การสร้างสัตว์สูญพันธุ์
ในปี ค.ศ. 1877 นักชีววิทยาซื่อ Richard Owen ได้เสนอว่า สัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมที่มีขนาดใหญ่เคยมีชีวิตอยู่ในออสเตรเลียในยุค Pleistocene เมื่อ 26 ล้านปีก่อนจะสูญพันธุ์ เพราะมนุษย์ไล่ฆ่าเอาเนื้อเป็นอาหารและเอาหนังเป็นเครื่องนุ่งห่ม อีก 7 ปีต่อมา C.S. Wilkinson ได้แย้งว่า ปริมาณฝนที่ตกน้อยเป็นเวลานานทำให้พืชและสัตว์เหล่านั้นล้มตาย นั่นคือ ภาวะขาดแคลนน้ำเป็นสาเหตุใหญ่ของการทำให้สัตว์สูญพันธุ์ ดังนั้น ความเห็นเรื่องสาเหตุการสูญพันธุ์จึงแตกต่างเป็นสองประเด็นว่า มนุษย์หรือสภาพอากาศที่เปลี่ยนแปลงเป็นสาเหตุหลักกันแน่
หลักฐานทางชีวิวิทยาแสดงว่าตลอดเวลา 50,000 ปี ที่ผ่านมา โลกได้สูญเสียสัตว์เลื้อยคลาน นก และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมไปเป็นจำนวนหลายล้านสายพันธุ์ (Species) โดยเฉพาะสัตว์มีกระดูกสันหลังที่มีน้ำหนักตัวกว่า 45 กิโลกรัมและพบอีกว่าการสูญพันธุ์ครั้งมโหฬารในบริเวณต่าง ๆ ของโลกไม่ได้เกิดขึ้นพร้อมกัน เช่น ในออสเตรเลีย เกิดขึ้นเมื่อ 46,000 ปีก่อน ในทวีปอเมริกาทั้งเหนือและใต้ เกิดขึ้นเมื่อ 13,000 ปีก่อน ใน West Indies เกิดขึ้นเมื่อ 5,000 ปีก่อนที่มาดากัสการ์ เมื่อ 2.300 ปีก่อน และที่นิวซีแลนด์ เมื่อ 500 ปีก่อนนี้เอง โดยการสูญพันธุ์อย่างขนานใหญ่นี้เกิดขึ้นหลังจากที่มนุษย์ (Homo sapiens) เดินทางถึงสถานที่นั้นหาใช่เกิดจากความผิดปรกติของดินฟ้าอากาศไม่
ภาพ 1 Pleistocene megafauna
ที่มา https://en.wikipedia.org/wiki/Pleistocene_megafauna
แต่ในปี ค.ศ. 2006 Paul S. Martin ได้เรียบเรียงหนังสือชื่อ Twilight of the Mammoths: Ice Age Extinctions and the Rewilding of America ซึ่งจัดพิมพ์โดย University of California Press โดย Martin ได้เน้นย้ำว่า การล่าสัตว์อย่างขนานใหญ่ของมนุษย์ คือสาเหตุหลักของการสูญพันธุ์เกิดขึ้นโดยใช้เวลาไม่นาน คือประมาณ 2-3 พันปีเท่านั้นเอง ในขณะที่โรคระบาดหรือภัยธรรมชาติอื่น ๆ เป็นสาเหตุรอง
แม้วันนี้ทฤษฎีของ Marin ยังไม่ได้รับการพิสูจน์เพราะยังไม่มีข้อมูลซี้ชัดว่า มนุษย์อพยพไปอาศัยในออสเตรเลีย และทวีปอเมริกาใต้ตั้งแต่เมื่อใด แต่ในทวีปอเมริกาเหนือและบนเกาะใหญ่น้อยในมหาสมุทรแปซิฟิกนั้น เวลาที่มนุษย์เริ่มเข้ามาตั้งรกรากกับเวลาที่สัตว์เริ่มสูญพันธุ์ มีสหสัมพันธ์กันอย่างชัดเจน ซึ่งถ้าข้อสังเกตนี้คือความจริง คำถามที่ตามมาคือ สถานที่ฆ่าล้างเผ่าพันธุ์นั้นอยู่ที่ใด สำหรับในทวีปอเมริกาเหนือ นักชีววิทยาสัตว์ดึกดำบรรพ์ได้พบแต่ซากแมมมอทเท่านั้น และไม่พบหลักฐานว่ามนุษย์ฆ่าสัตว์ขนาดใหญ่อื่น ๆ เช่น ตัวสลอธ แรดขน เสือฟันดาบ เมื่อหลักฐานในประเด็นนี้มีค่อนข้างน้อย การอ้างว่า มนุษย์คือสาเหตุหลักของการสูญพันธุ์จึงลดน้ำหนักไปมาก แต่ Marin ได้แย้งว่าการที่เป็นเช่นนั้นเพราะเหตุการณ์ต่าง ๆ เกิดขึ้นเร็วจนไม่มีหลักฐานทางโบราณคดีชีวภาพ (Biological Archaeology) อย่างไรก็ดี Martin ได้เสนอให้นักวิทยาศาสตร์สร้างสัตว์ที่สูญพันธุ์ไปแล้วโดยใช้สัตว์สายพันธุ์ใกล้เคียง เช่น ในทวีปอเมริกาเหนือควรมีการสร้างหมีสีน้ำตาล อูฐ และสิงโต กรณีของสลอธที่สูญพันธุ์ไปแล้วนั้น ควรใช้แรดเป็นสัตว์อุ้มบุญในการสร้าง
นักชีววิทยาประมาณว่าในทุก ๆ ปีจะมีสัตว์สูญพันธุ์ไป 10,000 ถึง 100,000 สายพันธุ์ ซึ่งหมายถึงไม่มีใคร่ได้เห็นมันอีกเลย แต่นักชีววิทยากใคร่จะสร้างสัตว์ที่สูญพันธุ์เหล่านั้นให้กลับคืนมาอีก โดยต้องมี DNA ที่บริสุทธิ์ของสัตว์ชนิดนั้นตลอดเวลาหลังจากที่สัตว์ตายไป ความคาดหวังเช่นนี้ในกรณีของไดโนเสาร์เป็นเรื่องที่เป็นไปไม่ได้ แต่ในกรณีของสัตว์ที่เพิ่งสูญพันธุ์ไปเมื่อไม่นานมานี้ การมี DNA ที่บริสุทธิ์เป็นเรื่องที่มีความเป็นไปได้สูง เช่น กบ Gastic-brooding ที่เคยพบในออสเตรเลียเมื่อ 30 ปีก่อน หรือนกพิราบสื่อสารที่สูญพันธุ์ไปตั้งแต่ปี ค.ศ. 1914 เสือทัสเมเนียที่เคยมีชีวิตเมื่อ 80 ปีก่อนหรือแพะป่า (Pyrenean ibex) ที่เคยพบในสเปนกับโปรตุเกสเป็นครั้งสุดท้ายเมื่อปี ค.ศ. 2000 หรือแม้กระทั่งช้างแมมมอทก็ตาม
ในปี ค.ศ. 2003 คณะนักวิทยาศาสตร์จากสเปนและฝรั่งเศสประสบความสำเร็จในการโคลนแพะป่า (Pyrenean ibex) ภายในเวลา 3 ปี หลังจากที่สูญพันธุ์ไป แต่แพะป่าที่ถูกโคลนตัวนั้นกลับมีชีวิตอยู่ได้ไม่นาน
ในปี ค.ศ. 2013 คณะนักวิทยาศาสตร์ซาวออสเตรเลียได้แถลงข่าว ความสำเร็จในการพัฒนาตัวอ่อนของกบ Gastic-brooding ที่ได้สูญพันธุ์ไปแล้วเช่นกัน
ภาพ 2 กบ Gastic-brooding
ที่มา https://www.jw.org/en/publications/magazines/g2014071gastric-brooding-frog/
ในส่วนของขั้นตอนการสร้างสัตว์สูญพันธุ์ขึ้นมาใหม่นักเทคโนโลยีชีวภาพมีหลักการปฏิบัติดังนี้
- ค้นหาเซลล์บริสุทธิ์ของสัตว์ ซึ่งจะต้องไม่ปนเปื้อนหรือเสื่อมสลาย หรือถูกทำลายโดยสิ่งแวดล้อม โดยอาจหาได้จากบริเวณที่มันเสียชีวิต โดยเฉพาะในบริเวณที่มีอุณหภูมิต่ำมากจนซากอยู่ในสภาพแช่แข็ง แต่ถ้าหาเซลล์ที่สะอาดไม่ได้ อาจใช้นิวเคลียสที่บริสุทธิ์ก็ได้
- จากนั้นต้องหาเซลล์อุ้มบุญโดยนำนิวเคลียสของสัตว์สูญพันธุ์ไปใสในเซลล์ของสัตว์สปีชีส์อื่นที่มีสายพันธุ์ใกล้เคียงกัน โดยเซลล์อุ้มบุญจะต้องไม่มีนิวเคลียสอยู่ภายในในกรณีของการสร้างแมมมอทอาจใช้เซลล์ของช้างปัจจุบันอุ้มบุญแทน
- กระตุ้นให้เซลล์ "ใหม่" แบ่งตัวจนกระทั่งได้ตัวอ่อนที่สามารถดำรงชีพต่อไปได้ แม้จะอยู่ในสภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวยก็ตาม
- นำตัวอ่อนที่ได้ไปถ่ายลงในข่หรือครรภ์ของสัตว์อุ้มบุญ เพื่อให้พัฒนาเป็นตัวอ่อนของสัตว์ที่สูญพันธุ์ต่อไป
แม้นักวิทยาศาสตร์จะประสบความสำเร็จในการฟื้นชีพพันธุ์สัตว์ได้บางชนิดแล้ว แต่นั่นมิได้หมายความว่าควรฟื้นชีพสัตว์สูญพันธ์ทุกชนิดได้ เพราะยังไม่มีใครมั่นใจ100% ว่าสัตว์ที่ฟื้นชีพพันธุ์นั้น จะสามารถดำรงชีพอยู่ในสภาพแวดล้อมที่ผิดไปจากธรรมชาติเดิมของมันได้หรือไม่อาจไปฆ่ากินสัตว์อื่นจนเหยื่อของมันสูญพันธุ์ หรือถูกสัตว์อื่นฆ่าจนมันเองสูญพันธุ์อีก และถ้านักวิทยาศาสตร์สามารถสร้างสัตว์ที่สูญพันธุ์ขึ้นมาอีกได้ นักอนุรักษ์ก็ต้องทำงานมากขึ้นเพราะนอกจากจะไม่ยินยอมให้สัตว์ใดมาฆ่ามันแล้ว เขาจะต้องป้องกันไมให้มันไปฆ่าสัตว์อื่นจนสูญพันธุ์ด้วย
ในกรณีของแมมมอท ถ้านักวิทยาศาสตร์สร้างมันได้คนทั้งโลกคงตื่นต้นไม่น้อยกว่าไดโนเสาร์ไทแรนโนซอรัส เรกซ์เพราะแมมมอทเป็นสัตว์ที่สร้างง่ายกว่าไดโนเสาร์ เนื่องจากมีช้างซึ่งเป็นสัตว์สายพันธุ์ใกล้เคียงที่สามารถใช้จีโนมเทียบเคียงได้แต่ในกรณีไดโนเสาร์ไม่มีสัตว์ใดที่จะใช้ในการเทียบเคียง
ภาพ 3 แมมมอท (Mammuthus primigenius)
ที่มา https://walkingwith.fandom.com/wiki/Woolly_Mammoth
แมมมอทเป็นสัตว์ในยุค Pleistocene มีลักษณะทั่วไปเหมือนช้าง แต่มีขนยาวเต็มตัว สูงประมาณ 4.5 เมตรมีงวงใหญ่ เพราะดินฟ้าอากาศในยุคน้ำแข็งหนาวมาก ดังนั้นใต้ผิวหนังของมันจะมีไขมันเป็นชั้นหนาเพื่อสร้างความอบอุ่นให้ร่างกาย หัวมันมีขนาดใหญ่กว่าหัวช้างปัจจุบัน งาโค้งยาวหูมีขนาดเล็ก และหางค่อนข้างสั้น ชอบอาศัยตามทุ่งหญ้า Tundra และ Steppe ในซบีเรีย ซากแมมมอทที่ขุดได้ในบริเวณนั้น แสดงว่ามันกินใบพืช เช่น สน หลิว ใบต้น Birchและใบต้น EIm เป็นอาหาร ชาวไซบีเรียเมื่อ 30,000 ปีก่อนมักฆ่าแมมมอทเพื่อใช้งาทำอุปกรณ์และเครื่องใช้ (เพราะบริเวณTundra ไม่มีต้นไม้ให้ตัดทำอุปกรณ์เครื่องใช้ได้มากพอ) และกินเนื้อเป็นอาหาร การพบซากและอุปกรณ์หินในบริเวณเดียวกัน แสดงให้เห็นวิธีล่าแมมมอทของชาวไซบีเรียในเวลานั้น นับตั้งแต่ปี ค.ศ. 2008 เป็นต้นมา นักวิทยาศาสตร์ได้ขุดพบกระดูกแมมมอทแล้วประมาณ 31 ตัวส่วนในบริเวณอื่น ๆ ของโลก เช่น ยุโรป (ยกเว้นสเปนและกรีซ) เอเชียตอนเหนือ อเมริกาเหนือ ล้วนเคยเป็นถิ่นอาศัยของแมมมอท ที่เมือง Moravia ในเซอร์เบีย มีซากแมมมอทที่พบในสภาพดี ส่วนในที่อื่น เช่น Prerov และ Mikeilov ในรัสเซียก็มีพบซากแมมมอทเช่นกัน
ในปี ค.ศ. 1907 ที่ซบีเรีย มีการพบซากแมมมอทอายุ 10,000 ปีในสระน้ำแข็ง และมีการแสดงซากแมมมอทซึ่งขุดพบที่แม่น้ำ Berezovka ที่ Academy of Science ใน St. Petersburg คำถามที่ตามมาคือ ถ้านักวิทยาศาสตร์รู้จีโนมทั้งหมดของแมมมอท การสร้างแมมมอทก็ยังไมใช่เรื่องง่าย เพราะผู้สร้างต้องรู้ลำดับของจีโนมอย่างถูกต้อง แล้วต้องสังเคราะห์โครโมโซมจากลำดับเหล่านั้น จากนั้นก็นำไปใสในนิวเคลียสเพื่อนำไปฝังในไข่ช้างที่จะทำหน้าที่ และนำไปถ่ายลงในครรภ์ของช้างตัวเมียต่อไป
ความยุ่งยากประการแรก คือ การหาลำดับจีโนมของแมมมอทที่เสียชีวิต ทั้งนี้เพราะจีโนมจะอยู่ในสภาพที่เสื่อมสลายแตกต่างกัน ดังนั้น ลำดับหลายส่วนจึงอาจเปื่อยแตกสลายหรือกลายพันธุ์ไปจนทำให้คู่เบสเรียงผิดลำดับได้การเสื่อมหรือการเปลี่ยนแปลงของจีโนม อาจเกิดจากราหรือแบคที่เรียที่มีในสิ่งแวดล้อมรบกวน ดังนั้นการป้องกันมิให้จีโนมของแมมมอทถูกรบกวนจึงเป็นเรื่องสำคัญ นั่นหมายถึงกระบวนการเก็บจีโนมของแมมมอทจะต้องเข้มงวดและรัดกุม เพื่อให้ได้จีโนมที่ถูกต้องที่สุด การรู้ลำดับเพียงอย่างเดียวคงไม่เพียงพอ เพราะผู้สร้างแมมมอทจะต้องรู้ว่า ลำดับเหล่านั้นประกอบด้วยโครโมโซมอะไรบ้างนั่นคือ ผู้สร้างต้องรู้จุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของโครโมโซมตราบจนวันนี้ นักวิจัยยังไม่รู้ชัดเกี่ยวกับโครโมโชมทั้งหมดของแมมมอท แต่ก่อนจะรู้จำนวนที่แท้จริง การรู้จำนวนโครโมโซมของช้างอินเดีย (Elephas maximus indicus) ซึ่งเป็นช้างสายพันธุ์ที่ใกล้เคียงกับแมมมอทก็อาจช่วยได้มาก
ในกรณีแมมมอท การสร้างโครโมโซม X เป็นเรื่องยากเพียงใด การสร้างโครโมโซม Y และ Centromere ของนิวเคลียสก็ยิ่งยากมากขึ้นไปอีก การหาลำดับที่ถูกต้องของโครโมโซมและ Centromere ไม่ใช่เรื่องง่าย ยิ่งเมื่อเราตระหนักว่าจีโนมของแบคทีเรีย Mycoplasma genitalium มีคู่เบส 582,970 คู่ จีโนมของแมมมอทอาจจะมีมากถึง 4,700 ล้านคู่ แต่สมมติว่าแมมมอทกับช้างอินเดียมีโครโมโซม 56 ตัวเท่ากัน นั่นหมายความว่าโครโมโซมแต่ละตัวจะมีคู่เบส โดยเฉลี่ย 160 ล้านคู่ ซึ่งจะต้องนำมาเรียงกันให้เป็นโมเลกุล DNA ที่เสถียร ไม่แตกแยกได้ง่าย ตลอดเวลาที่มีการสร้างแมมมอทในห้องทดลอง
ภาพ 4 โครงกระดูกแมมมอท ความสูงเมื่อเทียบกับคน
ที่มา https://www.researchgate.net/figure/Rigorous-multiview-skeletal-restoration-of-Mammuthus-trogontherii-from-Zhalainuoer_fig7_261264896
ดังนั้น จึงเห็นได้ว่าอนาคตของการสังเคราะห์แมมมอทในหลอดทดลองยังอยู่อีกไกล เพราะนอกจากโครโมโซมแล้วนักทดลองต้องสร้างเยื่อหุ้มนิวเคลียส เพื่อห่อหุ้มโครโมโซมทั้งหมด รวมถึงสร้างส่วนที่เป็นไมโทคอนเดีย ซึ่งต้องมีจีโนมที่สอดคล้องกับนิวเคลียสด้วย เพราะถ้าไม่เข้ากันเซลล์ก็จะตายแต่เมื่อช้างอินเดียกับแมมมอทเป็นสัตว์สายพันธุ์ใกล้เคียงกันดังนั้น ปัญหานี้อาจจะมีไม่มาก
ตามปกติช้างตัวเมียตกไข่ทุก 16 สัปดาห์ แต่ตั้งครรภ์นานถึง 5 ปี และในการตกไข่จะมีไข่อ่อนเพียงหนึ่งใบที่จะฝังอยู่ลึกในตัวช้างถึง 1 เมตร การนำนิวเคลียสไปใส่ในไข่ของช้างตัวเมียจึงไม่ใช่เรื่องง่าย และหลังจากที่นักวิทยาศาสตร์ได้แมมมอทตัวเมียแล้ว ต่อไปก็จะต้องสร้างแมมมอทตัวผู้เพื่อนำเชื้อตัวผู้และไข่ตัวเมียมาผสมกัน ให้ได้แมมมอทตัวอ่อนที่หนักประมาณ 120 กิโลกรัม ซึ่งหนักพอ ๆ กับลูกช้างอินเดียต่อไปในอนาคตนักวิทยาศาสตร์คงต้องสร้างแมมมอทเป็นฝูง และต้องหาที่อยู่อาศัยที่เหมาะสมให้มันสามารถดำรงชีวิตตามธรรมชาติได้ และต้องช่วยมันสืบพันธุ์ เพื่อความยั่งยืนของสายพันธุ์
ที่กล่าวมาทั้งหมดนี้เป็นเรื่องที่ต้องลงทุนมากและกระบวนการสร้างก็ยากมาก ซึ่งอาจทำให้หลายคนหมดความต้องการจะเห็นแมมมอทคืนชีพ แต่ในอีก 50 ปี แมมมอทอาจกลับมาเดินบนโลกอีกครั้งหนึ่งก็ได้ เมื่อวิทยาการด้าน Synthetic Biology ได้ก้าวหน้าไปมากกว่านี้
บทความนี้เป็นส่วนหนึ่งของนิตยสาร สสวท. ผู้อ่านสามารถติดตามบทความที่น่าสนใจเพิ่มเติมได้ที่ https://magazine.ipst.ac.th/
บรรณานุกรม
Benton, Michael J. (2010). When Life Nearly Died: The greatest mass extinction of all time. Thames and Hudson.