โสดแปดสิบล้านปี… รอดมาได้ยังไง?

ทะลุกรอบ | ป๋วย อุ่นใจ

เซ็กซ์นั้นสำคัญไฉน? ทำไมสิ่งมีชีวิตต้องมีเซ็กซ์?

คำถามนี้น่าสนใจ

เพราะแม้แต่จุลินทรีย์อย่างแบคทีเรียยังมีการจับคู่คอนจูเกชั่น ยีสต์ยังมีการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ สาหร่ายยังจุ๊บกัน และโปรโตซัวลูกเงาะเตตระไฮมีนายังมีตั้งเจ็ดเพศ จะได้จับคู่ตุนาหงันสืบพันธุ์กันให้สาแก่ใจ

แต่แล้วทำไม สิ่งมีชีวิตบางชนิดถึงยังครองชีวิตโสด

นั่นสิ แล้วเป็นโสดทำไม ไยจึงไม่ไปตามหาคู่

ก็แหม การหาคู่สืบพันธุ์ใช่จะง่าย อยากได้คู่ ก็ต้องเดินทางตามหา บ้างก็เจอ บ้างก็ไม่เจอ บ้างก็เจอนักล่า ก็ต้องอำลาโลกไป ก็ถือซะว่า พอดีโชคชะตาไม่เอื้ออำนวย

และนั่นคือสาเหตุที่ปลาตกเบ็ดตัวผู้จุ๊บติดตัวเมียไม่ยอมไปไหนและลดรูปกลายเป็นอัณฑะปรสิตติดอยู่บนตัวปลาสาว เพราะกลัวหาใหม่ไม่เจอ

ในขณะที่เตตระไฮมีนาจัดเพศไป 7 เพศ เพื่อเพิ่มโอกาสที่จะเจอเนื้อคู่ที่เข้ากันได้ ซึ่งปกติจะเป็น 1 ใน 2 (จาก 2 เพศ) หรือ 50% คือเจอเพศตรงข้าม ไปเป็น 6 ใน 7 คือราวๆ 86% (จาก 7 เพศ) คือเพศไหนก็ได้ที่ไม่ตรงเพศตัวเอง

พอเจอคู่ ก็ยังเสี่ยง ในหลายสิ่งมีชีวิต การมีเซ็กซ์ถือเป็นภารกิจหลักของชีวิตที่แม้จะยากเย็นเข็ญใจราวมิชชั่นอิมพอสสิเบิล ที่ถ้าเผลอพลาดพลั้งเพียงนิด ชีวิตก็อาจวางวาย …ที่เจ็บปวดที่สุดคือ อาจจะโดนสวบไป ตั้งแต่ก่อนจะได้สืบพันธุ์เสียด้วยซ้ำ

ก็แล้วถ้าชีวิตมีตัวเลือก … แบบอยู่คน (ตัว) เดียว แม้จะเปล่าเปลี่ยว แต่สบายใจ อยากมีลูกก็มี ไม่ต้องง้อคู่ มีทายาทสานต่อมิชชั่นแห่งการดำรงอยู่ของสปีชีส์ได้แบบไม่ต้องพึ่งใคร ไม่ต้องใช้ชีวิตทั้งชีวิตให้วุ่นวายไปไล่ตามหาคู่ ไม่ต้องเสี่ยงโดนสวบไปเป็นของกินคั่นเวลา ก็น่าจะดีมิใช่หรือ

ถ้ามองในมุมนี้ ครองโสด ก็ฟังดูเป็นไลฟ์สไตล์ที่น่าสนใจ

คำถามคือ แล้วในธรรมชาติมีสิ่งมีชีวิตอะไรมั้ยที่แม้จะโสดแต่ก็ยังชิลล์ ไม่สนใจ ไม่ซีเรียส แถมยังออกลูกออกหลานสืบทายาทได้?

คำตอบคือ มีเยอะเลย

สิ่งมีชีวิตหลายชนิดไม่ได้พิศวาสการมีเซ็กซ์ขนาดนั้น แบคทีเรียส่วนใหญ่ก็แบ่งเซลล์กันแบบไม่อาศัยเพศเป็นหลัก แบบที่มาจับคู่ทำคอนจูเกชั่นกันนั้นก็มีบ้าง แต่ยังไงแบ่งเซลล์เองแบบไม่จับคู่ก็เยอะกว่า

สาหร่ายหลายประเภทก็แบ่งเซลล์แบบไม่อาศัยเพศได้เช่นกัน โปรโตซัวก็ไม่ต่าง

แต่ถ้าถามถึงตัวจี๊ดของวงการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ ชื่อที่ผุดขึ้นมาในทันทีในหัวก็คือพวกเชื้อราในกลุ่มดิวเทโรไมโคตา (Deuteromycota) หรือที่มักเรียกว่า Fungi imperfecti หรือพวกฟังไจไม่สมบูรณ์ ที่ไม่ว่าจะเจอร้อนเจอหนาว เจออากาศแปรปรวนก็สร้างแต่สปอร์สืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศอยู่ตลอด

จนถึงปัจจุบันก็ยังไม่มีใครเจอการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศของพวกมัน

ที่จริง พืชก็มีโหมดการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศเยอะอยู่ หลายต้นตัดไปปักก็ยังขึ้น

แล้วถ้ายกระดับขึ้นมาหน่อย เป็นพวกสัตว์ล่ะ มีกลุ่มไหนบ้างที่สามารถสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศได้

คำตอบคือ ก็มีเยอะไม่แพ้กัน

ฟองน้ำ ไฮดรา ปะการังพอโตถึงระดับหนึ่งก็แตกหน่อสืบต่อเผ่าพันธุ์ได้ ไม่จำเป็นต้องรอจับคู่

ดาวทะเลแขนขาดก็งอกใหม่ได้

พลานาเรียหัวขาด หางหลุดก็ยังงอกใหม่ได้ และการงอกใหม่ในกรณีนี้ไม่ได้หมายถึงการงอกชิ้นที่หายไปเท่านั้น แต่หมายถึงการงอกใหม่ในทุกชิ้นเป็นตัวใหม่ที่สมบูรณ์

(ที่จริงในเรื่องนี้มีการทดลองของโทมัส ฮันต์ มอร์แกน (Thomas Hunt Morgan) ที่ในเวลาต่อมาได้รับการขนานนามว่าเป็นเจ้าพ่อแมลงหวี่แห่งวงการพันธุศาสตร์ ตั้งแต่ก่อนที่เขาจะเริ่มวิจัยแมลงหวี่อย่างจริงๆ จังๆ ที่พยายามจะพิสูจน์ว่าชิ้นพลานาเรียที่เล็กที่สุดที่จะงอกออกมาเป็นตัวใหม่ได้นั้นต้องมีขนาดประมาณไหน ที่มอร์แกนเจอคือ ราวๆ 1/279 ของตัวมัน หรือราวๆ 1 มิลลิกรัม เขาเผยแพร่ผลงานนี้ออกมาในเปเปอร์ ปี 1898 เรื่อง Experimental Studies of the Regeneration of Planaria maculata ในวารสาร Archiv f?r Entwickelungsmechanik der Organismen)

ก็ถ้าสิ่งมีชีวิตมากมายไม่จำเป็นต้องมีเซ็กซ์ ก็สืบต่อเผ่าพันธุ์ได้ แล้วปัญหาของการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศคืออะไร แล้วทำไมเซ็กซ์จึงเป็นสิ่งที่หลายสิ่งมีชีวิตคลั่งไคล้ใฝ่หาถึงขนาดต้องบูชายัญตัวเองไปเป็นอาหารหลังเซ็กซ์ก็ยังยอม

ลองจินตนาการ ก็ถ้าสิ่งมีชีวิตตั้งต้นมาจากตัวเดียว แล้วค่อยแบ่งตัว แตกหน่อ แตกแขนงออกลูกออกหลานไปเรื่อยๆ การก๊อบปี้ข้อมูลของสารพันธุกรรมก็ไม่ต่างจากการเกมต่อประโยค ที่คนแรกพูดออกมาหนึ่งประโยค พอผ่านปากคนที่สอง ที่สาม ที่สี่ ที่สิบ ที่ร้อยประโยคเดิมก็อาจจะมีเพี้ยน มีตกหล่น มีถ้อยคำที่ผิดที่ผิดทางแทรกเข้ามา

แรกๆ อาจเป็นจุดเล็กๆ แค่จุดเดียว เหมือนรอยดำเล็กๆ ในหน้ากระดาษขาวในหนังสือ แต่เมื่อชีวิตแบ่งไปแบบไม่ยุ่งกับใคร รอยเปื้อนนั้นก็จะติดไปกับสำเนาที่ส่งต่อไปยังรุ่นลูก รุ่นหลาน รุ่นเหลน รุ่นโหลน …จากหนึ่งจุด เพิ่มเป็นสองจุด เพิ่มเป็นสามจุดไปเรื่อยๆ สะสม

พอถึงจุดหนึ่ง สิ่งมีชีวิตก็จะเริ่มพิกลพิการเพราะมีการสะสมการกลายพันธุ์เสียอยู่มากจนเกินไปในสารพันธุกรรม เหมือนกับหมึกเปื้อนที่เยอะขึ้นเรื่อยๆ จนหน้าหนังสือนั้นเริ่มอ่านไม่ออก

อย่างในกรณีของพลานาเรีย ในกลุ่มประชากรปกติในธรรมชาติจะมีสองตา แต่ในพวกถูกเอามาเลี้ยงและบังคับให้สืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ (ตัดแบ่ง) อย่างเดียว เนิ่นนานไป บางตัวก็จะเริ่มมีลักษณะแปลกๆ เช่น มีตาเดียวบ้าง ไม่มีตาบ้าง ก็มี

เหตุการณ์แบบนี้ เฮอร์มานน์ มึลเลอร์ (Hermann J. Muller) นักพันธุศาสตร์จากมหาวิทยาลัยอินเดียนา ผู้ศึกษาผลกระทบของรังสีในสิ่งมีชีวิต เปรียบเปรยว่าเหมือนกับการหมุนของฟันเฟือง (ratchet) ซึ่งหมุนไปข้างหน้าได้ทีละคลิก แต่ย้อนกลับไม่ได้

เมื่อเกิดเหตุการณ์อะไรสักอย่างที่ทำให้ประชากรที่สืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศสูญเสียกลุ่มที่มีการกลายพันธุ์เสียน้อยที่สุดไปหนึ่งครั้ง หรือก็คือต้นฉบับที่มีรอยเปื้อนน้อยที่สุดสูญหายไป

ฟันเฟืองจะหมุนหนึ่งคลิก เสียงคลิกของฟันเฟืองคือความสมบูรณ์ของข้อมูลที่สูญหายไปอย่างไม่มีวันหวนกลับได้ง่ายๆ

และในคลิกที่สอง กลุ่มประชากรที่ดีที่สุดที่เหลืออยู่หรือพวกที่มีรอยเปื้อนน้อยที่สุดรองลงมาก็จะหายไป เหลือไว้แต่พวกที่มีรอยเปื้อนมากกว่านั้น

และหากหมุนต่อไป กลุ่มที่เหลือก็จะยิ่งมีตำหนิมากขึ้น มากขึ้น

และในท้ายที่สุด พอถึงจุดหนึ่ง เมื่อสะสมรอยเปื้อนหรือการกลายพันธุ์แบบเสียๆ มากพอ ถ้าเป็นหน้าหนังสือก็คือเปื้อนหรือกลายพันธุ์จนอ่านอะไรไม่ได้แล้ว ประชากรที่สืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศพวกนี้ก็จะพังทลายลง

แต่ทฤษฎีฟันเฟืองของมึลเลอร์ (Muller’s ratchet) นั้นส่วนใหญ่มักจะใช้แค่กับพวกสิ่งมีชีวิตที่สืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ

แต่ถ้ามีเรื่องเพศเข้ามาจะเป็นอีกเรื่อง

เพราะการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศจะมีการแลกเปลี่ยนข้อมูลทางพันธุกรรมของพ่อและแม่

ถ้าเปรียบก็เหมือนการสลับหน้าหนังสือใหม่ หน้าที่มีรอยเปื้อนในพันธุกรรมพ่อ อาจจะแทนด้วยหน้าที่สะอาดสะอ้านอ่านง่ายจากแม่ ส่วนหน้าที่ฉีกขาดไปของแม่ ก็อาจจะถูกเสริมด้วยข้อมูลพันธุกรรมของพ่อ

แน่นอนว่าท้ายที่สุด บางเล่ม (บางตัว) ก็อาจจะได้มาแต่เวอร์ชั่นที่เปื้อนเปรอะ จนทำอะไรต่อไม่ได้ แต่การสืบพันธุ์แบบนี้ บางเล่ม (บางตัว) ก็อาจจะได้สิ่งที่เติมเต็มส่วนที่ขาดหายไปกลับมาก็ได้เช่นกัน โอกาสในการสูญพันธุ์ก็เลยจะยิ่งน้อยกว่า

บางทีนี่อาจเป็นเหตุผลที่บอกเราว่าทำไมในละครโรงใหญ่ของชีวิต การสืบพันธุ์แบบอาศัย “เพศ” จึงสำคัญและเป็นที่นิยมชมชอบของสิ่งมีชีวิตมากมาย

ไม่ใช่เพราะมันง่าย ไม่ใช่เพราะมันช่วยให้ชีวิตเราดีขึ้น แต่เพราะมันทำให้หนังสือแห่งชีวิต (พันธุกรรม) ยังไม่กลายเป็นแค่กองกระดาษเปื้อนหมึกที่ไม่มีใครอ่านออกเสียก่อน

ขนาดพลานาเรียที่ขึ้นชื่อเรื่องการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศคือตัวขาดแล้วงอกใหม่ได้ แบ่งได้จากหนึ่งเป็นสอง (หรือหนึ่งเป็นสองร้อยถ้าขยันสับแบบมอร์แกน) ยังต้องมีเซ็กซ์เพื่อให้ไม่พิกลพิการ

แล้วสัตว์ที่ครองความโสดไว้นานที่สุด คือตัวอะไรกันแน่? แล้วหน้าตาของมันจะพิลึกพิลั่นขนาดไหน?

คําตอบก็คือ เดลลอยเดีย (Bdelloidea) หรือเดลลอยด์โรติเฟอร์ (Bdelloid rotifer) ซึ่งมีขนาดเล็กมาก มองด้วยตาเปล่าแทบไม่เห็น ซึ่งแม้จะเป็นสัตว์หลายเซลล์แต่มีขนาดแค่ประมาณโปรโตซัวตัวเขื่องๆ อย่างเช่น พารามีเซียม หรืออาจจะใหญ่หรือเล็กกว่านิดหน่อย

ลักษณะโดยรวมจะดูคล้ายหนอนที่มีขาและนิ้วโป้ง (toe) เอาไว้ยึดเกาะซึ่งปกติก็จะเกาะอยู่ตามก้อนตะกอนอะไรสักอย่างในน้ำ หรือถ้าไม่มีตะกอนอะไรให้เกาะ พวกมันก็อาจจะเกาะกันเอง

ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ รอบๆ ปากของเดลลอยด์โรติเฟอร์จะมีขนที่เรียกว่า ซิเลีย (cilia) อยู่ ขนนี้จะโบกพัดน้ำอยู่ตลอดหมุนเป็นวงล้อน้ำวนดูดอาหารเข้าไปในปาก

และนั่นคือสาเหตุที่พวกมันถูกเรียกว่า โรติเฟอร์ ซึ่งแปลว่าสัตว์ล้อหมุน

เรื่องชีวิตโสดของเดลลอยด์โรติเฟอร์ถูกเปิดโปงขึ้นมาในปี 2000 ในวารสาร Science เมื่อเดวิด มาร์ก เวลช์ (David Mark Welch) และแมททิว เมเซลสัน (Matthew Meselson) จากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด (Harvard University) ได้พิสูจน์จากการวิเคราะห์ข้อมูลจีโนมของพวกมันว่าพวกมันไม่น่าจะมีเซ็กซ์กันมาแล้วอย่างน้อยก็หลายสิบล้านปี (คาดว่าราวๆ 80 ล้านปี)

ทำไมพวกมันจึงไม่มีเซ็กซ์

สาเหตุก็เพราะเดลลอยด์โรติเฟอร์เป็นตัวเมียหมด ไม่มีตัวผู้เลยสักตัว

โรติเฟอร์สาวจะออกไข่เอง และไข่ก็จะฟักเป็นตัวออกมาเองได้เป็นตัวเมียแบบไม่ต้องผสม

คำถามคือ พวกมันครองโสดอยู่ได้ยังไง ในขณะรอบๆ ตัวมันมีแต่สิ่งมีชีวิตที่วิวัฒนาการไปไว เพราะถ้ามองสมมุติฐานราชินีแดง สิ่งมีชีวิตที่วิวัฒน์ไม่ทันเพื่อนมีโอกาสสูงมากที่จะถูกคัดทิ้งเพราะแข่งกับคู่แข่งที่วิวัฒน์ไปไวไม่ทัน แถมยังไม่ติดปัญหาการสะสมการกลายพันธุ์ตามทฤษฎีฟันเฟืองของมึลเลอร์ด้วย

บางคนเชื่อว่าความลับของมันอยู่ที่กลไกเบื้องหลังการทนความแห้งแล้งของพวกมันที่เรียกว่า แอนไฮโดรไบโอสิส (anhydrobiosis) คือพอสภาวะแวดล้อมร้อนแล้ง ไร้ซึ่งน้ำมาจุนเจือ พวกมันจะหดแห้งกรอบกลายเป็นฝุ่นธุลีเล็กๆ ที่มองด้วยตาเปล่าไม่เห็น

ในระหว่างการแห้งของมัน ดีเอ็นเอของมันจะแตกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย แต่ด้วยระบบซ่อมแซมดีเอ็นเอที่ทรงพลังของพวกมัน พอมีน้ำเติมเข้ามาพวกมันก็จะซ่อมแซมดีเอ็นเอที่แตกเป็นเสี่ยงๆ ของพวกมันอย่างรวดเร็วและกลับมามีชีวิตอีกครั้ง

และเมื่อศึกษาลึกเข้าไปอีกพบว่าในการซ่อมแซมนี้ เดลลอยด์โรติเฟอร์จะเอาเศษซากดีเอ็นเอจากสิ่งแวดล้อมทั้งจากฟังไจ จากแบคทีเรีย และจากสิ่งมีชีวิตอื่นๆ เข้าไปสอดแทรกอยู่ในจีโนมของพวกมันด้วย ซึ่งทำให้พวกมันมีความหลากหลายสูงมาก

งานวิจัยในปี 2018 พบว่าเดลลอยด์โรติเฟอร์น่าจะมีการแลกเปลี่ยนพันธุกรรมกับสิ่งแวดล้อมแบบ horizontal gene transfer อย่างมหาศาล

แต่การแลกเปลี่ยนนี้ได้สร้างประโยชน์ให้กับเดลลอยด์โรติเฟอร์ในธรรมชาติจริงหรือ

แต่ที่น่าตื่นเต้นยิ่งกว่าก็คืองานวิจัยของทีมวิจัยของคริสโตเฟอร์ วิลสัน (Christopher G. Wilson) จากมหาวิทยาลัยออกซฟอร์ด (Oxford University) ที่ตีพิมพ์เผยแพร่ออกมาในปี 2024 ในวารสาร Nature Communication ที่พบว่าเดลลอยด์โรติเฟอร์ไม่ได้แค่สุ่มแทรกยีนเข้าไปในจีโนมของมันเท่านั้น แต่ยังสามารถใช้ประโยชน์จากยีนที่มันไปเก็บมาจากสิ่งแวดล้อมได้จริงๆ อย่างน้อยก็ในกรณีนี้ เพื่อสร้างสารออกฤทธิ์และสารปฏิชีวนะอื่นๆ เพื่อต่อต้านเชื้อราก่อโรค

อย่างไรก็ตาม จนถึงตอนนี้ นักวิทยาศาสตร์ยังไม่รู้แน่ชัดว่า นอกจากความแห้งแล้งอันโหดร้ายแล้ว ยังมีปัจจัยใดอีกบ้างที่คอยฉีกทำลายดีเอ็นเอของพวกมันให้แตกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย

แต่สิ่งที่ชัดเจนขึ้นเรื่อยๆ ก็คือ กลไกการซ่อมแซมดีเอ็นเอสุดพิสดารของเดลลอยด์โรติเฟอร์นี่เอง ที่คอยเก็บเอาเศษพันธุกรรมที่แตกหักกระจัดกระจายมาปะ ชุน ต่อ และเรียงกลับเข้าไปใหม่ ราวกับช่างเย็บผ้าจิ๋วที่นั่งซ่อมผืนชะตากรรมของตัวเองอยู่เงียบๆ ในหยดน้ำแห้งกรัง

กลไกนี้อาจเป็นหนึ่งในหัวใจสำคัญที่ทำให้เดลลอยด์โรติเฟอร์กลายเป็นสิ่งมีชีวิตที่วิวัฒนาการได้อย่างแปลกประหลาด

มันวิ่งแซงราชินีแดง ฝ่าฟันเฟืองของมึลเลอร์ และลากประวัติศาสตร์ชีวิตของตัวเองผ่านกาลเวลามาได้อย่างน่าอัศจรรย์

ทั้งๆ ที่แทบไม่มีการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ ไม่มีการสลับพันธุกรรมแบบคู่รักทั่วไป ไม่มีพิธีวิวาห์ใต้แสงจันทร์ ไม่มีการจับมือกันแลกยีนอย่างหวานชื่นเหมือนสิ่งมีชีวิตอื่นๆ

เขียนมาถึงตรงนี้ ผมก็อดนึกถึงบทเพลงจีบสาวหวานแหววสมัยคุณพ่อคุณแม่ยังสาวไม่ได้

“เป็นโสดทำไม อยู่ไปให้เศร้าเหงาทรวง ไม่คิดไปหาคู่ควง เดี๋ยวจะล่วงพ้นวัยไปเปล่า เกิดมาเดียวดาย จะตายเพราะความเหงาเศร้า แต่งงานกันเสียเถอะเรา อยู่ว่างเปล่าไม่ดีอะไร”

ฟังดูก็จริงอยู่ ถ้าเราเป็นมนุษย์ เป็นนก เป็นปลา เป็นกบ เป็นแมลงเม่าที่บินวนรอบไฟด้วยหัวใจร้อนรุ่ม

แต่เพลงนี้อาจใช้ไม่ได้กับพวกที่ครองโสดมาแปดสิบล้านปี

แล้วยังอยู่ได้แบบเริ่ดๆ เชิดๆ แถมวิวัฒนาการต่อไปได้อย่างหน้าตาเฉย

อย่างเดลลอยด์โรติเฟอร์

เพราะสำหรับพวกมัน ความโสดไม่ใช่ความเหงา แต่เป็นยุทธศาสตร์ทางพันธุกรรม

อ้างอิง

Morgan, T. H. (1898). Experimental studies of the regeneration of Planaria maculata. Archiv f?r Entwickelungsmechanik der Organismen, 7, 364-397. https://doi.org/10.1007/BF02161491

Mark Welch, D., & Meselson, M. (2000). Evidence for the evolution of bdelloid rotifers without sexual reproduction or genetic exchange. Science, 288(5469), 1211-1215. https://doi.org/10.1126/science.288.5469.1211

Nowell, R. W., Almeida, P., Wilson, C. G., Smith, T. P., Fontaneto, D., Crisp, A., Micklem, G., Tunnacliffe, A., Boschetti, C., & Barraclough, T. G. (2018). Comparative genomics of bdelloid rotifers: Insights from desiccating and nondesiccating species. PLOS Biology, 16(4), Article e2004830. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.2004830

Fontaneto, D., & Barraclough, T. G. (2015). Do species exist in asexuals? Theory and evidence from bdelloid rotifers. Integrative and Comparative Biology, 55(2), 253-263. https://doi.org/10.1093/icb/icv024