สเตียรอยด์ยุคดึกดำบรรพ์ ให้กำเนิดสิ่งมีชีวิต “ผู้ล่า” ตัวแรกของโลก

สารเคมีที่มีทั้งคุณอนันต์และโทษมหันต์ ซึ่งเรารู้จักคุ้นเคยกันดีอย่าง “สเตียรอยด์” อาจอยู่เบื้องหลังวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตจำพวกยูคาริโอต (eukaryotes) หรือสิ่งมีชีวิตที่มีนิวเคลียสและอวัยวะขนาดจิ๋วอยู่ภายในเยื่อหุ้มเซลล์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการให้กำเนิด “ผู้ล่า” (predators) ตัวแรกของโลก ซึ่งเป็นยูคาริโอตขนาดเล็กจิ๋วที่เริ่มมีหลายเซลล์

ล่าสุดการค้นพบชั้นหินอายุ 1,640 ล้านปี ซึ่งมีสารสเตียรอยด์ปะปนอยู่ ที่ก้นมหาสมุทรโบราณซึ่งปัจจุบันกลายเป็นพื้นที่บนบกในรัฐนอร์เทิร์นเทร์ริทอรีของออสเตรเลีย ได้กลายเป็นหลักฐานเก่าแก่ที่สุดที่บ่งชี้ว่า มียูคาริโอตที่ผลิตสเตียรอยด์ได้อยู่ในยุคนั้น ซึ่งเท่ากับว่ามันเป็นต้นตระกูลเก่าแก่ที่สุดของพืช สัตว์ และมนุษย์ ซึ่งล้วนพัฒนาไปมีหลายเซลล์มากขึ้นและมีโครงสร้างที่ซับซ้อนขึ้นในเวลาต่อมา

ทีมนักธรณีเคมีและนักบรรพชีวินวิทยาจากมหาวิทยาลัยแห่งชาติออสเตรเลีย (ANU) ตีพิมพ์ผลการศึกษาข้างต้นลงในวารสาร Nature ฉบับวันที่ 7 มิ.ย. ที่ผ่านมา โดยชี้ว่าได้ค้นพบร่องรอยของจุลชีพที่เป็นบรรพบุรุษร่วมของสิ่งมีชีวิตยูคาริโอตยุคใหม่ ซึ่งรวมถึงพืช สัตว์ และคนเราด้วย โดยทีมผู้วิจัยเรียกสิ่งมีชีวิตโบราณที่ผลิตสเตียรอยด์ได้นี้ว่า protosterol biota

นอกจากชั้นหินยุคดึกดำบรรพ์ที่ออสเตรเลียแล้ว ทีมผู้วิจัยยังพบหลักฐานของ protosterol biota ในชั้นหินอายุมากกว่า 1,000 ล้านปี จากสถานที่อีกหลายแห่งทั่วโลก ซึ่งบ่งชี้ว่ามีจุลชีพที่เป็นต้นตระกูลของยูคาริโอตยุคใหม่ อาศัยและแพร่พันธุ์อยู่เต็มห้วงมหาสมุทรในยุคดังกล่าว ในขณะที่บรรยากาศของโลกยังคงมีออกซิเจนต่ำกว่าทุกวันนี้มาก

ดร. โจเคน บร็อกส์ หนึ่งในสมาชิกทีมวิจัยจาก ANU บอกว่า การค้นพบในครั้งนี้ช่วยเติมเต็มช่องว่างที่ขาดหายไปในสายวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตยูคาริโอต เนื่องจากก่อนหน้านี้ บรรดานักบรรพชีวินวิทยาต่างค้นไม่พบร่องรอยของจุลชีพที่สามารถผลิตสเตียรอยด์ได้ก่อนยุค 800 ล้านปีที่แล้ว ทั้งที่สันนิษฐานกันว่าบรรพบุรุษของยูคาริโอตยุคใหม่จะต้องมีที่มาที่เก่าแก่กว่านั้นมาก

เมื่อปี 1994 คอนราด บลอช (Konrad Bloch) นักชีวเคมีรางวัลโนเบลได้ทำนายเอาไว้ว่า สิ่งมีชีวิตจำพวกยูคาริโอตทุกชนิดจะต้องมีความสามารถในการสังเคราะห์สเตียรอยด์ได้ ตัวอย่างเช่นมีการสังเคราะห์คอเลสเตอรอล ซึ่งเป็นสเตียรอยด์ที่มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการสร้างฮอร์โมนและกลไกต่าง ๆ ภายในร่างกาย

อย่างไรก็ตาม สเตียรอยด์ที่พบในชั้นหินก้นมหาสมุทรโบราณดังกล่าว มีลักษณะของโครงสร้างโมเลกุลเป็นสเตียรอยด์ในยุคดึกดำบรรพ์ ซึ่งจะแตกต่างจากสเตียรอยด์ที่เซลล์ของยูคาริโอตยุคใหม่ผลิตขึ้นมา

ดร. บร็อกส์ บอกว่า “เมื่อลองใช้ข้อมูลที่มีอยู่จินตนาการถึงสิ่งมีชีวิตอย่าง protosterol biota เราคาดว่ามันจะเป็นจุลชีพที่มีขนาดใหญ่และซับซ้อนกว่าแบคทีเรียมาก ทำให้มันเลื่อนขั้นขึ้นมาอยู่ตรงด้านบนของห่วงโซ่อาหาร โดยเริ่มเป็นผู้ล่าชนิดแรกของโลกที่กินเหล่าแบคทีเรียและจุลชีพซึ่งจับตัวเป็นแผ่นที่ก้นสมุทร (microbial mat) เป็นอาหาร”ทีมผู้วิจัยยังลองใช้โปรแกรมปัญญาประดิษฐ์หรือเอไอ (AI) สร้างภาพจำลองของ protosterol biota สิ่งมีชีวิตที่เป็นต้นตระกูลของยูคาริโอตยุคใหม่ขึ้นมาหลากหลายแบบ โดยมีทั้งจุลชีพที่มีโครงสร้างร่างกายคล้ายแมงกะพรุนหรือตะขาบ

ผู้เชี่ยวชาญด้านชีววิทยาโมเลกุลบางรายมองว่า การที่โลกในยุคกว่า 2,400 ล้านปีก่อน ยังมีออกซิเจนในระดับต่ำ แต่หลังจากนั้นสภาพแวดล้อมค่อย ๆ เปลี่ยนแปลง โดยมีออกซิเจนเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ในบรรยากาศ จนมาถึงระดับปัจจุบันเมื่อราว 650 ล้านปีก่อน ถือว่าสอดคล้องกับขั้นตอนวิวัฒนาการของเซลล์ยูคาริโอตเป็นอย่างมาก

หลักฐานดังกล่าวทำให้อาจจะสันนิษฐานในเบื้องต้นได้ว่า การผลิตสเตียรอยด์มีบทบาทสนับสนุนให้สิ่งมีชีวิตจำพวกยูคาริโอตในยุคแรก สามารถปรับตัวในการดำรงชีวิตจนอยู่รอดและวิวัฒนาการต่อไปได้ดี ในยุคที่โลกมีออกซิเจนเพิ่มมากขึ้น

หมายเหตุ : ข่าว บีบีซีไทย ที่เผยแพร่ในเว็บไซต์ประชาชาติธุรกิจ เป็นความร่วมมือของสององค์กรข่าว