ทำไมชีวิตต้องมีเซ็กซ์ : ราชินีแดง วงล้อพันธุกรรม กับความลับของโปรโตซัวเจ็ดเพศ

ทะลุกรอบ | ป๋วย อุ่นใจ

ดังที่เล่าไปในคราวก่อน …สิ่งมีชีวิตหลายชนิดยอมเสี่ยงที่จะกลายเป็นอาหารมื้อใหญ่เพื่อแลกกับโอกาสที่จะได้สมรักกับคู่รักของตัว และบางตัวก็ตายก่อนจะเสร็จสิ้นภารกิจเสียด้วยซ้ำ

แมงมุมนกยูงตัวผู้ หรือแมงมุมเต้นรำ ยกก้นยกขา กางรำแพนโชว์ส่วนท้องสีสันสดใสดูละม้ายคล้ายนกยูงขนาดจิ๋วที่คอยส่ายก้นดุ๊กๆ ดิ๊กๆ วิ่งไปวิ่งมารอบๆ สาวแมงมุม พวกมันร่ายรำยั่วยวนด้วยท่วงท่าดุ๊กดิ๊กสุดเซ็กซี่ (ในเวอร์ชั่นแมงมุม) ได้ยาวนานเกือบชั่วโมง ก่อนที่สาวเจ้าจะยอมตกลงให้มีอะไรกัน เพื่อที่แมงมุมหนุ่มจะได้มีโอกาสเป็นพ่อสืบต่อเผ่าพันธุ์แมงมุมดุ๊กดิ๊กรุ่นต่อไป

แต่ส่วนใหญ่ เมื่อเสร็จกิจก็จะโดนสาวเจ้าสวบไปกินเป็นของว่างหลังเซ็กซ์ บางตัวอาจจะโดนตั้งแต่ยังไม่เสร็จเสียด้วยซ้ำ แต่ถ้าจะมองว่านี่คือภารกิจที่สำคัญมากของการดำรงอยู่ของเผ่าพันธุ์ แม้จะต้องสังเวยด้วยชีวิต บางทีก็คุ้ม (ในแง่ของสปีชีส์)

แต่แน่นอนว่าไม่ใช่ทุกตัวจะยอมสละชีพเพื่อเซ็กซ์

เพื่อล่อลวงสาวเจ้าให้ยินยอม และไม่สวบมันไปจนสิ้นชีพิตักษัยก่อนวัยอันควร ตั๊กแตนตำข้าวหางงู ตั๊กแตนตำข้าวสายพันธุ์ใหม่จากเกาะซาร์ดิเนียในอิตาลีวิวัฒนาการพฤติกรรมสุดพิสดาร

พวกมันสามารถส่ายก้นร่ายรำเป็นจังหวะ ในบางทีก็ดูอ่อนช้อย เชื่องช้า ค่อยๆ ยุรยาตรเข้ามาราวงูเลื้อย ทำให้แม่สาวตั๊กแตนงุนงงสงกา แต่ว่าไม่สวบ และเมื่อถึงตอนสำคัญก็ส่ายหางเป็นจังหวะเขย่ามาราคัส มิต่างจากการสะบัดหางของอสรพิษ งูหางกระดิ่ง ตอนข่มขวัญศัตรู

ท่วงท่าการร่ายรำที่แปลกประหลาดของนักเต้นหางงูนี้ช่วยให้พวกตัวผู้รอดจากการเป็นอาหารว่างหลังเซ็กซ์ได้ยังไง

บางทีอาจจะทำให้ตัวเมียสับสน บางที อาจจะเร้าใจมากเสียจนทำให้สาวเจ้าฟินจนลืมกิน ตอนนี้ก็ยังไม่อาจจะรู้ได้

แต่ที่รู้คือมันทำให้ตัวผู้เอาตัวรอดจากตัวเมียที่ดุร้ายพอๆ กับรากษสมาได้อย่างน่าสนใจหลังจากลอบเข้าไปดุ๊บดิ๊บกับสาวเจ้าเป็นที่เรียบร้อย

คำถามคือ เซ็กซ์นั้นสำคัญไฉน? ทำไมสิ่งมีชีวิตจึงต้องมีเพศสัมพันธ์?

ที่จริงการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศนั้นมีประโยชน์อยู่หลายสถานในทางชีววิทยา โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกระบวนการวิวัฒนาการ เพราะการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศนั้นทำให้เกิดการสับเปลี่ยนและการผสมกันของชุดยีนใหม่ ทำให้เกิดความหลากหลายทางพันธุกรรม ซึ่งทำให้ลูกๆ แม้จะมีรูปลักษณ์ละม้ายคล้ายกับพ่อแม่ แต่ยังไงก็ไม่มีทางที่จะเหมือนกันแบบเป๊ะๆ พี่หรือน้องก็มีความแตกต่างกันเช่นกัน แม้รูปลักษณ์จะดูเหมือนกันมากแค่ไหนก็ตาม (เว้นแต่เสียว่าจะเป็นแฝดเหมือน) ความหลากหลายทางพันธุกรรมนี้เองที่จะช่วยทำให้สปีชีส์นั้นดำรงคงอยู่ต่อไปได้

โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีแรงกดดันจากสิ่งแวดล้อม เพราะหากมีความหลากหลายมากพอ ไม่ว่าสถานการณ์จะสาหัสสากรรจ์เพียงใด ก็คงต้องมีบ้างแหละ สักตัว สองตัว สามตัว หรือทั้งฝูงที่พอจะอยู่รอดและถูกคัดเลือกให้ไปต่อได้อยู่ดี และพวกที่อยู่รอดนี่แหละคือกลุ่มที่วิวัฒน์ไป

ในมุมนี้ ถ้าว่าตามทฤษฎีวิวัฒนาการของชาร์ลส์ ดาร์วิน (Charles Darwin) และอัลเฟรด รัสเซล วอลเลซ (Alfred Russel Wallace) ความหลากหลายทางชีวภาพนี่แหละที่เป็นกุญแจสำคัญของการวิวัฒนาการ

แต่ทว่า ในโลกแห่งการแข่งขัน แค่ความหลากหลายนั้นอาจยังไม่พอที่จะทำให้สิ่งมีชีวิตอยู่รอดได้จริงในธรรมชาติในหลายกรณี เพราะถ้าคู่แข่งวิวัฒน์ ผู้ที่ไม่วิวัฒน์ หรือวิวัฒน์ตามไม่ทันก็อาจจะตกชั้น และสูญพันธุ์ไป กุญแจสำคัญอีกอย่างหนึ่งที่จะทำให้สิ่งมีชีวิตนั้นสามารถสืบทอดเผ่าพันธุ์ต่อได้โดยไม่ถูกทิ้งเอาไว้ข้างหลัง คือ “พลวัต (dynamic)”

ก็เมื่อคู่แข่งวิ่งไปข้างหน้าหมด การหยุดนิ่งอาจเท่ากับการพ่ายแพ้

จากการศึกษาช่วงชีวิตและแบบแผนของการสูญพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตในหลายๆ กลุ่ม (taxon) จากบันทึกฟอสซิล ในปี 1973 ลี แวน วาเลน (Leigh Van Valen) นักชีววิทยาจากมหาวิทยาลัยชิคาโก (The University of Chicago) ได้เสนอไอเดียที่เน้นย้ำถึงความสำคัญของพลวัตในการอยู่รอด

เพราะในโลกที่เปลี่ยนแปลงไป คู่แข่งเปลี่ยนแปลงไป สิ่งมีชีวิตจะอยู่นิ่งๆ แล้วคาดหวังจะอยู่รอดปลอดภัยไปตลอดคงไม่ได้ พวกมันต้องวิวัฒนาการอยู่ตลอดอย่างต่อเนื่อง เพียงเพื่อรักษาโอกาสอยู่รอดเดิมไว้

เขาตั้งชื่อไอเดียของเขาว่า “สมมุติฐานราชินีแดง (Red Queen Hypothesis)” จากแรงบันดาลใจจากประโยคที่ราชินีแดงพูดกับอลิซในวรรณกรรมเยาวชนชื่อดัง อลิซ ผจญภัยมหัศจรรย์เมืองกระจก (Alice Through the Looking Glass) ของลิวอิส แคร์รอลล์ (Lewis Carroll) ที่ว่า “ในดินแดนแห่งนี้ เธอเห็นหรือยัง เราต้องวิ่งสุดแรงเกิด เพียงเพื่อรักษาตำแหน่งเดิมของเราไว้”

เสือวิ่งเร็วขึ้น กวางก็ต้องวิ่งเร็วขึ้น

กวางระแวดระวังมากขึ้น เสือก็ต้องหากลยุทธ์ในการล่าเหยื่อที่แยบยลขึ้น

พืชสร้างสารพิษ แมลงก็ต้องวิวัฒน์กลไกในการกำจัดพิษ

และแน่นอน เมื่อมนุษย์ใช้ยาปฏิชีวนะในการกำจัดแบคทีเรีย แบคทีเรียก็ต้องวิวัฒน์กลไกในการดื้อยา

และแน่นอนที่สุด สิ่งหนึ่งที่ทำให้เกิดพลวัตในเชิงวิวัฒนาการได้รวดเร็วและชัดเจนที่สุดก็คือการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ

และนั่นทำให้สิ่งมีชีวิตมากมายทุ่มเทชีวิตของตัวเองเพื่อการสืบต่อเผ่าพันธุ์ แม้แต่จุลินทรีย์เซลล์เดียวที่ในเชิงวิวัฒนาการแล้วยังไม่พัฒนาถึงขนาดจัดให้เป็นสัตว์หรือพืชได้เลยด้วยซ้ำ อย่างเช่น ยีสต์ (ที่ใช้ในการหมักเบียร์ บ่มขนมปัง) ซึ่งมีสองเพศ คือ เอ (a) และแอลฟา ( )

แต่ที่น่าประทับใจที่สุด เห็นจะเป็นโปรโตซัวอย่างเตตระไฮมีนา ที่มีขนปุกปุย หน้าตาละม้ายคล้ายลูกเงาะเบี้ยวๆ ที่นักวิทยาศาสตร์มักนำมาใช้เป็นแบบจำลองในการศึกษาสารพิษในเชิงพิษวิทยา และโครงสร้างหรือเอนไซม์แปลกๆ ของเซลล์ยูคาริโอต เช่น หางที่ใช้ในการเคลื่อนที่ของเซลล์ เช่น ซิเลีย (Cilia) โครงสร้างปลายโครโมโซมที่เรียกว่า ทีโลเมียร์ (Telomere) และเอนไซม์ที่ใช้ในการต่อปลายสายโครโมโซมที่เรียกว่า ทีโลเมอเรส (Telomerase)

ในโลกของสิ่งมีชีวิต เตตระไฮมีนา คือเอกอุในเรื่องเพศ

แม้ในสภาวะปกติเตตระไฮมีนามักจะขยายพันธุ์ผ่านการแบ่งเซลล์แบบไม่อาศัยเพศ เพราะง่ายกว่า ไม่ต้องไปตามหาคู่มาผสมพันธุ์ด้วย

อย่าลืมว่าตัวเซลล์ของเตตระไฮมีนานั้นเล็กจิ๋วจนมองด้วยตาเปล่าไม่เห็น แต่ที่อยู่อาศัยของพวกมันคือแหล่งน้ำธรรมชาติที่ใหญ่โตมโหฬาร โอกาสที่พวกมันจะว่ายมาเจอกับคู่ครอง ก็คงเกิดขึ้นได้ไม่ง่ายนัก

และนั่นคือสาเหตุที่มันจำเป็นต้องมีกลไกในการวิวัฒนาการเรื่องเพศมาตอบโจทย์เรื่องนี้ เพื่อเพิ่มโอกาสในการพบเจอคู่ตุนาหงัน แทนที่จะเป็น 2 เพศ อย่างคน หรือยีสต์ ซึ่งถ้ามองโอกาสความน่าจะเป็นในการเจอเนื้อคู่จะเป็น 1 ใน 2 หรือ 50%

เตตระไฮมีนาวิวัฒนาการออกมามี 7 เพศ (หรือในทางชีววิทยาจะเรียกว่า mating type) แบ่งเป็น I, II, III, IV, V, VI และ VII ซึ่งตราบใดที่เป็นคนละเพศ พวกมันสามารถจับคู่ผสมพันธุ์กันได้หมด

เพศ I สามารถผสมกับ III

เพศ II สามารถผสมกับเพศ VI

เพศ VII สามารถผสมกับเพศ IV และอีกสารพัด …

การมี 7 เพศจะเพิ่มโอกาสความน่าจะเป็นในการเจอเนื้อคู่อย่างมหาศาล จาก 1 ใน 2 หรือ 50% กลายเป็น 6/7 หรือราวๆ 85.7% เลยทีเดียว

ซึ่งเป็นการปรับตัวที่น่าสนใจมาก เพราะเมื่อเกิดสภาวะที่อดอยากขาดแคลน การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศจะมีความสำคัญ การมีเพศมากๆ แบบนี้จะช่วยเพิ่มโอกาสให้พวกมันสามารถพบคู่ของมันได้มากขึ้นอย่างมหาศาล

และที่พิลึกพิลั่นยิ่งไปกว่านั้น คือไม่ว่าตัวพ่อจะเป็นเพศไหนผสมกับตัวแม่ที่เป็นเพศอะไร ลูกที่ออกมาสามารถเป็นทุกเพศ

เพศ III ผสมกับ II อาจจะได้ลูกเพศ I … เพศ I ผสมกับ VI อาจจะได้ลูกเพศ II

คำถามคือ พวกมัน “กำหนด” หรือ “สุ่ม” เพศของเซลล์ลูกออกมาได้อย่างไร

และตรงนี้เองที่เรื่องราวเริ่มซับซ้อนขึ้นไปอีก

ความพิเศษของเซลล์เตตระไฮมีนาก็คือ แทนที่จะมีนิวเคลียสแค่อันเดียว เหมือนกับเซลล์ยูคาริโอตทั่วไป มันมีสองนิวเคลียส ซึ่งนิวเคลียสทั้งสองของมันนี้จะมีบทบาทหน้าที่ที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง

นิวเคลียสขนาดใหญ่ (Macronucleus) หรือที่เรียกสั้นๆ ว่า MAC จะใช้ในการควบคุมการสร้างโปรตีนต่างๆ ภายในเซลล์ ตั้งแต่การกินอาหาร การเติบโต การว่ายน้ำ และกิจกรรมอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับการดำรงชีวิตของพวกมัน

ส่วนอีกนิวเคลียส เป็นนิวเคลียสขนาดเล็ก (Micronucleus) หรือที่เรียกสั้นๆ ว่า MIC ทำหน้าที่เป็นเหมือนคลังมรดกทางพันธุกรรมที่เอาไว้ส่งต่อให้ลูกหลานในตอนที่มีเซ็กซ์

เมื่อเตตระไฮมีนาสองเซลล์มาจับคู่กัน พวกมันไม่ได้มีเพศสัมพันธ์แบบสัตว์ทั่วไป แต่จะเอาเซลล์มาแนบชิดกัน แล้วสร้างสะพานเชื่อมระหว่างสองเซลล์ เพื่อแลกเปลี่ยนสารพันธุกรรมจากนิวเคลียสเล็ก หรือ MIC

หลังจากแลกเปลี่ยนเสร็จ นิวเคลียสเก่าจะถูกเคลียร์ทิ้ง และสร้างใหม่ เซลล์จะสร้างนิวเคลียสใหญ่ หรือ MAC ขึ้นมาเป็นศูนย์บัญชาการหลักของชีวิตประจำวัน

ใน MIC นั้น เตตระไฮมีนาเก็บยีนกำหนดเพศไว้ครบทั้ง 7 แบบ เหมือนมีไพ่เพศครบทั้งสำรับ แต่เมื่อสร้าง MAC ให้เซลล์ลูก ธรรมชาติจะเริ่มกระบวนการตัดต่อจีโนมครั้งใหญ่ที่เรียกว่า developmental genome rearrangement

นี่คือช่วงเวลาของวงล้อเสี่ยงทายระดับพันธุกรรม เซลล์จะสุ่มเลือกยีนเพศเพียงหนึ่งแบบให้คงอยู่ใน MAC ส่วนอีก 6 แบบจะถูกตัดทิ้ง หายไปจากนิวเคลียสใช้งานจริงอย่างสิ้นเชิง ดังนั้น เซลล์ลูกแต่ละตัวจะมีเพศเดียวเท่านั้น และเพศนั้นจะเป็นอะไรก็ได้จาก 7 แบบที่มีอยู่เดิมตามที่สุ่มได้ใน MAC แต่ความแยบยลก็คือแม้ว่า MAC ซึ่งเป็นนิวเคลียสที่ทำงานของนิวเคลียสจริงๆ จะมีเหลืออยู่แค่เพศเดียวตามที่สุ่มมา MIC ยังคงทำหน้าที่เปรียบเหมือนหอจดหมายเหตุจีโนม ยังเก็บยีนกำหนดเพศทั้ง 7 แบบเอาไว้ครบถ้วนสมบูรณ์แบบเหมือนเดิม

และนั่นทำให้เซลล์ลูกสามารถเป็นเพศใดก็ได้จากทั้งหมด 7 แบบ ไม่ว่าเซลล์พ่อแม่ที่มาจับคู่กันนั้นจะเป็นเพศอะไรก็ตาม เพราะสิ่งที่ตัดสินเพศของลูกไม่ใช่เพศของพ่อแม่ แต่คือการสุ่มเลือกยีนเพศระหว่างการสร้าง MAC

นี่คือความงามอันพิลึกพิลั่นของเพศในโลกของสิ่งมีชีวิต

จากแมงมุมตัวจิ๋วที่เต้นรำแลกชีวิต จากตั๊กแตนตำข้าวหางงูที่ส่ายก้นหลอกล่อความตาย ไปจนถึงเตตระไฮมีนาที่หมุนวงล้อพันธุกรรมเพื่อเลือกเพศให้ลูกหลาน ธรรมชาติกำลังเล่าเรื่องเดียวกันซ้ำแล้วซ้ำเล่า ด้วยภาษาที่ต่างกันออกไป

เพศไม่ใช่แค่เรื่องรักใคร่ ไม่ใช่แค่พิธีกรรมของการสืบพันธุ์ และไม่ใช่แค่ฉากดุ๊บดิ๊บในสารคดีธรรมชาติ

เพศคือกลไกของความเปลี่ยนแปลง คือการสับไพ่ของชีวิต คือการโยนลูกเต๋าให้วิวัฒนาการ คือวิธีที่สิ่งมีชีวิตใช้เพื่อให้มั่นใจได้ว่าแม้วันพรุ่งนี้จะเปลี่ยนแปลงไปอย่างไร ลูกหลานรุ่นต่อไปจะต้องมีโอกาสที่จะไปต่อ เพื่อที่จะให้สปีชีส์ของพวกมันยังคงดำรงอยู่

ในโลกของราชินีแดง ที่ทุกชีวิตต้องวิ่งสุดแรงเกิดเพียงเพื่อรักษาที่ทางเดิมเอาไว้ การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศคือรองเท้าวิ่งคู่สำคัญของวิวัฒนาการ อาจเปื้อนเลือด อาจเต็มไปด้วยความเสี่ยง อาจมีใครบางตัวต้องกลายเป็นของว่างหลังรัก

แต่ตราบใดที่ชีวิตยังต้องวิ่งต่อไป ธรรมชาติก็ยังคงหมุนวงล้อแห่งเพศต่อไปไม่หยุด

และในวงล้อนั้น บางครั้ง ชีวิตก็ไม่ได้เลือกคำตอบที่ปลอดภัยที่สุด แต่มันเลือกคำตอบที่ทำให้อนาคตยังมีทางเป็นไปได้