บนเส้นทางสายไหมโบราณ อูฐ Bactrian ทำหน้าที่เป็นผู้ส่งสารทางการค้าและการแลกเปลี่ยนวัฒนธรรม

พวกมันเจริญเติบโตได้ในทะเลทรายและกึ่งทะเลทรายที่เลวร้ายที่สุด โดยบริโภคเกลือปริมาณมากต่อมื้อ และกินไขมันในปริมาณที่เพียงพอ โดยมีระดับน้ำตาลในเลือดมากกว่าสองเท่าของสัตว์เคี้ยวเอื้องอื่นๆ

อย่างไรก็ตาม พวกมันไม่เพียงแต่หลีกเลี่ยงโรคทางเมตาบอลิซึม เช่น โรคเบาหวานหรือความดันโลหิตสูง แต่ยังอยู่รอดได้ในทะเลทรายที่มีอุณหภูมิแปรปรวนสุดขั้ว จนกลายเป็น "เรือแห่งทะเลทราย" แล้วอูฐ Bactrian ปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมที่รุนแรงเช่นนี้ได้อย่างไร?

การศึกษาก่อนหน้านี้ชี้ให้เห็นว่าการอาศัยอยู่ในพื้นที่ทะเลทรายแห้งแล้ง อูฐได้พัฒนาลักษณะทางสรีรวิทยาหลายอย่างที่ไม่พบในสัตว์ชนิดอื่น อูฐมีความกระหายน้ำและทนความร้อนสูง มีความสามารถในการปรับตัวเข้ากับพืชพรรณได้ดีเยี่ยม และมีระบบภูมิคุ้มกันที่เป็นเอกลักษณ์

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิจัยจากสถาบันต่างๆ เช่น ศูนย์เทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติของมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี King Abdullah ในซาอุดิอาระเบีย ประสบความสำเร็จในการถอดรหัสจีโนมของสามสายพันธุ์ในตระกูล Camelidae ได้แก่ อูฐแบคเทรียน สัตว์หนอก และลามะ

ความก้าวหน้าครั้งนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถวิเคราะห์กลไกการปรับตัวในทะเลทรายของตระกูล Camelidae ในระดับพันธุกรรม ผลการวิจัยล่าสุดได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร "Nature Communications"

ในการศึกษานี้ นักวิทยาศาสตร์พยายามที่จะเปิดเผยประวัติศาสตร์วิวัฒนาการและความลึกลับในการปรับตัวในทะเลทรายของอูฐโดยทำการวิเคราะห์ลำดับจีโนมทั้งหมดบนอูฐแบคเทรียน สัตว์ดโรมดารี และลามะ

นักวิจัยได้สกัด DNA ในเลือดจากอูฐ Bactrian สัตว์ดโรเมดารี และลามะ เพื่อการหาลำดับจีโนมทั้งหมดที่มีความลึกสูงตั้งแต่เริ่มต้น เมื่อรวมกับข้อมูลการถอดเสียงจากอูฐ Bactrian พวกเขาได้ศึกษาการปรับตัวในทะเลทรายของอูฐและประวัติวิวัฒนาการของสายพันธุ์ Camelidae

การวิเคราะห์ขนาดประชากรแสดงให้เห็นว่าขนาดประชากรของทั้งสามสายพันธุ์มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาเมื่อเวลาผ่านไป การศึกษาจีโนมเปรียบเทียบเผยให้เห็นลักษณะของสายพันธุ์ Camelidae ในด้านต่างๆ เช่น เมแทบอลิซึมของไขมัน เมแทบอลิซึมของน้ำ ความเครียดจากความร้อน ความต้านทานต่อความแห้งแล้ง ความต้านทานต่อรังสี UV และการต้านทานพายุทราย

การวิเคราะห์ถอดเสียงเผยให้เห็นการควบคุมออสโมติกที่เป็นเอกลักษณ์ของอูฐและกลไกการป้องกันออสโมติก ซึ่งเป็นการวางรากฐานที่สำคัญสำหรับการศึกษาการปรับตัวในทะเลทรายของอูฐ

นักวิจัยยังได้สร้างต้นไม้สายวิวัฒนาการของอูฐเพื่อศึกษาวิวัฒนาการของสายพันธุ์ Camelidae ในระดับจีโนม ผลการวิเคราะห์พบว่าความแตกต่างของอูฐแบคเทรียนและหนอกนั้นเกิดขึ้นเมื่อประมาณ 16.3 ล้านปีก่อน ในขณะที่ความแตกต่างของอูฐและลามะต่างกันเกิดขึ้นเมื่อประมาณ 4.4 ล้านปีก่อน

การวิเคราะห์เชิงวิวัฒนาการโดยอาศัยการกลายพันธุ์ที่มีความหมายเหมือนกันและไม่มีความหมายเหมือนกัน แสดงให้เห็นว่าเมื่อเทียบกับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดอื่น อูฐมีอัตราการวิวัฒนาการที่เร็วกว่า

ในแง่ของกลไกการปรับตัวในทะเลทรายอูฐ นักวิจัยพบว่ามีวิวัฒนาการอย่างรวดเร็วในรายการอูฐบางตัวที่เกี่ยวข้องกับความเครียดจากความร้อน การหายใจ โซเดียม การขนส่งไอออนโพแทสเซียม ฯลฯ ยีนบางตัวที่เกี่ยวข้องกับการหายใจได้รับการคัดเลือกเชิงบวกในอูฐ

นักวิจัยยังพบว่าการควบคุมแรงดันออสโมติกเป็นวิวัฒนาการที่สำคัญของอูฐเพื่อรับมือกับการขาดแคลนน้ำในทะเลทราย เซลล์ไตของอูฐมีออสโมไลต์อินทรีย์ในระดับสูง ซึ่งช่วยรักษาแรงดันออสโมติกในเซลล์ให้สูงและกักเก็บปริมาณน้ำในเซลล์

อูฐได้พัฒนายีนที่เกี่ยวข้องกับสารต้านอนุมูลอิสระจำนวนมากเพื่อต่อต้านผลกระทบจากแรงดันออสโมติกสูง

ระหว่างการเดินทางข้ามทะเลทราย เราได้เห็นการปรับตัวและวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตให้เข้ากับสิ่งแวดล้อม ด้วยจิตวิญญาณอันแน่วแน่และภูมิปัญญาการเอาชีวิตรอดที่เป็นเอกลักษณ์ พวกมันสร้างเส้นทางการเอาชีวิตรอดในทะเลทราย จิตวิญญาณและภูมิปัญญานี้ไม่เพียงช่วยให้อูฐสามารถอยู่รอดในทะเลทรายได้ แต่ยังให้ข้อมูลเชิงลึกที่ลึกซึ้งสำหรับมนุษย์อย่างเราอีกด้วย