วิทยาศาสตร์เปลี่ยนมุมมอง จริงหรือที่ปลาดุกบิ๊กอุยไม่เป็นหมัน

AGB Research Unit Team
ดร.วรพงศ์ สิงห์ชาติ, ดร.ฐิติพงศ์ พันทุม, Dr. Dmitry Dedukh, Dr. Artem Lisachov, นางสาวกาญจนาพร ศรชัย, Ms. Konekham Soutana, รศ. ดร.ประทีป ด้วงแค, รศ. ดร.ณรงค์ฤทธิ์ เมืองใหม่, รศ. ดร.ครศร ศรีกุลนาถ และจิรบูรณ์ ประสารพันธ์

การเป็นหมันในลูกผสมข้ามชนิด (species) มักเกิดจากความแตกต่างของจำนวนโครโมโซมระหว่างชนิดที่นำมาผสมพันธุ์ เมื่อจำนวนโครโมโซมของพ่อแม่ชนิดแตกต่างกัน ลูกผสมที่เกิดขึ้นจะมีจำนวนโครโมโซมที่ไม่ตรงกัน ทำให้เกิดปัญหาในการจับคู่โครโมโซมในระหว่างการแบ่งเซลล์ไมโอซิส (meiosis) และการสร้างเซลล์สืบพันธุ์ที่ผิดปกติ

การสร้างเซลล์สืบพันธุ์ที่ผิดปกติ

ตัวอย่างสัตว์ลูกผสมที่หลายคนน่าจะรู้จัก เช่น ล่อ (mule) เป็นสัตว์พันธุ์ผสมระหว่างลา (donkey, Equus asinus) ตัวผู้ (2n = 2x = 62) กับม้า (horse, Equus caballus) ตัวเมีย (2n = 2x = 64) เมื่อลูกผสมเกิดขึ้นจะมีจำนวนโครโมโซมรวม 2n = 63 ล่อตัวผู้ทั้งหมดและล่อตัวเมียส่วนใหญ่เป็นหมัน เนื่องจากไม่สามารถผลิตสเปิร์มหรือไข่ที่มีประสิทธิภาพได้ ล่อตัวเมียเมื่อผสมพันธุ์กับม้าหรือลาตัวผู้ บางครั้งก็ให้กำเนิดลูกได้ แม้ว่าจะมีความเสี่ยงแท้ง หรือหากตั้งท้อง ก็ต้องใช้เวลามากกว่า 10 เดือนกว่าจะคลอด

มีกรณีที่สัตว์สองชนิดมีจำนวนโครโมโซมเท่ากัน แต่มีความแตกต่างทางพันธุกรรมสูงอย่างเช่นสัตว์ลูกผสมระหว่างสิงโตกับเสือ ทั้ง 2 ชนิด อยู่ในสกุล Panthera และมีจำนวนโครโมโซมพื้นฐานที่ 2n = 2x = 38 ลูกที่เกิดจากสิงโตตัวผู้กับเสือตัวเมีย คือ ไลเกอร์ (liger) และลูกที่เกิดจากเสือตัวผู้กับสิงโตตัวเมีย คือ ไทกอน (tigon) ลูกผสมทั้งสองชนิดมีจำนวนโครโมโซมรวม 2n = 38 เกิดขึ้นจากการผสมเทียมโดยมนุษย์ เนื่องจากในธรรมชาติ เสือและสิงโตมีพฤติกรรมและถิ่นที่อยู่อาศัยแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง ลูกผสมเหล่านี้มาพร้อมปัญหาสุขภาพ เช่น ภาวะเป็นหมัน อายุขัยสั้น ทำให้พวกมันไม่สามารถสืบพันธุ์ได้เองและมีชีวิตที่เปราะบางกว่าสัตว์ทั่วไป

การผสมข้ามชนิดระหว่างลากับม้าได้ล่อ การผสมข้ามชนิดระหว่างเสือตัวผู้กับสิงโตตัวเมียได้ลูกผสม ไทกอน และการผสมข้ามชนิดระหว่างสิงโตตัวผู้กับเสือตัวเมียได้ลูกผสม ไลเกอร์

ในกลุ่มปลา ตัวอย่างของการผสมข้ามชนิดและต่างสกุลในกลุ่มปลาเกล็ด ได้แก่ การผสมพันธุ์ระหว่างปลาคาร์ป (Cyprinus carpio) กับปลาทอง (Carassius auratus) ซึ่งทั้งสองชนิดมีจำนวนโครโมโซม 2n = 2x = 100 การผสมพันธุ์ระหว่างปลาทั้งสองชนิดนี้สร้างลูกผสมที่มีจำนวนโครโมโซม 2n = 100 แต่ลูกผสมประสบปัญหาเกี่ยวกับความสามารถในการสืบพันธุ์หรือมีอายุขัยสั้นกว่าปกติ ตัวอย่างในการพัฒนาพันธุ์ปลาคือการสร้างปลาหนังลูกผสม เช่น การผสมระหว่างปลาเทโพ (Pangasius larnaudii) กับปลาสวาย (Pangasianodon hypophthalmus) อยู่ในวงศ์ปลาสวาย (Pangasiidae) มีจำนวนโครโมโซมพื้นฐานที่ 2n = 2x = 60 ซึ่งให้ลูกผสมที่เพิ่มประสิทธิภาพการเจริญเติบโตและเพิ่มคุณค่าทางเศรษฐกิจ การผสมพันธุ์ระหว่างปลาทั้งสองชนิดนี้สร้างปลาลูกผสมที่เป็นหมัน ซึ่งเกิดจากความแตกต่างในโครโมโซมและการจัดเรียงของโครโมโซมที่ไม่สมดุล

ความเป็นหมันในปลาดุกบิ๊กอุย

ปลาดุกยักษ์ (Clarias gariepinus) มีโครโมโซม 2n = 2x = 56 และปลาดุกอุย (Clarias macrocephalus) มีโครโมโซม 2n = 2x = 54 ลูกผสมของทั้งสองชนิดนี้เรียกว่า ปลาดุกบิ๊กอุย มีจำนวนโครโมโซมรวม 2n = 55 ซึ่งเป็นเลขคี่ จึงเกิดปัญหาการจับคู่โครโมโซมในระหว่างการแบ่งเซลล์ไมโอซิส และโครโมโซมก็แยกเข้าสู่ขั้วเซลล์ได้ไม่สมดุล ทำให้สร้างเซลล์สืบพันธุ์ที่ไม่สมบูรณ์ ผิดปกติ ส่งผลให้ปลาบิ๊กอุยตัวผู้ไม่สามารถผลิตสเปิร์มที่มีประสิทธิภาพได้ เนื่องจากโครโมโซมไม่สามารถจับคู่ (synapsis) กันอย่างถูกต้อง ในขณะที่มีรายงานว่าปลาดุกบิ๊กอุยตัวเมียมีโอกาสในการสืบพันธุ์สูงกว่า เคยมีเกษตรกรพบว่าลูกผสมตัวเมียผลิตลูกได้ แต่อัตราการรอดชีวิตของตัวอ่อนต่ำ อย่างไรก็ตามนั่นเป็นเพียงเสียงลือเสียงเล่าอ้างที่ได้ยินต่อ ๆ กันมา

ความไม่เป็นหมันในปลาดุกบิ๊กอุย

งานวิจัยล่าสุดของ Dedukh และคณะที่เผยแพร่ในวารสาร Frontiers in Cell and Developmental Biology วันที่ 23 สิงหาคม พ.ศ. 2567 นำเสนอข้อมูลใหม่เกี่ยวกับกลไกการสืบพันธุ์ในปลาดุกบิ๊กอุย พบว่าปลาดุกบิ๊กอุยตัวเมียบางตัวสืบพันธุ์ได้แม้จะมีจำนวนโครโมโซม 2n = 55 ด้วยกลไกการจำลองโครโมโซม (endoreplication) เพิ่มจำนวนจาก 2n = 55 เป็น 2n = 110 ในเซลล์ต้นกำเนิดบางเซลล์ช่วยให้เซลล์สืบพันธุ์มีโครโมโซมที่เข้าคู่กันได้และแยกจากกันในการแบ่งเซลล์ไมโอซิส การให้กำเนิดเซลล์ใหม่เหล่านี้เป็นการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ แต่ปรากฏการณ์นี้ไม่พบในปลาดุกบิ๊กอุยตัวผู้

กลไกการจำลองชุดของจีโนม (endoreplication)

จินตนาการใหม่กับแนวทางการผลิตปลาดุกบิ๊กอุย

กระบวนการสร้างเซลล์สืบพันธุ์ในปลาดุกบิ๊กอุยตัวเมียที่สืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศอาจมีผลดีต่ออุตสาหกรรมปลาดุกในประเทศไทยด้วย หากสามารถกระตุ้นให้ลูกผสมบิ๊กอุยผลิตตัวใหม่ได้ตลอด โดยไม่ต้องผสมข้ามชนิดระหว่างปลาดุกยักษ์กับปลาดุกอุย ลดต้นทุนการเพาะเลี้ยงของปลาดุกทั้งสองชนิดที่เป็นพ่อแม่พันธุ์ และไม่เสี่ยงต่อความผิดปกติที่เกิดขึ้นจากการผสมเลือดชิด (inbreeding) หรือการผสมข้าม (outbreeding) ช่วยเพิ่มจำนวนและคุณภาพของปลาที่ใช้ในการผลิตทดแทนได้อย่างมีประสิทธิภาพ

เหรียญสองด้าน แล้วจะมีผลกระทบทางระบบนิเวศหรือไม่

เมื่อเราทราบว่าปลาดุกบิ๊กอุยมีศักยภาพสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศเพื่อเอาชนะความเป็นหมันได้ แล้วถ้าหากปลาดุกบิ๊กอุยเหล่านี้ โดยเฉพาะตัวเมียหลุดลงไปในธรรมชาติจะเป็นอย่างไร แน่นอนปลาดุกบิ๊กอุยที่อยู่ในตลาดสด หากมีคนใจบุญไปซื้อปลาหน้าเขียงมาปล่อยลงในแหล่งน้ำธรรมชาติ ปลาดุกเหล่านี้อาจขยายพันธุ์ต่อไป และสร้างปัญหาทางระบบนิเวศในฐานะที่เป็นชนิดพันธุ์ต่างถิ่น (alien species) เช่น การแข่งขันกับปลาท้องถิ่นหรือแข่งขันกับปลาดุกอุยในธรรมชาติ การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของประชากรปลาในแหล่งน้ำธรรมชาติโดยเข้ามาแย่งทรัพยากรอาหารและที่อยู่อาศัยจากปลาท้องถิ่น การเข้าไปแทนที่ปลาท้องถิ่น หรือการทำลายแหล่งที่อยู่อาศัยของปลาชนิดอื่น ซึ่งล้วนส่งผลให้เกิดความไม่สมดุลในระบบนิเวศและอาจทำลายความหลากหลายทางชีวภาพได้ ดังนั้นการรณรงค์เพื่อเพิ่มความตระหนักและทำการศึกษาผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจึงเป็นสิ่งสำคัญ เพื่อให้แน่ใจว่าจะไม่มีผลกระทบที่เป็นอันตรายต่อระบบนิเวศ

สุดท้ายความเชื่อทั้งหลายในทางวิชาการก่อนหน้าที่ว่าปลาดุกบิ๊กอุยเป็นหมัน ต้องถูกหักล้างเปลี่ยนแปลงไปด้วยการค้นพบใหม่ทางวิทยาศาสตร์ ซึ่งเปลี่ยนแนวคิดและให้คำตอบใหม่ว่าปลาดุกบิ๊กอุยอาจไม่เป็นหมัน การค้นพบทางวิทยาศาสตร์ใหม่ ๆ ในอนาคตอาจนำมาสู่การอธิบายและช่วยส่งเสริมทั้งด้านเศรษฐกิจ สังคม และสิ่งแวดล้อมได้ หากเราเชื่อในวิทยาศาสตร์

แหล่งข้อมูลอ้างอิง