สัตว์เรืองแสงกับดวงตาทะลวงย่านคลื่น (แบบเปิดปิดได้)

เรื่องโดย ป๋วย อุ่นใจ

คุณอยากมองเห็น สิ่งที่คนอื่นเขามองไม่เห็นไหม ?

ผมเพิ่งเขียนบทความเกี่ยวกับสัตว์เรืองแสงในซีรีส์ “ตุ่นปากเป็ดสีฟ้า กระรอกบินสีชมพู และหนูสีรุ้ง” ลงในคอลัมน์ทะลุกรอบในหนังสือพิมพ์มติชนสุดสัปดาห์

เรื่องของเรื่องคือ หลายปีก่อน ผมได้ไปเจอกับเรื่องราวดรามาของกระต่ายที่เรืองแสงสีเขียวที่เรียกว่า “อัลบา”

อัลบาเป็นผลงานของลูย-มารี อูเดบีน (Louis-Marie Houdebine) นักวิจัยจากสถาบันวิจัยเกษตรกรรมแห่งชาติ (the National Institute of Agronomic Research) หรือ INRA ประเทศฝรั่งเศส

อัลบาน้อย
ที่มาภาพ : Wikipedia

อัลบาคือกระต่ายเผือกธรรมดาที่ถูกดัดแปลงพันธุกรรมให้มียีนสร้างโปรตีนเรืองแสงสีเขียว (green fluorescent protein) หรือที่เรียกกันสั้น ๆ ว่าจีเอฟพี (GFP) จากแมงกะพรุน Aequorea victoria เข้าไปใส่ไว้ในจีโนม ซึ่งทำให้ตั้งแต่เกิดมา “อัลบาน้อย” ก็สามารถผลิตโปรตีนจีเอฟพีได้ในเซลล์

จีเอฟพีมีคุณสมบัติพิเศษอยู่อย่างหนึ่งคือสามารถเปล่งเเสงสีเขียวเรืองรองออกมาได้ยามที่โดนสาดส่องด้วยแสงยูวี นั่นหมายความว่ายามใดต้องแสงยูวี กระต่ายอัลบาจะสว่างเรืองไปด้วยแสงสีเขียวอ่อนทั้งตัว

ทว่าเรื่องราวไม่ได้จบแค่นั้น เพราะศิลปินเอ็ดวาร์โด แคซ (Eduardo Kac) ยืนกรานว่าเขาคือต้นคิดในการสร้างกระต่ายอัลบา ส่วนลูย-มารีก็แค่นักวิทยาศาสตร์ที่ทำตามออร์เดอร์เท่านั้น

“เราไม่ควรสร้างหรือใช้สัตว์ทดลองโดยไม่มีเหตุผลอันสมควรและไม่จำเป็นจริง ๆ ในทางวิทยาศาสตร์” การเปิดตัวอัลบาอย่างยิ่งใหญ่ของเอ็ดวาร์โดทำให้วงการจริยธรรมสัตว์ทดลองต้องสั่นสะเทือน

แมงกะพรุน Aequorea victoria

ตั้งแต่ที่ถือกำเนิดขึ้นมา อัลบาก็กลายเป็นวิวาทะสุดเผ็ดร้อนระหว่างศิลปินต้นคิดกับนักวิทย์ที่ประกอบสร้างน้องขึ้นมา ประเด็นที่ว่าใครคือคนต้นคิดในการสร้างและเหตุผลอะไรกันแน่ที่อยู่เบื้องหลังการสร้างกระต่ายเรืองแสงกลายเป็นประเด็นถกเถียงที่เผ็ดร้อนถึงลูกถึงคน อีกเรื่องที่ทำให้เกิดการวิพากษ์วิจารณ์กันอย่างดุเดือดก็คือ การต่อสู้แย่งชิงสิทธิการเป็นผู้อุปการะที่ถูกต้องตามกฎหมายว่าใครควรที่จะได้สิทธิเป็นผู้ปกครอง

ท้ายที่สุดเรื่องราวคดีความทั้งหมดก็ยุติเมื่ออัลบานอนเสียชีวิตอย่างเป็นปริศนาในกรงที่ห้องทดลองในฝรั่งเศส

คำถามคือ การสร้างอัลบาขึ้นมาเพื่อกระตุกต่อมคิดของคนให้ตระหนักถึงผลของพันธุวิศวกรรมนั้น มีเหตุผลรองรับที่สมควรหรือไม่ ? …หลายคนตีความว่า “ไม่” และนั่นคือสาเหตุของการบิดเบี้ยวครั้งใหญ่ในเรื่องเหตุผลในการสร้างไปจนถึงอวสานอันน่าเคลือบแคลงของน้อง

เมื่อเดือนก่อนผมเขียนเรื่องนี้ลงในมติชนสุดสัปดาห์ และก็เริ่มสำลักข้อมูลเกี่ยวกับการเรืองแสงในสัตว์ต่าง ๆ ในตอนแรกก็ไม่ได้คิดว่าจะมีข้อมูลอะไรมากมายนัก แต่ปรากฏว่าผมคิดผิด เรื่องราวเกี่ยวกับสัตว์เรืองเเสงนั้นมีมากมายมหาศาล แค่เรื่องการตัดต่อยีนเรืองเเสงเข้าไปในสัตว์ก็มีไม่รู้กี่ชนิดแล้ว ตั้งแต่หนอน แพะ หนู หมู ไปจนถึงลิง…

แต่ที่ทำให้ผมต้องร้องว้าวจริง ๆ คือเรื่องของการเรืองแสงในธรรมชาติ ใครจะรู้ว่านอกจากแมงกะพรุน ปะการังที่เป็นที่รู้กันว่าเรืองแสงแล้ว สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอีกหลายชนิด ทั้งวอมแบต ตุ่นปากเป็ด กระรอกบิน หนู และอีกสารพัด ก็เรืองแสงสดใสไม่แพ้กัน

โดยเฉพาะอย่างยิ่งภาพกระรอกบินสีชมพูพริ้งยามต้องแสงยูวีที่ดูแสนสะดุดตาจนทำให้ผมไม่สามารถมองข้ามไปเฉย ๆ โดยไม่กดเข้าไปดูได้

ข้อมูลการเรืองเเสงในสัตว์ต่าง ๆ มีเยอะจนถึงขนาดเอามาเขียนออกมาได้เป็นซีรีส์เลยทีเดียว …และนั่นทำให้ผมเริ่มเขียนภาคต่อเรื่องสัตว์เรืองแสงขึ้นมาอีกในหัวข้อ “ตุ่นปากเป็ดสีฟ้า กระรอกบินสีชมพูและหนูสีรุ้ง” ต่อเนื่องมาอีกหลายตอนในมติชนสุดสัปดาห์

แม้ว่าจนถึงปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์จะยังไม่เข้าใจถึงสาเหตุของการเรืองแสงสีแปลก ๆ ในสัตว์พวกนี้ แต่หลายคนเชื่อว่ามันอาจจะเกี่ยวกับการค้นหาและจดจำพวกเดียวกันเองโดยไม่ให้นักล่าหาเจอ

“สิ่งหนึ่งที่ชัดเจนคือสัตว์ส่วนใหญ่มองเห็นแสงยูวี แต่พวกเรามองไม่เห็น” ลิน บีซลีย์ (Lyn Beazley) นักประสาทวิทยาผู้สนใจเรื่องการเรืองแสงในสัตว์จากมหาวิทยาลัยเวสเทิร์นออสเตรเลีย (Western Australian University) กล่าว

ในทางสรีรวิทยา ตาของมนุษย์จะมองเห็นแสงแค่ในช่วงแสงขาวที่มีความยาวคลื่นอยู่ในช่วง 400-700 นาโนเมตร ซึ่งถ้าเอาไปแยกผ่านปริซึมจะแตกออกมาเป็นสีต่าง ๆ ได้เป็นสีรุ้ง ตั้งแต่ม่วงไปจนถึงแดง เเต่สำหรับช่วงแสงนอกเหนือจากนี้อย่างแสงเหนือม่วง (ยูวี) และแสงใต้แดง (อินฟราเรด) เราจะมองไม่เห็น

ลินเผยว่าปลา นก และสัตว์สะเทินน้ำสะเทินบกมองเห็นแสงย่านยูวีได้หมด มีก็แต่สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมส่วนใหญ่นี่แหละที่มองไม่เห็น และนั่นทำให้เธอสนใจเป็นพิเศษกับการมองเห็นของพวกมาร์ซูเปียล (marsupial) หรือสัตว์มีกระเป๋าหน้าท้อง เพราะในสิ่งที่คนมองไม่เห็น พวกมัน (ซึ่งก็เป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเหมือนกัน) กลับมองเห็นแจ่มเเจ๋ว

ในเปเปอร์ Trichomacy in Australian Marsupials ของลินและทีมที่ออกมาในวารสาร Current Biology ในปี พ.ศ. 2545 เผยว่าบรรพบุรุษของสัตว์มีกระดูกสันหลังน่าจะมีความสามารถในการรับแสงได้เหนือกว่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในปัจจุบันอยู่มาก คือมีเซลล์รับแสงที่รับแสงได้ตั้งแต่เหนือม่วงหรืออัลตราไวโอเลต ไปจนถึงใต้แดงหรืออินฟราเรด สังเกตได้จากปลา นก สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบกที่มีเซลล์รับแสงรูปกรวยที่แตกต่างกันถึง 4 แบบรับแสงได้สบายในแทบทุกย่านคลื่น

ทว่าต่อมาสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบางส่วนเริ่มที่จะวิวัฒนาการไปหากินในยามวิกาล ซึ่งทำให้การเห็นสีแบบสารพัดสีอาจจะไม่ได้มีข้อได้เปรียบอะไรมากนัก เซลล์รับแสงที่เน้นการรับสีแบบเอกซ์ตรีมก็อาจจะลดความสำคัญลง บางชนิดก็อาจจะสูญเสียเซลล์รูปกรวยที่รับสีบางสีไปบ้างจนเหลือรับสีได้เพียงแค่สองสี สัตว์ที่เห็นได้สองสี เช่น สุนัข แมว วัว และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่น ๆ

และถ้าการเห็นสีที่สามสำคัญจริง ๆ บางทีการวิวัฒนาการก็ย้อนกลับไปเห็นเป็นสามสีอีกก็เป็นได้

ความสามารถมองเห็นแสงสีอื่น ๆ เช่นแสงเหนือม่วงนั้นช่วยให้สัตว์หลายชนิดหลบหลีกสายตาของสัตว์ผู้ล่าและเอาตัวรอดได้ในสภาพแวดล้อม ส่วนความสามารถในการมองเห็นใต้แดงนั้นทำให้พวกนักล่าอย่างงูกะปะและค้างคาวดูดเลือดรับรู้ไออุ่นจากตัวเหยื่อ ทำให้พวกมันล็อกเป้าจู่โจมได้อย่างแม่นยำราวกับจับวาง

แต่ที่ประหลาด โดดเด่น และน่าสนใจที่สุด กลับเป็นพวกที่สวิตช์ระหว่างเหนือม่วงกับใต้แดงได้ตามต้องการ ซึ่งมักจะเป็นพวกที่อาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีสภาพแสงหลากหลาย เช่น พวกปลาอพยพอย่าง แซลมอน ที่อาศัยอยู่ทั้งในทะเลที่สภาพแสงรอบตัวมันนั้นเป็นสีน้ำเงินเขียว และในน้ำจืดที่สภาพแสงดูขมุกขมัว เต็มไปด้วยขี้โคลน ฝุ่น ผง และอนุภาคสาหร่ายจิ๋วที่กรองแสงในย่านคลื่นสีน้ำเงินเขียวอออกไปจนแทบหมดสิ้น คงเหลืออยู่แค่แสงในย่านคลื่นสีแดงและอินฟราเรดที่พอจะเอามาใช้ในการนำทางได้

นั่นหมายความว่าพวกมันจะต้องมีความสามารถในการปรับโหมดการมองเห็น เวลาอยู่ในน้ำทะเลก็โหมดนึง เน้นเเสงสีน้ำเงินเขียว และพอเข้าโซนน้ำจืดเจอกับสภาวะที่ขุ่นมัวก็จะเปลี่ยนเป็นโหมดการมองเห็นไปเน้นแสงเเดงและอินฟราเรดแทน

พวกมันปรับโหมดในการมองเห็นได้อย่างไรนั้นเป็นปริศนาที่ไม่มีใครรู้คำตอบมานับร้อยปี จนกระทั่งในปี พ.ศ. 2558 โจเซฟ คาร์โบ (Joseph Corbo) นักพยาธิวิทยาจากมหาวิทยาลัยวอชิงตัน เซนต์หลุยส์ (Washington University in Saint Louis) และทีมวิจัยของเขาก็ค้นพบเอนไซม์ตัวใหม่ตัวหนึ่งที่ชื่อว่า Cyp27c1

เอนไซม์นี้ปรับระบบการมองเห็นของปลาและช่วยซูเปอร์ชาร์จความสามารถในการรับแสงสีแดงและแสงอินฟราเรดได้ ซึ่งจากการศึกษาต่อเนื่อง ทีมของโจเซฟค้นพบกลไกการเปลี่ยนโหมดการมองเห็นของปลา

“เมื่อแซลมอนอพยพจากมหาสมุทรเข้าสู่ปากแม่น้ำ พวกมันจะเปิดสวิตช์เอนไซม์ตัวนี้ กระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาเคมีที่ปรับโหมดการมองเห็นของพวกมัน ซึ่งจะช่วยให้พวกปลามองเห็นได้ไกลขึ้นท่ามกลางกระเเสน้ำที่ขุ่นมัว” โจเซฟอธิบาย

เวลาที่สภาพแสงเปลี่ยนไปขมุกขมัว เซลล์จะสร้างเอนไซม์ Cyp27c1 ออกมาเพื่อขับเคลื่อนปฏิกิริยาเปลี่ยนวิตามิน A1 ให้เป็นวิตามิน A2

ซี่งนั่นทำให้โจเซฟตื่นเต้นมาก จากการค้นคว้าในช่วงราวปี พ.ศ. 2483-2492 มีการทดลองให้นักศึกษาแพทย์ลองโด๊ปวิตามิน A2 แล้วทดสอบสมรรถนะในการมองเห็น ผลปรากฏว่าคนที่ได้วิตามิน A2 เข้าไปนั้นมองเห็นแสงที่มีความยาวคลื่นยาว ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในย่านสีแดง (ใกล้ ๆ 700 นาโนเมตร) และอินฟราเรด (ยาวกว่า 700 นาโนเมตร) ได้ดีกว่าคนที่ไม่ได้กินวิตามิน A2 เข้าไปอย่างเห็นได้ชัด

และในปี พ.ศ. 2556 ก็มีกลุ่มไบโอแฮกเกอร์ที่ระดมทุนกันมาเพื่อทดลองกินอาหารเสริมวิตามิน A2 เพื่อเพิ่มขีดความสามารถของตนเองให้สามารถรับรู้แสงในย่านคลื่นอินฟราเรดที่เกินกว่าขีดจำกัดของมนุษย์จะรับได้ได้สำเร็จอีก

ชัดเจนว่าวิตามินชนิดนี้มีสรรพคุณช่วยเพิ่มความสามารถในการรับแสงสีแดงและเเสงอินฟราเรด

ในกรณีของแซลมอน เมื่อเข้าสู่โซนน้ำกร่อยที่เต็มไปด้วยอนุภาคฝุ่นกระจัดกระจายบดบังแสงอาทิตย์ ทันทีที่สภาพแสงเริ่มเปลี่ยน เอนไซม์ Cyp27c1 จะเริ่มสร้างขึ้นมาในเซลล์ตาของปลา ส่งผลให้มีการสร้างวิตามิน A2 ขึ้นมาอย่างมากมาย เกิดการสวิตช์โหมดการรับแสงในตาของปลาจากเดิมที่เคยเหมาะกับการรับแสงในสภาพแสงสีน้ำเงินเขียวยามที่ยังพเนจรอยู่ในทะเลมาเน้นการรับเเสงในย่านคลื่นแสงแดงและอินฟราเรดแทน ซึ่งจะช่วยให้มันเห็นได้ดีขึ้น มีทัศนวิสัยที่ไกลขึ้นในสภาพแวดล้อมที่อึมครึมและขุ่นมัว

แล้วถ้าเป็นกรณีของสัตว์สะเทินน้ำสะเทินบกที่สามารถมองเห็นได้ดีเลิศประเสริฐศรีทั้งในสภาพแสงมัว ๆ มึน ๆ ของน้ำจืดและสภาพแสงที่ปรอดโปร่งโล่งแจ้งแบบบนบกล่ะ กลไกในการมองเห็นจะเป็นแบบเดียวกันไหม เขาเริ่มสงสัย

โจเซฟเเละทีมเริ่มการทดลองในกบบูลฟร็อก และผลที่ได้ออกมาก็น่าสนใจ ลองจินตนาการตากบที่ครึ่งนึงมักจะอยู่ใต้น้ำและอีกครึ่งโผล่อยู่เหนือน้ำ ปรากฏว่าไม่เจอเอนไซม์และวิตามิน A2 อยู่ในครึ่งที่อยู่ใต้น้ำมองขึ้นมาในอากาศ ในขณะที่อีกครึ่งที่มองลงไปใต้น้ำ พบทั้งเอนไซม์และวิตามิน A2 แบบจัดเต็ม

เขาสรุปว่ากุญแจสำคัญของกลไกการมองเห็นแบบแยกสภาพแสงได้ในกบ ก็น่าจะเป็นวิตามิน A2 ไม่ต่างกับในปลา

และถ้ามองย้อนกลับมาในคน คนก็มีเอนไซม์นี้เช่นกัน แต่แค่เหมือนจะไม่เปิดใช้

“เรายังไม่รู้ว่าเอนไซม์ชนิดนี้ทำอะไรในร่างกายคน” โจเซฟกล่าว ซึ่งน่าสนใจ เพราะถ้าเรารู้ได้ว่าเอนไซม์ชนิดนี้เร่งปฏิกิริยาอะไรในคน ไม่แน่เราอาจจะซูเปอร์ชาร์จบางอย่างที่เปลี่ยนคนให้กลายเป็นยอดมนุษย์ที่มองเห็นทะลุทะลวงย่านคลื่นที่เดิมเรามองไม่เห็นได้ก็เป็นได้

น่าตื่นเต้น แต่ในทุกวันนี้วิทยาศาสตร์ก้าวหน้าไปไวมาก ก็คงต้องรอดูกันต่อไปแหละครับว่าเทคโนโลยีเด็ด ๆ ที่น่าสนใจจะมาเร็วแค่ไหนในสังคมมนุษย์

คำถามคือถ้าเป็นคุณ คุณอยากมองเห็นสิ่งที่คนอื่นเขามองไม่เห็นไหม ?