หูชนิดใหม่ที่ไม่เคยใช้วิทยาศาสตร์ โครงสร้างหมุนได้ซึ่งดูดกลิ่นและเสียง ทำให้แมลงวันผลไม้สามารถรับรู้เสียงได้
“มันค่อนข้างหรูหรา” แดเนียล สล็อตฝากถอนไม่มีขั้นต่ำ โรเบิร์ตแห่งมหาวิทยาลัยซูริกในสวิตเซอร์แลนด์กล่าว ซึ่งเขาค้นพบกลไกนี้ร่วมกับเพื่อนร่วมงานมาร์ติน เกิปเฟิร์ต อุปกรณ์ของพวกเขาที่สามารถวัดการสั่นสะเทือนระดับนาโนได้เผยให้เห็นว่าเสาอากาศ Drosophila บิดเหมือนกุญแจในการล็อคเพื่อตอบสนองต่อเสียง Robert และ Göpfert รายงานการค้นพบของพวกเขาในNature 21 มิถุนายน ย้อนกลับไปในช่วงทศวรรษ 1960 นักวิจัยตระหนักว่าแมลงวันผลไม้ใช้เสาอากาศที่มีขนนกเพื่อตรวจจับเสียงในอากาศ ซึ่งรวมถึงเพลงรักกีฏวิทยา ผู้ชายที่เกี้ยวพาราสีขับกล่อมผู้หญิงด้วยการสั่นสะเทือนของปีก เมื่อนักวิจัยตัดหนวดของผู้หญิงเล็กน้อย ดูเหมือนว่าเธอจะตอบสนองต่อเสน่ห์ของผู้ชายได้น้อยลง ก้านตั้งตรงแบบขนนกของเสาอากาศหรือ arista ขยายความยาวได้เพียง 300 ไมครอน ดังนั้นเมื่อเร็วๆ นี้จึงมีการวัดการเคลื่อนไหวของเสาอากาศขนาดเล็ก
Robert และ Göpfert ใช้เครื่องตรวจจับความเคลื่อนไหวด้วยเลเซอร์เพื่อติดตามการสั่นสะเทือนในนาทีที่ Arista และฐานสองส่วนยาวของเสาอากาศDrosophila จากส่วนที่ใหญ่กว่าของฐาน ตะขอเล็กๆ จะขยายไปถึงส่วนที่เล็กกว่า
นักวิทยาศาสตร์ได้สันนิษฐานก่อนหน้านี้ว่า arista โค้งงอเพื่อรับการเคลื่อนที่ของเสียงในอากาศ ตามที่ Robert และ Göpfert กล่าว แต่พวกเขาพบว่า arista สั่นโดยรวมและทำให้ส่วนที่ใหญ่กว่าของฐานเคลื่อนที่ มวลนี้หมุนรอบแกนยาวของมัน เมื่อทำเช่นนั้น เซลล์ประสาทสัมผัสที่ปลายคล้ายตะขอจะจับการเคลื่อนไหว
ระบบมีประสิทธิภาพ เบ็ด “ไม่โยกเยกไปทุกทิศทุกทาง” โรเบิร์ตกล่าว “มันสมดุลกันดีจริงๆ”
มวลพื้นฐานบรรจุเซ็นเซอร์รับกลิ่นขนาดเล็กหลายร้อยตัว ทว่าการได้ยินโดยการหมุนดูเหมือนจะไม่ลดทอนกลิ่นใดๆ เลย โรเบิร์ตยังอัศจรรย์ใจ การเป็นหุ้นส่วนกันอย่างมีความสุขของประสาทสัมผัสเหล่านี้ทำให้แมลงวันสามารถรับรู้ชุดสัญญาณที่ซับซ้อน รวมถึงสัญญาณที่ผสมพันธุ์ล่วงหน้า “มีหลายสิ่งหลายอย่างเกิดขึ้น: การดมกลิ่น การชิม การสัมผัส” เขากล่าว
นับตั้งแต่ค้นพบกลไกนี้ในแมลงหวี่ Robert และ Göpfert ได้พบโครงสร้างที่คล้ายกันในการสุ่มตัวอย่างแมลงวันที่เกี่ยวข้อง โรเบิร์ตคาดการณ์ว่าการได้ยินแบบหมุนจะกลายเป็นเรื่องแพร่หลายในกลุ่มนี้
“สิ่งนี้น่าตื่นเต้นสำหรับเรา” Daniel Eberl จาก University of Iowa ใน Iowa City กล่าว ซึ่งเขาและเพื่อนร่วมงานได้ศึกษาระบบประสาทที่อยู่เบื้องหลังการได้ยินของแมลงหวี่ เขากล่าวว่า นักวิจัยได้คาดเดาเกี่ยวกับหลักการพื้นฐานของระบบมาหลายทศวรรษแล้ว การรู้อย่างแม่นยำว่าสิ่งเร้าทางกลกระตุ้นเซลล์ประสาทใดจะช่วยให้ทีมของเขาถอดรหัสการตอบสนองทางประสาทสัมผัสของแมลงวัน
โรเบิร์ตคาดการณ์ว่ารายละเอียดที่เพิ่งเปิดเผยของระบบประสาทสัมผัสแมลงวันผลไม้จะสร้างแรงบันดาลใจให้มุมมองใหม่ๆ เกี่ยวกับการได้ยิน สัตว์มีกระดูกสันหลังส่วนใหญ่ได้ยินด้วยแก้วหูแบบสั่นในหัว แต่แมลงก็มีการออกแบบที่หลากหลายยิ่งขึ้นไปอีก โรเบิร์ตกล่าว พวกเขาสามารถวางหูได้ทุกที่: ปีก, ขา, ท้อง
สำหรับสัตว์มีกระดูกสันหลังอย่างเรา ฟังดูแปลกมากที่ได้ยินด้วยจมูก “แมลงวันไม่ได้ทำให้จมูกของพวกมันกลายเป็นหู” โรเบิร์ตชี้ให้เห็น “พวกเขาหันจมูกเพื่อฟัง”
การทดสอบ การทดสอบ
หลังจากการเปิดเผยความแปลกประหลาดของ bdelloid นักวิจัยได้ทำการทดสอบการคาดการณ์เพิ่มเติมเกี่ยวกับพันธุกรรมของเพศ
Meselson และ Irina Arkhipova นักพันธุศาสตร์ในห้องทดลองของเขา มองไปที่รูปแบบ bdelloid ขององค์ประกอบที่สามารถเคลื่อนย้ายได้ ข้อมูลโค้ดเหล่านี้มาจากสารพันธุกรรมในจุดต่างๆ ใน DNA ของเจ้าบ้าน ความเร่งรีบดังกล่าวสามารถรักษาตำแหน่งขององค์ประกอบในรุ่นต่อ ๆ ไป แต่ก็สามารถทำลายยีนที่มันลงจอดได้ Arkhipova หมายถึงองค์ประกอบ transposable เป็นปรสิตติดต่อทางเพศสัมพันธ์
เมื่อสองทศวรรษที่แล้ว นักทฤษฎีคาดการณ์ว่าสปีชีส์ที่เปลี่ยนจากการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศเป็นการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศจะสูญเสียองค์ประกอบที่สามารถเคลื่อนย้ายได้ เนื่องจากโคลนที่ไม่มีการแทรกซึมที่เสียเปรียบจะคงอยู่ได้นานกว่าโคลนที่มีองค์ประกอบดังกล่าว
เพื่อสำรวจคำทำนายนี้ Arkhipova และ Meselson ได้สำรวจลำดับพันธุกรรมจากตัวแทนของสัตว์ 24 phyla รวมถึงแมลงหวี่ในห้องปฏิบัติการDrosophila melanogasterหนอนในห้องปฏิบัติการขนาดเล็กCaenorhabditis elegans และ Giardia lambliaเชื้อโรคในน้ำ นักวิจัยรายงานในปี 2543 ว่าร่องรอยขององค์ประกอบ transposable ขนาดใหญ่สองตระกูลที่คัดลอกตัวเองและขยายพันธุ์เมื่อสายพันธุ์ที่สืบพันธุ์แบบอาศัยเพศปรากฏขึ้นในสัตว์ส่วนใหญ่ แต่ไม่พบในโรติเฟอร์ bdelloid
สัญญาณของธาตุที่เคลื่อนผ่านได้ชนิดต่างๆ ที่เรียกว่าองค์ประกอบคล้ายกะลาสี ปรากฏขึ้นในเซลล์ประสาทและสิ่งมีชีวิตอื่นๆ อีกมาก มีหลักฐานว่าองค์ประกอบเหล่านี้สามารถแพร่กระจายได้โดยไม่ต้องมีเพศสัมพันธ์ นอกจากนี้ Arkhipova ยังกล่าวอีกว่า พวกมันไม่ได้สร้างความเสียหายเท่ากับอีกสององค์ประกอบในตระกูลที่อยู่เพื่อนบ้านของยีนที่พวกเขาบุกรุก รูปแบบที่สังเกตได้จากองค์ประกอบที่สามารถเคลื่อนย้ายได้ทั้งสามกลุ่มนี้ช่วยเสริมความแข็งแกร่งให้กับกรณีที่ bdelloids พัฒนาขึ้นโดยไม่อาศัยเพศ Arkhipova กล่าว สล็อตฝากถอนไม่มีขั้นต่ำ
