รามีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับสัตว์มากกว่าพืช

กลุ่มนักวิจัยจากอเมริการใช้ “แผนภูมิวิวัฒนการ” หรือ แผนภูมิ การหาความสัมพันธ์เชิงวิวัฒนาการในระดับโมเลกุล เป็นเครื่องมือในการศึกษาวิวัฒนาการของราและทำให้ทราบว่าทำไม “รา” มีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับสัตว์มากกว่าพืช โดยข้อมูลเชิงโมเลกุลพบว่า ในอดีต อาณาจักรรามีการแยกหรือเกิดวิวัฒนาการออกจากสัตว์เมื่อประมาณ 1538 พันล้านปีที่ผ่านมา และการค้นพบดังกล่าวอาจมีความหมายต่อมนุษย์โดยตรงอีกด้วย

ราจัดเป็นจุลินทรีย์ในอาณาจักรฟังไจ (FUNGI) ที่มีหน้าที่และบทบาทที่สำคัญอย่างยิ่งในธรรมชาติในการย่อยสลายอินทรีวัตถุเพื่อนำแร่ธาตุต่างๆกลับคืนสู่ธรรมชาติ ราอาจมีเพียงเซลเดียว เช่น ยีสต์ หรือมีหลายเซลต่อกันเป็นเส้นใยและรวมตัวกัน ราไม่มีคลอโรฟิลล์ (Chlorophyll) จึงไม่สามารถสร้างอาหารเองได้ ดังนั้น ราจึงดำรงชีวิตโดยการย่อยสลายและดูดซึมสารอาหารจากซากพืชซากสัตว์ที่ตายแล้ว (Saprobes) ในขณะที่ราบางกลุ่มดำรงชีพโดยการเกาะกินสิ่งมีชีวิตชนิดอื่นๆ (Parasites) และราบางชนิดก็ก่อให้เกิดโรคได้ทั้งโรคในคนสัตว์และพืช (Pathogen)

นักราวิทยาได้ประมาณความหลากหลายของเชื้อราในโลกซึ่งคาดว่ามีประมาณ 1.5 ล้านสายพันธุ์ (Species) โดยทั้งหมดนี้มีเเค่เพียงประมาณ 73,000 สายพันธุ์ที่มีการจำเเนก (Identification )ไปเเล้วเท่านั้น ดังนั้นจากข้อมูลที่เรารู้จักคิดเป็น 10 เปอร์เซ็นต์ของราทั้งหมดที่คาดจะมีอยู่ในโลกทั้งหมดเท่านั้น โดย 10 เปอร์เซ็นต์ดังกล่าวเราได้นำมาใช้ประโยชน์เช่น ใช้ราบางชนิดมาผลิต อาหาร เช่น ซีอิ้ว เต้าเจียว เนยแข็ง ยาปฏิชีวนะต่าง ๆ เป็นต้น และในขณะเดียวกัน ก็มีราที่เกิดโทษด้วย เช่น ทำให้อาหารเสีย อาหารมีสีและกลิ่นผิดปกติ บางชนิดสร้างสารพิษในอาหาร บางชนิดเป็นศัตรูต่อพืช บางชนิดก่อให้เกิดโรคทั้งในคนและสัตว์

ทีมนักวิจัยทั้งหมด 5 ทีม ประกอบด้วย นักวิจัยทั้งหมด 70 คน จาก 35 สถานบัน ได้ตีพิมพ์ในวารสารเนเจอร์ (Nature) ในหัวข้อ” Reconstructing the early evolution of Fungi using a six-gene phylogeny ” โดยการทำพีซีอาร์ (*PCR) เพื่อเพิ่มปริมาณยีน

ทั้งหมด 6 ยีน ซึ่งประกอบด้วย
1.ไรโบโซมอลอาร์เอ็นเอชนิด 18S (SSU)
2.ไรโบโซมอลอาร์เอ็นเอชนิด 28S (LSU)
3. ดีเอนเอของลำดับเบสในบริเวณไอทีเอส 1 และ 2 รวมกับ ไรโบโซมอลอาร์เอ็นเอ ชนิด 5.8S (ITS1-2, 5.8S)
4.อีเอฟวันเอลฟา (EF1∞)
5.อาร์พีบีวัน (RPB1)
6.อาร์พีบีทู (RPB2)

โดย นำยีนทั้งหมด 6 ยีน มาหาลำดับเบสดีเอ็นเอ (DNA Sequence) ด้วยเครื่องหาลำดับเบส (Automated DNA Sequencer) และในขั้นตอนสุดท้ายคือนำข้อมูลที่ได้ทั้งหมดมาวิคาะห์รวมกันทั้งหมด แล้วนำมาสร้าง*แผนภูมิวิวัฒนการ (Phylogenetics tree) เพื่อมาวิเคาระห์ และ แปรผลข้อมูล

จากผลงานวิจัยพบว่าราทั้งหมด เกือบ 200 สายพันธ์นำมาวิเคราะห์ พบว่า อาณาจักรรามีการแยกหรือวิวัฒนาการจากอาณาจักรสัตว์ ประมาณ 1538 พันล้านปีที่ผ่านมา ในขณะที่อาณาจักรพืชมีการแยกหรือวิวัฒนาการออกจากอาณาจักรสัตว์ ประมาณ 1547 พันล้านปีที่แล้ว

ดังนั้นสรุปได้ว่า อาณาจักรราได้แยกหรือวิวัฒนาการออกจากอาณาจักรสัตว์หลังจากอาณาจักรพืชแยกออกมาก่อนเพียง 9 ล้านปีเท่านั้น ด้วยเหตุผลดังกล่าวสอดคล้องกับสมมุติฐานที่ว่าในอดีตรามีบรรพบุรุพที่อาศัยอยู่ในน้ำมาก่อนและมีการพัฒนาเซลล์ในการเคลื่อนไหว โดยใช้หาง ที่มีชื่อว่า เฟลเจล่า (Flagella) ในการเคลื่อนที่ ซึ่ง คล้ายกับ ราน้ำแท้จริงในกลุ่มไคทิดโดไฟต้า (phylum Chytridiomycota, chytrids) ในปัจจุบัน และต่อมามีการเกิดวิวัฒนาการต่อมาเลย จนกระทั้งมีราบางกลุ่มได้พัฒนาขึ้นจากน้ำมาสู่บนบกและก็แพร่พันธุ์ตามลำดับ ในการวิเคระห์มีการเปรียบเทียบกับลักษณะสัณฐานวิทยาร่วมด้วย พบว่าราในอดีตหลายพันล้านปี มีลักษณะการเคลื่อนไว้คล้ายๆกับสัตว์บางชนิดที่ส่วนมากสามารถเคลื่อนไหวเองได้ซึ่งหลักฐานดังกล่าวจึงทำให้สรุปได้ว่ารามีความใกล้ชิดต่อสัตว์มากกว่าพืชนั่นเอง

ดังนั้นในปัจจุบันทำให้เราเข้าใจเกี่ยวกับข้อมูลพื้นฐานของราจากอดีต จะทำให้เราเข้าใจเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างรากับมนุษย์โดยตรง เช่นในทางการแพทย์ช่วยรักษาราที่ก่อให้เกิดโรคในผู้ป่วยติดเชื้อในคนเรา เป็นต้น หรือความสัมพันธ์ระหว่างรากับพืช เช่นช่วยในด้านเกษตรกรรม ช่วยจัดการและควบคุมโรคพืชที่เกิดจากราบางกลุ่ม เป็นต้น


หมายเหตุ
*S เป็นหน่วยย่อย (Svedberg unit of sedimentation coefficient) ตามค่าค่าความเร็วในการตกตะกอน ไรโบโซม จะประกอบด้วย 2 หน่วยย่อย (Subunit) ใน รา เป็นพวกเซลล์ยูคาริโอต เมื่อไปปั่นแล้วจะได้ 60S และ 40S เป็นหน่วยย่อย ซึ่งเมื่อรวมกันแล้วจะได้เป็น 80S นั่นเอง (http://www.vcharkarn.com/include/vcafe/showkratoo.php?Pid=34778)

*การทำ PCR คือ ปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอเรส เป็นเทคนิคในการเพิ่มปริมาณดีเอ็นเอแบบทวีคูณ ในหลอดทดลอง ซึ่งก่อนเริ่มทำเราต้องทราบลำดับนิวคลีโอไทด์ของยีนหรือชิ้นส่วนดีเอ็นเอที่สนใจ แล้วสังเคราะห์สายโอลิโกนิวคลีโอไทด์ (Oligonucleotide) สั้น ๆ 2 สายเพื่อใช้เป็นไพรเมอร์ (Primer) แต่ละสายมีเบสคู่สมกับส่วนปลาย 3' ของเส้น DNA ที่สนใจ ไพรเมอร์ที่ใช้โดยทั่วไปจะมีความยาวประมาณ 20-35 เบส นำไพรเมอร์ทั้งสองสายใส่รวมกันกับดีเอ็นเอที่แยกได้จากเซลทั้งหมด (Genomic DNA) จากนั้นในไปเข้าเครื่อง PCR ประกอบด้วย 3 ขั้นตอนคือ
1.การให้ความร้อนใช้อุณหภูมิ 95oC 1 นาที เพื่อให้ DNA เสียสภาพเพื่อทำให้ DNA เกลียวคู่เสื่อมสภาพ (Denaturation)
2.การแยกออกจากกันเป็นสายเดี่ยว แล้วลดอุณหภูมิลง ประมาณ 60oC 1 นาที เพื่อให้ไพรเมอร์เข้ามาจับ (Annealing) กับเส้น DNA สายเดี่ยว หรือ DNA ต้นแบบ เปลี่ยนอุณหภูมิให้เหมาะสมกับการทำงานของเอนไซม์ Tag DNA polymerase ที่ได้มาจากแบคทีเรีย Thermus aquaticus ก็จะเกิดการสังเคราะห์ DNA ขึ้น
3.การเพิ่มอุณหภูมิเป็น 72oC 1 นาที (Extension) เพื่อให้เกิดการสังเคราะห์ ตั้งเครื่อง PCR ควบคุมอุณหภูมิเช่นนี้เอาไว้ ซึ่งประมาณว่าปฏิกิริยา 30-40 รอบก็จะได้ปริมาณ DNA ที่ต้องการก็จะเพิ่มขึ้นเป็นล้าน ๆ เท่า (2n) แต่อย่างไรก็ตามอุณหภูมิและระยะเวลาต่างๆที่ใช้ในการทำ PCR อาจเปลี่ยนแปลงให้มีคุณสมบัติเฉพาะและเหมาะสมกับชิ้นของดีเอ็นเอที่ต้องการศึกษา

*แผนภูมิวิวัฒนการ หรือ แผนภูมิวงศ์วานวิวัฒนาการ หรือแผนภูมิชาติพันธุ์ (Phylogeny) ก็คือการจัดกลุ่มของสิ่งมีชีวิตออกเป็นกลุ่มต่างๆ โดยอาศัยความสัมพันธ์ทางสายวิวัฒนาการมาประกอบ ในปัจจุบันนั้นหลักฐานที่นำมาประกอบก็มีหลายอย่างคือ ลักษณะทางสรีรวิทยา ลักษณะสัณฐานวิทยา ลักษณะกายวิภาคศาสตร์ ในปัจจุบันมีการนำเอาความคล้ายคลึงของลำดับเบสบนสายดีเอ็นเอ หรือ โปรตีน มาใช้วิเคาระห์ร่วม โดยดูวิวัฒนาการ (Evolution) หรือ เป็นศึกษากระบวนการเปลี่ยนแปลงหรือคลี่คลายไปสู่ฐานะที่ดีขึ้นหรือเจริญขึ้น เป็นเปลี่ยนแปลงในทางชีววิทยาจากสิ่งที่ง่าย ๆ ไปสู่สิ่งที่ยุ่งยากซับซ้อนมากขึ้น

อ้างอิง: Timothy Y. James et all. (2006). Reconstructing the early evolution of Fungi using a six-gene phylogeny. Nature.443, 818-822