อาณานิคมทางสังคมไม่ใช่เรื่องใหม่ในอาณาจักรสัตว์ เรารู้ว่าผึ้ง มด และปลวกอาศัยอยู่ในอาณานิคมขนาดใหญ่ แบ่งงานและร่วมมือกันดูแลลูกหลานที่เกิดจากราชินีตัวเดียว พฤติกรรมนี้เรียกว่าeusocialityได้พัฒนาอย่างอิสระในแมลง กุ้ง (กุ้งบางสายพันธุ์) และแม้แต่สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบางชนิด (หนูตุ่นเปลือย) แต่ไม่เคยมีการสังเกตในพืช พืชที่แนะนำนี้มีความซับซ้อนน้อยกว่าสัตว์ การศึกษาของเราซึ่งเผยแพร่ในสัปดาห์นี้ เปลี่ยนความเข้าใจของเราเกี่ยวกับวิวัฒนาการ
ของความซับซ้อนทางชีววิทยา เอกสารนี้บันทึกประวัติชีวิต
ของเฟิร์นสายพันธุ์ที่น่าทึ่งที่เติบโตบนยอดไม้ป่าดิบชื้นบนเกาะลอร์ดฮาว เกาะภูเขาไฟขนาดเล็กทางตอนเหนือของทะเลแทสมัน แทนที่จะเติบโตเป็นเฟิร์นเดี่ยวบนยอดไม้ เฟิร์นเขากวาง ( Platycerium bifurcatum ) อาศัยอยู่ในอาณานิคม ในการปรับตัวให้เข้ากับที่อยู่อาศัยที่รุนแรงเหนือน้ำและสารอาหารที่สะสมอยู่ในดินด้านล่าง
บุคคลมีความแตกต่างกันอย่างชัดเจนในด้านขนาด รูปร่าง และพื้นผิว แต่พวกมันมักจะเติบโตเคียงข้างกันภายในโคโลนี ประกอบเข้าด้วยกันเหมือนชิ้นส่วนจิ๊กซอว์เพื่อสร้างที่เก็บน้ำและสารอาหารที่เหมือนถังสำหรับสมาชิกโคโลนีทั้งหมด
หลายคนละทิ้งการสืบพันธุ์และมุ่งเน้นไปที่การจับหรือกักเก็บน้ำเพื่อประโยชน์ของสมาชิกอาณานิคมอื่น ๆ Staghorn เฟิร์นอยู่ในกลุ่มของพืชที่อาศัยอยู่บนต้นไม้ที่เรียกว่า epiphytes ร่มไม้เป็นสภาพแวดล้อมที่ท้าทายสำหรับพืชที่จะเติบโต หากไม่มีการเข้าถึงดิน epiphytes จะสัมผัสกับน้ำและความเครียดจากสารอาหารเป็น ประจำ
Epiphytes มีการพัฒนาหลายวิธีในการไกล่เกลี่ยการขาดน้ำและสารอาหาร โบรมีเลียดจะเติบโตเป็นใบรูปถ้วย ในขณะที่กล้วยไม้มีเนื้อเยื่อของรากที่มีลักษณะเฉพาะ แต่เฟิร์นเขากวางได้พัฒนาวิถีชีวิตแบบอาณานิคมเพื่อเอาชนะปัญหา
เฟิร์น Staghorn สามารถหาซื้อได้ตามร้านค้าในสวนหลายแห่ง และจะปลูกได้เหมือนต้นไม้กระถางอื่นๆ แต่ในป่าบนเกาะลอร์ดฮาว เราค้นพบว่าพืชแต่ละชนิดทำงานร่วมกัน เชี่ยวชาญในงานต่างๆ ในการสร้างแหล่งเก็บน้ำและสารอาหารส่วนกลาง ซึ่งมักจะต้องแลกมาด้วยต้นทุนการสืบพันธุ์ของพวกมันเอง เช่นเดียวกับแมลงสังคม
สิ่งนี้เปลี่ยนความเข้าใจของเราเกี่ยวกับความซับซ้อนทางชีวภาพ
อย่างสิ้นเชิง มันแสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงทางวิวัฒนาการที่สำคัญไปสู่ความเป็นสังคมแบบ eusociality สามารถเกิดขึ้นได้ทั้งในพืชและสัตว์ พืชและรังผึ้งไม่แตกต่างกันอย่างที่คิด
เป็นเวลาหลายทศวรรษที่นักวิทยาศาสตร์ที่สนใจเกี่ยวกับความเป็นสังคมแห่งสหภาพยุโรปโต้แย้งถึงคำจำกัดความที่เข้มงวด หลายคนรู้สึกว่าคำนี้ควรสงวนไว้สำหรับแมลงที่ให้ความร่วมมือสูงบางกลุ่มเท่านั้น
มุมมองนี้นำไปสู่ความสงสัยอย่างกว้างขวางเกี่ยวกับการเกิดขึ้นในโลกธรรมชาติ บางทีนี่อาจเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงถูกมองข้ามไปเป็นเวลานานในกระถางต้นไม้ที่ได้รับความนิยมมากที่สุดชนิดหนึ่งของพืชสวน
วิวัฒนาการของความซับซ้อนทางชีววิทยา
สี่พันล้านปีก่อน สิ่งมีชีวิตเริ่มต้นขึ้นจากโมเลกุลที่จำลองตัวเองได้เอง ความหลากหลายในปัจจุบันเกิดขึ้นจากจุดกำเนิดที่เรียบง่ายไปสู่สิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนขึ้นเรื่อยๆ
นักชีววิทยาวิวัฒนาการคิดว่าความซับซ้อนทางชีววิทยาพัฒนาขึ้นจาก การเปลี่ยนแปลงทางวิวัฒนาการครั้งใหญ่อย่างฉับพลันแทนที่จะเป็นการเปลี่ยนแปลงที่ช้าและต่อเนื่อง การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวเกิดขึ้นเมื่อหน่วยงานอิสระเริ่มทำงานร่วมกัน สร้างรูปแบบชีวิต ใหม่ที่ซับซ้อนขึ้น เช่น เมื่อสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียววิวัฒนาการเป็นสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์
ภาพจุลภาคของพืชหลายเซลล์ที่ซับซ้อนชนิดแรก สาหร่ายที่รู้จักกันในชื่อวอลโวกซ์
ในช่วงต้นของวิวัฒนาการของพืช สาหร่ายเซลล์เดียวรวมตัวกันเพื่อสร้างโครงสร้างที่ซับซ้อนมากขึ้น Shutterstock/Lebendkulturen.de
อีกตัวอย่างหนึ่งคือการเปลี่ยนแปลงจากเซลล์แบคทีเรีย (โปรคารีโอต) ที่ไม่มีลักษณะเฉพาะไปเป็นเซลล์ที่มีนิวเคลียสปิดล้อมและออร์แกเนลล์เฉพาะที่ทำหน้าที่เฉพาะ ซึ่งเรียกว่าเซลล์ยูคาริโอต
ความร่วมมือเป็นรากฐานของต้นกำเนิดวิวัฒนาการของออร์แกเนลล์ ซึ่งน่าจะวิวัฒนาการมาจากบรรพบุรุษที่มีชีวิตอิสระซึ่งสละความเป็นอิสระเพื่อใช้ชีวิตอย่างปลอดภัยภายในผนังเซลล์อื่น
มีการเปลี่ยนผ่านของวิวัฒนาการหลักที่เป็นที่รู้จักโดยทั่วไป 8 แบบ และความเป็นสังคมแห่งสังคมเป็นการเปลี่ยนแปลงครั้งล่าสุด สัตว์ Eusocial แตกต่างจากสัตว์อื่นในสามวิธีพื้นฐาน:
ในสปีชีส์ที่มีสังคมสูง การเป็นสมาชิกวรรณะนั้นถาวรและไม่เปลี่ยนแปลง แต่ในเผ่าพันธุ์ eusocial ดึกดำบรรพ์ บุคคลสามารถเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมของตนเพื่อให้เหมาะกับบทบาทต่างๆ ที่ฝูงต้องการ เฟิร์นเขากวางน่าจะจัดอยู่ในประเภทหลัง
การวิจัยอย่างต่อเนื่องของเราจะกำหนดตำแหน่งของเขากวางไปตามความต่อเนื่องของความเป็นสังคมแห่งสหภาพยุโรปนี้ แต่สำหรับตอนนี้ เราทราบดีว่าพืชและสัตว์มีเส้นทางวิวัฒนาการที่คล้ายคลึงกันซึ่งนำไปสู่ความซับซ้อนทางชีววิทยาที่มากขึ้น
