มีสิ่งใหม่ๆ ให้ค้นพบอยู่เสมอในโลกใบนี้ แม้แต่ในสิ่งที่ทุกคนเคยเห็นมาแล้วนับล้านครั้ง บางเรื่องที่น่าสนใจสำหรับคนทั่วไปอาจเป็นเรื่องเล็กๆ น้อยๆ แต่ในกรณีล่าสุดได้สร้างความประหลาดใจให้กับนักวิทยาศาสตร์ ที่กำลังเปิดเผยข้อมูลใหม่เกี่ยวกับงานที่พวกเขาค้นคว้ามาหลายสิบปีในห้องปฏิบัติการ นั่นคือ การพบโครงสร้างที่เรียกว่า cantil ใน thaliana Arabidopsis ตามข้อมูลของ Smithsonian Magazine
วัชพืช Cress ทะเล หรือที่เรียกว่า thale cress ในทางวิทยาศาสตร์ มันคือสิ่งมีชีวิตต้นแบบที่สำคัญ ที่มีวงจรชีวิตที่ค่อนข้างสั้นและจีโนมที่เรียบง่าย ซึ่งนักวิจัยใช้พืชชนิดนี้เป็นตัวแทนในการทดลองนับไม่ถ้วน เพื่อเป็นตัวแทนของพืช สัตว์ และแม้กระทั่งมนุษย์ นอกจากนี้ ยังได้ส่งมันไปอยู่บนสถานีอวกาศนานาชาติและดวงจันทร์เพื่อการพัฒนาของพืชในสภาวะไร้น้ำหนัก โดยในด้านวิทยาศาสตร์ได้ใช้ Cress ทะเลเป็นหลักกับการทดสอบที่ย้อนหลังไปถึงศตวรรษที่ 16
แม้ว่าข้อเท็จจริงที่นักวิทยาศาสตร์ได้กลั่นกรองพืชชนิดนี้มาแล้วหลายครั้ง แต่ Aribidopsis thalania ยังคงสร้างความประหลาดใจให้ Tim Gookin
นักชีววิทยาระดับโมเลกุลและอดีตพนักงานของมหาวิทยาลัยแห่งรัฐเพนซิลวาเนียและทีมงานของเขา ที่พบว่ามันผลิตอวัยวะพืชใหม่ได้จากรายงานก่อนหน้านี้ ซึ่ง Gookin ใช้เวลาค้นคว้าถึง 12 ปีกว่าจะได้ข้อสรุปนี้ในที่สุด และตอนนี้ ข้อมูลใหม่นี้สามารถช่วยให้เข้าใจการเจริญเติบโตที่คล้ายคลึงกันในพืชชนิดอื่นได้
บนต้นกลาง ก้านข้างที่งอโผล่ออกมาจากลำต้น ซึ่งใช้เป็นแขนชูดอก (Cr.Tim Gookin)
ส่วนของพืชที่ดูเอียงๆที่ค้นพบใหม่นี้คล้ายกับคานเท้าแขนที่ค้ำยันด้านล่างของกิ่ง และถูกเรียกว่า “cantil” โดยยื่นออกมาจากลำต้นและเชื่อมต่อกับแขนที่มีดอกของต้นซึ่งเรียกว่าก้านดอก (pedicel) ทำให้พืชมีลักษณะเป็นข้อศอกงอ ซึ่ง Cantil นี้ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของลำต้นหรือก้านดอก แต่เป็นอวัยวะใหม่ทั้งหมด และจนถึงตอนนี้ ยังไม่มีหลักฐานของ cantils ในพืชอื่น
Gookin สรุปไว้ในเหตุผลหนึ่งว่า เสาค้ำยันจะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อ thale cress ชะงักการออกดอก กล่าวคือ โดยปกติในฤดูใบไม้ผลิจะมีแสงจำกัด ซึ่งในฤดูกาลนี้ thale cress จะเปลี่ยนจากขั้นตอนการผลิตใบช้ากว่าเป็นระยะออกดอกในการสืบพันธุ์ ด้วยความเร็วที่ช้าลงนี้ cantil จะค่อย ๆ ปรากฏขึ้น แต่เมื่อเทียบกับช่วงฤดูร้อนที่เต็มไปด้วยแสงแดดที่มากกว่า 12 ชั่วโมงต่อวัน ซึ่งเป็นเวลานานเกินไป cantil จะไม่ปรากฏให้เห็น
ด้วยเหตุนี้ นักวิจัยจึงมักจะปลูก thale cress ภายใต้สภาวะที่มีแสงแดดส่องถึงเพื่อเร่งไปสู่ขั้นตอนการผลิตเมล็ดพืช โดยไม่ให้เวลา cantil ในการพัฒนา
ทั้งนี้ การทำความเข้าใจโครงสร้างและอวัยวะของพืช ช่วยให้ค้นพบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีทำให้พวกมันเติบโตอย่างมีประสิทธิภาพ สิ่งนี้สามารถช่วยในแง่ของการผลิตอาหารเพื่อสร้างพืชที่มีสุขภาพดีและแข็งแรงขึ้นเพื่อเลี้ยงมวลชน ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ระบุว่าข้อมูลใหม่นี้อาจมีประโยชน์ต่อวิทยาศาสตร์ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าได้
โครงสร้างที่เพิ่งค้นพบใหม่ที่ชื่อ cantil นั้นไม่ได้ถูกซ่อนอยู่ แต่เป็นก้านที่มีดอกงอกออกมาจากลำต้นหลักของต้น
ซึ่งจะเติบโตในแนวนอนจากลำต้น โดยดึงก้านดอกให้ห่างออกไป มันเกิดขึ้นได้ยากและเกิดขึ้นได้ภายใต้เงื่อนไขเฉพาะเท่านั้น
เป็นเวลาหลายปีที่ Gookin ทำงานในตอนกลางคืนและวันหยุดสุดสัปดาห์เพื่อค้นหาว่าอะไรทำให้เกิด cantils ตามหลักพันธุกรรม จนถึงตอนนี้ เขาได้ค้นพบสิ่งสำคัญสามประการได้แก่
หนึ่ง ยีนที่เรียกว่า FLOWERING LOCUS T มีบทบาทสำคัญในการก่อตัวของดอกไม้ของพืช
สอง การยับยั้งโมเลกุลที่เรียกว่า G-proteins ซึ่งช่วยให้เซลล์รับสัญญาณจากภายนอก สามารถเพิ่มโอกาสในการสร้าง cantils
และสาม ยีนหลักของพืชที่เรียกว่า ERECTA ทำหน้าที่เป็นสวิตช์หลักสำหรับ cantils และเมื่อปิดการใช้งานยีน ERECTA cantils จะไม่สามารถเกิดขึ้นได้แม้ว่าจะมียีนอื่น ๆ ก็ตาม
Arabidopsis มีถิ่นกำเนิดในยุโรปและเอเชียมานานนับพันปี มันงอกขึ้นตามเส้นทางสายไหม และเจริญเติบโตในพื้นที่เพาะปลูกของชาวโรมันโดยไม่ได้ตั้งใจ พืชได้รับการอธิบายทางวิทยาศาสตร์ในปี 1570 และยังคงได้รับการศึกษาในฐานะสิ่งมีชีวิตต้นแบบในการสำรวจพันธุกรรมพืชและการพัฒนาตั้งแต่ช่วงทศวรรษที่ 1940
ต่อมานักวิทยาศาสตร์เริ่มจัดลำดับจีโนมของมันในปี 1990 เนื่องจากพืชมีจีโนมขนาดเล็กและเติบโตได้ง่าย นักชีววิทยาพืชจึงใช้จีโนมดังกล่าวมาเป็นเวลาหลายทศวรรษเพื่อศึกษาความลับเกี่ยวกับเซลล์ของชีวิตพืชทั้งหมด โดยภายในปี 2015 นักวิทยาศาสตร์ได้เขียนบทความเกี่ยวกับ Arabidopsis มากกว่า 54,000 ฉบับ และตั้งแต่นั้นมา มีการตีพิมพ์อีกประมาณ 4,000 ฉบับในแต่ละปี อย่างไรก็ตาม การพบอวัยวะใหม่นี้ก็เป็นสิ่งที่น่าทึ่งมาก
พืชที่ชื่อ Arabidopsis thaliana ได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางมานานหลายทศวรรษแล้ว
โดยนักวิทยาศาสตร์ชื่นชอบในเรื่องลักษณะกะทัดรัดและง่ายต่อการเติบโต แต่นักวิทยาศาสตร์ไม่เคยสังเกตเห็นอวัยวะใดอวัยวะหนึ่งของมันเลย
Cr.BLUERIDGEKITTIES / FLICKR ( CC BY-NC-SA 2.0 )
(ขอขอบคุณที่มาของข้อมูลทั้งหมดและขออนุญาตนำมา)
นักวิทยาศาสตร์ค้นพบอวัยวะพืชใหม่ใน Cress ทะเล
นักชีววิทยาระดับโมเลกุลและอดีตพนักงานของมหาวิทยาลัยแห่งรัฐเพนซิลวาเนียและทีมงานของเขา ที่พบว่ามันผลิตอวัยวะพืชใหม่ได้จากรายงานก่อนหน้านี้ ซึ่ง Gookin ใช้เวลาค้นคว้าถึง 12 ปีกว่าจะได้ข้อสรุปนี้ในที่สุด และตอนนี้ ข้อมูลใหม่นี้สามารถช่วยให้เข้าใจการเจริญเติบโตที่คล้ายคลึงกันในพืชชนิดอื่นได้
Gookin สรุปไว้ในเหตุผลหนึ่งว่า เสาค้ำยันจะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อ thale cress ชะงักการออกดอก กล่าวคือ โดยปกติในฤดูใบไม้ผลิจะมีแสงจำกัด ซึ่งในฤดูกาลนี้ thale cress จะเปลี่ยนจากขั้นตอนการผลิตใบช้ากว่าเป็นระยะออกดอกในการสืบพันธุ์ ด้วยความเร็วที่ช้าลงนี้ cantil จะค่อย ๆ ปรากฏขึ้น แต่เมื่อเทียบกับช่วงฤดูร้อนที่เต็มไปด้วยแสงแดดที่มากกว่า 12 ชั่วโมงต่อวัน ซึ่งเป็นเวลานานเกินไป cantil จะไม่ปรากฏให้เห็น
ด้วยเหตุนี้ นักวิจัยจึงมักจะปลูก thale cress ภายใต้สภาวะที่มีแสงแดดส่องถึงเพื่อเร่งไปสู่ขั้นตอนการผลิตเมล็ดพืช โดยไม่ให้เวลา cantil ในการพัฒนา
ทั้งนี้ การทำความเข้าใจโครงสร้างและอวัยวะของพืช ช่วยให้ค้นพบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีทำให้พวกมันเติบโตอย่างมีประสิทธิภาพ สิ่งนี้สามารถช่วยในแง่ของการผลิตอาหารเพื่อสร้างพืชที่มีสุขภาพดีและแข็งแรงขึ้นเพื่อเลี้ยงมวลชน ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ระบุว่าข้อมูลใหม่นี้อาจมีประโยชน์ต่อวิทยาศาสตร์ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าได้
หนึ่ง ยีนที่เรียกว่า FLOWERING LOCUS T มีบทบาทสำคัญในการก่อตัวของดอกไม้ของพืช
สอง การยับยั้งโมเลกุลที่เรียกว่า G-proteins ซึ่งช่วยให้เซลล์รับสัญญาณจากภายนอก สามารถเพิ่มโอกาสในการสร้าง cantils
และสาม ยีนหลักของพืชที่เรียกว่า ERECTA ทำหน้าที่เป็นสวิตช์หลักสำหรับ cantils และเมื่อปิดการใช้งานยีน ERECTA cantils จะไม่สามารถเกิดขึ้นได้แม้ว่าจะมียีนอื่น ๆ ก็ตาม
Arabidopsis มีถิ่นกำเนิดในยุโรปและเอเชียมานานนับพันปี มันงอกขึ้นตามเส้นทางสายไหม และเจริญเติบโตในพื้นที่เพาะปลูกของชาวโรมันโดยไม่ได้ตั้งใจ พืชได้รับการอธิบายทางวิทยาศาสตร์ในปี 1570 และยังคงได้รับการศึกษาในฐานะสิ่งมีชีวิตต้นแบบในการสำรวจพันธุกรรมพืชและการพัฒนาตั้งแต่ช่วงทศวรรษที่ 1940
ต่อมานักวิทยาศาสตร์เริ่มจัดลำดับจีโนมของมันในปี 1990 เนื่องจากพืชมีจีโนมขนาดเล็กและเติบโตได้ง่าย นักชีววิทยาพืชจึงใช้จีโนมดังกล่าวมาเป็นเวลาหลายทศวรรษเพื่อศึกษาความลับเกี่ยวกับเซลล์ของชีวิตพืชทั้งหมด โดยภายในปี 2015 นักวิทยาศาสตร์ได้เขียนบทความเกี่ยวกับ Arabidopsis มากกว่า 54,000 ฉบับ และตั้งแต่นั้นมา มีการตีพิมพ์อีกประมาณ 4,000 ฉบับในแต่ละปี อย่างไรก็ตาม การพบอวัยวะใหม่นี้ก็เป็นสิ่งที่น่าทึ่งมาก