ส่องเข้าไปในพันธุกรรม “เหี้ย”

"เหี้ย" สัตว์ที่หน้าตาน่าเกลียดน่ากลัว เป็นภัยต่อสัตว์เลี้ยงอย่าง หมู เป็ด ไก่และปลาของเกษตรกรหลายๆ คน อีกมุมหนึ่งสัตว์ชนิดนี้ก็มีหน้าตาละม้ายคล้ายคลึงกันมากกับสัตว์ในตระกูลอีกัวน่าบางสายพันธุ์ ทั้งหน้าตา นิสัย แต่ไม่ใช่แค่เพียงลักษณะที่มองเห็นจากภายนอกเท่านั้น สัตว์ตระกูลเหี้ยยังมีความมหัศจรรย์ที่ซ่อนอยู่ลึกลงไปในยีนอีกด้วย

ผศ.ดร.ครศร ศรีกุลนาถ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ เปิดเผยว่า ทำงานด้านพันธุกรรมของสัตว์ในหลายๆ กลุ่มโดยเฉพาะสัตว์เลื้อยคลาย เช่น จระเข้ งู และ เหี้ย สำหรับเหี้ยมีชื่อวิทยาศาสตร์ว่า วารานัส ซัลเวเตอร์ (Varanus salvator) ในงานวิจัยเกี่ยวกับเรื่องเหี้ยนั้นจะเป็นการใช้ข้อมูลทางด้านพันธุกรรมในการศึกษาสถานะภาพต่างๆ เพื่อใช้ประโยชน์ในเชิงพาณิชย์ เนื่องจากหนังของเหี้ยสามารถนำมาทำเป็นกระเป๋าและรองเท้าได้

"ในอดีต ต่างประเทศมีการศึกษาความสัมพันธ์ทางพันธุกรรมของกลุ่มของเหี้ย อย่างตะกวด เห่าช้าง และตุ๊ดตู๋ โดยเน้นสายพันธุ์ที่อยู่ในเอเชียตะวันออก จากนั้นก็นำข้อมูลในส่วนนี้ ไปเปรียบเทียบกับข้อมูลของเหี้ยสายพันธุ์ต่างๆ ประมาณ 50 – 60 ชนิดบนโลก” ผศ.ดร.ครศรระบุ

ผศ.ดร.ครศร เริ่มงานวิจัยด้านพันธุศาสตร์ชิ้นนี้เมื่อ 5 – 6 ปีที่แล้ว โดยมีความร่วมมือจากสำนักอนุรักษ์และวิจัย องค์การสวนสัตว์ และสวนสัตว์นครราชสีมา โดยได้ศึกษาฐานข้อมูลเกี่ยวกับเรื่องดีเอ็นเอ หรือดีเอ็นเอบาร์โค้ด (DNA barcode) เกี่ยวกับสัตว์กลุ่มมอนิเตอร์ (monitor) หรือสัตว์ตระกูลเหี้ย ที่พบในประเทศไทยตั้งแต่เหี้ยปกติ เหี้ยดำ เห่าช้าง และเหี้ยบ้าน

“ในปัจจุบันเมื่อเราต้องการพิสูจน์ชนิดต่างๆในสัตว์เลื้อคลาน โดยเฉพาะสัตว์เลื้อยคลานตระกูลอื่นๆ การพิสูจน์สายพันธุ์จะใช้ barcode of life กล่าวคือใช้ข้อมูลดีเอ็นเอมาเปรียบเทียบเพื่อดูว่าเป็นชนิดใด โดยข้อมูล barcode of life จะถูกสะสมอยู่ที่คลังเก็บที่ประเทศแคนาดา หลังจากที่ศึกษาฐานข้อมูลเรียบร้อยแล้ว เราก็สร้างงานวิจัยขึ้นมาเพื่อหาความแตกต่างของสายพันธุ์และสร้างฐานข้อมูลของชนิดพันธุ์เหี้ยด้วยการใช้ยีน ND2 ในการวิเคราะห์เปรียบเทียบกัน”

ผศ.ดร.ครศร ยกตัวอย่างเทียบค่าของยีน ND2 ของเหี้ยดำ กับ วารานัส นุชาลิส (Varanus nuchalis) พบว่ามีความแตกต่างกันอยู่ที่ 14 % ค่า ND2 ที่ต่างกันนี้ หมายความว่าความสัมพันธ์ทางพันธุกรรมของสัตว์ทั้งสองก็ต่างกัน ทำให้เราสามารถแยกชนิดของเหี้ยออกได้ ซึ่งความน่าสนใจในพันธุกรรมของสัตว์กลุ่มนี้ คือบางชนิดมีความความต่างของยีน ND2 ที่น้อยมากยกตัวอย่างเช่น ตะกวดและเหี้ยบางชนิดมีความต่างแค่ 0.004 % เท่านั้น จนดูเหมือนเป็นสัตว์ชนิดเดียวกัน

นอกจากจะใช้ยีน ND2 จำแนกชนิดแล้ว ยังใช้ยีน CO1 ได้อีกด้วย โดยยีนดังกล่าวเป็นยีนพื้นฐานที่ใช้ในการระบุชนิดหรือบ่งชี้ชนิดของสัตว์ ไม่ว่าจะเป็นกลุ่มสัตว์เลื้อยคลาน กลุ่มนก และสัตว์ประเภทต่างๆ ซึ่งค่าความแตกต่างของพันธุกรรมของสัตว์ในตระกูลนี้มีความคล้ายคลึงกันมาก ราวกับว่าเป็นชนิดเดียวกัน เช่น ตะกวดกับเหี้ยดำที่มีค่าความแตกต่างของพันธุกรรมเท่ากับ 0% ซึ่ง ผศ.ดร.ครศรให้ความเห็นว่า อาจจะเป็นเพราะว่ายีนหรือเครื่องมือที่ใช้วัดไม่มีประสิทธิภาพมากพอ

"ในเมื่อข้อมูลในระดับของยีนไม่มากพอ เราจึงต้องศึกษาในระดับจีโนมที่ใหญ่ขึ้น ด้วยการศึกษาจีโนมไมโตคอนเดรีย (Mitochondria genome) ซึ่งเป็นจีโนมขนาดเล็ก ซึ่งปัจจุบันทำสำเร็จไปแล้วประมาณ 5-6 ชนิด จากเหี้ย 10 กว่าชนิด โดยใช้เหี้ยจากสวนสัตว์แปลกที่ จ.อยุธยา ซึ่งมีเหี้ยชนิดต่างๆ จากทั่วมุมโลก" ผศ.ดร.ครศรระบุ

นอกจากความแปลกของยีนที่เหมือนกันจนแทบแยกไม่ออกแล้ว ความน่าสนใจอีกอย่างของเหี้ยคือมีไมโตคอนเดรียที่แปลกไปจากสัตว์ชนิดอื่นๆ บนโลก คือมีจุดสีดำบนจีโนมไมโตคอนเดรียสองจุด ต่างจากสัตว์อื่นๆ ที่มีจุดเดียว และในเหี้ยธรรมดาจำนวน 70 กว่าชนิด ยังพบว่าข้อมูลพันธุกรรมของจีโนมไมโตคอนเดรียจะแตกต่างออกไปในแต่ละกลุ่ม ผศ.ดร.ครศรจึงเสนอว่า ระบบพันธุกรรมของเหี้ยนั้นมีความหลากหลายมาก แม้กระทั่งในเหี้ยสปีชีส์ใกล้เคียงกัน หรือแม้แต่เหี้ยสปีชีส์เดียวกันก็ยังมีความหลากหลายมากเช่นกัน

อีกงานวิจัยหนึ่งที่ ผศ.ดร.ครศรกำลังทำอยู่คือ การศึกษาข้อมูลด้านจีโนมและข้อมูลทางโครโมโซมของเหี้ย โดยเหี้ยนั้นโครโมโซมมีอยู่ 38 แท่ง มีแท่งขนาดใหญ่ 8 คู่ และไมโครโคโมโซม 11 คู่ ซึ่งเหี้ยทุกสายพันธุ์จะมีโครโมโซมเท่ากันทุกตัว แต่ที่แตกต่างกันคือรูปร่างของโครโมโซม ทำให้เกิดคำถามสำหรับทีมวิจัยว่ากลไกใดที่ทำให้โครโมโซมมีรูปร่างที่เปลี่ยนแปลงไปได้

"หลังจากที่เราพบว่ายีนหลายยีนของเหี้ยนั้นไม่สามารถแยก ไม่สามารถพิสูจน์ความเฉพาะของเหี้ยแต่ละสายพันธุ์ได้ เราจึงได้ศึกษาโดยใช้ข้อมูลที่มีระดับข้อมูลดีเอ็นเอที่มีอัตราการกลายพันธุ์ที่สูงขึ้น (Rage Mutation) เพื่อมาดูว่าข้อมูลเหล่านี้มีความเกี่ยวข้องอย่างไรบ้างกับโครโมโซมหรือจีโนมบ้าง เมื่อศึกษาโครโมโซมของเหี้ยก็พบชุดกำกับดีเอ็นเอเป็นชุดซ้ำๆ ที่มีการกลายพันธุ์สูง ติดอยู่ตามที่ต่างๆ ของโครโมโซม เราจึงใช้ในจุดนี้เป็นเครื่องหมายในการดูโครโมโซมที่มีการเปลี่ยนแปลงและอธิบายทิศทางของการเปลี่ยนแปลงของโครโมโซมในแต่ละกลุ่มได้" ผศ.ดร.ครศรกล่าว

มาถึงระดับมหภาคเมื่อเอาเหี้ยไปเปรียบเทียบกับสัตว์กลุ่มอื่นๆ อย่างสัตว์ในกลุ่มกิ้งกา ตุ๊กแก อีกัวน่า ก็พบว่ามีรูปแบบจำนวนของโครโมโซมเท่ากัน แต่จะแตกต่างที่จำนวนคู่ของไมโครโมโซม ยกเว้นตุ๊กแกที่มีโครโมโซมขนาดใหญ่ทั้งหมด จุดสำคัญของการวิจัยโครโมโซมคือ พยายามสร้างแผนที่ยีนหรือแผนที่จีโนมขึ้นมา แล้วเปรียบเทียบทิศทางในการเปลี่ยนแปลงของโครโมโซมเหล่านี้

"เราใช้แย้ งู เป็นโมเดล เมื่อสร้างแผนที่โครโมโซมได้แล้ว ก็วางยีนลงไปตามตำแหน่งต่างๆ เนื่องจากว่าแผนที่นี้ยังเป็นข้อมูลเบื้องต้นอยู่ เราจึงวางตำแหน่งยีน 80 ยีนก่อนจากทั้งหมดประมาณ 20000 ยีน และสามารถสร้างเป็นรูปแบบคร่าวๆ ออกมา เพื่อให้ผู้ที่ต้องการศึกษาข้อมูลเชิงลึก สามารถใช้แผนที่นี้ในการเป็นข้อมูลพื้นฐานได้ และจากการศึกษายังพบอีกว่าโครโมโซมเหี้ยนั้นมีความคล้ายคลึงกับโครโมโซมงูและโครโมโซมอีกัวน่า"

อีกงานวิจัยของ ผศ.ดร.ครศร คือ การศึกษาเรื่องระบบกำหนดเพศของเหี้ย โดยทราบแค่ระบบกำหนดเพศของเหี้ยในออสเตรเลียเท่านั้น ว่ากำหนดเพศด้วยระบบ ZW คือตัวผู้จะมีโครโมโซมเป็น ZZ ส่วนตัวเมียจะเป็น ZW ส่วนเหี้ยที่อื่นโดยเฉพาะเหี้ยที่เอเชียตะวันออก ไม่มีหลักฐานมารองรับว่า มีการกำหนดเพศด้วยระบบอะไร ซึ่งปัญหานี้ยังเป็นปัญหาของนักวิจัยทั่วโลกอยู่

"เคยมีรายงานวิจัยในยุค 80 ว่า เหี้ยนั้นสามารถกำหนดเพศได้ด้วยอุณหภูมิ แต่ก็ยังไม่มีใครสามารถพิสูจน์ในเรื่องนี้ได้ เพราะการรู้ระบบกำหนดเพศ มีผลต่อการเพาะพันธุ์ค่อนข้างสูง ผู้เลี้ยงก็สามารถเลือกได้ว่า ต้องการตัวผู้หรือตัวเมีย แต่ถ้าพันธุกรรมเป็นตัวกำหนดเพศของเหี้ยเหมือนที่กำหนดในมนุษย์ ก็มีโอกาส 50 : 50 ที่จะเป็นเพศใดเพศหนึ่ง จากปัญหานี้ทำให้ไม่สามารถทำเครื่องหมาย ดีเอ็นเอในการกำหนดเพศเหี้ยได้"

นอกจากงานวิจัยสองชิ้นข้างต้น ทางทีมวิจัยของ ผศ.ดร.ครศรยังศึกษาในแง่ของการจัดการประชากร ทางทีมวิจัยได้ศึกษาความหนาแน่นของประชากร โดยศึกษาความหน้าแน่นจากประชากรต้นแบบที่ฟาร์มวารานัส ม.เกษตรศาสตร์ กำแพงแสน และอีกแห่งคือที่บางกระเจ้า โดยเหตุที่เลือกบางกระเจ้าเพราะสถานที่นั้นเป็นที่พื้นสีเขียวที่ถูกล้อมรอบด้วยเมือง ทำให้ทางทีมวิจัยอยากทราบว่า การที่เหี้ยถูกสังคมเมืองบีบให้ไปอยู่ในพื้นที่สีเขียวที่เป็นพื้นที่จำกัด จะมีผลอย่างไรกับความหลากหลายทางพันธุกรรมของเหี้ย โดยมีปัจจัยเป็นอาหารและแหล่งที่อยู่

"จากข้อมูลก่อนที่จะไปเก็บตัวอย่างมาศึกษาพบว่าความหนาแน่นของประชากรเหี้ยที่บางกระเจ้าสูงมาก ตามทฤษฎีแล้วการที่เหี้ยถูกบีบให้มารวมกันอยู่ที่บางกระเจ้าและไปไหนไม่ได้ ความหลายหลายทางด้านพันธุกรรมจะลดลงเนื่องจากไม่มีการอพยพหรือเคลื่อนย้ายไปแลกเปลี่ยนพันธุกรรมกับตัวอื่นๆ ที่อยู่ในสภาพแวดล้อมที่ต่างกัน ดังเช่นสัตว์ตัวอื่น แต่ผลปรากฏว่าความหลากหลายทางพันธุกรรมของเหี้ยยิ่งสูงขึ้นๆ เรื่อยๆ จากเหตุที่ว่าเหี้ยจากที่อื่นก็ถูกบีบให้เข้ามาอาศัยอยู่ในพื้นที่สีเขียวของบางกระเจ้าเช่นกัน จากการศึกษาข้างต้นทำให้ได้ข้อมูลด้านประชากร ข้อมูลความสัมพันธ์ทางพันธุกรรม ความถี่" ผศ.ดร.ครศรระบุถึงความรู้ที่ได้จากงานวิจัยดังกล่าว