การค้นพบสิ่งมีชีวิต “ล่องลอย” ระหว่างชีวิตและไม่มีชีวิต

(แดน ตรี) - ด้วยลักษณะเฉพาะของการเชื่อมโยงระหว่างไวรัสและเซลล์ที่มีชีวิต การค้นพบนี้ทำให้เกิดคำถามใหญ่ๆ เกี่ยวกับต้นกำเนิดวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตบนโลก

สิ่งมีชีวิตที่ท้าทายทุกแนวคิดของชีวิต

ไวรัสเป็นหัวข้อที่ถกเถียงกันมานานหลายทศวรรษ เนื่องจากไวรัสไม่สามารถสืบพันธุ์ได้ด้วยตัวเอง ไม่สามารถสร้างพลังงานได้ด้วยตัวเอง และจะไม่ทำงานเลยเมื่อแยกออกจากสิ่งมีชีวิตโฮสต์

สิ่งมีชีวิตขนาดเล็กมีศักยภาพที่จะทำลายความเข้าใจของเราเกี่ยวกับขอบเขตระหว่างสิ่งมีชีวิตและไม่มีชีวิต (ภาพถ่าย: Jose A. Bernat Bacete)

แต่เมื่อไวรัสเข้าสู่เซลล์ ไวรัสจะขยายพันธุ์อย่างรวดเร็วจนทำให้เกิดโรคระบาด เช่น ไข้หวัดใหญ่สเปน หรือโควิด-19 การดำรงอยู่แบบ “สองหน้า” นี้เองที่ทำให้ไวรัสถูกมองว่าเป็น “พื้นที่สีเทา” ระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งไม่มีชีวิต

อย่างไรก็ตาม Sukunaarchaeum mirabile นั้นซับซ้อนกว่ามาก โดยมีลักษณะทั้งเหมือนและแตกต่างจากไวรัส นั่นคือแทบไม่มีเส้นทางเมตาบอลิซึมอิสระ ถูกบังคับให้พึ่งพาโฮสต์อย่างสมบูรณ์เพื่อความอยู่รอด แต่มีความสามารถสังเคราะห์ไรโบโซมและ mRNA ได้

สิ่งเหล่านี้เป็นส่วนประกอบหลักในการผลิตโปรตีนซึ่งไม่มีอยู่ในไวรัสเลย

ซึ่งทำให้ Sukunaarchaeum อยู่ในตำแหน่ง “ไฮบริด” ที่ไม่เคยมีมาก่อน โดยแสดงให้เห็นทั้งการพึ่งพากันอย่างมากและระดับของความเป็นอิสระ ซึ่งเป็นลักษณะพื้นฐานของเซลล์ที่มีชีวิต

ตามที่ผู้เขียนผลการศึกษาได้กล่าวไว้ สถานการณ์ดังกล่าวเป็นการท้าทายขอบเขตการทำงานระหว่างชีวิตเซลล์ขั้นต่ำกับไวรัส ซึ่งบังคับให้ชุมชน วิทยาศาสตร์ ต้องพิจารณานิยามของสิ่งมีชีวิตตามที่เราคุ้นเคยอีกครั้ง

การค้นพบโดยบังเอิญและจีโนมแบบมินิมอลสุดขีด

การค้นพบ Sukunaarchaeum ถือเป็นเรื่องที่น่าประหลาดใจอย่างมากเมื่อทีมนักวิจัยที่นำโดย Ryo Harada (มหาวิทยาลัย Dalhousie ประเทศแคนาดา) กำลังจัดลำดับจีโนมของแพลงก์ตอนทะเล Citharistes regius

ในระหว่างกระบวนการนี้ พวกเขาค้นพบดีเอ็นเอที่มีลักษณะแปลกประหลาดซึ่งไม่ตรงกับสายพันธุ์ที่รู้จัก หลังจากวิเคราะห์อย่างละเอียดแล้ว ทีมวิจัยได้ระบุว่าสิ่งมีชีวิตดังกล่าวอยู่ในกลุ่มอาร์เคีย ซึ่งเป็นหนึ่งในสามกลุ่มหลักของสิ่งมีชีวิต ร่วมกับแบคทีเรียและยูคาริโอต

อาร์เคียเป็นกลุ่มสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวโบราณที่รู้จักกันในเรื่องความสามารถในการเอาชีวิตรอดในสภาพแวดล้อมที่เลวร้าย

เซลล์ยูคาริโอตซึ่งเป็นบรรพบุรุษของพืชและสัตว์วิวัฒนาการมาจากสาขานี้เมื่อหลายพันล้านปีก่อน ดังนั้นการค้นพบซูคูนาอาร์เคอุมจึงไม่เพียงแต่เพิ่มความเชื่อมโยงใหม่ให้กับแผนที่ชีวิตเท่านั้น แต่ยังช่วยให้เข้าใจขั้นตอนแรกของวิวัฒนาการอีกด้วย

สิ่งที่โดดเด่นที่สุดคือจีโนมที่มีขนาดเล็กมาก Sukunaarchaeum มีคู่เบส DNA เพียง 238,000 คู่ ซึ่งน้อยกว่าจีโนม Archaea ที่มีขนาดเล็กที่สุดที่รู้จักก่อนหน้านี้ถึงครึ่งหนึ่ง (490,000 คู่เบส) และมีขนาดใกล้เคียงกับไวรัสขนาดใหญ่หลายชนิด

หากจะเปรียบเทียบให้เห็นภาพรวม แบคทีเรียปกติสามารถมีจีโนมได้หลายล้านคู่เบส การลดความซับซ้อนนี้แสดงให้เห็นว่า Sukunaarchaeum ได้ปรับตัวให้เข้ากับวิถีชีวิตปรสิตในระดับสูงสุด โดยขจัดความสามารถในการเผาผลาญอิสระเกือบทั้งหมดในขณะที่ยังคงยีนขั้นต่ำที่จำเป็นสำหรับการจำลอง การถอดรหัส และการแปล

นอกจากนี้ จีโนมของ Sukunaarchaeum ยังเปิดเผยสัญญาณทางพันธุกรรมที่บ่งบอกว่าสิ่งมีชีวิตนี้เป็นส่วนหนึ่งของสาขาโบราณมากของ Archaea ซึ่งชี้ให้เห็นว่าอาจเป็น "ฟอสซิลที่มีชีวิต" ที่สะท้อนถึงช่วงแรกสุดของสิ่งมีชีวิตบนโลกก็ได้

ความสำคัญเชิงวิวัฒนาการและคำถามใหญ่สำหรับวิทยาศาสตร์

การค้นพบ Sukunaarchaeum ไม่เพียงแต่ทำให้เราเข้าใจความหลากหลายทางชีวภาพมากขึ้นเท่านั้น แต่ยังทำให้เกิดคำถามอีกด้วยว่าสิ่งมีชีวิตนี้เป็นหลักฐานของเซลล์ดั้งเดิมที่ลดขนาดลงอย่างรุนแรงเพื่อกลายเป็นปรสิตหรือในทางกลับกัน เป็นไวรัสที่วิวัฒนาการหน้าที่เพิ่มเติมที่เป็นพื้นฐานของเซลล์ที่มีชีวิตหรือไม่?

อาจเป็นส่วนที่ขาดหายไป ซึ่งสะท้อนถึงขั้นตอนกลางในการเปลี่ยนผ่านจากสสารอนินทรีย์ไปเป็นเซลล์ที่มีชีวิตที่ทำงานได้เต็มประสิทธิภาพ

การค้นพบครั้งนี้ยังชี้ให้เห็นด้วยว่าอาจมีรูปแบบชีวิตที่ไม่ธรรมดาอีกมากมายแฝงตัวอยู่ในระบบนิเวศที่ยังไม่มีใครสำรวจมากนัก เช่น พื้นมหาสมุทร ซึ่งสภาพแวดล้อมที่เลวร้ายอาจสร้างรูปแบบชีวิตที่แปลกประหลาดได้

หากมีสิ่งมีชีวิตลูกผสมเช่น Sukunaarchaeum บนโลก ศักยภาพในการค้นหาสิ่งมีชีวิตในสภาพแวดล้อมนอกโลกที่ไกลโพ้นก็จะยิ่งเป็นไปได้มากขึ้น

ที่มา: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/phat-hien-sinh-vat-lo-lung-giua-su-song-va-khong-phai-su-song-20250703064321783.htm