ต้นกำเนิดของพิษ การวิวัฒนาการที่เรียบง่ายแต่ทำให้สัตว์อันตรายขึ้น

ต้นกำเนิดของพิษ

คุณไม่มีพิษ น้ำลายของคุณก็ไม่สามารถฆ่าอะไรได้ หมาของคุณก็ไม่มีพิษ รวมถึงกระรอกบนทางเท้า กบในบึง หรือแมลงปอนอกหน้าต่างก็ไม่มีพิษ เรื่องราวต่อไปนี้จะทำให้รู้จักการกำเนิดพิษ พวกงู หรือหอยมีพิษได้ยังไง ลองอ่านกันดู

พิษนั้นเป็นเครื่องหมายที่แสดงสิทธิพิเศษของเหล่าสัตว์ ซึ่งรวมถึงงู แมงกระพรุน แมงมุม แมงป่อง ตะขาบ ผึ้ง หอย ตุ่นปากเป็ด และ หมึก หรือ ปลา สัตว์พวกนี้จะสร้างโมเลกุลที่อาจสังหารเหยื่อได้ภายในไม่กี่นาทีหรือวินาที โมเลกุลพวกนี้มีความซับซ้อน พวกมันสามารถล็อคเข้ากับโปรตีนบางชนิดในเซลล์ได้อย่างแม่นยำ ขึ้นอยู่กับพิษนั้นจะส่งผลต่อส่วนใด และทำให้เส้นประสาทเป็นอัมพาต กล้ามเนื้อเสื่อม และเลือดไหลไม่หยุด

ตุ่นปากเป็ด
สัตว์มีพิษไม่ได้มีความใกล้ชนิดกัน แต่ละชนิดเป็นคนละสายพันธุ์เลย เช่นตุ่นปากเป็ดนั้นเป็นสัตว์ที่ใกล้ชิดกับมนุษย์ พิษของมันมีวิวัตนาการมานานมาก และบางชนิดเริ่มต้นจากสัตว์ไม่มีพิษมาก่อนด้วยซ้ำ

ต้นกำเนิดของพิษนั้นเป็นสิ่งที่น่าสนใจ มันเกี่ยวกับการวิวัฒนาการ โดยที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์ก้าวหน้าอย่างมากในการค้นหาต้นกำเนิดของพิษ ความเป็นไปได้ว่าพิษแต่ละชนิด ถูกเข้ารหัสโดยยีนอันเดียว

นั้นหมายความว่านักวิทยาศาสตร์สามารถเปรียบเทียบยีนพิษ ตามยีนเพื่อดูว่ามันเกี่ยวข้องอย่างไร ในระดับโมเลกุลของพิษจะช่วยลดขั้นตอนของนักวิทยาศาสตร์ลง เพื่อให้สามารถไต่ไปสู่ความลึกลับของการวิวัฒนาการได้

เมื่อเร็วๆ นี้ ผู้เชี่ยวชาญด้านพิษของโลกบางคนได้รวมตัวกัน เพื่อรวบรวมสิ่งที่พวกเขาได้เรียนรู้ วิธีการที่พิษนั้นปรากฏออกมาและจากนั้นวิวัฒนาการจะเสนอสิ่งใหม่ๆ ที่ซับซ้อนขึ้นอย่างไร

พิษนั้นไม่ได้มาจากความว่างเปล่า มันเริ่มต้นจากยีนสำหรับหน้าที่อื่นๆ ยีนพิษมีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับยีนอื่นๆ ที่ทำงานแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง ทั้งในสัตว์มีพิษและไม่มีพิษ โดยพิษบางชนิดมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับโปรงตีน ในระบบภูมิคุ้มกันเช่น โจมตีแบคทีเรียที่บุกรุกร่างกาย ซึ่งเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับ “เอนไซม์ย่อยอาหาร”

เอนไซม์นั้นกลายเป็นพิษได้อย่างไร?

จริงๆ มันมีหลายวิธี การกลายพันธุ์ที่พบได้บ่อยทำให้ DNA ซ้ำกัน ในตอนแรกทำให้ได้โปรตีนมากขึ้นถึงสองเท่า แต่แล้วยีนเสริมสามารถกลายพันธ์ได้อีกโดยไม่ทำอันตรายต่อยีนเดิม

เมื่อสัตว์กัดเหยื่อเอนไซม์จะเข้าไปในบาดแผล มันสามารถส่งผลได้หลากหลาย ทั้งเล็กน้อย หรือร้ายแรงต่อเหยื่อ อาจทำให้ตายได้ แล้วยีนโปรตีนพิษใหม่ อาจได้รับการวิวัฒนาการมากขึ้น มันอาจจะเป็นพิษมากขึ้น โดยระดับสูงสุดคือของ หอยเต้าปูน (Cone snail)

สำเนาใหม่ของยีนพิษแต่ละตัว สามารถปรับแต่งได้ดียิ่งขึ้น พวกมันอาจกลายพันธุ์จากฐานเดียวกันของ DNA ประกอบด้วยส่วนที่เรียกว่าเอ็กซอน (exons) และเซลล์จะรวบรวมข้อมูลในเอ็กซอนเพื่อสร้างโปรตีนที่สอดคล้องกัน ในยีนพิษบางครั้งเอ็กซอนจะถูกข้ามหรือสลับ ทำให้เกิดโมเลกุลพิษใหม่ พิษแบบใหม่ช่วยให้พวกมันทำงานได้ดีขึ้น

สัตว์มีพิษแต่ละสายพันธุ์จะกลายเป็นสัตว์มีพิษร้ายแรงในตัวมันเอง โดยไม่ขึ้นกันสายพันธุ์อื่น แต่ถึงแม้มันจะแตกต่างกันแต่โครงสร้างพิษนั้นจะมีพื้นฐานที่ใกล้เคียงกันอยู่ดี

นักวิทยาศาสตร์ยังพบว่ามีอะไรอีกมากมายของการวิวัฒนาการของพิษ ในการค้นพบล่าสุดที่น่าประหลาดใจคือ ยีนที่เกี่ยวกับการวิวัฒนาการของพิษ ไม่ได้ไปในทิศทางเดียวกัน และพิษงูที่ต่างชนิดกัน ส่งผลต่างกัน ไม่มีใครรู้ว่าพิษเหล่านี้ส่งผลต่อสมองงูอย่างไร และพิษนี้ดึงสารต่างๆ จากร่างกายและกลับคืนไปยังไง นับว่าเป็นการวิวัฒนาการที่น่าทึ่ง และยังต้องศึกษากันต่อไป

แหล่งที่มาnationalgeographic.com