หนูบนยอดเขา Andes ไขปริศนาการอยู่รอดในสภาพอากาศสุดขั้ว

งานวิจัยใหม่เผยกลไกการปรับตัวอันน่าทึ่งของ หนู Andean leaf-eared สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่สามารถอาศัยอยู่บนความสูงกว่า 22,000 ฟุต (ราว 6,700 เมตร) บนเทือกเขาแอนดีส ที่ตั้งอยู่ตามแนวชายฝั่งด้านตะวันตกของทวีปอเมริกาใต้ มีระดับความสูงที่ไม่เคยมีการยืนยันว่ามีสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดอื่นอาศัยอยู่ได้อย่างถาวรมาก่อน พื้นที่ดังกล่าวมีสภาพแวดล้อมที่โหดร้าย ทั้งความกดอากาศต่ำ มีออกซิเจนเพียงประมาณ 44% ของระดับน้ำทะเล อุณหภูมิติดลบและแหล่งอาหารที่มีอยู่อย่างจำกัด แต่หนูชนิดนี้กลับสามารถดำรงชีวิตได้อย่างน่าทึ่ง จนกลายเป็นกรณีศึกษาสำคัญด้านสรีรวิทยาและวิวัฒนาการของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม

ทีมนักวิจัยจากหลายสถาบันในสหรัฐฯ แคนาดาและชิลีได้ร่วมกันศึกษาหนูจำนวน 167 ตัวที่จับได้จากพื้นที่สูงและพื้นที่ต่ำในเทือกเขาแอนดีส เพื่อนำมาเปรียบเทียบสมรรถนะทางสรีรวิทยาในห้องปฏิบัติการ ผลการศึกษาพบว่าหนูที่อาศัยอยู่บนพื้นที่สูงสามารถดูดซับและใช้ออกซิเจนได้อย่างมีประสิทธิภาพกว่าหนูจากพื้นที่ต่ำอย่างชัดเจน กล้ามเนื้อของพวกมันมีไมโทคอนเดรียจำนวนมากและทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ จึงสามารถผลิตพลังงานได้ต่อเนื่องแม้ในสภาวะที่ออกซิเจนเบาบางและอากาศหนาวจัด นักวิจัยยังพบว่าหนูบนพื้นที่สูงมีการเผาผลาญพลังงานที่แตกต่างจากสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทั่วไป โดยพึ่งพาไขมันเป็นแหล่งพลังงานหลักมากกว่าคาร์โบไฮเดรต ซึ่งช่วยให้ร่างกายรักษาระดับพลังงานและความอบอุ่นได้ดีกว่าในสภาพแวดล้อมที่หนาวเย็นและมีอาหารจำกัด

นอกจากนี้ การวิเคราะห์จีโนมยังเผยให้เห็นการปรับตัวทางพันธุกรรมหลายประการ ทั้งยีนที่เกี่ยวข้องกับการสร้างความร้อนในร่างกาย การตอบสนองต่อภาวะออกซิเจนต่ำ และยีนที่ช่วยให้สามารถกินพืชมีพิษซึ่งพบได้เฉพาะบนพื้นที่สูงได้อย่างปลอดภัย พืชเหล่านี้ถือเป็นหนึ่งในแหล่งอาหารสำคัญเพียงไม่กี่ชนิดที่มีอยู่ในสภาพแวดล้อมสุดขั้วดังกล่าว ขณะเดียวกัน การค้นพบซากมัมมี่ของหนูชนิดเดียวกันบนยอดภูเขาไฟหลายแห่งในเทือกเขาแอนดีส ยังเป็นหลักฐานสนับสนุนว่าพวกมันไม่ได้ขึ้นไปบนที่สูงเพียงชั่วคราว แต่สามารถตั้งถิ่นฐานและดำรงชีวิตอยู่ในพื้นที่ระดับความสูงดังกล่าวมาเป็นเวลาหลายศตวรรษ

นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าการศึกษาครั้งนี้ไม่เพียงช่วยอธิบายว่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมสามารถปรับตัวเพื่ออยู่รอดในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงที่สุดแห่งหนึ่งของโลกได้อย่างไร แต่ยังอาจนำไปสู่ความเข้าใจใหม่เกี่ยวกับกลไกการรับมือกับภาวะขาดออกซิเจนในมนุษย์ ซึ่งเกี่ยวข้องกับโรคหัวใจและหลอดเลือด รวมถึงโรคอื่น ๆ ที่เกิดจากการขาดออกซิเจนในเนื้อเยื่อ การปรับตัวของหนู Andean leaf-eared จึงเป็นอีกหนึ่งตัวอย่างอันโดดเด่นของพลังแห่งวิวัฒนาการที่ทำให้สิ่งมีชีวิตสามารถดำรงชีวิตอยู่ได้ แม้ในสภาพแวดล้อมที่ดูเหมือนไม่เอื้อต่อการมีชีวิตเลยก็ตาม

ที่มา: Adaptation across an extreme elevational gradient in Andean leaf-eared mice, the world’s highest-dwelling mammal, https://www.science.org/doi/10.1126/science.aec8347#tab-contributors Here’s How These Adorable Mice Can Live at an Extremely High Elevation Where No Other Mammal Is Known to Reside, https://www.smithsonianmag.com/smart-news/heres-how-these-adorable-mice-can-live-at-an-extremely-high-elevation-where-no-other-mammal-is-known-to-survive-180989116/