ไวรัส มีบทบาทอย่างไรในโลกมนุษย์- National Geographic Thailand

ความลี้ลับของไวรัส

ลองวาดภาพโลกที่ไร้ ไวรัส กันเถอะ

เราโบกไม้กายสิทธิ์ แล้ว ไวรัส ทั้งหมดก็หายไป ไวรัสโรคพิษสุนัขบ้า ไวรัสโปลิโอ ไวรัสมฤตยู อีโบลา ไวรัสโรคหัด ไวรัสโรคคางทูม ไวรัสไข้หวัดใหญ่สารพัด พลันหายวับ ความทุกข์ทนและ การเสียชีวิตของมนุษย์ลดลงอย่างมหาศาล ไม่มีไวรัสเอชไอวี และหายนะจากโรคเอดส์ไม่เคยเกิดขึ้น ไม่มีใครต้องทุกข์ทรมานจากโรคอีสุกอีใส ตับอักเสบ งูสวัด หรือแม้แต่ไข้หวัดธรรมดาอีกต่อไป

ไวรัสโรคซาร์สที่เคยระบาดเมื่อปี 2003 และสร้างความตื่นตระหนกอันเป็นสัญญาณแรกของยุคการระบาดใหญ่ทั่วโลกในสมัยใหม่ก็หายไป และแน่นอน ไวรัส ร้ายกาจอย่างซาร์ส-โควี-2 บ่อเกิดของโรค โควิด-19 กับผลกระทบที่แสนอันตราย แพร่กระจายง่าย และแปรปรวนชวนปวดหัวของมัน ก็หายไปด้วย ฟังแล้วรู้สึกโล่งใจขึ้นใช่ไหม

อย่าเลย

ไวรัส, ประสาทวิทยา
เจสัน เชปเพิร์ด นักประสาทวิทยาศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยยูทาห์ ถือภาพถ่ายจากการสร้างภาพสามมิติของแคปซูลโปรตีนคล้ายไวรัสที่มีบทบาทสำคัญต่อการรับรู้และความทรงจำ สัตว์บก มีกระดูกสันหลังได้รับยีน เออาร์ซี ซึ่งมีรหัสคำสั่งสร้างความอัศจรรย์ดังกล่าว จากบรรพบุรุษคล้ายไวรัสเมื่อราว 400 ล้านปีก่อน แคปซูลซึ่งดูคล้ายแคปซิดที่หุ้มจีโนมไวรัสนี้ส่งข้อมูลทางพันธุกรรมระหว่างเซลล์ประสาทในสมองมนุษย์ เช่นเดียวกับสมองสัตว์ชนิดอื่นๆอีกมาก (ภาพถ่าย: ซีมอน เอร์เลนด์ซอน, MRC LABORATORY OF MOLECULAR BIOLOGY)

ฉากทัศน์นี้คลุมเครือกว่าที่เราคิด ความจริงก็คือ เราอยู่ในโลกของไวรัส ไวรัสที่มีมากมาย เกินคณานับ และหลากหลายเกินประมาณ ลำพังในมหาสมุทรก็อาจมีอนุภาคไวรัสมากกว่าดวงดาว ในเอกภพที่เรามองเห็นแล้ว สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอาจมีไวรัสที่ต่างกันอย่างน้อย 320,000 ชนิดอยู่ในตัว พ้นจากตัวเลขมหาศาลก็คือผลกระทบอันมโหฬาร ไวรัสหลายชนิดเหล่านั้นมีข้อดี ไม่ใช่ข้อเสีย ที่ปรับใช้ได้กับสิ่งมีชีวิตบนโลก รวมทั้งมนุษย์ด้วย

เราใช้ชีวิตต่อไปโดยไม่มีไวรัสไม่ได้ บรรพบุรุษของเราไม่มีทางโผล่พ้นโคลนตมได้ถ้าไม่มีไวรัส เช่นมีดีเอ็นเอสองสายที่เกิดจากไวรัสและตอนนี้ก็อยู่ในจีโนมของมนุษย์และไพรเมตอื่นๆ ข้อเท็จจริงที่เหลือเชื่อก็คือ ถ้าไม่มีดีเอ็นเอเหล่านี้ การตั้งครรภ์จะเป็นไปไม่ได้ สัตว์บกมีดีเอ็นเอไวรัสฝังอยู่ในยีน ที่ช่วยรวบรวมและเก็บรักษาความทรงจำไว้ในถุงโปรตีนขนาดจิ๋ว ยังมียีนอื่นๆที่ร่วมมือกับไวรัส เพื่อช่วยในการเจริญเติบโตของเอ็มบริโอ ควบคุมระบบภูมิคุ้มกัน ต้านมะเร็ง อันเป็นผลกระทบสำคัญ

ไวรัส, เอ็มบริโอ
ภาพเอ็มบริโอมนุษย์ที่มีแค่แปดเซลล์ฉายอยู่ด้านหลังโจแอนนา วีซอกกา ศาสตราจารย์ด้านชีววิทยาพัฒนาการที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด วีซอกกากับเพื่อนร่วมงานค้นพบว่า เรโทรไวรัสที่ฝังตัวในมนุษย์ อันเป็นลำดับทางพันธุกรรมที่ได้จากการติดเชื้อไวรัสยุคโบราณ จะทำงานในช่วงขั้นตอนพัฒนาการนี้และผลิตโปรตีน วีซอกกาเชื่อว่ายีนที่รู้จักในชื่อ เฮิร์ฟ-เค ปกป้องเอ็มบริโอจากการติดเชื้อไวรัส และช่วยควบคุมพัฒนาการของทารกในครรภ์ได้

ที่ตอนนี้เราเพิ่งจะเริ่มเข้าใจ ปรากฏว่าไวรัสมีบทบาทสำคัญในการกระตุ้นการเปลี่ยนผ่าน ทางวิวัฒนาการสำคัญๆ การกำจัดไวรัสให้หมดสิ้น ตามที่เราวาดภาพ จะทำลายความหลากหลาย ทางชีวภาพมหาศาลในโลกของเรา เหมือนบ้านไม้หลังสวยที่ถอนตะปูทุกตัวออกในฉับพลัน

ไวรัสคือปรสิตก็จริง แต่บางครั้ง ภาวะปรสิต (parasitism) กลับคล้ายภาวะอยู่ร่วมกันแบบอิงอาศัย (symbiosis) ที่ทั้งเจ้าบ้านและผู้อาศัยต่างได้ประโยชน์จากกันมากกว่า ไวรัสคือปรากฏการณ์ที่ไม่ได้ดีหรือแย่ไปทั้งหมด เหมือนกับไฟที่มีทั้งข้อดีและข้อเสีย ทุกอย่างล้วนขึ้นอยู่กับหลายตัวแปร ทั้งไวรัส สถานการณ์ และสิ่งที่เราอ้างอิง มันคือเทวทูตสีดำแห่งวิวัฒนาการที่ทั้งน่าทึ่งและน่ากลัว และนั่นก็ ทำให้มันน่าสนใจเหลือเกิน

ไวรัส, เชื้อก่อโรค, เอ็มบริโอ
แม้จะเป็นที่หวาดกลัวในฐานะตัวก่อโรค แต่ไวรัสยังสร้างความอัศจรรย์ในวิวัฒนาการตั้งแต่แรกเริ่ม ดีเอ็นเอประมาณร้อยละแปดของเรามาจากไวรัสที่ติดบรรพบุรุษมนุษย์เมื่อนานมาแล้วและฝังยีนไวรัสไว้ในจีโนมของเรา ตอนนี้ยีนบางยีนที่ว่ามีบทบาทสำคัญในระยะแรกๆของพัฒนาการเอ็มบริโอมนุษย์และรกที่หุ้มทารกในครรภ์อายุ 13 สัปดาห์ในภาพนี้ (ภาพถ่าย: เลนนาร์ต นิลส์ซอน, TT/SCIENCE PHOTO LIBRARY (ภาพคอมโพสิตประกอบขึ้นจากภาพถ่าย สองภาพ)

เราจะเห็นคุณค่าความหลากหลายของไวรัสได้ต้องเริ่มจากเข้าใจข้อมูลพื้นฐานว่า ไวรัสเป็นและ ไม่เป็นอะไรก่อน การอธิบายสิ่งที่มันไม่ได้เป็นนั้นง่ายกว่า ไวรัสไม่ใช่เซลล์ของสิ่งมีชีวิต เซลล์ชนิด ที่รวมตัวกันจำนวนมากเพื่อประกอบเป็นร่างกายของมนุษย์ หรือดอกไม้สักดอก มีกลไกสลับซับซ้อนในการสร้างโปรตีน สะสมพลังงาน และทำหน้าที่พิเศษอื่นๆ ขึ้นอยู่กับว่าเซลล์นั้นรวมตัวเป็นเซลล์กล้ามเนื้อ เซลล์ท่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุ หรือเซลล์ประสาท แบคทีเรียก็จัดเป็นเซลล์ที่มีคุณลักษณะคล้ายๆกันนี้ด้วย แต่มีโครงสร้างเรียบง่ายกว่ามาก ส่วนไวรัสไม่ใช่เซลล์ทำนองนี้เลย

คำจำกัดความต่างๆเปลี่ยนแปลงตลอดเวลากว่า 120 ปีที่ผ่านมา มาร์ตินุส ไบเยอริงก์ นักพฤกษศาสตร์ชาวดัตช์ผู้ศึกษาไวรัสใบด่างยาสูบ สันนิษฐานไว้เมื่อปี 1898 ว่า มันคือของเหลว ที่ทำให้ป่วย ต่อมา เรามองว่าไวรัสคือสิ่งที่มีขนาดเล็กซึ่งมองไม่เห็นด้วยกล้องจุลทรรศน์ มีเพียงจีโนมขนาดเล็กมากๆที่จำลองตัวเองในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต แต่นั่นเป็นเพียงก้าวแรกของความเข้าใจที่ดีขึ้นเท่านั้น

ปอด,
ปอดของเด็กหญิงวัยสอง ขวบที่เก็บรักษาไว้หลัง เสียชีวิตเมื่อปี 1912 ที่โรงพยาบาลชารีเต ในกรุงเบอร์ลิน เผยหลักฐานว่า ไวรัสโรคหัด กระเซ็นเปื้อนจากปศุสัตว์ มาสู่มนุษย์ในศตวรรษที่สี่ก่อนคริสต์ศักราช หรือเร็วกว่าช่วงเวลาที่เคยคิดกัน กว่าหนึ่งพันปี  เซบาสเตียง กัลวีญัก-สปองเซ นักชีววิทยาวิวัฒนาการจาก สถาบันโรแบร์ทค็อค พบตัวอย่างนี้โดยบังเอิญที่พิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์การแพทย์ในเบอร์ลิน  ภาพถ่าย มาร์คุส บาคมันน์

“ผมขอสนับสนุนมุมมองย้อนแย้งว่า ไวรัสคือไวรัส” อองเดร ลวอฟฟ์ นักจุลชีววิทยาชาวฝรั่งเศส เขียนไว้ใน “แนวคิดของไวรัส” ความเรียงทรงอิทธิพลที่ตีพิมพ์เมื่อปี 1957 คำจำกัดความของเขาไม่มีประโยชน์เท่าไรนัก แต่เป็นอีกวิธีที่จะบอกว่า “พิเศษเฉพาะตัว”

ลวอฟฟ์รู้ว่าการอธิบายไวรัสนั้นง่ายกว่าการนิยาม อนุภาคไวรัสแต่ละอนุภาคประกอบด้วยคำสั่งทางพันธุกรรม (ถ้าไม่อยู่ในดีเอ็นเอก็ในอาร์เอ็นเอ ซึ่งเป็นโมเลกุลเก็บรหัสข้อมูลอีกชนิดหนึ่ง) บรรจุอยู่ในแคปซูลโปรตีน (เรียกว่าแคปซิด) ในบางกรณี แคปซิดจะมีเยื่อหุ้มซึ่งคอยปกป้องและช่วยในการยึดเกาะเซลล์ ไวรัสจำลองตัวเองด้วยการเข้าไปในเซลล์และควบคุมสั่งการไรโบโซมซึ่งเปรียบเหมือนเครื่องพิมพ์สามมิติที่เปลี่ยนข้อมูลหรือรหัสพันธุกรรมให้เป็นโปรตีน

ไวรัส, ค้างคาว
นักวิทยาศาสตร์ยังคงพยายามหาเงื่อนงำว่า ไวรัสโคโรนาที่รู้จักในชื่อ ซาร์ส-โควี-2 (SARS-CoV-2) เกิดจากที่ใด เชื่อกันว่าค้างคาวเกือกม้าใหญ่และลิ่นจีน คือเจ้าบ้านที่น่าจะเป็นไปได้ ที่ผ่านมา ไวรัสที่พบในสัตว์สองชนิดนี้เกี่ยวข้องกับไวรัสก่อการระบาดใหญ่ทั่วโลกหลายครั้ง

ถ้าเซลล์เจ้าบ้านโชคร้าย อนุภาคไวรัสใหม่ๆจะทวีจำนวนอย่างมหาศาล ทำให้เซลล์เสียหาย การก่อความเสียหายลักษณะนี้ เช่น การที่ซาร์ส-โควี-2 ทำลายเซลล์เยื่อบุทางเดินหายใจของมนุษย์ คือส่วนหนึ่งที่ทำให้ไวรัสกลายเป็นจุลชีพก่อโรค

แต่ถ้าเซลล์เจ้าบ้านโชคดี ไวรัสอาจแค่ปักหลักในบ้านพักแสนสุขสบายนี้เฉยๆ โดยอาจอยู่ อย่างสงบหรือทำงานแบบย้อนกลับเพื่อฝังจีโนมจิ๋วๆของมันไว้ในจีโนมเจ้าบ้านและรอโอกาส ความเป็นไปได้ประการหลังทำให้เกิดการผสมจีโนมอย่างมากมายหลายรูปแบบจนทำให้เกิดวิวัฒนาการขึ้น แม้กระทั่งการสร้างตัวตนของเราในฐานะมนุษย์

ในหนังสือยอดนิยมเมื่อปี 1983 ปีเตอร์ เมดาวาร์ นักชีววิทยาชาวอังกฤษ กับจีน ภรรยาและบรรณาธิการ ยืนยันว่า “ไม่มีไวรัสใดที่เรารู้ว่าทำประโยชน์เลย ดังที่มีคำกล่าวว่า ไวรัสคือ ‘ข่าวร้ายในห่อโปรตีน’ ” พวกเขาเข้าใจผิด และทรรศนะนี้ยังเป็นที่เชื่อถือของคนที่รู้จักไวรัสเฉพาะในข่าวร้ายอย่างไข้หวัดใหญ่และโควิด-19 แต่ทุกวันนี้ เรารู้แล้วว่าไวรัสบางชนิดมีประโยชน์ สิ่งที่อยู่ในห่อโปรตีนคือพัสดุทางพันธุกรรมที่อาจเป็นข่าวดีหรือข่าวร้ายก็ได้ ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายอย่าง

เรื่อง เดวิด ควาเมน
ภาพถ่าย เครก คัตเลอร์

สามารถติดตามสารคดี ไวรัสมีบทบาทอย่างไรในโลกมนุษย์ ฉบับสมบูรณ์ได้ที่นิตยสารเนชั่นแนล จีโอกราฟฟิก ฉบับภาษาไทย เดือนกุมภาพันธ์ 2564
.
สามารถสั่งซื้อได้ที่ https://www.naiin.com/category?magazineHeadCode=NG&product_type_id=2


อ่านเพิ่มเติม โรคปอดอักเสบ จากเชื้อโคโรนาไวรัส 2019

เรื่องแนะนำ

สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง (Invertebrate)

ในบรรดาสรรพสัตว์ที่อยู่บนโลกนี้ สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง มีจำนวนชนิดพันธุ์มากกว่าร้อยละ 97 ของอาณาจักรสัตว์ สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง (Invertebrate) คือกลุ่มสัตว์ที่ไม่มีกระดูกเป็นแกนกลางภายในร่างกาย ไม่มีไขสันหลัง (Spinal Cord) หรือกระดูกสันหลัง (Vertebrae) ซึ่งทำหน้าที่พยุงโครงสร้างของร่างกาย รวมถึงไม่สามารถสร้างและพัฒนากระดูกขึ้นเองได้ นอกจากนี้ สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังยังเป็นกลุ่มสัตว์ที่มีจำนวนชนิดมากที่สุดในโลกอีกด้วย คิดเป็นสัดส่วนประมาณร้อยละ 97 ของสัตว์ทั้งหมดบนโลก โดยส่วนใหญ่จัดอยู่ในกลุ่มสัตว์ขาปล้อง เช่น แมลงมีจำนวนชนิดพันธุ์มากกว่าหนึ่งล้านชนิด ขณะที่สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและสัตว์ปีกในกลุ่มสัตว์มีกระดูกสันหลังมีเพียง 5,000 และ 10,000 ชนิด ตามลำดับ เท่านั้น โครงสร้างของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังมีโครงสร้างทางร่างกายที่หลากหลาย การปราศจากกระดูกสันหลังและไขสันหลังเป็นแกนหลักของร่างกาย ส่งผลให้สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังบางชนิดมีเปลือกแข็งห่อหุ้มอยู่ภายนอกร่างกายหรือที่เรียกว่า “ระบบโครงร่างแข็งภายนอก” (Exoskeleton) เพื่อป้องกันอวัยวะภายใน ในสัตว์บางชนิดมีระบบกล้ามเนื้อและช่องว่างภายในที่เต็มไปด้วยของเหลวหรือที่เรียกว่า “ระบบโครงร่างของเหลว” (Hydrostatic Skeleton) เป็นแกนหลักในการคงรูปร่างและบังคับควบคุมการเคลื่อนไหว เช่น แมงกะพรุนและหนอน สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังบางชนิดมีระบบประสาทและเซลล์ประสาท (Neuron) เช่นกัน ถึงแม้ไม่มีกระดูกสันหลังที่ทำหน้าที่ปกป้องอวัยวะดังกล่าวเหมือนอย่างกลุ่มสัตว์มีกระดูกสันหลังก็ตาม วิวัฒนาการของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง การย้อนรอยเพื่อศึกษาวิวัฒนาการของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังยังเป็นเรื่องยากสำหรับวงการวิทยาศาสตร์ เนื่องจากซากดึกดำบรรพ์หรือฟอสซิล (Fossil) ไม่สามารถคงสภาพเนื้อเยื่อไว้ได้อย่างสมบูรณ์ ส่งผลให้ขาดหลักฐานในการสืบค้นไปจนถึงจุดกำเนิดของสัตว์กลุ่มนี้ แต่จากการค้นพบฟอสซิลของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังครั้งแรก […]

กลุ่มดาวค้างคาว หรือกลุ่มดาวแคสซิโอเปีย (Cassiopeia)

กลุ่มดาวค้างคาว มีประวัติการบันทึกมาอย่างยาวนานพร้อมๆ กับดาวหมีใหญ่ กลุ่มดาวแคสซิโอเปีย (Cassiopeia) หรือที่คนไทยรู้จักกันในนาม กลุ่มดาวค้างคาว เป็น 1 ใน 88 กลุ่มดาวสากลของโลก เป็นกลุ่มดาวฤกษ์ที่ง่ายต่อการสังเกตและจดจำ จากการมีดาวฤกษ์สุกสว่างห้าดวง ประกอบกันเป็นรูปร่างคล้ายตัวอักษร “W” บนซีกฟ้าเหนือตรงข้ามกับกลุ่มดาวหมีใหญ่ (Ursa Major) ซึ่งครอบคลุมพื้นที่ราว 598 ตารางองศาหรือมีขนาดใหญ่เป็นลำดับที่ 25 ของกลุ่มดาวทั้งหมด กลุ่มดาวค้างคาวเป็นกลุ่มดาวที่สามารถพบเห็นได้ตลอดทั้งปีในท้องฟ้าฝั่งซีกโลกเหนือ แต่จะมองเห็นได้ชัดเจนที่สุดในเดือนพฤศจิกายนหรือช่วงฤดูหนาว และจะปรากฏขึ้นให้เห็นบนท้องฟ้าของฝั่งซีกโลกใต้ในบางพื้นที่ของช่วงปลายฤดูใบไม้ผลิเท่านั้น อ่านเพิ่มเติม : การศึกษาเรื่องกลุ่มดาวบนท้องฟ้า นอกจากนี้ กลุ่มดาวแคสซิโอเปียยังเป็น 1 ใน 48 กลุ่มดาวดั้งเดิมที่ถูกจารึกอยู่ในบันทึกของปโตเลมี (Ptolemy) ในช่วงศตวรรษที่สอง เช่นเดียวกับกลุ่มดาวหมีใหญ่อีกด้วย โดยถูกตั้งชื่อตามราชินีแคสซิโอเปีย (Cassiopeia) ในตำนานเทพนิยายกรีกปรัมปรา ก่อนที่กลุ่มดาวกลุ่มนี้จะถูกรับรองและตั้งชื่ออย่างเป็นทางการว่า “ราชินีแคสซิโอเปีย” (Cassiopeia the Queen) จากสหพันธ์ดาราศาสตร์สากล (International Astronomical Union: IAU) ในปี 1930 ขณะที่คนไทยมองเห็นกลุ่มดาวฤกษ์ […]

ประเภทของป่าไม้ (Type of Forests)

เนื่องจากโลกของเราประกอบด้วยภูมิอากาศ และภูมิประเทศที่หลากหลาย ส่งผลให้เกิดความรุ่มรวยใน ประเภทของป่าไม้ ปัจจุบัน โลกของเรามีป่าไม้ (Forest) ครอบคลุมพื้นที่ราว 1 ใน 3 ของพื้นผิวโลก โดยประกอบไปด้วยต้นไม้ราว 3 ล้านล้านต้น กระจายตัวอยู่ตามพื้นแผ่นดินในภูมิภาคต่างๆ ทั้งในดินแดนที่มีสภาพอากาศหนาวเย็น ปกคลุมด้วยหิมะเกือบตลอดทั้งปี หรือในเขตพื้นที่ที่มีฝนตกหนัก มีสภาพอากาศร้อนจัด รวมไปถึงในดินแดนอันแห้งแล้ง ซึ่งทั้งสภาพอากาศและปัจจัยทางภูมิประเทศส่งผลให้ป่าไม้ในแต่ละพื้นที่มีองค์ประกอบและลักษณะเด่นทางพืชพรรณแตกต่างกันออกไป ประเภทของป่าไม้ ระยะห่างจากเส้นศูนย์สูตรหรือแถบเส้นละติจูด (Latitude) เป็นตัวกำหนดอาณาเขตและลักษณะทางภูมิประเทศ สภาพภูมิอากาศ และความอุดมสมบูรณ์ของดินในแต่ละพื้นที่ ทำให้ป่าไม้ทั่วโลกสามารถจำแนกออกเป็น 3 ประเภท ได้แก่ ป่าไม้เขตร้อน (Tropical Forest) หรือป่าฝนเขตร้อน (Tropical Rain Forest) คือป่าไม้ในแถบพื้นที่ใกล้เส้นศูนย์สูตร เช่น ทวีปอเมริกาใต้ แอฟริกา และภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ เป็นป่าไม้ที่มีอุณหภูมิคงที่ตลอดทั้งปี (ราว 20 ถึง 27 องศาเซลเซียส) ได้รับน้ำฝนเฉลี่ยอย่างน้อย 200 เซนติเมตรต่อปี ทั้งในฤดูฝนและฤดูแล้ง ส่งผลให้พืชพรรณต่างๆ […]