Alienum phaedrum torquatos nec eu, vis detraxit periculis ex, nihil expetendis in mei. Mei an pericula euripidis, hinc partem.
 

ในที่สุด นักวิทยาศาสตร์ก็เข้าใจว่าทำไมแมลงสาบถึงอึดขนาดนี้

ในที่สุด นักวิทยาศาสตร์ก็เข้าใจว่าทำไมแมลงสาบถึงอึดขนาดนี้

หากถามคนทั่วไปว่าหวาดกลัวขยะแขยงสิ่งมีชีวิตชนิดใดมากที่สุด?

แมลงสาบคงติดอันดับหนึ่งในสามอย่างแน่นอน ด้วยลำตัวสีน้ำตาลดำมะเมื่อม วิ่งเร็ว บินได้ มีกลิ่นเหม็นสุดจะทานทน เรียกได้ว่าเป็นสัญลักษณ์แห่งความสกปรกโสมมชนิดที่ว่าไม่มีใครอยากให้มีแมลงสาบอยู่ในบ้านแน่ๆ และน้อยคนจะกลับไปเหยียบร้านอาหารที่เจอแมลงสาบวิ่งเล่นในจานอาหารอีก นอกจากนี้แมลงสาบยังเป็นพาหะนำเชื้อโรคต่างๆมากมาย แถมยังก่อให้เกิดอาการภูมิแพ้และหอบหืดอีกด้วย

รู้ไหมว่า นักอนุกรมวิธานจำแนกแมลงสาบเอาไว้ประมาณ 4,600 ชนิดเลยทีเดียว

จริงๆแล้วแมลงสาบส่วนใหญ่อาศัยอยู่ตามธรรมชาติห่างไกลผู้คน มีเพียง 30 ชนิดเท่านั้นที่อาศัยอยู่ร่วมกับมนุษย์ส่วนที่คอยก่อกวนมนุษย์เรานั้น (pest) มีทั้งหมดสี่ชนิด ส่วนแมลงสาบที่พบได้ทั่วไปตามบ้านginvoมีสองชนิดได้แก่แมลงสาบเยอรมันและแมลงสาบอเมริกัน

แม้จะเรียกกันว่าแมลงสาบ “อเมริกัน” แต่จริงๆพวกมันมีต้นกำเนิดที่ทวีปแอฟริกา การขนส่งสินค้าทางเรือในคริสต์ศตวรรษที่ 16 นำพาพวกมันข้ามน้ำข้ามทะเลมาตั้งรกรากที่ดินแดนใหม่จนแพร่กระจายไปตามประเทศเขตร้อนทั่วโลกในที่สุด

คำถามคือ ในช่วงเวลา 400 ปีแมลงสาบปรับตัวให้กินอาหารเน่าเสียและอาศัยอยู่ในสถานที่มืดอับชื้น สกปรกและเต็มไปด้วยเชื้อโรคจนเป็นปัญหาต่อสังคมเมืองในปัจจุบันได้อย่างไร?

ทีมนักวิทยาศาสตร์จากประเทศจีนนำโดย Shuai Zhan จากสถาบันสรีรวิทยาพืชและนิเวศวิทยาได้สำรวจจีโนม (genome) ซึ่งเป็นข้อมูลทางพันธุกรรมทั้งหมดของแมลงสาบอเมริกันเทียบกับแมลงและแมลงสาบสายพันธุ์อื่นๆอีก 11 ชนิดเช่น แมลงสาบเยอรมัน ตั๊กแตน แมลงหวี่ ปลวก และผึ้ง ฯลฯ ทั้งยังทดลองระงับการทำงานของยีนสำคัญบางยีนจนค้นพบความลับของความอึดที่เป็นปริศนามานับร้อยปี

ทีมนักวิทยาศาสตร์พบว่าภายในจีโนมของแมลงสาบอเมริกันมียีนอยู่ทั้งหมด 21,336 ยีน นับว่าใกล้เคียงกับจำนวนยีนในมนุษย์ที่มีอยู่ประมาณ 20,000 ยีน ส่วนแมลงสาบเยอรมันมียีนเกือบ 30,000 ยีน ในขณะที่แมลงชนิดอื่นๆที่นำมาเปรียบเทียบมียีนประมาณ 10,000 ยีนเท่านั้นโดยที่ยีนส่วนใหญ่เป็นยีนเดียวกับแมลงกลุ่มอื่นๆ (universal genes)

หากมองในเชิงวิวัฒนาการก็พบสิ่งที่น่าประหลาดใจเพราะรหัสพันธุกรรม 2 ใน 3 ของแมลงสาบอเมริกันนั้นกลับไปละม้ายคล้ายคลึงกับปลวกแทนที่จะเป็นแมลงสาบเยอรมันซึ่งสนับสนุนทฤษฎีที่ว่าแมลงสาบกับปลวกนั้นเป็นแมลงจำพวกเดียวกัน ด้วยวิถีชีวิตของแมลงสาบทีมนักวิทยาศาสตร์จึงเจาะลึกไปที่กลุ่มยีนที่เกี่ยวข้องกับการรับสัมผัสสารเคมีกำจัดสารพิษและภูมิคุ้มกัน

ผลการวิเคราะห์จีโนมแมลงสาบอเมริกันแสดงให้เห็นว่าพวกมันมียีนที่ผลิตตัวรับกลิ่น154 ยีนในขณะที่แมลงกลุ่มอื่นๆมีจำนวนน้อยกว่าถึงครึ่ง  อีกทั้งแมลงสาบอเมริกันยังมียีนผลิตตัวรับรสได้ 522 ยีนซึ่งนับว่าเป็นจำนวนที่มากที่สุดเท่าที่เคยพบในแมลงและส่วนมากก็เป็นตัวรับรสขม ตัวรับกลิ่นที่มีมากมายทำให้แมลงสาบอเมริกันดมกลิ่นอาหารได้ดี ส่วนตัวรับรสขมทำให้มันหลีกเลี่ยงที่จะได้รับสารพิษต่างๆได้นั่นเอง

ทีมนักวิทยาศาสตร์พบว่าแมลงสาบอเมริกันมีเอนไซม์ CYP ในกลุ่ม CYP3 และ CYP4 ซึ่งเป็นตัวกำจัดสารพิษสำคัญมากเป็นพิเศษเมื่อเทียบกับแมลงกลุ่มอื่นๆ นี่เองอาจเป็นสาเหตุที่ทำให้มันต้านยาฆ่าแมลงรวมถึงอาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมสุดโหดได้

ถ้าให้มนุษย์อย่างเราๆไปอยู่ในที่อับชื้นและรับประทานอาหารสกปรกไม่นานก็คงป่วย

แต่สถานการณ์เหล่านี้ไม่เป็นปัญหาสำหรับแมลงสาบเพราะระบบภูมิคุ้มกันของพวกมันต่อต้านเชื้อแบคทีเรียและเชื้อราได้เป็นอย่างดี นอกจากวิเคราะห์จีโนมแล้วทีมนักวิทยาศาสตร์ยังทดลองฉีดเชื้อโรคเข้าไปในตัวแมลงสาบเพื่อศึกษาการส่งสัญญาณ (signaling pathway) ของระบบภูมิคุ้มกันอีกด้วยและเมื่อยับยั้งไม่ให้ยีนบางยีนในระบบนี้ทำงานได้ตามปกติก็พบว่าแมลงสาบมีอัตราการตายที่สูงขึ้นเมื่อได้รับเชื้อโรคเข้าไปในร่างกาย

การศึกษานี้นับเป็นการเปิดทางให้กับการพัฒนาสารกำจัดแมลงสาบในอนาคตโดยพยายามไปกดการทำงานของระบบภูมิคุ้มกันของมันโดยไม่ส่งผลกระทบต่อมนุษย์

แมลงสาบอเมริกันตัวเต็มวัยอาจมีขนาดร่างกายยาวได้ถึง 5 เซนติเมตร พวกมันลอกคราบได้ 6-14 ครั้งและมีอายุขัยเฉลี่ย 700 วัน ตัวเมียสามารถวางไข่เพื่อให้กำเนิดลูกโดยไม่ต้องรอการปฏิสนธิจากตัวผู้ นอกจากนี้เมื่อขาของมันขาดไปก็สามารถงอกใหม่ได้อีกด้วย

ความสามารถอันไม่ธรรมดานี้เองที่ทำให้ทีมนักวิทยาศาสตร์ทดลองยับยั้งการทำงานของยีนที่เกี่ยวกับข้องกับลอกคราบ การวางไข่และการงอกใหม่จนค้นพบยีนสำคัญๆมากมายจนกล่าวได้ว่าตอนนี้มนุษย์เรารู้จักแมลงสาบลึกซิ้งยิ่งขึ้น

ผลการศึกษาเหล่านี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์ยิ่งมั่นใจว่าแมลงสาบไม่สามารถอยู่รอดในยุคสงครามนิวเคลียร์ได้อย่างที่หลายคนคิดกันเพราะยังไม่พบยีนใดๆที่จะช่วยให้มันปรับตัวได้ในสภาวะดังกล่าว

นึกดูก็ตลกเพราะการพยายามกำจัดสิ่งที่น่ารำคาญ

กลับต้องพยายามศึกษาทำความเข้าใจอย่างลึกซึ้งพอๆกับการพยายามเข้าใจในสิ่งที่เรารัก

บทความโดย  อาจวรงค์  จันทมาศ

อ้างอิง

https://www.theguardian.com/science/2018/mar/20/cockroaches-dna-reveals-why-they-thrive-in-filthy-places

https://www.nature.com/articles/s41467-018-03281-1

Date

เมษายน 3, 2018

Category

STEM NEWS