กบมีพิษรอดจากพิษตัวเองได้อย่างไร? - National Geographic Thailand

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

ฟอสซิลไข่เทอโรซอร์หลายร้อยใบถูกพบในจีน

ฟอสซิลไข่เทอโรซอร์ หลายร้อยใบถูกพบในจีน เป็นครั้งแรกของโลกที่นักบรรพชีวินวิทยาซึ่งกำลังลงพื้นที่ทางตะวันตกเฉียงเหนือของจีนค้นพบ ฟอสซิลไข่เทอโรซอร์ โบราณนับร้อยใบ เจ้าของไข่เหล่านี้คือเทอโรซอร์ สัตว์เลื้อยคลานบินได้ที่มีชีวิตอยู่ในยุคไดโนเสาร์ และภายในไข่บางใบมีฟอสซิลของตัวอ่อนเทอโรซอร์ที่สมบูรณ์แบบที่สุด เท่าที่เคยมีการค้นพบมา แม้ว่านักวิทยาศาสตร์จะศึกษาเทอโรซอร์มานานมากกว่า 2 ศตวรรษ แต่ไม่เคยมีรายงานการพบไข่มาก่อน จนกระทั่งในต้นศตวรรษที่ 20 มีการพบฟอสซิลของไข่บ้างประปรายเฉลี่ยน้อยกว่าหนึ่งโหลต่อปี ต้องขอบคุณบรรดานักวิทยาศาสตร์จากสถาบันวิจัยบรรพชีวินวิทยาในจีนสำหรับการค้นพบในครั้งล่าสุดนี้ ที่ค้นพบฟอสซิลไข่จำนวน 215 – 300 ใบเลยทีเดียว Xiaolin Wang หัวหน้าการวิจัยเล่าว่า ทีมของเขายังพบตัวอ่อนของเทอโรซอร์อีก 16 ตัวภายในไข่และเชื่อว่ายังมีไข่อีกมากที่ยังซ่อนตัวอยู่ในก้อนหิน รอให้พวกเขาไปค้นพบ รายงานดังกล่าวถูกเผยแพร่โดยสารวาร Science “มันเป็นปรากฏการณ์การค้นพบที่หายากมาก” David Hone นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยลอนดอนกล่าว “วิทยาศาสตร์เพิ่งจะเริ่มต้นขึ้น และการค้นพบครั้งนี้จะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลง” ไข่ที่ค้นพบน่าจะเป็นของเทอโรซอร์สายพันธุ์ Hamipterus tianshanensis ซึ่งเป็นที่รู้กันดีว่าในอดีตเมื่อร้อยล้านปีก่อน พวกมันมีชีวิตอยู่ในบริเวณที่เป็นภูมิภาคตะวันตกเฉียงเหนือของจีน ในปัจจุบันมันเป็นสิ่งมีชีวิตขนาดใหญ่ที่บินได้ ด้วยระยะห่างระหว่างปีกทั้งสองข้างเมื่อโตเต็มที่ จะมีความยาวถึง 10 ฟุต เชื่อกันว่าพวกมันอาศัยอยู่ใกล้กับน้ำ จับปลาเป็นอาหาร และมีพฤติกรรมคล้ายกับนกกระสาในปัจจุบัน “บริเวณที่ค้นพบอยู่ในทะเลทรายโกบี ที่นั่นมีลมแรง เต็มไปด้วยผืนทรายกว้าง มีสิ่งมีชีวิตและพืชอาศัยอยู่เพียงน้อยนิดเท่านั้น” Shunxing […]

จูจุ๊บสุนัขและแมวของคุณอาจนำไปสู่ความตายได้

เรื่อง อีริคก้า เอนเกลฮวพท์ เมื่อจูเลีย แมคเคนนา เดินทางมาถึงโรงพยาบาลของเมืองมิลดูร่า ประเทศออสเตรเลีย ในปี 2007 เธอแทบจะพูดไม่ได้แล้ว แขนขาของเธอเย็นเชียบและเต็มไปด้วยจุดดำ ในขณะที่หน้าของเธอคล้ำม่วง แพทย์วินิจฉัยเบื้องต้นว่าจูเลียกำลังอยู่ในอาการช็อค อันเป็นผลจากการติดเชื้อแบคทีเรียในกระแสเลือด แม้ว่าจะได้รับยาแล้วแต่สีม่วงบนใบหน้าของเธอยังคงเกิดขึ้น ที่เลวร้ายไปกว่านั้นอวัยวะภายในของเธอเริ่มส่อแว่วจะล้มเหลว ส่วนแขนขาของเธอเริ่มกลายเป็นสีดำ เธอพักรักษาตัวอยู่นานกว่า 2 อาทิตย์ ก่อนที่แพทย์จะสามารถระบุได้ว่าเธอติดเชื้อจากแบคทีเรียใด มันคือ  Capnocytophaga canimorsus แบคทีเรียที่พบได้ในน้ำลายของสุนัขและแมวที่มีสุขภาพดีทั่วไป สิ่งที่จูเลียจำได้คือ เธอถูกน้ำร้อนลวกที่เท้าซ้ายไม่กี่สัปดาห์ก่อนที่จะเริ่มล้มป่วย มันเป็นแผลไหม้ที่รุนแรง แต่เธอไม่ได้คิดอะไรมาก แม้แต่กระทั่งตอนที่ลูกสุนัขพันธุ์ฟอกซ์เทอร์เรียของเธอเลียที่แผลนั้น เช่นเดียวกับจูเลีย ผู้คนส่วนใหญ่ไม่ทราบว่ามีอะไรว่ายอยู่ในน้ำลายของสัตว์เลี้ยงเรา และไม่ทราบว่าเจ้าสิ่งนั้นอันตรายแค่ไหน ปกติแล้วผิวหนังและระบบภูมิคุ้มกันของเราสามารถต่อสู้กับแบคทีเรียจากสัตว์เลี้ยงได้ แต่อย่าลืมว่าระบบเหล่านี้ก็ถูกทำลายได้เช่นกัน ประมาณ 10 – 15% ของการกัดโดยสุนัขอาจนำไปสู่การติดเชื้อได้ ในขณะที่แมวอัตราดังกล่าวสูงถึงครึ่งหนึ่ง และบางครั้งผลของการติดเชื้ออาจนำไปสู่ความตาย ในผลการศึกษาหนึ่งพบว่า 26% ของผู้ที่ติดเชื้อจากแบคทีเรีย Capnocytophaga canimorsus จะเสียชีวิต ขณะนี้นักวิทยาศาสตร์กำลังศึกษาแบคทีเรียทั้งหมดที่อาศัยอยู่ในปากสุนัขและแมว เพื่อเปรียบเทียบกับแบคทีเรียในปากเราและผลการศึกษานี้เผยให้เห็นว่าการเลียหรือจูจุ๊บน้องหมาแมวของคุณอาจนำไปสู่อันตรายได้ ในปากของลูกสุนัข เจ้าแบคทีเรีย C. canimorsus นี้ไม่ใช่เรื่องใหญ่ […]