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

เคยเห็นกันหรือไม่? ผีเสื้อกินน้ำตาเต่า

เคยเห็นกันหรือไม่? ผีเสื้อกินน้ำตาเต่า ไม่เอา ไม่ร้องนะ เดี๋ยวเค้าซับน้ำตาให้เอง ผีเสื้อในคลิปนี้กำลังดูดดื่มกับน้ำตาเต่า จริงๆนะ สัตว์กินเนื้อ เช่น เสือ และสิงโต ได้โซเดียมหรือเกลือแร่จากเนื้อสัตว์ที่มันกิน แต่สัตว์กินพืช เช่น แมลงอย่างผีเสื้อ ต้องหาโซเดียมจากแหล่งอื่นๆ ถ้าเป็นกลางป่าดิบแอมะซอนล่ะ จะหาแหล่งโซเดียมจากที่ไหนได้นะ คำตอบคือก็น้ำตาเต่าไงล่ะ ผีเสื้อตัวเบาแสนเบาใช้ตัวจับหรือเซนเซอร์ที่เท้าและขาในการลิ้มรสอาหารกระบวนการนี้จึงไม่ทำอันตรายเต่าแม้แต่น้อย ช่างอ่อนหวาน (และเค็ม) เสียนี่กระไร   อ่านเพิ่มเติม : เหตุใดวาฬสเปิร์มจึงยืนในน้ำ, แม้จะเรียกกันติดปากว่า “หมีโคอาล่า” แต่แท้จริงแล้ว โคอาล่า ไม่ใช่ “หมี”

หลากหลายสาเหตุที่ทำให้โคอาลาลดจำนวนต่อเนื่อง

ประชากร โคอาลา ในออสเตรเลียเหลืออยู่เพียงราวสามแสนตัว โดยสาเหตุสำคัญคือการสูญเสียที่อยู่อาศัย และผลจากการเปลี่ยนแปลงของสภาวะภูมิอากาศ มูลนิธิโคอาลาแห่งออสเตรเลีย เชื่อว่าในออสเตรเลีย โคอาลา มีจำนวนประชากรเหลือไม่เกิน 80,000 ตัว และจากการประเมินทางวิชาการ ก็ชัดเจนว่าจำนวนโคอาลาในหลายพื้นที่กำลังลดลงอย่างต่อเนื่อง แม้จะไม่สามารถระบุจำนวนตัวเลขที่ชัดเจนว่าจำนวนโคอาลามีอยู่เท่าไรในรัฐควีนส์แลนด์ของออสเตรเลีย, นิวเซาท์เวลส์ เซาท์ออสเตรเลีย และออสเตรเลียนแคพิทอลเทร์ริทอรี แต่โคอาลาก็กำลังเผชิญหน้ากับภัยคุกคามขั้นรุนแรง ซึ่งมีทั้งการตัดไม้ทำลายป่า โรคภัย และผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศ ครั้งหนึ่ง จำนวนประชากรโคอาลาร่วงไปจนต่ำกว่าจุดวิกฤต และพวกมันไม่สามารถสืบพันธุ์ให้สมาชิกรุ่นต่อไปได้ และอาจนำมาสู่การสูญพันธุ์ในอนาคต เป็นเวลานับล้านปีมาแล้วที่โคอาลามีบทบาทสำคัญในป่ายูคาลิปตัส โดยการกินใบที่อยู่บนยอด และที่อยู่ตามพื้น ซึ่งใบยูคาลิปตัสที่พวกมันทำร่วงลงพื้นก่อให้เกิดการหมุนเวียนสารอาหาร (nutrient recycle) ที่สำคัญ มีการค้นพบซากฟอสซิลของโคอาลาที่มีอายุราว 30 ล้านปี นั่นหมายความว่าโคอาลาอาจเคยเป็นแหล่งอาหารที่สำคัญของสัตว์กินเนื้อขนาดใหญ่ (megafauna carnivores) ในดินแดนออสเตรเลีย จากการศึกษาทางพันธุกรรมในดินแดนการกระจายพันธุ์ของโคอาลา (The Koala Coast) ซึ่งอยู่ทางตอนใต้ของนครบริสเบน แสดงให้เห็นว่าโคอาลากำลังทุกข์ทรมานจากความหลากหลายทางพันธุกรรมที่ลดลง ในพื้นที่เซาท์อีสต์ควีนส์แลนด์ จำนวนประชากรของโคอาลาของลดลงเข้าขั้นวิกฤต ส่วนประชากรโคอาลาที่อยู่ในรัฐควีนส์แลนด์และนิวเซาท์เวลส์ก็ได้รับผลกระทบจากสภาวะภูมิอากาศสุดขั้ว เช่นภัยแล้งรุนแรงและคลื่นความร้อน ทำให้จำนวนโคอาลาลดลงไปถึงร้อยละ 80 การวิจัยในเรื่องการลดลงของโคอาลากำลังเป็นที่สนใจเพิ่มขึ้น เพื่อหาวิธีปกป้องโคอาลาและเพื่อให้แน่ใจว่าพวกมันจะยังคงมีความหลากหลายทั้งในตอนนี้และในอนาคต โดยเรื่องของการสูญเสียที่อยู่อาศัย การเคลื่อนที่ของประชากร […]

แผนอนุรักษ์แรดสุมาตรา

แผนอนุรักษ์แรดสุมาตรา สถานะของแรดสุมาตราในปัจจุบันกำลังเข้าขั้นวิกฤติใกล้สูญพันธุ์ คาดกันว่ามีแรดสุมาตราเหลือบนโลกเพียงแค่ 80 ตัวเท่านั้นบนเกาะสุมาตรา และเกาะบอร์เนียวฝั่งอินโดนีเซีย ปกติแล้วแรดสุมาตราเป็นสัตว์สันโดษ และจะจับคู่ก็ต่อเมื่อถึงฤดูผสมพันธุ์เท่านั้น ทว่าประชากรแรดที่แยกจากกันอย่างโดดเดี่ยวนี้กำลังกลายมาเป็นปัญหาใหญ่ ด้วยจำนวนแรดในธรรมชาติที่น้อยลง หากแรดตัวเมียนั้นๆ ไม่ถูกจับคู่ผสมพันธุ์เป็นเวลานาน พวกมันจะสูญเสียความสามารถในการเจริญพันธุ์ไปในที่สุดเมื่อไม่มีลูก นั่นหมายความว่าประชากรแรดสุมาตรามีแต่จะยิ่งลดลงเรื่อยๆ หน่วยงานอนุรักษ์หลายหน่วยงาน ซึ่งในจำนวนนี้รวมไปถึงสมาคมเนชั่นแนล จีโอกราฟฟิกด้วย กำลังร่วมมือกันเพื่อปกป้องสายพันธุ์นี้ไว้ โปรเจคดังกล่าวมีชื่อว่า “Sumatran Rhino Rescue” เป้าหมายเพื่อย้ายแรดสุมาตราในธรรมชาติไปยังเขตรักษาพันธุ์ใกล้ๆ เพื่อให้พวกมันผสมพันธุ์กัน และเมื่อจำนวนประชากรของแรดสุมาตราเพิ่มขึ้นในอัตราที่คลายความกังวลลงแล้ว จึงค่อยปล่อยพวกมันกลับสู่ธรรมชาติ ทั้งนี้สาเหตุใหญ่ที่ทำให้จำนวนประชากรของแรดสุมาตราลดลงอย่างมากก็คือการล่าเอานอ ซึ่งมีค่ามากตามความเชื่อของการแพทย์แผนจีน นอกจากนั้นพวกมันยังเผชิญกับการถูกคุกคามถิ่นอาศัยจากอุตสาหกรรมป่าไม้และเกษตรกรรม   อ่านเพิ่มเติม แรดขาวเหนือตัวผู้ตัวสุดท้ายตายแล้ว หรือนี่คือจุดจบ?