กบมีพิษรอดจากพิษตัวเองได้อย่างไร?

กบมีพิษรอดจากพิษตัวเองได้อย่างไร?

ลึกเข้าไปในป่าดิบชื้นของทวีปอเมริกาใต้ บรรดากบพิษเหล่านี้ภายในตัวของพวกมันบรรจุสารพิษรุนแรงกว่ามอร์ฟีนถึง 200 เท่า เพื่อสำหรับต่อกรกับผู้ล่า ว่าแต่เหตุใดกบเหล่านี้จึงมีชีวิตรอดจากพิษของตนเอง?

ระบบประสาทของพวกมันเปลี่ยนแปลงมาแล้วหลายต่อหลายครั้งเพื่อต่อสู้กับสารเคมีรุนแรง รายงานการศึกษาใหม่ชี้ว่าสิ่งที่เกิดขึ้นนี้คือตัวอย่างพิเศษของวิวัฒนาการ

“ฉันอยากจะเข้าใจมากๆ ว่าร่างกายของพวกมันรับสารพิษได้อย่างไร มีอะไรบ้างที่ระบบประสาทต้องปรับตัว” รีเบคก้า ทาร์วิน นักชีววิทยาจากมหาวิทยาลัยเท็กซัสในออสติน ผู้ศึกษาการวิจัยครั้งนี้กล่าว” มันดูไม่น่าเป็นไปได้ที่จะเป็นผลจากการวิวัฒนาการ”

กบมีพิษ
กบลูกศรนั่งอยู่บนใบไม้ที่ร่วงบนพื้นป่าแอมะซอน

 

เข้าไปในระบบประสาท

กบมีพิษไม่ได้ผลิตพิษขึ้นจากตัวมันเอง มันได้สารพิษมาจากการกินไรและมด ส่วนสีสันอันสดใสบนตัวมีเพื่อเตือนบรรดาผู้ล่าว่าอย่าคิดที่จะลิ้มลองพวกมันเป็นอาหาร

ผู้ล่าอย่างงูและแมงป่อง พิษของพวกมันจะใช้ได้ผลก็ต่อเมื่อเข้าไปสู่ร่างกายของสัตว์อื่น พิษเหล่านี้จะไม่ได้ฆ่าเหยื่อของมันในทันทีตรงกันข้ามพวกมันใช้พิษเพื่อให้เหยื่อกลายเป็นอัมพาตต่างหาก

ในสองกรณีข้างต้นการหยุดการเคลื่อนไหวของร่างกายทันทีเป็นเรื่องสำคัญ ดังนั้นแล้วระบบประสาทจึงกลายเป็นเป้าหมายของสารพิษซึ่งในอาณาจักรของสัตว์แล้วมีพิษอยู่มากมายที่โจมตีระบบประสาทโดยตรง และโจมตีระบบอื่นๆ

บางพิษที่พบในกบเป็นสารประกอบที่เรียกว่า epibatidine การทำงานของมันจะไปบล็อกสารสื่อประสาทแอซิติลโคลีน (acetylcholine) ซึ่งจะส่งผลกระทบโดยตรงต่อเซลล์ประสาท และทำให้ระบบประสาททั้งหมดไม่สามารถทำงานได้ กบพิษหนึ่งตัวที่มีสารดังกล่าวนั้นมีพิษรุนแรงมากพอที่จะล้มควายน้ำได้เลยทีเดียว

ในทางตรงกันข้าม สัตว์มีพิษบางชนิดใช้เตโตรโดท็อกซิน (tetrodotoxin) ซึ่งจะทำให้เซลล์ประสาทไม่สามารถส่งสัญญาณประสาทหาระหว่างกันได้และส่งผลให้ระบบล่มในที่สุด

“มันเหมือนกับการตัดสายไฟเส้นที่บอบบาง แต่เป็นการตัดด้วยเครื่องมืออื่น” บุตช์ โบรดี้ ที่สาม นักชีววิทยาจากมหาวิทยาลัยเวอร์จิเนียและผู้เชี่ยวชาญด้านพิษกล่าว หลังศึกษาการวิจัยของทาร์วิน

กบมีพิษ
สีสันของกบพิษ Atelopus spumarius

 

ร่างกายที่สร้างขึ้นเพื่อรับมือกับพิษ

ว่าแต่ กบรู้จักการใช้สาร epibatidine ได้อย่างไร?

หลังการตรวจสอบลำดับดีเอ็นเอของกบมีพิษประเภท epibatidine ทาร์วินและทีมงานของเธอพบว่าตัวรับสัญญาณบนเซลล์ประสาทสำหรับแอซิติลโคลีน มีการผิดรูปไปเล็กน้อย ซึ่งผลการศึกษานี้จะถูกตีพิมพ์ลงในวารสาร Science

ในทางพันธุกรรม การเปลี่ยนแปลงของรูปร่างนี้คือการกลายพันธุ์ ด้วยรูปร่างที่พอดีกันการส่งสัญญาณประสาทระหว่างเซลล์ประสาทด้วยสารแอซิติลโคลีนจะถูกบล็อกโดย epibatidine ดังนั้นแล้วหากเกิดการกลายพันธุ์ของรูปร่างตัวรับสัญญาณบนเซลล์ขึ้น สารพิษอย่าง epibatidine จะไม่สามารถทำงานของมันกับเซลล์ประสาทได้ ส่งผลให้กบไม่ได้รับสารพิษดังกล่าวจากตัวมันเอง

มากกว่านั้นมันแสดงให้เห็นว่ากบวิวัฒนาการตัวรับสัญญาณบนเซลล์ของมันอย่างน้อย 3 ครั้ง เพื่อเป็นข้อพิสูจน์ถึงประโยชน์ของการกลายพันธุ์

“มันงดงามมาก มันเป็นตัวอย่างพิเศษของวิวัฒนาการเหมือนที่ทาร์วินกล่าว” ซอลตัน ทาแคกส์ นักสำรวจจากเนชั่นแนล จีโอกราฟฟิก ผู้เชี่ยวชาญด้านสัตว์สะเทินน้ำสะเทินบกและพิษวิทยากล่าว “สิ่งที่คุณค้นพบคือความเข้าใจเชิงลึกว่าวิวัฒนาการและระบบประสาททำงานกันอย่างไร”

กบมีพิษ
กบพิษ Dendrobates leucomelas มีสีสันลวดลายอันเป็นเอกลักษณ์ ทั้งยังมีเสียงร้องที่ดังมาก

 

เป้าหมายของพิษ

ผลการศึกษาครั้งนี้แสดงให้เห็นถึงวิวัฒนาการของพิษ อย่างไรก็ตามหลายปริศนายังคงไม่ได้รับคำตอบ

หนึ่งในนั้นก็คือ นักชีววิทยายังคงไม่รู้ว่าพิษ epibatidine นั้นมาจากไหน แน่นอนว่ามาจากอาหารที่กบกินเข้าไปแต่นักวิทยาศาสตร์ยังไม่อาจทราบข้อมูลเชิงลึก

ในความเป็นจริงมีคำถามมากมายเกี่ยวกับกบพิษ ในบรรดาสัตว์เหล่านี้พวกมันมีสารประกอบในพิษมากกว่า 800 ชนิด แต่มีเพียงแค่ 70 กว่าชนิดหรือน้อยกว่าที่เราเข้าใจ

การติดตามสัตว์มีพิษและเรียนรู้เกี่ยวกับวิวัฒนาการของมัน ยังมีข้อมูลอีกมากมาย โบรดี้กล่าว “เรามีข้อมูลเพียงน้อยนิดเกี่ยวกับการสังเคราะห์ทางเคมี” เขากล่าว “ในมุมมองของมนุษย์แล้ว เราจะต่อสู้กับสารพิษเหล่านี้ได้มีประสิทธิภาพมากขึ้น หากเข้าใจมัน”

เรื่อง มิคาเอล เกรชโค

กบมีพิษ
เจ้าหน้าที่จากห้องแล็บของศูนย์ Latoxan SAS ในเมืองวาลองซ์ ของฝรั่งเศส โชว์เขี้ยวของงูอีสเทิร์น ไดมอนด์แบล็กให้ดู ก่อนจะรีดพิษมันออกมา

 

อ่านเพิ่มเติม

รีดพิษแมงมุมอันตรายเพื่อช่วยชีวิต

เรื่องแนะนำ

ไดโนเสาร์ น้องใหม่ : เผยโฉม ซูล ครูริวาสเตเตอร์

เผยโฉม ซูล ครูริวาสเตเตอร์  (Zuul crurivastator) ไดโนเสาร์ทรงพลังแห่งยุคครีเทเชียสที่เพิ่งถูกค้นพบ ผู้มีหางเป็นค้อนปอนด์ และอาจโค่นไทรันโนซอร์ลงได้

นักวิทยาศาสตร์พบแล้วว่าดวงตาของปลาดาวมีไว้ทำอะไร

นักวิทยาศาสตร์พบแล้วว่าดวงตาของปลาดาวมีไว้ทำอะไร ปลาดาวหรือดาวทะเลมีดวงตาอยู่ที่ปลายสุดของแขนข้างละหนึ่งดวง แต่มีไว้ใช้สำหรับทำอะไรนั้น ยังคงเป็นปริศนา พวกมันถูกมองว่าเป็นสัตว์ที่มีโครงสร้างเรียบง่าย ไม่ซับซ้อน และด้วยดาวทะเลนั้นไม่มีสมอง จึงยากที่จะคาดเดาได้ว่าพวกมันเห็นภาพอะไรผ่านดวงตา ในปี 2014 นักวิจัยชี้ว่าดวงตาของดาวทะเลในภูมิภาคเขตร้อน สามารถมองเห็นภาพแบบหยาบๆ ได้ ซึ่งช่วยให้มันไม่เดินเตร็ดเตร่ไกลออกจากบ้านมากเกินไป “ผลการศึกษานี้ช่วยให้เราเข้าใจว่าบรรดาดาวทะเลมองเห็นโลกอย่างไร” Christopher Mah นักวิจัยจากพิพิธภัณฑ์ธรรมชาติวิทยา Smithsonian ในกรุงวอชิงตัน ดี.ซี. กล่าวผ่านอีเมล์ และตอนนี้ผลการศึกษาใหม่ยังแสดงให้เห็นว่า แม้แต่ดาวทะเลจากทะเลลึกในอาร์กติกเองก็ใช้ภาพที่มันมองเห็นเพื่อนำทางเช่นกัน จากการศึกษาดาวทะเลทั้งหมด 13 สายพันธุ์ ในจำนวนนี้มีสองสายพันธุ์ที่เรืองแสงได้ด้วย นั่นหมายความว่าพวกมันใช้แสงสว่างในการสื่อสารกับดาวทะเลด้วยกัน ทีมนักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาดาวทะเลสายพันธุ์หนึ่งโดยเฉพาะ ที่อาศัยอยู่ในมหาสมุทรอินเดียและแปซิฟิก พวกมันมีชื่อว่าดาวทะเลสีน้ำเงิน (Linckia laevigata) ผลการศึกษาวิจัยถูกเผยแพร่ผ่านทางออนไลน์ลงในวารสาร  Proceedings of the Royal Society B เมื่อวันที่ 7 มกราคมปี 2014 ก่อนที่ผลการศึกษาใหม่กว่าจะถูกเผยแพร่ลงในวารสารเดิมเมื่อวันที่ 7 กุมภาพันธ์ที่ผ่านมา   ไม่เคยคาดคิดว่าจะมีความซับซ้อน จากประวัติศาสตร์ที่ผ่านๆ มา ดาวทะเลถูกพิจารณาว่าเป็นสัตว์เรียบง่าย ปราศจากโครงสร้างหรือพฤติกรรมอันซับซ้อน นักวิทยาศาสตร์รู้จักดาวทะเลมานานกว่า […]

ในเปรู ชาวบ้านที่เคยล่า กบหนังห้อย จนเสี่ยงสูญพันธุ์ ได้กลับมาเป็นผู้อนุรักษ์

กบหนังห้อย จากทะเลสาบตีตีกากาที่กำลังเสี่ยงต่อการสูญพันธุ์อย่างยิ่ง มักถูกลักลอบล่าเพื่อนำไปปรุงสมูทตี้กบเปรู ซึ่งเป็นเครื่องดื่มกระตุ้นพลังทางเพศประเทศดังกล่าว ภาพถ่ายโดย JOEL SARTORE, NATIONAL GEOGRAPHIC PHOTO ARK ผู้หญิงชาวเปรูขายงานหัตถกรรมที่มีแรงบันดาลใจจาก กบ หนังห้อย ซึ่งกำลังเสี่ยงสูญพันธุ์ มีเครื่องดื่มแบบดั้งเดิมชนิดหนึ่งในเปรู ซึ่งบางคนเรียกว่าสมูทตี้ กบ โดยเครื่องดื่มที่คนมักใช้เป็นยากระตุ้นทางเพศนี้ (แม้จะมีการกล่าวอ้างว่ามันรักษาโรคได้สารพัดอย่าง) ปรุงด้วยกบที่ถูกถลกหนัง กับส่วนผสมอื่นๆ เช่นน้ำผึ้งและรากของต้นมาคา (Maca) แน่นอนว่ากบซึ่งถูกนำมาใช้เป็นส่วนผสมของเครื่องดื่มชนิดนี้คือกบหนังห้อย หรือกบน้ำทะเลสาบตีตีกากา (Lake Titicaca Water Frog) แต่สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบกที่เคยพบได้บ่อยประเภทนี้กลับมีจำนวนน้อยลงอย่างมาก Rosa Elena Zegarra Adrianzén นักชีววิทยาประจำสำนักงานอนุรักษ์ป่าและสัตว์ป่าแห่งชาติเปรู (Peru’s Forest and Wildlife National Service) กล่าวว่า พวกมันอาจมีจำนวนเพียง 50,000 ตัว (แม้เธอจะกล่าวเสริมว่า การคาดเดาจำนวนที่แน่นอนเป็นสิ่งที่ยาก เนื่องจากพวกมันอาศัยอยู่ในก้นลึกของทะเลสาบ) และองค์การระหว่างประเทศเพื่อการอนุรักษ์ทรัพยากรธรรมชาติ (International Union for Conservation of […]

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?