หน้าหลัก ภารกิจของสาขาวิชา ตัวชี้วัดความสำเร็จ รายงานผลการดำเนินงาน บุคคลากร หลักสูตร แหล่งการเรียนรู้ ติดต่อสาขา
             

 

 

ภาพจาก https://www.sciencenews.org/article/water-bears%E2%80%99-genetic-borrowing-questioned

เรื่องของ หมีน้ำ

หมีน้ำ (Water bear หรือ Moss piglet หรือ Tardigrade)
หลายคนอาจจะเคยได้ยินว่า หากเกิดสงครามโลกครั้งที่ 3 หรือหากเกิดสงครามนิวเคลียร์ขึ้น สิ่งมีชีวิตเดียวที่น่าจะอยู่รอดได้คือ “แมลงสาป” แต่นั่นเป็นความเชื่อที่ผิดพลาดมหันต์ นักวิทยาศาสตร์ได้พบข้อมูลของสิ่งมีชีวิตที่มีความ “อึด” ยิ่งกว่าแมลงสาปชนิดที่เรียกได้ว่าเตะแมลงสาปตกแท่นอันดับหนึ่งกระเด็นออกไปไกล สิ่งมีชีวิตนั้นก็คือ “หมีน้ำ” นั่นเอง
หมีน้ำเป็นสัตว์ตัวจิ๋วขนาดราว 0.1-1.5 มิลลิเมตร ที่พบโดยนักสัตววิทยาชาวเยอรมันตั้งแต่ปี ค.ศ. 1773 หรือตั้งแต่สมัยพระเจ้ากรุงธนบุรี ในปีที่พระยาพิชัยได้สมญานาม “พระยาพิชัยดาบหัก” นั่นเอง สิ่งมีชีวิตเล็ก ๆ ที่มองไม่เห็นได้ด้วยตาเปล่านี้เป็นสัตว์ที่กินอยู่ง่าย ๆ มีอะไรก็กินอย่างนั้น ตามปกติมันอาศัยอยู่กับต้นมอสมันก็กินมอส ถ้าไม่มีพืชให้กินมันก็ใช้ฟันคม ๆ กินสัตว์อื่น กินแบคทีเรีย หรือกินเศษตะกอนก็ทำให้ดำรงชีวิตต่อไปได้ นอกจากจะมีฟันคมแล้วเล็บที่ปลายขาทั้งแปดของมันก็คมมากทำให้ยึดเกาะได้ดี และอาจจะดีมากไปสักหน่อยมันจึงเคลื่อนที่ได้ช้ามากจนเป็นที่มาของชื่อ ทาร์กิเกรด (tardigrade) ที่แปลว่า ผู้ที่เดินเชื่องช้า (slow stepper/ slow walker) และยังเป็นที่มาของชื่อไฟลัม Tardigrada ของมัน แต่ถึงจะเดินช้าแค่ไหนด้วยขนาดตัวที่เล็กมากและความสามารถในการซ่อนตัวตามซอกหลืบเศษซากต่าง ๆ ก็ทำให้มันแทบจะไม่มีปัญหากับสิ่งมีชีวิตอื่นที่จะมากินมันจนเรียกได้ว่าผู้ล่าของมันน้อยมากจนแทบจะเป็นศูนย์
ร่างกายของหมีน้ำมีลักษณะคล้ายหนอนอ้วน ๆ ลำตัวเป็นปล้อง ๆ มีขาเล็ก ๆ แปดขา ด้วยรูปร่างและการเคลื่อนที่ของมันมองเผิน ๆ ก็ดูคล้ายหมีสารพัดสีกำลังเดินอยู่ สีสันของหมีน้ำมีหลากหลายตั้งแต่สีแดงสดไปจนสีน้ำตาลเทาตุ่น ๆ จนถึงปัจจุบันแม้จะมีสมาชิกเพียงแค่ 1,000 กว่าชนิดแต่มันก็มีความหลากหลายมากจนสามารถถูกแบ่งออกเป็น 3 ชั้น (class) แต่ท่ามกลางความหลากหลายของสีสันและคุณสมบัติต่าง ๆ รูปร่างหน้าตาของหมีน้ำส่วนใหญ่ก็ยังคงคล้ายคลึงกัน และดูเหมือนกับว่าพวกมันจะมีรูปร่างหน้าตาเป็นแบบนี้มาตั้งแต่ยุคแคมเบรียมแล้ว จะว่าไปพวกมันก็เก่าแก่พอ ๆ กับแมงกะพรุนเลยทีเดียว
แม้มนุษย์จะได้รู้จักกับหมีน้ำมาเพียงสองร้อยปีแต่หมีน้ำก็เป็นหนึ่งในสิ่งมีชีวิตที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์ร้อง “ว้าว” ได้บ่อยกว่าสิ่งมีชีวิตอื่นใด โดยเฉพาะประเด็นเรื่องความอึดของมัน ข้อพิสูจน์ความอึดอย่างหนึ่งของมันคือ มันเป็นสัตว์เพียงชนิดเดียวที่เรียกได้ว่ามี Niche ครอบคลุมทั้งโลก ไม่ว่าจะลงไปก้นท้องมหาสมุทรที่ลึกกว่า 4,000 เมตร ไม่ว่าจะปีนขึ้นสู่ยอดเขาที่สูงที่สุดของเทือกเขาหิมาลัยก็สามารถพบหมีน้ำได้ทุกที่ มันมีความสามารถในการทนต่อแรงดันที่ 6,000 ATM มีความสามารถในการทนต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในช่วงกว้าง มีความทนต่อสารอันตรายต่าง ๆ มากมาย ในปี ค.ศ. 2007 จึงมีการส่งหมีน้ำขึ้นสู่อวกาศโดยปราศจากการควบคุมสภาวะใด ๆ
ยาน FOTON-M3 พาหมีน้ำจำนวนหนึ่งออกสู่อวกาศเพื่อยืนยันว่า หมีน้ำเป็นสัตว์ชนิดแรกที่อยู่รอดได้ในภาวะสุญญากาศ ไร้อากาศ ไร้ออกซิเจน ไร้การป้องกันตัวจากอุณหภูมิที่ขึ้นสูงจากการเสียดสีของยานกับชั้นบรรยากาศและอุณหภูมิที่เย็นเยือกของอวกาศ นอกจากนั้นพวกมันยังไม่ได้รับการปกป้องจากรังสีต่าง ๆ ในอวกาศด้วยแต่ หมีน้ำที่ถูกส่งขึ้นไปก็ยังสามารถใช้ชีวิตได้ตามปกติ พร้อมออกลูกหลานมาอีกจำนวนหนึ่ง
ปัจจุบันมีข้อมูลที่ยืนยันแล้วว่าหมีน้ำสามารถมีชีวิตอยู่ได้ในช่วงอุณหภูมิ 0-151 องศาเซลเซียส มันสามารถมีชีวิตได้ถึง 1 วันเต็ม ๆ ที่อุณหภูมิ -200 องศาเซลเซียส ทั้งอุณหภูมิที่ทำให้น้ำเป็นน้ำแข็งจนฉีกทำลายเซลล์ของสิ่งมีชีวิตอื่น ทั้งอุณหภูมิที่สูงเกินจุดเดือดที่ทำให้น้ำระเหยแต่หมีน้ำกลับมีชีวิตอยู่ได้ ความสงสัยเกี่ยวกับเรื่องนี้ถูกศึกษาจนพบว่าในสภาวะขาดน้ำหมีน้ำจะค่อย ๆ หดตัวลงเรื่อย ๆ จนคล้ายบอลแห้ง ๆ และอยู่ในสภาพนั้นได้นานถึงสองร้อยปี มีนักวิทยาศาสตร์นำซากร่างแห้ง ๆ อายุราวร้อยปีของหมีน้ำมาหยดน้ำลงไปและพบว่ามันสามารถกลับฟื้นคืนชีพได้อีกครั้ง การศึกษาที่มากขึ้นทำให้พบว่าเมื่ออยู่ในสภาวะขาดน้ำหมีน้ำจะแทนที่ของเหลวในร่างกายของมันด้วยน้ำตาลชนิดพิเศษที่เรียกว่า trehalose
ความอึดระดับกัมมันตภาพรังสีฆ่าไม่ตายของหมีน้ำล่าสุดมีงานวิจัยที่ยืนยันกลไกการป้องกันไม่ให้ดีเอ็นเอของมันถูกรังสีทำลาย โดยนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยโตเกียวได้พบว่าหมีน้ำจะสร้างโปรตีนที่ชื่อว่า Damage suppress หรือ Dsup ออกมาห่มดีเอ็นเอของมันโดยการจับของโปรตีนตัวนี้ไม่ขัดขวางการทำงานของดีเอนเอทำให้มันสามารถดำรงชีวิตได้ตามปกติแม้จะอยู่ในที่ที่มีความเข้มข้นของสารกัมมันตรังสีรุนแรงระดับที่ฆ่าสัตว์ชนิดอื่น ๆ ความน่าสนใจที่ต่อยอดจากการพบโปรตีน Dsup คือ เมื่อทำการตัดต่อยีนโดยระบวนการพันธุวิศวกรรมให้เซลล์ไตของมนุษย์ที่เพาะเลี้ยงไว้สามารถสร้างโปรตีนตัวนี้ได้ เซลล์ของมนุษย์นั้นก็สามารถทนต่อสารกัมมันตรังสีเช่น ทนต่อรังสีเอ็กซ์มากขึ้น 40-50 เปอร์เซ็นต์
ความรู้จากการศึกษาหมีน้ำในวันนี้  อาจจะทำให้ในอนาคตมนุษย์เรามีการพัฒนาพืชพรรณให้ทนต่อสภาวะขาดน้ำ ทนต่อรังสีต่าง ๆ ก่อนส่งขึ้นไปเพาะปลูกบนสถานีอวกาศที่ซึ่งอาจจะกลายเป็นบ้านในอนาคตของมวลมนุษยชาติ หากเรายังพยายามทำลายสิ่งแวดล้อมของโลกใบนี้อย่างไม่หยุดหย่อน

เรียบเรียงจาก
บทความเรื่อง World’s hardiest animal has evolved radiation shield for its DNA โดย Andy Coghlan จาก URL ที่
https://www.newscientist.com/article/2106468-worlds-hardiest-animal-has-evolved-radiation-shield-for-its-dna/
บทความเรื่อง ‘Water bears’ are first animal to survive space vacuum โดย Rachel Courtland จาก URL ที่
https://www.newscientist.com/article/dn14690-water-bears-are-first-animal-to-survive-space-vacuum/

ข่าวโดย Bioadmin
 
สาขาวิชาชีววิทยา โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์ 364 ม.5 ต.ศาลายา อ.พุทธมณฑล จ.นครปฐม 73170 โทรศัพท์ 028497241 โทรสาร 028497242