ตุ่นปากเป็ด

ออสเตรลียเป็นดินแดนที่มีสัตว์รูปร่างประหลาดหลายชนิด เช่น จิงโจ้ หมี Koala และตุ่นปากเป็ด (platypus) ซึ่งเป็นสัตว์ที่เราไม่สามารถพบเห็นได้ในที่อื่นใด นอกจากออสเตรเลีย

การสนใจศึกษาตุ่นปากเป็ดเกิดขึ้นเป็นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2344 เมื่อเจ้าหน้าที่ประจำพิพิธภัณฑ์สถานในกรุงลอนดอนเห็นซากตุ่นปากเป็ดที่ถูกดองในเหล้ารัม เขาคิดว่าคงมีใครอุตริเล่นตลก เพราะสัตว์ที่เห็นนั้นนอกจากจะมีปากและเท้าเหมือนเป็ดแล้ว มันยังมีขนปกคลุมทั่วร่างเหมือนตัว beaver แต่เมื่อได้ตรวจร่างกายสัตว์ประหลาดอย่างรอบคอบแล้ว เขาก็ลงความเห็นว่า มันเป็นสัตว์ชนิดใหม่ที่นักชีววิทยาไม่เคยรู้จักมาก่อน

จากนั้นนักชีววิทยาที่มีชื่อเสียงโด่งดัง เช่น Jean Baptiste Lamarck นักชีววิทยาชาวฝรั่งเศส, George Cuvier นักสรีรวิทยาชาวฝรั่งเศส, Richard Owen นักชีววิทยาชาวอังกฤษ และ Thomas Huxley นักชีววิทยาชาวอังกฤษ ต่างก็ได้เข้ามาศึกษาสัตว์น้ำจืดชนิดนี้ แต่ก็ไม่สามารถตอบคำถามได้ว่า ธรรมชาติที่แท้จริงของตุ่นปากเป็ดนี้เป็นเช่นไร จนกระทั่งเมื่อ Johann Meckel ได้เห็นเต้านมของมัน เขาจึงคิดว่ามันเป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม แต่ก็ได้รับคำเยาะเย้ยจากบรรดาผู้รู้ว่า ถ้าตุ่นปากเป็ดมีน้ำนม อีกไม่นานมนุษย์คงได้ดื่มนมตุ่นแทนนมวัวแน่ๆ

แต่เมื่อถึงวันนี้ โลกยอมรับแล้วว่า ตุ่นปากเป็ด (Ornithorhynchus anatinus) เป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่ออกไข่ และมีต่อมน้ำนมให้ลูกเล็กของมันได้ดื่มกิน โดย William Caldwell เป็นผู้พบความจริงนี้ และสำหรับประเด็นที่ปากของมันเหมือนเป็ดนั้น Everard Home แห่ง Royal College of Surgeons ที่ลอนดอน ได้เสนอในปี พ.ศ. 2345 ว่า เพราะมันใช้ปากแทนอวัยวะฟังเสียงเหยื่อในน้ำ และ ณ วันนี้นักชีววิทยาก็ได้ประจักษ์ชัดว่า ปากตุ่นสามารถรับสนามไฟฟ้าจากกุ้งที่อยู่ไกลออกไปถึง 10 เซนติเมตรได้สบายๆ ดังนั้น มันจึงใช้ปากเจาะไซ้หาเหยื่อทั้งๆ ที่ตาปิดได้อย่างสะดวกสบาย การศึกษาโครงกระดูกของมันทำให้นักชีววิทยารู้ว่า ในสมัยดึกดำบรรพ์ บรรพสัตว์ของตุ่นปากเป็ดเป็นสัตว์อีกชนิดหนึ่ง ชื่อ obdurodon ที่มีลำตัวใหญ่ มีฟันสำหรับบดเคี้ยวพืชเป็นอาหาร เลี้ยงลูกด้วยนม และว่ายน้ำได้คล่องแคล่ว

ในปี พ.ศ. 2535 Rosendo Pascual นักชีววิทยาสัตว์ดึกดำบรรพ์แห่ง National University ที่ La Plata ในเมือง Bueno Aires ในประเทศอาร์เจนตินากับลูกศิษย์ได้ขุดพบกระดูกกรามที่ยาว 1.2 เซนติเมตร ของ obdurodon ในบริเวณหนองน้ำแห่งหนึ่งที่อยู่ห่างจากกรุง Bueno Aires ประมาณ 850 กิโลเมตร

การค้นพบครั้งนั้น เป็นการค้นพบที่ยิ่งใหญ่มาก เพราะกระดูกกรามที่มีลักษณะเป็นตัวอักษร V นี้เป็นลักษณะเฉพาะของสัตว์ monotreme ที่เลี้ยงลูกด้วยนม แต่ออกไข่ที่เหมือนกับกระดูกกรามของตุ่นปากเป็ดที่พบในออสเตรเลียทุกประการ และเมื่อ Pascual วัดอายุของกระดูกกรามที่พบ เขาก็ประจักษ์ว่ามันมีอายุมากถึง 63 ล้านปี

การพบหลักฐานนี้จึงแสดงให้นักชีววิทยารู้ว่า ในอดีตเมื่อ 750 ล้านปีก่อนนี้ ทวีปออสเตรเลีย ทวีปอเมริกาใต้ และทวีปแอนตาร์กติกาได้เคยติดกันเป็นพื้นแผ่นดินเดียวเป็นมหาทวีปชื่อ gondwana แต่หินเหลวที่ไหลอยู่ภายใต้เปลือกทวีปได้ผลักดันให้เปลือกทวีปแตกแยกออกจากกัน ทำให้ gondwana แตกกระจายออกเป็นทวีปเล็กทวีปน้อย เช่น ทวีปแอนตาร์กติกาได้เคลื่อนที่ลงทางใต้สู่บริเวณที่อากาศเย็นจัด ทำให้สัตว์ต่างๆ ล้มตายเกือบหมด ส่วนทวีปอเมริกาใต้ได้เคลื่อนที่เข้าประชิดทวีปอเมริกาเหนือทำให้เหล่าสัตว์ที่ดุร้ายในทวีปอเมริกาเหนือลงมาเข่นฆ่าสัตว์ในอเมริกาใต้ เช่น ตุ่นปากเป็ดจนสูญพันธุ์ ดังนั้น ออสเตรเลียจึงเป็นดินแดนเดียวที่มีตุ่นปากเป็ดหลงเหลือให้เห็นจนปัจจุบัน เพราะออสเตรเลียมีอากาศอบอุ่น และอยู่โดดเดี่ยวจึงไม่มีศัตรูร้ายมาทำร้ายตุ่นเลย

อันที่จริงความคิดเรื่องมหาทวีป (supercontinent) นี้เป็นความคิดของนักธรณีวิทยาชาวเยอรมันชื่อ Alfred Wegener ผู้ได้เสนอความคิดในปี พ.ศ. 2455 ว่าทวีปทุกทวีปบนโลกมีการเคลื่อนไหว (เดินทาง) ตลอดเวลา และเวลาทวีปปะทะกันมันจะดันกันทำให้เกิดภูเขา เช่น เมื่อแผ่นทวีปอินเดียพุ่งเข้าชนแผ่นทวีปเอเชีย แรงดันที่มากมหาศาลได้ทำให้เกิดภูเขาหิมาลัยขึ้น ทฤษฎีของ Wegener ยังทำนายอีกว่า ในอีก 25 ล้านปี แผ่นทวีปแอฟริกาจะขยับเลื่อนขึ้นไปๆ จนปะทะประเทศสเปน ทำให้ทะเลเมดิเตอร์เรเนียนเป็นทะเลปิด เป็นต้น และการเคลื่อนที่ของทวีปนี้ยังทำให้นักชีววิทยาสามารถตอบคำถามได้ว่า เหตุใดซากสัตว์ Mesosaurus จึงพบเฉพาะในแอฟริกา และอเมริกาใต้เท่านั้น ทั้งนี้ก็เพราะในสมัยดึกดำบรรพ์ แผ่นทวีปแอฟริกาใต้และแผ่นทวีปอเมริกาใต้ เคยติดต่อกันเป็นพื้นแผ่นดินเดียวนั่นเอง และการเป็นผืนแผ่นดินเดียวกันนี้ ทำให้ทวีปต่างๆ มีพืชและสัตว์ร่วมชนิดกัน ครั้นเมื่อทวีปแยกจากกัน สภาพดินฟ้าอากาศได้เข้ามามีบทบาททำให้สัตว์บนทวีปที่แยกตัวออกไปนั้นสามารถเจริญพันธุ์ หรือสูญพันธุ์ก็ได้

นอกจากจะมีปากเหมือนเป็ด มีเต้านมแต่ออกไข่แล้ว ตุ่นปากเป็ดยังมีลักษณะประหลาดอีก คือ เดินเหมือนจระเข้ และเวลาให้นมลูก เต้านมมันจะขับน้ำนมออกมาที่ขนให้ลูกได้เลียกิน มันชอบกินกุ้งตัวเล็กๆ แมลง และไส้เดือน ตุ่นตัวผู้มีเดือยที่ขาหลังสำหรับใช้แทงศัตรูแล้วขับพิษออกมา ตุ่นปากเป็ดจึงเป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดเดียวเท่านั้นในโลกที่มีพิษในตัว และถึงแม้จะไม่รุนแรงเท่าพิษ คือไม่สามารถทำให้เหยื่อตาย แต่เหยื่อก็จะรู้สึกเจ็บ จนแม้จะได้รับการฉีดมอร์ฟีนเหยื่อก็ไม่หายเจ็บในเวลาอันรวดเร็ว ส่วน Charles J. Martin และ Frank Tidsewll นั้น ก็ได้พบว่า ตามปกติตุ่นปากเป็ดตัวผู้ใช้พิษในการต่อสู้กันเพื่อแย่งชิงตัวเมียมันหาได้ใช้พิษในการสังหารศัตรูไม่

ณ วันนี้ นักชีววิทยาหลายคนกำลังสนใจบทบาทของพิษตุ่นปากเป็ดในการทำให้รู้สึกเจ็บปวด เพราะได้รู้มานานแล้วว่า สำหรับความรู้สึกเจ็บปวดชั่วคราวนั้น แอสไพรินคือยาที่มีประสิทธิภาพ แต่ในกรณีการปวดเรื้อรัง เช่น คนที่เป็นมะเร็งยาแอสไพรินไม่มีสมรรถภาพในการลดความรู้สึกปวดแต่อย่างใด ส่วนนักสรีรวิทยาก็รู้เช่นกันว่า เวลาร่างกายเจ็บเซลล์ประสาทที่มีชื่อเรียกว่า nociceptor จะรับสารเคมีชนิดหนึ่งที่ร่างกายขับออกมา แล้วส่งสัญญาณต่อไปยังสมอง ซึ่งจะแปลสัญญาณต่อให้รู้ว่า เราเจ็บกาย (ไม่ใช่เจ็บใจ) และถ้าเป็นกรณีเจ็บชั่วคราว ยาแอสไพรินจะยับยั้ง nociceptor ไม่ให้ส่งสัญญาณเจ็บต่อไปยังสมอง เราจึงไม่รู้สึกเจ็บ แต่ถ้าเป็นกรณีเจ็บเรื้อรัง เซลล์ประสาท nociceptor จะส่งสัญญาณเจ็บเรื่อย ทั้งๆ ที่มันไม่ได้รับสารเคมีมากระตุ้นมันแต่อย่างใด แต่ถ้าคนคนนั้นได้รับการฉีดมอร์ฟีนหรือฝิ่น nociceptor ก็อาจหยุดสัญญาณเจ็บถึงสมอง ทำให้คนคนนั้นหยุดเจ็บ (ชั่วคราว) ได้ แต่ข้อเสียของการฉีดฝิ่นหรือมอร์ฟีนคือ คนเจ็บจะต้องการมอร์ฟีนหรือฝิ่นปริมาณมากขึ้นๆ จนระบบประสาท และอวัยวะต่างๆ ของคนคนนั้นทำงานบกพร่อง เพราะถูกพิษฝิ่นและมอร์ฟีนทำลายจนตายในที่สุด

งานวิจัยพิษตุ่น ขณะนี้ทำให้นักวิจัยรู้ว่า พิษตุ่นปากเป็ดสามารถทำให้ร่างกายรู้สึกเจ็บได้ต่อเนื่อง เหมือนการเจ็บของคนเป็นมะเร็ง ดังนั้น งานวิจัยที่ต้องทำต่อไปคือ ต้องเข้าใจกลไกที่พิษชนิดนี้ทำงาน และถ้าเราเข้าใจกลไกการสร้างความเจ็บ เราก็สามารถทำลายกลไกนั้น โครงสร้างยาที่ทำให้คนเป็นมะเร็งไม่รู้สึกเจ็บปวดได้

ในวารสาร Nature ฉบับวันที่ 16 ธันวาคม 2547 นี้ F. Grutzner แห่ง Research School of Biological Sciences ของ Australian National University กับคณะได้รายงานว่า จากการใช้เทคโนโลยีชีวภาพด้านเซลล์วิทยาโมเลกุล (molecular cytology) ศึกษาการจัดเรียงโครโมโซม (chromosome) และการเกิดเซลล์เพศของตุ่นปากเป็ด เขาได้พบว่า ตุ่นตัวเมียมีโครโมโซมเพศ 5 คู่ คือ x1, x1, x2, x2, x3, x3, x4, x4 และ x5, x5 ส่วนตัวผู้มีโครโมโซมเพศ 5 คู่เช่นกัน คือ x1, y1, x2, y2, x3, y3, x4, y4 และ x5, y5 ดังนั้น การที่ตุ่นปากเป็ดมีลักษณะเหมือนนก (คือมีปากเหมือนเป็ด) และเลี้ยงลูกด้วยนม เพราะโครโมโซมเพศของมันมีลักษณะผสมระหว่างโครโมโซมเพศของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม (xx กับ yy) และโครโมโซมเพศของสัตว์ปีก (zw กับ zz)