เฟิร์นวิวัฒนาการย้อนหลังได้ จากซับซ้อนกลับสู่เรียบง่าย ท้าทายความเชื่อเดิมที่เป็นไปไม่ได้
เฟิร์นสามารถ ‘วิวัฒนาการถอยหลัง’ ได้ ไปสู่รูปแบบที่เรียบง่ายกว่า เพื่อให้พวกมันอยู่รอดต่อไป ช่วยแก้ไขความเข้าใจผิด ๆ ว่าวิวัฒนาต้องไปข้างหน้าเพียงอย่างเดียว
เราทุกคนมักเข้าใจ ‘วิวัฒนาการ’ ว่าเป็นเหมือนเส้นทางที่นำไปสู่ ‘สิ่งใหม่’ ที่ดีกว่าเดิมหรือบางคนกล่าวว่าอาจถึงขั้น ‘สิ่งมีชีวิตขั้นสูงกว่า’ ซึ่งพบเห็นได้บ่อยบนโลกใบนี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งภาพต่าง ๆ ที่ได้รับความนิยมเช่นภาพลิงเดินหน้าไปสู่มนุษย์ปัจจุบัน ผ่านการเปลี่ยนแปลงแบบค่อยเป็นค่อยไป
อย่างไรก็ตามมุมมองดังกล่าวนั้นเป็นเรื่องที่ไม่ถูกต้องนัก อันที่จริงแล้ววิวัฒนาการนั้นไม่มีเส้นชัย ไม่มีเป้าหมายสุดท้าย และไม่มีสิ่งมีชีวิตที่สูงกว่า มีแค่ความเหมาะสมไปตามยุคสมัยทางธรณีวิทยาเท่านั้น การคัดเลือกโดยธรรมชาติไม่ได้ไหลไปในเส้นทางใด ๆ ที่ชัดเจน และบางครั้งมันก็ถอยหลังได้
“ในงานวิจัยที่เพิ่งเผยแพร่เมื่อไม่นานมานี้… เราพยายามศึกษาว่าแบบจำลองทางเดียวของวิวัฒนาการการสืบพันธุ์นั้นใช้ได้จริงในพืชเสมอหรือไม่” Jacob S. Suissa ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านชีววิทยาวิวัฒนาการของพืช มหาวิทยาลัยเทนเนสซี และผู้เขียนรายงานกล่าว
“กลับกัน เราพบว่าในเฟิร์นหลายประเภท ซึ่งเป็นกลุ่มพืชที่เก่าแก่ที่สุดกลุ่มหนึ่งบนโลก มีกลยุทธ์วิวัฒนาการการสืบพันธุ์เป็นไปแบบ 2 ทางโดยบางครั้งพืชก็วิวัฒนาการ ‘ถอยหลัง’ ไปสู่รูปแบบที่มีความเฉพาะทางน้อยกว่า” เขาเสริม
หลังจากชาร์ลส์ ดาวิน ผู้ให้กำเนิดทฤษฏีวิวัฒนาได้เปิดเผยถึงแนวคิดนี้อย่างโด่งดัง นักวิทยาศาสตร์หลายคนก็ได้ขบติดถึงข้อที่อยู่ภายในทฤษฏีดังกล่าว รวมถึง Louis Dollo นักบรรพชีวินวิทยาชาวเบลเยียมที่ได้เสนอแนวคิดที่ดูจะสมเหตุสมผลในปี 1893
‘เมื่อสิ่งมีชีวิตหนึ่งพัฒนาไปถึงจุดใดจุดหนึ่งแล้ว สิ่งมีชีวิตนนั้นไม่กลับไปสู่สภาวะเดิมเหมือนกับที่เคยเป็นมา’ ซึ่งต่อมาถูกเรียกว่า กฏของดอลโล คำประกาศของเขาส่งผลให้ความคิดที่ว่า สิ่งมีชีวิตที่สะสมความซับซ้อนขึ้นมาแล้วจะวิวัฒนาการถอยหลังไม่ได้ แม้แนวคิดของเขาจะถูกวิพากษ์วิจารณ์และเลือนหายไป แต่ทัศนคติดังกล่าวยังคงฝังเน้น
“พิพิธภัณฑ์มักพรรณนาถึงวิวัฒนาการของสัตว์ว่าเป็นการดำเนินไปในแนวเส้นตรงสู่ขั้นที่สูงขึ้น แต่นั่นไม่ใช่เรื่องราวเดียวของเรื่องนี้ มันยังปรากฏในการสอนเกี่ยวกับวิวัฒนาการของการสืบพันธุ์ในพืชด้วย” Suissa กล่าว
พืชที่มีท่อลำเลียงในยุคแรก ๆ ซึ่งเป็นพืชที่มีเนื้อเยื่อที่สามารถเคลื่อนย้ายน้ำและแร่ธาตุไปทั่วต้นพืชจะมีโครงสร้างคล้ายลำต้นที่ไม่มีใบเรียกว่า telomes โดยมีแคปซูลอยู่ที่ด้านปลายเรียกว่า sporangia ซึ่งทำหน้าที่ผลิตสปอร์ ขณะที่ telomes จะทำหน้าที่สังเคราะห์ด้วยแสงและปล่อยสปอร์สร้างต้นใหม่
อย่างไรก็ตามบันทึกทางฟอสซิลแสดงให้เห็นว่าพืชพัฒนาโครงสร้างเฉพาะทางมากขึ้นเรื่อย ๆ โดยแยกหน้าที่การสืบพันธุ์และการสังเคราะห์ด้วยแสงออกจากกัน ซึ่งเป็นหลักฐานสนับสนุนเรื่องความซับซ้อนที่พัฒนาขึ้นและดูเหมือนว่าพวกมันจะไม่กลับไปสู่รูปแบบที่ง่ายกว่าเลย แต่เฟิร์นนั้นเป็นข้อยกเว้นสำคัญ
จากการวิเคราะห์คอลเลกชันของพิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติและใช้อัลกอทึมเพื่อสร้างแนวทางวิวัฒนาการของพืชจำนวน 118 สายพันธุ์รวมถึงเฟิร์นที่อยู่ในวงศ์ Blechnaceae
ทีมวิจัยกลับพบว่าเฟิร์นเหล่านั้นซึ่งโดยปกติดูมีวิวัฒนาการที่สูงขึ้นเหมือนพืชอื่น ๆ แต่แล้วพวกมันวิวัฒนาการย้อนกลับไปสู่รูปแบบเดียวที่เรียบง่ายกว่าในเวลาต่อมา
“ทำไมเฟิร์นถึงมีกลยุทธ์การสืบพันธุ์ที่ยืดหยุ่นได้เช่นนี้” Suissa กล่าวพร้อมอธิบายว่า โดยทั่วไปแล้วเฟิร์นมีกลยุทธ์การสืบพันธุ์ 2 แบบคือ มีใบปล่อยสปอร์กับสังเคราะห์ด้วยแสงแยกกันซึ่งเป็นแบบที่พืชซับซ้อนอื่น ๆ ทำกัน
และอีกแบบคือใบเดียวทำหน้าที่ทั้งสองอย่างซึ่งถือว่าเป็นความเรียบง่ายมากกว่า หรือที่นักวิทยาศาสตร์เรียกว่า ‘วิวัฒนาการแบบย้อนหลัง’ แต่พวกมันทำได้ยังไง?
“คำตอบอยู่ที่สิ่งที่มันขาดไปคือเมล็ด ดอก และผล” Suissa กล่าว “เนื่องจากเฟิร์นที่มีชีวิตแต่ไม่มีเมล็ด พวกมันจึงสามารถปรับเปลี่ยนตำแหน่งใบเพื่อวางโครงสร้างที่สร้างสปอร์ได้” ซึ่งในสัตว์เคยมีกรณีเช่นนี้เกิดขึ้นอย่าง กิ้งก่า Liolaemus lizard ที่ในอดีตพวกมันเคยวางไข่ แต่เมื่อไม่นานมานี้ัมันกลับออกลูกเป็นตัว แต่ปัจจุบันกลับมาวางไข่อีกครั้ง
“ท้ายที่สุดแล้ว การศึกษาของเราเน้นย้ำบทเรียนพื้นฐานทางชีววิทยาวิวัฒนาการคือ ไม่มีทิศทางที่ถูกต้องในวิวัฒนาการ ไม่มีการเดินหน้าไปสู่เป้าหมายสุดท้าย เส้นทางวิวัฒนาการนั้นเหมือนใยแมงมุมที่พันกัน โดยบางกิ่งแยกออกจากกัน บางกิ่งก็มาบรรจบกัน และบางก็วนกลับมาที่ตัวเอง” Suissa สรุป
ที่มา
https://academic.oup.com/…/evolut/qpae159/7866821…
https://www.scientificamerican.com/…/ferns-backward…/….
https://www.scientificamerican.com/…/ferns-backward…/….
Photo: puripatt/Envato