เป็นการยากที่จะจินตนาการถึงชีวิตบนโลกที่ปราศจากสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม พวกมันแหวกว่ายในมหาสมุทร กระโดดข้ามทะเลทรายในออสเตรเลีย และเดินทางไปยังดวงจันทร์
ความหลากหลายนี้สามารถหลอกลวงได้ อย่างน้อยก็เมื่อพูดถึงการที่สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมสร้างคนรุ่นต่อไป ขึ้นอยู่กับวิธีการสืบพันธุ์ สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเกือบทั้งหมดที่มีชีวิตอยู่ในปัจจุบันแบ่งออกเป็นสองประเภท: สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในรกและสัตว์มีกระเป๋าหน้าท้อง รกรวมทั้งมนุษย์ ปลาวาฬ และหนู มีระยะเวลาตั้งท้องนาน พวกเขาให้กำเนิดลูกที่พัฒนาดี—ด้วยอวัยวะและโครงสร้างที่สำคัญทั้งหมด—และมีระยะเวลาการให้นมค่อนข้างสั้นในระหว่างที่ลูกๆ จะได้รับนมจากแม่ของพวกมัน
Marsupials เช่นจิงโจ้และโอพอสซัมเป็นสิ่งที่ตรงกันข้าม: พวกเขามีระยะเวลาตั้งท้องสั้น – ให้กำเนิดทารกที่อายุน้อยกว่าในครรภ์ – และระยะเวลาการให้นมที่ยาวนานซึ่งในช่วงที่ลูกหลานใช้เวลาหลายสัปดาห์หรือหลายเดือนในการเลี้ยงดูและเติบโตภายในกระเป๋าของแม่หรือมาร์ซูเปียม
เป็นเวลาหลายทศวรรษที่นักชีววิทยามองว่าวิธีการสืบพันธุ์แบบมีกระเป๋าหน้าท้องเป็นสภาวะ “ดั้งเดิม” มากกว่า และสันนิษฐานว่ารกได้พัฒนาวิธีการ “ขั้นสูง” ของพวกมันหลังจากที่ทั้งสองกลุ่มแยกจากกัน แต่งานวิจัยใหม่กำลังทดสอบมุมมองนั้น
บทคัดย่อการศึกษา: สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมหลายตัวแสดงหลักฐานของกลยุทธ์ประวัติศาสตร์ชีวิตที่คล้ายกับของรก ไม่ใช่ถุงลมนิรภัย
ในการศึกษาที่ตีพิมพ์ออนไลน์ในวันที่ 18 กรกฎาคมใน The American Naturalist ทีมวิจัยที่นำโดยนักวิจัยจาก University of Washington และ Burke Museum of Natural History and Culture ได้นำเสนอหลักฐานว่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอีกกลุ่มหนึ่ง ซึ่งก็คือ multituberculates ที่สูญพันธุ์ไปแล้ว มีแนวโน้มว่าจะเกิดซ้ำในลักษณะคล้ายรก มารยาท. เนื่องจาก multituberculates แยกออกจากเชื้อสายของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่เหลือก่อนที่รกและกระเป๋าหน้าท้องจะวิวัฒนาการ การค้นพบนี้จึงตั้งคำถามกับมุมมองที่ว่ากระเป๋าหน้าท้องมี “ความก้าวหน้าน้อยกว่า” เมื่อเทียบกับลูกพี่ลูกน้องในรก
“การศึกษานี้ท้าทายความคิดที่แพร่หลายว่ากลยุทธ์การสืบพันธุ์ของรกนั้น ‘ขั้นสูง’ เมื่อเทียบกับกลยุทธ์กระเป๋าหน้าท้องที่ ‘ดั้งเดิม’ มากกว่า” ลูคัส วีเวอร์ ผู้เขียนนำ นัก วิจัยด้านดุษฏีบัณฑิตจากมหาวิทยาลัยมิชิแกน ซึ่งทำการศึกษาครั้งนี้ในฐานะมหาวิทยาลัยวอชิงตันกล่าว นักศึกษาปริญญาเอก.
“ผลการวิจัยของเราชี้ให้เห็นว่าการสืบพันธุ์เหมือนรกอาจเป็นเส้นทางการสืบพันธุ์ของบรรพบุรุษสำหรับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทั้งหมดที่ให้กำเนิดลูกที่มีชีวิต หรือการสืบพันธุ์ที่เหมือนรกมีวิวัฒนาการอย่างอิสระในทั้ง multituberculates และ placental”
Multituberculates เกิดขึ้นเมื่อ 170 ล้านปีก่อนในจูราสสิก ส่วนใหญ่เป็นสัตว์ตัวเล็กรูปร่างคล้ายหนู จากประวัติศาสตร์ส่วนใหญ่ มัลติทูเบอร์คิวเลตเป็นกลุ่มสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่อุดมสมบูรณ์และหลากหลายที่สุด แต่นักวิทยาศาสตร์รู้น้อยมากเกี่ยวกับประวัติชีวิตของพวกเขา รวมทั้งวิธีการสืบพันธุ์ เนื่องจากบันทึกฟอสซิลโดยทั่วไปไม่ดี มัลติทูเบอร์คิวเลตตัวสุดท้ายตายไปเมื่อประมาณ 35 ล้านปีก่อน
ผู้ประกอบให้เหตุผลว่าโครงสร้างจุลทรรศน์ของเนื้อเยื่อกระดูกที่เป็นฟอสซิลสามารถเก็บข้อมูลประวัติชีวิตที่เป็นประโยชน์เกี่ยวกับ multituberculates เช่นอัตราการเติบโตของพวกมัน
การทำงานภายใต้ผู้เขียนร่วม Gregory Wilson Mantilla ศาสตราจารย์ด้านชีววิทยาและภัณฑารักษ์ของสัตว์มีกระดูกสันหลังแห่งมหาวิทยาลัย Washington ที่พิพิธภัณฑ์ Burke Weaver และเพื่อนร่วมงานของเขาได้รับส่วนตัดขวางของกระดูกต้นขา 18 ชิ้นซึ่งเป็นกระดูกต้นขาจาก multituberculates ที่อาศัยอยู่ประมาณ 66 ล้านปี เมื่อก่อนในมอนทานา
ตัวอย่างทั้งหมด 18 ตัวอย่างแสดงให้เห็นถึงโครงสร้างที่เหมือนกัน: ชั้นของกระดูกที่ไม่เป็นระเบียบ “ถูกแบ่ง” ระหว่างชั้นในและชั้นนอกของกระดูกที่จัด กระดูกที่ไม่เป็นระเบียบหรือกระดูกทอ บ่งบอกถึงการเติบโตอย่างรวดเร็วและได้รับการตั้งชื่อตามชื่อดังกล่าว เนื่องจากภายใต้กล้องจุลทรรศน์ ชั้นของเนื้อเยื่อกระดูกจะถูกจัดวางในลักษณะไขว้กัน ในกระดูกที่เป็นระเบียบซึ่งสะท้อนการเติบโตที่ช้ากว่าชั้นจะขนานกัน
จากนั้นนักวิจัยได้ตรวจสอบส่วนตัดขวางของกระดูกต้นขาที่นำมาจากสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมขนาดเล็ก 35 สายพันธุ์ที่มีชีวิตอยู่ในปัจจุบัน ได้แก่ รก 28 ตัวและกระเป๋าหน้าท้อง 7 ตัว ทั้งหมดมาจากคอลเล็กชันของพิพิธภัณฑ์ Burke
กระดูกต้นขาของรกเกือบทั้งหมดแสดงโครงสร้าง “แซนวิช” เดียวกันกับ multituberculates แต่กระดูกโคนขามีกระเป๋าหน้าท้องเกือบทั้งหมดประกอบด้วยกระดูกที่เป็นระเบียบ มีเพียงเศษกระดูกที่ไม่เป็นระเบียบเท่านั้น ทีมงานเชื่อว่าความแตกต่างโดยสิ้นเชิงนี้อาจสะท้อนถึงประวัติศาสตร์ชีวิตที่แตกต่างกันของพวกเขา
“ปริมาณของกระดูกที่จัดอยู่ในชั้นนอกสุดหรือเยื่อหุ้มสมองของกระดูกโคนขามีความสัมพันธ์อย่างมากกับระยะเวลาการให้นม” วีเวอร์กล่าว “มาร์ซูเปียลมีระยะเวลาให้นมนานและมีกระดูกที่เป็นระเบียบมากมายในเยื่อหุ้มสมองชั้นนอกสุด สิ่งที่ตรงกันข้ามคือความจริงสำหรับรก: ระยะเวลาการให้นมสั้นและกระดูกที่มีการจัดระเบียบน้อยกว่ามากในเยื่อหุ้มสมองชั้นนอกสุด”
ชั้นนอกสุดของกระดูกที่ถูกจัดระเบียบถูกวางลงหลังคลอดเมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางของกระดูกโคนขาเพิ่มขึ้น สำหรับทารกแรกเกิดที่มีกระเป๋าหน้าท้องขนาดเล็ก กระดูกจะต้องเติบโตมากขึ้นกว่าจะถึงขนาดผู้ใหญ่ ดังนั้นพวกมันจึงสะสมกระดูกที่จัดชั้นนอกไว้ในปริมาณที่มากกว่าเมื่อเทียบกับรก ตามข้อมูลของ Weaver
“นี่เป็นหลักฐานที่น่าสนใจว่า multituberculates มีการตั้งครรภ์ที่ยาวนานและระยะเวลาการให้นมสั้น ๆ คล้ายกับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในรก แต่แตกต่างจากกระเป๋าหน้าท้องอย่างมาก” เขากล่าว
จากความสัมพันธ์นี้ นักวิจัยประเมินว่า multituberculates มีระยะเวลาให้นมประมาณ 30 วัน ซึ่งคล้ายกับสัตว์ฟันแทะในปัจจุบัน
การค้นพบนี้ทำให้เกิดข้อสงสัยเพิ่มเติมในมุมมองแบบเก่าที่ว่ากระเป๋าหน้าท้องมีกลยุทธ์การสืบพันธุ์แบบ “ดั้งเดิมกว่า” และรก “ขั้นสูงกว่า” บรรพบุรุษร่วมกันของ multituberculates, placentals และ marsupials อาจมีรูปแบบการสืบพันธุ์แบบ placental-like ซึ่งถูกเก็บรักษาไว้โดย placentals และ multituberculates อีกทางหนึ่ง มัลติทูเบอร์คิวเลตและรกอาจมีวิวัฒนาการวิธีการสืบพันธุ์ในครรภ์ยาวและให้นมสั้นของพวกมันอย่างอิสระ
การศึกษาประวัติชีวิตหลายวัณโรคในอนาคตอาจชี้แจงว่าคำอธิบายใดเป็นความจริง รวมทั้งคำถามที่โดดเด่นอื่นๆ เกี่ยวกับเรื่องนี้ และกิ่งก้านสาขาโบราณของแผนภูมิต้นไม้ตระกูลสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมของเรา
“การเปิดเผยที่แท้จริงที่นี่คือเราสามารถตัดกระดูกฟอสซิลที่เปิดอยู่และตรวจสอบโครงสร้างด้วยกล้องจุลทรรศน์เพื่อสร้างรายละเอียดประวัติชีวิตที่ใกล้ชิดของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่สูญพันธุ์ไปนาน” Wilson Mantilla กล่าว “นั่นช่างเหลือเชื่อสำหรับฉันจริงๆ”
ผู้เขียนร่วมเพิ่มเติมคืออดีตนักวิจัยระดับปริญญาตรีของมหาวิทยาลัยวอชิงตัน Henry Fulghum ซึ่งปัจจุบันเป็นนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาที่ Indiana University; นักวิจัยหลังปริญญาเอกของมหาวิทยาลัยวอชิงตัน David Grossnickle; นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาของมหาวิทยาลัยวอชิงตัน William Brightly และ Zoe Kulik; และ Megan Whitney ศิษย์เก่าระดับปริญญาเอกของ University of Washington และนักวิจัยหลังปริญญาเอกปัจจุบันที่ Harvard University การวิจัยได้รับทุนจาก National Science Foundation, University of Washington, Burke Museum, Society of Vertebrate Paleontology, Paleontological Society และ American Society of Mammalogists
