่ๆ เกี่ยวกับวิวัฒนาการของสมองและระบบประสาทในสัตว์จำพวก panarthropods วงศ์สัตว์ชนิดหนึ่งที่รวมเอาหมีน้ำ สิ่งมีชีวิตเล็กจิ๋วในปัจจุบันอยู่ด้วย นอกจากนั้นยังรวมไปถึง หนอนกำมะหยี่ และอาร์โธพอดจำพวกครัสเตเชียน (กุ้ง กั้ง ปู) และแมลง เช่นกัน

ฟอสซิลของ Kerygmachela ที่พบในกรีนแลนด์
ภาพถ่ายโดย Tae Yoon Park

การศึกษาครั้งนี้นำทีมโดย Vinther และ Tae-Yoon Park จากสถาบันวิจัย Korea Polar รายงานการค้นพบดังกล่าวถูกเผยแพร่ลงในวารสาร Nature Communications เมื่อวันที่ 9 มีนาคม 2018

ผลการศึกษาออกมาขัดแย้งกับการศึกษาก่อนหน้านี้ ทีมนักวิจัยพบว่าด้วยหลักฐานใหม่แสดงให้เห็นว่าบรรพบรุษของ panarthropods ทั้งหลาย ไม่ได้มีสมองที่ซับซ้อนซึ่งแบ่งออกเป็นสามส่วนแต่อย่างใด และไม่ได้ใกล้เคียงกับสัตว์มีกระดูกสันหลัง หรือไม่มีกระดูกสันหลังอื่น (โดยทั่วไปแล้วจะแบ่งสมองออกเป็นสมองส่วนหน้า (forebrain หรือ prosencephalon)  สมองส่วนกลาง (midbrain หรือ mesencephalon) และสมองส่วนท้าย (hind brain หรือ rhombencephalon)

ร่องรอยของระบบประสาทที่ยังคงตรวจสอบได้ ผลการค้นพบล่าสุดชี้ว่าบรรพบรุษของ panarthropods ไม่ได้มีสมองที่ซับซ้อน
ภาพถ่ายโดย Tae Yoon Park

ในอาร์โธพอดปัจจุบัน เช่นแมงมุม เริ่มต้นพัฒนาระบบประสาท (ปมประสาท) ของพวกมันจากเซลล์ประสาทเพียงเซลล์เดียวที่อยู่เหนือลำไส้ พวกมันมีสมองหรือปมประสาทสองส่วน คืออยู่ข้างและอยู่ใต้ลำไส้ ต่อมาเซลล์ประสาทเหล่านี้จะถูกดันขึ้นและหลอมรวมกับระบบประสาทส่วนแรกในระหว่างการพัฒนาตัวอ่อนภายในไข่ และกลายมาเป็นปมประสาทที่ซับซ้อนในที่สุด

นักวิทยาศาสตร์สามารถตามรอยโครงสร้างลักษณะนี้ไปได้ถึงในฟอสซิลดึกดำบรรพ์ สำหรับเจ้า Kerygmachela นั้นมีสมองเพียงส่วนเดียว โดยหลงเหลือปรากฏเพียงแผ่นฟิล์มคาร์บอนบางๆ เท่านั้น ซึ่งเชื่อกันว่าในหมีน้ำหรือทาร์ดิเกรด สัตว์เล็กจิ๋วที่ทนทานต่อทุกสภาพแวดล้อมเองก็มีสมองเพียงส่วนเดียวที่คล้ายคลึงกันกับ Karygmachela และเช่นเดียวกันกับ หนอนกำมะหยี่ สัตว์ลำตัวอ่อนนุ่ม นักล่าผู้ซุ่มโจมตีเหยื่อในเวลากลางคืนนี้ก็ปราศจากสมองสามส่วนเช่นอาร์โธพอดอื่นๆ รุ่นใหม่ ฉะนั้นแล้วจึงสมเหตุสมผลที่จะตั้งสมมุติฐานว่าบรรพบรุษของพวกมันก็มีสมองที่ไม่ซับซ้อนเช่นกัน ซึ่งแตกต่างจากสัตว์มีกระดูกสันหลังและ panarthropods ที่มีสมองสามส่วนอันซับซ้อน

แต่ไม่ใช่ว่านักวิทยาศาสตร์ทุกคนจะเชื่อในสมมุติฐานนี้ Nicholas Strausfeld นักประสาทวิทยาจากมหาวิทยาลัยอริโซนา เชื่อว่าหมีน้ำอาจไม่ได้พัฒนาสมองให้มีหลายส่วนขึ้นมา “ต้องระวังมากถ้าจะบอกว่าสมองของ Kerygmachela นั้นคล้ายกับสมองของทาร์ดิเกรด” Strausfeld เตือน “เพราะมันอาจไม่เป็นเช่นนั้น” ทาร์ดิเกรดอาจปราศจากสมองที่ซับซ้อนก็จริง แต่พวกมันมีระบบประสาทเป็นเครือข่ายรอบปากของมัน

ด้าน Vinther เองกล่าวว่ามุมมองของ Strausfeld นั้นน่าสนใจ แต่ไม่ว่าข้อเท็จจริงจะเป็นอย่างไรก็ตามทั้งหมดชี้ให้เห็นว่าระบบประสาทของบรรพบรุษสิ่งมีชีวิตนั้นเป็นอะไรที่เรียบง่าย และด้วยวิวัฒนาการจึงพัฒนาต่อมาเป็นระบบสมอง และนำไปสู่ฟังก์ชั่นอื่นๆ ตามมาดังที่เราเองก็พบเห็นกันไม่ว่าจะเป็น ดวงตา สมองอันซับซ้อน และอื่นๆ อีกมากมาย

เรื่อง Andrew Urevig

ภาพกราฟฟิกของ Kerygmachela kierkegaardi นักล่าแห่งมหาสมุทรเมื่อ 520 ล้านปีก่อน
ผลงานโดย Rebecca Gelernter, Nearbirdstudios

 

อ่านเพิ่มเติม

หลักฐานฟอสซิลเผยปริศนาการทวีชนิดพันธุ์สัตว์ยุคแคมเบรียน

เรื่องแนะนำ

ฟอสซิลปลาโบราณที่ถูกค้นพบโดยเด็กสิบขวบ

ฟอสซิลปลา โบราณที่ถูกค้นพบโดยเด็กสิบขวบ ราวๆ 3 ปีก่อน เด็กน้อยขี้สงสัยวัยสิบขวบที่กำลังอยู่ระหว่างการท่องเที่ยวยังวิหารเก่าแก่ของโคลอมเบีย สังเกตเห็นอะไรบางอย่างที่ปลายเท้า เขาสังเกตเห็นบางสิ่งบางอย่างที่ดูคล้ายปลาอยู่ในหินก้อนแบนที่พื้น ดังนั้นเด็กน้อยจึงถ่ายภาพไว้ และไม่กี่วันต่อมาตัวเขาก็นำภาพถ่ายมายังสถาบันวิจัยบรรพชีวินวิทยาที่ตั้งอยู่ใกล้ๆ ที่ซึ่งนักวิทยาศาสตร์จากสถาบันกล่าวว่า เด็กน้อยได้พบเข้ากับฟอสซิลเข้าเสียแล้ว ข่าวดังกล่าวถูกแจ้งไปยังทีมวิจัย มหาวิทยาลัยอัลเบอร์ตา และจากการรวบรวมข้อมูล พวกเขาคิดว่าฟอสซิลที่หนูน้อยคนนี้พบน่าจะเป็นสัตว์ในกลุ่มปลาโบราณที่ไม่เคยถูกพบในอเมริกามาก่อน “เราพบว่าเขตร้อนชื้นเป็นภูมิภาคที่พวกมันอาศัยอยู่” Oksana Vernygora นักศึกษาปริญญาเอกผู้นำการวิจัยกล่าว “สิ่งที่เราต้องทำก็คือออกไปสำรวจ” ผลการค้นพบครั้งนี้ถูกเผยแพร่ลงในวารสาร Journal of Systematic Palaeontology เมื่อวันที่ 31 มกราคมที่ผ่านมา   หนทางสู่การค้นพบ วิหาร La Candelaria ตั้งอยู่นอกเมือง  Ráquira ของโคลอมเบีย ด้วยระยะเวลาการขับรถไม่กี่ชั่วโมง วิหารที่ก่อสร้างขึ้นในศตวรรษที่ 17 นี้ปนะกอบด้วยตัวอาคารซับซ้อน, พิพิธภัณฑ์, ลานอเนกประสงค์ และถ้ำที่เหล่านักบวชออกัสตินอาศัยอยู่ (และทุกวันนี้วิหารบางส่วนยังเปิดเป็นโรงแรมให้นักท่องเที่ยวเข้ามาพักอีกด้วย) ย้อนกลับไปเมื่อ 20 ปีก่อน การก่อสร้างทางเดินมายังวิหารเริ่มต้นขึ้นด้วยการนำก้อนหินมาจากเหมือง Andean ในจังหวัดโบยากา ซึ่งห่างออกไปราวหนึ่งชั่วโมงครึ่ง เหมืองแห่งนี้ถูกเปิดขึ้นสำหรับการนำหินมาก่อสร้างยังวิหารโดยเฉพาะ และถูกปิดเมื่อหินถูกขนส่งไปหมดแล้ว ซึ่งทีมนักวิจัยสามารถติตตามที่มาของหินได้จากที่นี่ […]

ปลากระเบน ในทุกวันนี้ยังสบายดีอยู่หรือไม่

ปลากระเบน สัตว์น้ำในทะเลที่เราอาจจะไม่คุ้นเคยสักเท่าไหร่ แต่การดำรงอยู่ของมันก็สามารถชี้วัดความอุดมสมบูรณ์ของโลกใต้น้ำได้ดี ลองมาดูกันว่าชีวิตของเหล่ากระเบนเป็นอย่างไรบ้างในปัจจุบัน แม้ว่าเราอาจจะคุ้นเคยกับการรับประทานสัตว์น้ำหลากชนิด แต่ในชีวิตประจำวันเราคงไม่มีโอกาสได้รับประทาน หรือแม้กระทั่งพบเจอสัตว์น้ำหน้าตาประหลาด และมีรูปร่างน่าเกรงขามอย่าง ปลากระเบน มากนัก แต่ด้วยกระแสการรับประทานอาหารที่ปรุงจากสายพันธุ์ที่เสี่ยงต่อการสูญพันธุ์เริ่มพูดถึงในกันสังคม อาจทำให้หลายคนเริ่มเกิดความสงสัยว่าในทุกวันนี้ปลากระเบนมีสถานะเช่นไรในท้องทะเล ภาพถ่าย ศิรชัย อรุณรักษ์ติชัย ทีมนักวิจัยเก็บข้อมูลร่างกายของปลากระเบนราหูน้ำจืด (Urogymnus polylepis) ที่ติดเบ็ดของนักตกปลาในแม่น้ำแม่กลอง บริเวณอำเภออัมพวา จังหวัดสมุทรสงคราม ด้วยการที่ประชากรของปลากระเบนชนิดนี้ในประเทศไทยถูกจัดสถานะว่ามีความเสี่ยงขั้นวิกฤตต่อการสูญพันธุ์ (Critically Endangered) โดย IUCN ด้วยลักษณะทางชีววิทยาที่ออกลูกจำนวนน้อยและเจริญเติบโตช้ามากประกอบกับภัยคุกคามจากการที่แหล่งที่อยู่อาศัยเสื่อมโทรม นักวิจัยจึงพยายามศึกษาปลากระเบนเหล่านี้เพื่อใช้ในการอนุรักษ์ประชากรของพวกมันให้คงอยู่ในสายน้ำของเมืองไทย ปลากระเบนจัดเป็นปลากระดูกอ่อนจำพวกหนึ่งที่มีบรรพบุรุษร่วมกันกับปลาฉลาม สามารถพบได้ทั่วไปทั้งในน้ำจืด น้ำกร่อย และทะเล ส่วนใหญ่จะหากินบริเวณพื้นท้องน้ำ และแพร่กระจายทั่วไปตามเขตอุบอุ่นและเขตร้อนทั่วโลก ลักษณะที่โดดเด่นของกระเบนคือการมีรูปร่างลำตัวแบนราบ อาจมีปุ่มกระดูกหรือหนามเล็ก ๆ ในบางบริเวณ และมีครีบอกที่แผ่ขยายคลุมส่วนหัวและบางส่วนของลำตัว หรืออาจจะคลุมลำตัวทั้งหมด บางชนิดอาจมีพิษที่เงี่ยง ขยายพันธุ์โดยออกลูกเป็นตัวหรือเป็นไข่แล้วแต่สายพันธุ์ ปลากระเบนพบเจอได้ที่ไหนในประเทศไทย ปลากระเบนที่พบทั่วโลกมีมากกว่า 600 ชนิด สำหรับในประเทศไทย ได้มีการสำรวจเมื่อปี 2017 พบปลากระเบน 84 ชนิดทั้งในน้ำจืดและน้ำเค็ม ในแหล่งน้ำจืด ผู้คนส่วนใหญ่จะรู้จัก กระเบนเจ้าพระยา […]

เต่า ‘สูญพันธุ์’ ถูกค้นพบอีกครั้งหลังจากร้อยปี

เต่ายักษ์เฟอร์นันดินา ที่คาดว่าสูญพันธุ์เมื่อร้อยปีที่แล้ว ขณะนี้มีความหวังว่าจะช่วยฟื้นฟูประชากรของมันกลับมา วอชิงตัน ทาเปีย ได้ค้นพบเต่ายักษ์เฟอร์นันดินาบนเกาะกาลาปาโกสชื่อดัง นั่นเปรียบเสมือนการได้รับรางวัลออสการ์ “สำหรับฉันมันเป็นความสำเร็จครั้งสำคัญที่สุดในชีวิต เพราะฉันทำงานด้านการอนุรักษ์เต่ามา 30 ปีแล้ว” ผู้อำนวยการฝ่ายอนุรักษ์ฟื้นฟูเต่ายักษ์กาลาปาโกสและผู้นำการสำรวจกล่าว “นี่เป็นเหมือนรางวัลออสการ์ของฉัน” ทาเปียได้ร่วมมือกับทีมสำรวจท้องถิ่นสี่คน จากอุทยานแห่งชาติหมู่เกาะกาลาปาโกส ได้แก่ เจฟเฟรย์ มาลากะ, เอดัวร์โด วิเลมา, โรเบร์โต บาเลสตีรอส, ซีโมน วิยามาร์ รวมถึงฟอร์เรลต์ กาลันเต พิธีกรและนักชีววิทยาจากช่อง แอนนิมอล แพลนเน็ต ทั้งหมดรู้สึกปลาบปลื้มเป็นที่สุดเมื่อสำรวจพบเต่ายักษ์ Chelonoidis phantasticus เพศเมียบนเกาะเฟอร์นันดินา เกาะที่มีภูเขาไฟซึ่งมีอายุน้อยที่สุดในหมู่เกาะกาลาปาโกส ครั้งสุดท้ายที่มีการยืนยันการพบเห็นเต่าสายพันธุ์นี้คือในปี 1906 สหภาพนานาชาติเพื่อการอนุรักษ์ธรรมชาติ (IUCN) ได้ขึ้นบัญชีแดง (Red List) ว่า อาจสูญพันธุ์ไปแล้ว จนกระทั่งปี 2017 ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่มาลากะได้พบอุจจาระของสัตว์เลื้อยคลานชนิดหนึ่งในบริเวณอุทยานฯ ต่อมาเต่าสายพันธุ์นี้ถูกจัดเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีความเสี่ยงขั้นวิกฤติต่อการสูญพันธุ์ “มันเป็นข้อบ่งชี้ที่ชัดเจนว่าเต่ายังคงอยู่ที่นั่น” ทาเปียกล่าว ในวันอาทิตย์ที่ 17 กุมภาพันธ์ ที่ผ่านมา ทางทีมสำรวจได้ออกเดินทางเวลาหกโมงเช้า เพื่อค้นหาพื้นที่สีเขียวท่ามกลางกระแสลาวาบนเกาะแห่งนี้ […]

เสียงเพรียกจากมวลบุปผา

ความสร้างสรรค์ระหว่างธรรมชาติไม่มีที่สิ้นสุดดังจะเห็นได้จากกรณีของค้างคาวกินนํ้าต้อยและเถาไม้เลื้อยที่ผลิดอกยามคํ่าคืน ซึ่งใช้ชีวิตร่วมกันในป่าเขตร้อนลุ่มตํ่าของอเมริกากลาง ค้างคาวลิ้นยาวสีนํ้าตาล (Glossophaga commissarisi) เป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมีปีกตัวเล็กจ้อยที่มีขนาดร่างกาย ไม่ใหญ่กว่านิ้วโป้ง และโผบินท่ามกลางมวลดอกหมามุ่ย (Mucuna holtonii) เพื่อลิ้มเลียนํ้าต้อยเฉกเช่นนกฮัมมิงเบิร์ดและแมลงภู่ โดยผสมเกสรเป็นการแลกเปลี่ยน ในเวลากลางวัน ดอกได้อวดสีสันสดใส แต่ในยามคํ่าคืน กระทั่งเฉดสีสุกสว่างที่สุดก็ยังซีดจางในแสงจันทร์ ดอกหมามุ่ยจึงต้องหันไปพึ่งเสียงเพื่อดึงดูดค้างคาว ที่สถานีชีววิทยาลาเซลวาทางเหนือของคอสตาริกา เถาหมามุ่ยเก่าแก่ที่ยังงอกงามเลื้อยกระหวัดถักทอเป็นเพดานใบไม้เหนือที่ว่างในป่า และทอดกิ่งเขียวยาวที่มี ดอกหมามุ่ยนับสิบ ๆ ดอกลงสู่เบื้องล่าง เมื่อสิ้นแสงอาทิตย์ ดอกตูมของเถาหมามุ่ยเตรียม แต่งองค์ทรงเครื่องรอรับค้างคาว เริ่มจากกลีบดอกสีเขียวอ่อนด้านบนสุดที่หุ้มดอกตูมอยู่ค่อย ๆ เปิดขึ้นในแนวตั้ง ราวกับไฟส่งสัญญาณวับวาม ถัดจากกลีบส่งสัญญาณนี้ ลงไปเป็นกลีบด้านข้างเล็ก ๆ สองกลีบที่สยายออกราวกับปีก เผยให้เห็นร่องด้านบนของฝักถั่วอันเป็นที่มาของกลิ่นคล้ายกระเทียมโชยอ่อนไปไกลเย้ายวนให้ทาสติดปีกรุดมาเยือน ค้างคาวใช้คลื่นเสียงความถี่สูงเป็นเครื่องมือในการระบุสิ่งกีดขวางหรือเป้าหมาย พวกมันใช้เส้นเสียงสร้างเสียงที่สั้น รัว ส่งผ่านรูจมูกหรือปาก และตีความรูปแบบการเปลี่ยนแปลงของคลื่นเสียงที่สะท้อนกลับมายังหูที่ไวต่อเสียง ข้อมูลที่กลับเข้ามาได้รับการประมวลอย่างรวดเร็วและ ต่อเนื่อง ช่วยให้ค้างคาวสามารถปรับเส้นทางการบินกลางอากาศได้อย่างคล่องแคล่ว ค้างคาวส่วนใหญ่กินแมลงเป็นอาหาร พวกมันมักส่งสัญญาณเสียงอันทรงพลัง ครอบคลุมระยะทางไกล ๆ ขณะที่ค้างคาวกินนํ้าต้อยส่งสัญญาณเสียงที่แผ่วเบา แต่ ซับซ้อนกว่า ซึ่งนักวิทยาศาสตร์เรียกว่า การกลํ้าความถี่ (frequency modulation) สัญญาณอย่างหลังนี้ชดเชย […]