โคอาลา กินใบยูคาลิปตัสได้อย่างไร? โดยไม่ได้รับสารพิษ - National Geographic

โคอาลากินใบยูคาลิปตัสได้อย่างไร? โดยไม่ได้รับสารพิษ

โคอาลา ตัวหนึ่งในโรงพยาบาลสัตว์ของเมือง Beerwah รัฐควีนส์แลนด์ ประเทศออสเตรเลีย กำลังกินใบยูคาลิปตัส
ภาพถ่ายโดย โจเอล ซาโทรี

โคอาลา กินใบยูคาลิปตัสได้อย่างไร? โดยไม่ได้รับสารพิษ

โคอาลาคือหนึ่งในสัตว์น้อยแสนประหลาดของโลก พวกมันคือเครื่องบดเคี้ยวใบยูคาลิปตัสแห่งออสเตรเลีย ทั้งๆ ที่ใบไม้ดังกล่าวมีสารพิษต่อสัตว์ พวกมันนอนหลับตลอดวัน ลูกโคอาลากินมูลของแม่ ทว่าสัตว์ชนิดนี้กลับพ่ายแพ้ต่อโรคบางชนิดที่ไม่ส่งผลในสัตว์สายพันธุ์อื่น

และขณะนี้ ทีมนักวิทยาศาสตร์ได้วิเคราะห์ลำดับจีโนมของโคอาลา เพื่อหาเหตุผลเบื้องหลังที่ช่วยให้โคอาลายังคงมีชีวิตรอดแม้กินเพียงใบยูคาลิปตัสเป็นอาหารเพียงอย่างเดียว โคอาลาแยกแยะใบไม้ที่มีพิษได้อย่างไร ตลอดจนทำไมมันจึงอ่อนไหวต่อโรคบางโรค เช่น หนองในเทียมนัก

ในช่วงหลายสิบปีที่ผ่านมา จำนวนของประชากรของโคอาลาในออสเตรเลียลดจำนวนลงไปมาก อันเนื่องมาจากถิ่นอาศัยซึ่งคือต้นยูคาลิปตัสของมันถูกโค่นลงเพื่อสร้างสาธารณูปโภคต่างๆ รวมไปถึงการระบาดของโรค

 

ความร่วมมือจากทั่วโลก

Rebecca Johnson นักอนุรักษ์พันธุศาสตร์จากพิพิธภัณฑ์ออสเตรเลีย ในนครซิดนีย์ ผู้นำการวิจัย ได้รับเสียงเรียกร้องจากเจ้าหน้าที่รัฐ และบริษัทเอกชนเพื่อขอคำแนะนำจากเธอในการดูแลสุขภาพ และอนุรักษ์ความหลากหลายทางพันธุกรรมของประชากรโคอาลาทั่วประเทศไว้ โดยรายงานการค้นพบล่าสุดเกี่ยวกับจีโนมของโคอาลานี้ถูกเผยแพร่ลงใน Nature Genetics

Johnson รวบรวมนักวิทยาศาสตร์ชั้นนำจากหลายประเทศทั่วโลก เพื่อช่วยไขปริศนาลำดับจีโนมของโคอาลา “ต้องใช้คนจำนวนมากเพื่อมาช่วยสร้างลำดับจีโนมที่สมบูรณ์” เธอกล่าว “แต่ไม่ยากเลยที่จะหาคนช่วย ใครๆ ก็อยากทำงานร่วมกับโคอาลา เพราะความน่ารักของมัน”

แน่นอนว่าน่ารัก ทว่าแปลกประหลาดด้วยในเวลาเดียวกัน โคอาลามีชีวิตอยู่ได้ด้วยใบยูคาลิปตัสเพียงอย่างเดียว ซึ่งภายในใบไม้ดังกล่าวเต็มไปด้วยโมเลกุลของสารพิษต่อสัตว์ เพื่อป้องกันไม่ให้มันถูกกิน แต่โคอาลาก็วิวัฒนาการร่างกายของมันให้ทำลายสารพิษในใบไม้อย่างรวดเร็วเพื่อกินมันโดยเฉพาะ ดังนั้นแม้จะกินใบยูคาลิปตัสเป็นปอนด์ๆ มันก็ไม่ล้มป่วย และถึงแม้ว่าใบยูคาลิปตัสจะให้แคลอรี่เพียงน้อยนิด พวกมันก็แก้ไขปัญหานี้ด้วยการนอนหลับมากถึงวันละ 22 ชั่วโมงแทน

Johnson และทีมวิจัยพบว่าบางส่วนของจีโนมโคอาลานั้นเรียงตัวกันเพื่อให้ยีนผลิตโปรตีนสำคัญที่ทำหน้าที่ขจัดสารพิษออกจากร่างกาย โดยในโคอาลาพวกมันผลิตโปรตีนดังกล่าวมากกว่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่นๆ (รวมถึงมนุษย์) ถึงสองเท่า โดยนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่ามันเกิดขึ้นโดยบังเอิญบนเส้นทางของวิวัฒนาการ เมื่อบรรพบุรุษของโคอาลาจำเป็นต้องหาหนทางใหม่ๆ เพื่อความอยู่รอด สิ่งที่ได้คือลูกหลานโคอาลามีความสามารถของระบบขจัดของเสียออกจากร่างกายที่มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น โดยเฉพาะในการชำระล้างโมเลกุลที่เป็นพิษของใบยูคาลิปตัส

(พบกับต้นไม้กินแมลงจอมเห็นแก่ตัว)

“มันเป็นวิวัฒนาการร่วม” Miriam Shiffman นักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์อธิบาย ตัวเธอเป็นผู้ศึกษาไมโครโบเอม หรือจีโนมของจุลินทรีย์ทั้งหมดในลำไส้ของโคอาลาที่ทำหน้าที่ย่อย และดูดซึมสารอาหารจากใบยูคาลิปตัส เมื่อพืชดังกล่าวผลิตสารเคมีพิเศษที่ช่วยไม่ให้มันถูกกินขึ้น โคอาลาก็วิวัฒนาการวิธีใหม่ในการรับมือ

 

สูดหาสารพิษ

ทีมวิจัยยังค้นพบวิธีที่โคอาลาเลือกกินอาหารเพิ่มเติม เป็นเวลาหลายปีที่นักวิจัยเฝ้าสังเกตการณ์พฤติกรรมของโคอาลาที่ชอบดมใบไม้ และสงสัยว่าทำไมพวกมันจึงเลือกกินบางใบ และทิ้งบางใบ พวกเขาตั้งสมมุติฐานว่าโคอาลาน่าจะมีความสามารถในการรับกลิ่นของสารพิษ และสารอาหารในใบไม้แต่ละใบที่มันดม และผลการวิจัยล่าสุดก็เป็นไปตามนั้น บางส่วนของลำดับจีโนมโคอาลาบ่งชี้ว่า พวกมันมียีนจำนวนมากที่ช่วยทำหน้าที่แยกแยะกลิ่นของใบยูคาลิปตัส

เมื่อโคอาลามีความสามารถในการขจัดโมเลกุลสารพิษได้ดีมาก ระบบการกำจัดของเสียที่มีประสิทธิภาพของมันนั้นยังทำให้ยาถูกขจัดออกจากร่างกายอย่างรวดเร็วเด้วยช่นกัน นั่นทำให้ยาปฏิชีวนะบางชนิดไปรบกวนการทำงานของไมโครโบเอมในลำไส้ ส่งผลให้ความสามารถในการย่อยและดูดซึมใบยูคาลิปตัสลดลง และยากต่อบรรดาสัตวแพทย์ที่จะรักษาพวกมันเมื่อเจ็บป่วย เช่น โรคหนองในเทียม ซึ่งมักระบาดและคร่าชีวิตโคอาลา

เมื่อยาที่ใช้รักษามนุษย์ และมาร์ซูเพียล (สัตว์มีกระเป๋าหน้าท้อง) ไม่สามารถใช้รักษาได้ บรรดานักวิจัยจึงใช้เวลาหลายปีในการพัฒนาวัคซีน เพื่อช่วยป้องกันมันจากการติดโรคหนองในเทียม “ความพยายามในการผลิตวัคซีนมีข้อจำกัด เนื่องจากเราไม่มีความรู้มากพอเกี่ยวกับระบบภูมิคุ้มกันของมัน” Willa Huston นักจุลชีววิทยา จากมหาวิทยาลัยซิดนีย์กล่าว “แต่ตอนนี้เราเข้าใจมากขึ้นเกี่ยวกับยีนเป็นพันๆ ยีนที่เกี่ยวข้องกับระบบบภูมิคุ้มกัน ซึ่งช่วยให้เราใช้ข้อมูลเหล่านี้ในการผลิตวัคซีนที่มีประสิทธิภาพได้”

โคอาลายังเผชิญกับรีโทรไวรัส (retrovirus) ส่งผลให้พวกมันมีภูมิคุ้มกันต่ำ (เชื้อ HIV ก็คือรีโทรไวรัสชนิดหนึ่ง) และอ่อนไหวง่ายต่อโรคหนองในเทียม หรือมะเร็ง ซึ่งบางครั้งรีโทรไวรัสเหล่านี้ฝังตัวเข้าไปถึงในพันธุกรรมของพวกมัน ทีมนักวิจัยพบว่ารีโทรไวรัสคร่าชีวิตของโคอาลามาแล้วหลายสิบครั้ง ในประวัติศาสตร์บนเส้นทางวิวัฒนาการ และผลกระทบจากไวรัสยังคงพบเห็นได้ในปัจจุบัน

ณ จุดนี้ทำให้โคอาลาในรัฐควีนส์แลนด์มีรีไทรไวรัสที่กลายพันธุ์ และส่งผลให้ไวรัสสายพันธุ์ใหม่บางสายพันธุ์อันตรายกว่าในอดีต การค้นพบลำดับจีโนมทั้งหมดของโคอาลานี้นอกเหนือจากจะช่วยเรื่องสุขภาพของโคอาลาเองแล้ว ยังช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ตามรอยสายพันธุ์ของไวรัสได้อีกด้วย รายงานจาก Johnson

นอกจากนั้น การดำดิ่งลงไปยังลำดับจีโนมของมัน อาจเพิ่มโอกาสให้แก่บรรดานักอนุรักษ์ในการหาวิธีใหม่ๆ เพื่อรักษาประชากรอันหลากหลายของโคอาลาไว้ Shannon Kjeldsen นักอนุรักษ์พันธุศาสตร์ จากมหาวิทยาลัยเจมส์คุก ในรัฐควีนส์แลนด์ อธิบายเพิ่มเติมว่าพันธุกรรมที่หลากหลายของโคอาลามีขึ้นเพื่อช่วยให้มันรับมือกับแรงกดดันที่แตกต่างกัน แต่หากพวกมันผสมพันธุ์กันเองในระดับที่ใกล้ชิดเช่น พ่อ-ลูก สายพันธุ์ของพวกมันจะยิ่งย่ำแย่ลง และขณะนี้ลำดับของจีโนมเป็นแค่แหล่งอ้างอิงเริ่มต้นเท่านั้น นักชีววิทยายังคงต้องศึกษานิคมของโคอาลาในหลากหลายแหล่ง เพื่อเรียนรู้พวกมันให้มากยิ่งขึ้น

เรื่อง Alejandra Borunda

 

อ่านเพิ่มเติม

สลอธ ถึงจะช้าแต่ไม่ได้โง่

 

เรื่องแนะนำ

คุณจะกินอาหารยังไงนะ ถ้าคุณตัวหนักเบาะๆ แค่เกือบสองร้อยตัน

นักวิทยาศาสตร์ใช้โดรนบันทึกภาพวาฬสีน้ำเงิน (Balaenoptera musculus) ขณะสวาปามฝูงคริลล์ในน่านน้ำมหาสมุทรแปซิฟิกนอกชายฝั่งนิวซีแลนด์ ในฐานะสัตว์ขนาดใหญ่ที่สุดในโลก วาฬสีน้ำเงินอาจเติบใหญ่จนยาวเทียบเท่ารถบัสสามคันต่อกันหรือร่วม 30 เมตร และหนักได้ถึง 200 ตัน ขณะทะยานเข้าหาฝูงคริลล์ มันอาจเร่งความเร็วได้ถึง 6.7 ไมล์ต่อชั่วโมง (10.7 กิโลเมตรต่อชั่วโมง) แต่การอ้าปากอันมหึมาจะชะลอความเร็วของมันลงเหลือเพียง 1.1 ไมล์ต่อชั่วโมง (1.7 กิโลเมตรต่อชั่วโมง) ความน่าทึ่งอย่างหนึ่งคือ วาฬสีน้ำเงินเป็นสัตว์ช่างเลือก เพราะมันอาจว่ายผ่านฝูงคริลล์ขนาดเล็กไป ดังที่เห็นในคลิปอีกช่วงหนึ่ง เหตุผลหนึ่งคือมันอาจเห็นว่าไม่คุ้มค่ากับพลังงานที่ต้องใช้ในการเร่งความเร็ว อ้าปากกรองกินอาหาร และกลับสู่การว่ายด้วยความเร็วปกติ ลองคิดง่ายๆว่าถ้าคุณหนัก 200 ตัน ลำพังแค่การเคลื่อนไหวร่างกายแม้เพียงเล็กน้อยก็ต้องใช้พลังงานมหาศาลแล้ว วาฬสีน้ำเงินจัดเป็นสัตว์ใกล้สูญพันธุ์โดยสหภาพสากลว่าด้วยการการอนุรักษ์ธรรมชาติหรือไอยูซีเอ็น (International Union for Conservation of Nature: IUCN) และได้รับการคุ้มครองจากคณะกรรมาธิการเพื่อการล่าวาฬนานาชาติ (International Whaling Commission) ซึ่งให้การปกป้องพวกมันนับตั้งแต่ทศวรรษ 1960 เป็นต้นมา หลังถูกไล่ล่าจนเกือบสูญพันธุ์ การใช้โดรนช่วยให้นักวิจัยสังเกตและศึกษาพฤติกรรมของวาฬได้โดยไม่รบกวนพวกมัน ผิดจากในอดีตที่ต้องใช้เครื่องบิน หรือเฮลิคอปเตอร์ที่ส่งเสียงดังรบกวน กระนั้น เราก็ยังจำเป็นต้องรักษาระยะห่างที่ปลอดภัยระหว่างโดรนกับวาฬด้วย   […]

วิกฤตินกทะเล

เหล่าวิหคแห่งท้องทะเลกำลังประสบความสูญเสียอย่างใหญ่หลวงการจะปกป้องพวกมันต้องเริ่มจากการรู้จักนกทะเลเหล่านี้ให้มากขึ้น

แอนทีไคนัส : ยอมตายเพื่อความรัก

มีสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเพียง 22 ชนิดที่สืบพันธุ์แล้วตาย 15 ชนิดในจำนวนนั้นคือ แอนทีไคนัส สำหรับสัตว์ในสกุล แอนทีไคนัส (Antechinus) แล้ว ชีวิตนั้นช่างแสนสั้นและการสืบพันธุ์ก็เป็นเรื่องสำคัญ หลังลืมตาดูโลกได้หกเดือน สัตว์มีถุงหน้าท้องกินเนื้อขนาดเล็กชนิดนี้จะโตเต็มวัย อีกห้าเดือนต่อมา นํ้าหนักตัวของพวกมันจะเพิ่มขึ้น และจะไปลดเอาตอนจับคู่ผสมพันธุ์ แอนดรูว์ เบเกอร์ นักวิทยาสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอธิบาย จากนั้นสัตว์ชนิดนี้จะเข้าสู่ “ช่วงเวลาหนึ่งถึงสามสัปดาห์ที่พวกมันจะผสมพันธุ์กันตลอดเวลา” และการผสมพันธุ์ครั้งเดียวอาจใช้เวลานานถึง 14 ชั่วโมง จึงไม่น่าแปลกใจที่ “ทั้งสองเพศรู้สึกเครียดเอามาก ๆ” เบเกอร์ตั้งข้อสังเกต เมื่อรู้สึกเครียด แอนทีไคนัส จะผลิตฮอร์โมนคอร์ติซอล นอกจากนั้น แอนทีไคนัส เพศผู้ “ยังหลั่งฮอร์โมนเทสทอสเทอโรนจากการพยายามจีบสาวอีกด้วย”  เบเกอร์บอก และฮอร์โมนเทสทอสเทอโรนนี่เองที่ทำให้ฮอร์โมนคอร์ติซอลไหลทะลักในเวลาที่ควรจะหยุดทำงาน เมื่อฮอร์โมนคอร์ติซอลขึ้นถึงระดับที่เป็นพิษ  ระบบภูมิคุ้มกันและระบบอื่น ๆในร่างกายของเพศผู้จะล้มเหลว ทำให้มันตายเมื่อมีอายุได้เพียงหนึ่งปี ประชากรของ แอนทีไคนัสจึงลดลงครึ่งหนึ่ง จนกว่าเพศเมียจะให้กำเนิดลูกน้อยขนาดเท่าลูกอมครอกละ 4 ถึง 14 ตัวในแต่ละปี —แพทริเซีย เอดมันด์ส ถิ่นอาศัย/ถิ่นกระจายพันธุ์ พื้นที่ป่าและทุ่งหญ้าในออสเตรเลีย สถานะการอนุรักษ์ แอนทีไคนัส หนึ่งในห้าชนิดอยู่ในสถานะถูกคุกคาม  แอนทีไคนัสหางดำ ซึ่งเพิ่งค้นพบและอาจมีอยู่เพียง 500 ตัว  จัดอยู่ในสถานะเสี่ยงต่อการสูญพันธุ์ ข้อมูลน่าสนใจ […]