ทีมนักชีววิทยา นำโดย ดร. จาง กว๋อจี้ จากมหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกนของเดนมาร์กและ ศูนย์ความเป็นเลิศด้านวิวัฒนาการและพันธุศาสตร์สัตว์ของสถาบันวิทยาศาสตร์จีน ประกาศความสำเร็จในการถอดรหัสลำดับพันธุกรรมของตุ่นปากเป็ดและตัวอีคิดนา (Echidna) ซึ่งเป็นโมโนทรีม เพียง 2 ชนิดสุดท้ายที่ยังหลงเหลืออยู่บนโลกใบนี้ และได้พบความมหัศจรรย์ของวิวัฒนาการจากนกและสัตว์เลื้อยคลานมาเป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม

คำว่าโมโนทรีม หมายถึงสัตว์ที่อยู่ในอันดับโมโนทรีมาตา (Monotremata) ซึ่งเป็นสัตว์ที่มีรูทวารเดียวแต่ใช้ประโยชน์ทั้งการขับถ่าย สืบพันธุ์และวางไข่ เป็นลักษณะโบราณที่ยังไม่วิวัฒนาการแยกรูทวารออกจากระบบสืบพันธุ์เหมือนสัตว์เลี้ยลูกด้วยนมสมัยใหม่ในทุกวันนี้

ศาสตราจารย์จางและเพื่อนร่วมงานอธิบายว่า ตุ่นปากเป็ดและตัวอีคิดนาเคยร่วมสายวิวัฒนาการกับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยมาก่อนในช่วงต้นๆ จากนั้นก็แยกสายออกจากไปในยุคจูราสสิก เมื่อราว 187 ล้านปีที่แล้ว

ลักษณะไข่ของตุ่นปากเป็ด เครดิตภาพ The Guardian

การถอดรหัสพันธุกรรมตุ้นปากเป็ดของทีมงานศาสตราจารย์จางครั้งนี้ ทำให้ทราบถึงเรื่องของยีนไวเทลโลจินิน (vitellogenin) จำนวน 3 ตัวในสัตว์ปีกนั่นคือนก ซึ่งมีหน้าที่เกี่ยวกับการวางไข่ ได้สูญหายไปในสายวิวัฒนาการของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเมื่อ 130 ปีที่แล้ว แต่สำหรับตุ่นปากเป็ดและตัวอีคิดนา (Echidna) จะยังคงมียีนตัวนี้อยู่ แต่เหลือเพียงตัวเดียวจาก 3 ตัว พวกมันจึงยังคงวางไข่โดยอาศัยยีนที่เหลืออยู่นี้

ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่น ๆ ยีนยีนไวเทลโลจินิน ( vitellogenin) ถูกแทนที่ด้วยยีนเคซีน ซึ่งรับผิดชอบต่อความสามารถในการผลิตโปรตีนเคซีนซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักของน้ำนม ซึ่งตุ่นปากเป็ดก็มียีนเคซีนเช่นกัน องค์ประกอบของน้ำนมจึงค่อนข้างคล้ายกับนมวัว มนุษย์รวมถึงสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่น ๆ

ที่แตกต่างคือตุ่นปากเป็นไม่มีการวิวัฒนาการของหัวนม ซึ่งเป็นระบบการให้นมที่ปลอดภัยเนื่องจากเป็นระบบปิด ลูกของตุ่นปากเป็ดจะกินนมจากผิวหนังของแม่ที่ผลิตนมออกมาเหมือนหยดเหงื่อ ซึ่งอาจเสี่ยงต่อการติดเชื้อ น้ำนมตุ่นปากเป็ดจึงมีสารฆ่าเชื้อโรคที่มีประสิทธภาพสูงมากผสมอยู่ด้วย

“การถอดรหัสจีโนม ทำให้เราทราบว่าการผลิตน้ำนมในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในทุกวันนี้ต่างได้รับการวิวัฒน์มาจากยีนชุดเดียวกันที่ได้มาจากบรรพบุรุษร่วมกันซึ่งมีชีวิตอยู่เมื่อกว่า 170 ล้านปีก่อนควบคู่ไปกับไดโนเสาร์ยุคแรกในยุคจูราสสิก” ศาสตราจารย์จางกล่าว

นอกจากนี้ยังมีเรื่องของโครโมโซมเพศ ที่ทั้งมนุษย์และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่น ๆ บนโลกมีโครโมโซมเพศ 2 ตัวที่กำหนดเพศ – ระบบโครโมโซม X และ Y ซึ่ง XX เป็นเพศหญิงและ XY เป็นเพศชาย แต่พวกโมโนทรีมจะมีโครโมโซมเพศมากถึง 10 ตัว โดยมีโครโมโซม Y จำนวน 5 ตัวและ X จำนวน 5 ตัวเท่ากัน โครโมโซมเพศของโมโนทรีมส่วนใหญ่ไปหมือนกันกับพวกสัตว์ปีก เป็นสิ่งที่แสดงให้เห็นถึงการเชื่อมโยงวิวัฒนาการระหว่างสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมกับนกอย่างชัดเจน”

ทีมงานยังพบว่า ตุ่นปากเป็ดนั้นสูญเสียยีน 4 ตัวที่ช่วยสร้างฟันไปเมื่อราว 120 ล้านปีก่อน ทำให้มันไม่มีฟันสำหรับบดเคี้ยวอาหารในทุกวันนี้ ต้องบดเคี้ยวอาหารด้วยปากที่เป็นแผ่นแข็งแทน

ทีมวิจัยตีพิมพ์ผเผยแพร่ผลงานครั้งนี้ ในวารสาร Nature