จุลินทรีย์แม่เหล็กกำลังเติบโตในร่องลึกบาดาลมาเรียนา

การศึกษาฟอรามินิเฟอราแม่เหล็กเหล่านี้อย่างใกล้ชิดอาจนำไปสู่ข้อมูลเชิงลึกใหม่เกี่ยวกับวิวัฒนาการของชีวิตแม่เหล็ก

ในปี 2018 Yang Hao เป็นนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาที่กำลังมองหาฝุ่นคอสมิกในตะกอนก้นทะเลที่เก็บมาจากร่องลึกบาดาลมาเรียนา สำรวจส่วนที่ลึกที่สุดของมหาสมุทร เขาหวังที่จะเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลกและบทบาทของวัสดุระหว่างดวงดาวที่อาจมีส่วนในการจุดประกายมัน ในขณะที่ใช้เข็มแม่เหล็กแหย่ตะกอนก้นทะเลเล็กน้อย ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการตามล่าหาฝุ่นอุกกาบาต Yang รู้สึกประหลาดใจที่พบสิ่งมีชีวิตที่มีเปลือกขนาดเล็กติดอยู่กับเครื่องมือ สิ่งมีชีวิตนั้นคือ foraminifera ที่เรียกว่าResigella bilocularis เช่นเดียวกับ foraminifera อื่น ๆR. bilocularisเป็นตัวสร้างเปลือกเซลล์เดียว แต่แตกต่างจาก foraminifera ส่วนใหญ่ที่พบที่ก้นมหาสมุทร เจ้านี้มีเคล็ดลับที่คาดไม่ถึง นั่นคือมันเป็นแม่เหล็ก ด้วยความหลงใหลในการค้นพบนี้ Yang จึงตัดสินใจโฟกัสงานวิจัยระดับปริญญาเอกของเขาอีกครั้งเพื่อเรียนรู้ทุกอย่างเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตที่อยากรู้อยากเห็นตัวนี้

สิ่งมีชีวิตหลายชนิด รวมทั้งแบคทีเรียบางชนิด สาหร่ายเซลล์เดียว แมลง หอย ปลา นก และแม้แต่สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมก็มีความสัมพันธ์ทางแม่เหล็ก หลายคนคิดว่าได้รับพลังจากแร่แมกนีไทต์ ซึ่งพวกมันใช้เพื่อปรับทิศทางตัวเองและนำทางตามสนามแม่เหล็กโลก สิ่งมีชีวิตบางชนิดสามารถผลิตแมกนีไทต์ได้เองโดยใช้ธาตุเหล็กจากสิ่งแวดล้อม แต่สำหรับสิ่งมีชีวิตหลายชนิด เช่น foraminifera และยูคาริโอตอื่นๆ ต้นกำเนิดของแมกนีไทต์ยังคงเป็นเรื่องลึกลับ

แม้ว่าพวกเขาจะต้องการการทำงานมากกว่านี้เพื่อพูดให้แน่ใจ แต่ Yang และทีมของเขาสงสัยว่าR. bilocularisกำลังสร้างแมกนีไทต์ของมันเอง หากเป็นเช่นนั้น เนื่องจากR. bilocularisเป็นยูคารีโอตแม่เหล็กเซลล์เดียวชนิดแรกที่พบสิ่งนี้ในมหาสมุทรลึก การเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับอำนาจแม่เหล็กของมันอาจทำให้นักวิจัยเข้าใกล้ประวัติศาสตร์วิวัฒนาการของลักษณะนี้มากขึ้น

นักวิทยาศาสตร์มาถึงตำแหน่งนี้หลังจากวิเคราะห์ตัวอย่าง 1,000 ตัวอย่างของ foraminifera ที่พวกเขารวบรวมจากร่องลึกบาดาลมาเรียนาในการเดินทางระหว่างปี 2559 ถึง 2562 ผลงานของพวกเขาแสดงให้เห็นว่าโครงสร้างทางเคมีและกายภาพของแมกนีไทต์ในR. bilocularisแตกต่างจากแมกนีไทต์ใน ตะกอนที่อยู่รอบๆ และจากแบคทีเรียที่ผลิตขึ้นมา แสดงว่า foraminifera กำลังสร้างมันขึ้นมาเอง

หาก Yang และทีมของเขาสามารถยืนยันสมมติฐานของพวกเขาได้ มันก็จะช่วยตัดสินได้ว่าR. bilocularisเป็นแม่เหล็กโดยบังเอิญหรือไม่ หรือว่า foraminifera ใช้ความสามารถพิเศษของมัน เช่น การใช้แมกนีไทต์เพื่อช่วยนำทางในที่ลึกและมืด ความลึก จนถึงตอนนี้ พวกเขารู้ว่าแม้แต่กล้องสองตา R. ที่ตายแล้ว ก็ยังปรับทิศทางตัวเองไปตามสนามแม่เหล็กได้

แม้ว่าจะเป็นเรื่องยากที่จะศึกษา foraminifera ในห้องทดลองที่ออกแบบมาเพื่อให้สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวได้รับแรงกดดันมากถึง 1,000 เท่าของระดับน้ำทะเล แต่ Yang ก็มุ่งมั่นที่จะทำเช่นนั้น ขณะนี้เขากำลังทำงานเพื่อรักษา foraminifera ให้มีชีวิตอยู่ในห้องทดลองและจัดลำดับจีโนมของมัน ถ้าเขาทำสำเร็จ ความหมายอาจเกินขนาดของสิ่งมีชีวิตเล็กๆ นี้ด้วยซ้ำ

M. Renee Bellinger นักชีววิทยาวิวัฒนาการแห่งมหาวิทยาลัย Hawai’i ในเมือง Hilo กล่าวว่า “มีการผลิตแมกนีไทต์ไม่มากนัก” ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษากล่าว “การศึกษาบางสิ่งบางอย่างจากสภาพแวดล้อมใต้ทะเลลึกที่อาจเป็นไปได้ว่ามีความเก่าแก่แต่เดิมสามารถช่วยให้เข้าใจว่าความสามารถในการผลิตแมกนีไทต์มีวิวัฒนาการมาอย่างไรตั้งแต่แรก”

แม้ว่าหยางจะไม่ได้ลงเอยด้วยการถอดรหัสต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลก แต่เขาอาจเข้าใกล้มากขึ้นเพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตแม่เหล็ก

หน้าแรก