แมงมุม : ใยที่ประเสริฐและพิษที่พิสดาร

วรรณกรรมเรื่อง Metamorphosis (การเปลี่ยนแปลงรูปร่าง) โดยกวี Ovid ได้กล่าวถึงการถือกำเนิดของแมงมุมว่า ที่เมือง Lydia ในประเทศกรีซ มีสตรีคนหนึ่งนามว่า Arachne ซึ่งเป็นคนที่มีฝีไม้ลายมือในการปั่นไหมและทอผ้ามาก เพราะนางได้รับการฝึกสอนโดยเทพธิดา Athena ผ้าที่นางทอจึงมีลวดลายและสีสันงดงามมาก การมีความสามารถที่สูงยิ่งนี้จึงทำให้นางได้รับการยกย่องสรรเสริญว่าเป็นคนที่มีความสามารถสูงดุจเทพธิดา

คำชื่นชมเช่นนี้ได้ทำให้ Arachne ลืมตัว จึงเอ่ยท้าเทพธิดา Athena ให้มาทอผ้าแข่งกับนาง Athena จึงทรงรับคำท้าทาย เพราะทรงคิดจะกำจัดนาง Arachne ผู้หลงตน และทรงแปลงพระองค์เป็นหญิงชราซึ่งได้เดินเข้ามาบอก Arachne ให้ขอโทษต่อ Athena ในฐานะที่ได้บังอาจล่วงเกิน แต่ Arachne ก็ไม่ฟังคำเตือน

เมื่อถึงวันแข่งขันนางได้ทอผ้าเป็นลวดลายที่แสดงการดูถูกเหยียดหยามบรรดาทวยเทพ ผลงานนี้ทำให้ Athena ทรงพิโรธมาก และปราดเข้าทำร้าย Arachne พร้อมกันนั้นก็ทรงทำลายหูกทอผ้าของ Arachne จนพังพินาศ การถูกบูลลี่เช่นนี้ได้ทำให้ Arachne รู้สึกเสียใจมาก จึงผูกคอตาย จากนั้นเทพธิดา Athena ก็ได้ใช้การตายของ Arachne เป็นตัวอย่างให้มนุษย์ทุกคนรู้ว่า อย่าได้บังอาจท้าทายเทพเจ้าอีก แล้ว Athena ก็ทรงสาปให้ Arachne กลายเป็นแมงมุมที่ห้อยตัวโตงเตงอยู่บนใยที่ตัวเองสร้าง และต้องชักใยไปจนตลอดชีวิต ด้วยเหตุนี้นักชีววิทยาจึงกำหนดให้ชั้น (class) ของแมงมุมเป็น Arachnida

นักชีววิทยาได้ประมาณการว่า โลกมีแมงมุมทั้งสิ้นประมาณ 90,000 สปีชีส์ และเราสามารถพบเห็นแมงมุมได้ในสถานที่ทุกหนทุกแห่ง ยกเว้นในทวีปอาร์กติกและทวีปแอนตาร์กติกา ซากฟอสซิลที่นักดึกดำบรรพ์วิทยาพบ ได้แสดงให้เห็นว่า แมงมุมมีบรรพสัตว์เป็นสัตว์ที่มีรูปร่างคล้ายแมงป่อง เมื่อ 380 ล้านปีก่อน และได้แยกเส้นทางการวิวัฒนาการในอีก 80 ล้านปีต่อมา เป็นสัตว์ที่มีรูปร่างคล้ายแมงมุม คือ มีแปดขา มีปาก เขี้ยว ต่อมผลิตใย และมีลำตัวที่แบ่งออกเป็นสองส่วน คือ ส่วน cephalothorax กับ abdomen

ปัจจุบันนักชีววิทยาได้แบ่งแมงมุมออกเป็น 3 กลุ่มใหญ่ คือ กลุ่มแรกเรียก Mygalomorphae ซึ่งชอบอาศัยอยู่ใต้ดิน โดยมีทั้งหมด 2,500 สปีชีส์ กลุ่มสอง คือ Liphistiidae ที่มี 97 สปีชีส์ และชอบสร้างอุปกรณ์สำหรับจับเหยื่อ และกลุ่มสาม คือ Araneomorphae ซึ่งได้แก่ พวกแมงมุมกระโดด และมีมากประมาณ 5,500 สปีชีส์ กับแมงมุมแคระ ซึ่งมี 4,500 สปีชีส์ และแมงมุมสุนัขจิ้งจอกที่มีประมาณ 2,400 สปีชีส์ ทั้งนี้จากการสังเกตดูเขี้ยวของมัน รูปทรงของอวัยวะสืบพันธุ์ รวมถึงพฤติกรรม และรูปร่างทั่วไป แต่เมื่อถึงทศวรรษของปี 1990 ผู้เชี่ยวชาญแมงมุมก็ได้เริ่มนำหลักการของวิชาพันธุศาสตร์เชิงโมเลกุล มาใช้ในการจำแนกสายพันธุ์ของแมงมุม จนได้พบความน่าสนใจอีกมากมายของแมงมุม เช่น นักชีววิทยาได้พบว่าใยที่มันใช้ในการจับเหยื่อและทำรังนั้น มีความหลากหลาย 6 รูปแบบ และคุณสมบัติที่น่าสนใจอีกประการหนึ่งของแมงมุม คือ การมีพิษในตัว และในพิษชนิดหนึ่ง ๆ อาจมีสารประกอบพิษที่แตกต่างกันได้มากถึง 1,000 ชนิด

ในอดีตเมื่อ 5 ปีก่อน นักแมงมุมวิทยาได้ศึกษาแผนที่พันธุกรรม (genome) ของแมงมุม 3 สปีชีส์อย่างสมบูรณ์ คือ สปีชีส์ golden orb – weaver , สปีชีส์ African social velvet และสปีชีส์แมงมุมบ้าน (common house spider) การศึกษานี้ได้ทำให้เราเข้าใจธรรมชาติของความหลากหลายและความซับซ้อนของใยและพิษแมงมุม จึงนับเป็นความรู้พื้นฐานของการมีพฤติกรรมที่มันใช้ในการดำรงชีวิตอย่างยั่งยืนมาจนทุกวันนี้


สำหรับประเด็นพฤติกรรม ความสามารถ และอุปนิสัยของแมงมุมนั้น ก็มีเรื่องเล่าเป็นตำนานมากมาย เช่น คัมภีร์ไบเบิลของคริสต์ศาสนาได้บรรยายเหตุการณ์ที่ทหารในกองทัพของกษัตริย์ Herod ได้รับพระราชโองการให้ฆ่าทารกเพศชายที่เกิดใหม่ทุกคน เพราะ Herod ทรงคิดว่า ทารกจะมาแย่งบัลลังก์ของพระองค์ แถลงการณ์นี้ทำให้พระนางมาเรียนำทารกเยซูไปซ่อนตัวอยู่ในถ้ำที่มีแมงมุมอาศัยมากมาย และแมงมุมได้ชักใยปิดปากถ้ำอย่างหนาแน่น เมื่อเหล่าทหารเห็นใยแมงมุมไม่ขาดหรือกระจุยกระจาย จึงคิดไปว่าคงไม่มีใครซ่อนตัวอยู่ในถ้ำเป็นแน่

ด้านสมเด็จพระเจ้า Frederic มหาราช แห่งอาณาจักร Prussia ในคริสต์ศตวรรษที่ 18 ก็ทรงรอดพ้นจากการถูกปลงพระชนม์ เพราะแมงมุมตัวหนึ่งได้ตกลงไปในถ้วยพระสุธารส แล้วสิ้นใจตาย เหตุการณ์นี้ได้ทำให้กษัตริย์ทรงรู้ว่ามีคนต้องการและตั้งใจจะปลงพระชนม์พระองค์

ในคริสต์ศตวรรษที่ 14 สมเด็จพระเจ้า Robert ที่ 1 หรือเป็นที่รู้จักกันทั่วไปในนาม Robert the Bruce ได้ขึ้นครองราชย์เป็นกษัตริย์แห่งประเทศสกอตแลนด์ และพระองค์ทรงนำกองทัพเข้าต่อสู้กับกองทัพอังกฤษ 6 ครั้ง เพื่อให้สกอตแลนด์ได้รับเอกราชจากอังกฤษ และผลปรากฎว่าพระองค์ทรงปราชัยทุกครั้ง จนต้องไปประทับซ่อนพระองค์ในถ้ำ และทรงรู้สึกท้อพระทัยมาก จนวันหนึ่งได้ทอดพระเนตรเห็นแมงมุมกำลังชักใยที่เพดานถ้ำ อย่างซ้ำไปซ้ำมาถึง 7 ครั้ง จึงสำเร็จ ในการสร้างที่อยู่อาศัยของมัน เหตุการณ์นี้ได้ทำให้พระองค์ทรงตระหนักว่าแมงมุมได้สอนให้พระองค์ทรงมีความเพียรพยายามมากขึ้น เพื่อจะทำการใหญ่ได้สำเร็จ เมื่อได้ข้อคิด พระองค์จึงเสด็จออกจากถ้ำด้วยความมั่นพระทัยมาก และทรงยกทัพไปสู้รบกับกองทัพอังกฤษอีก และทรงได้รับชัยชนะในที่สุด

ในบทบาทที่เกี่ยวกับความเชื่อโชคลาง คนทั่วโลกก็มีความเชื่อและศรัทธาแมงมุมในหลายประเด็น เช่น เวลาคนอังกฤษเห็นแมงมุมกำลังชักใยที่มีสีเงิน เขาจะเชื่อว่าเจ้า money spider ตัวนั้น จะนำทรัพย์สินเงินทองมาให้ หรือเวลาเห็นแมงมุมอพยพเข้าบ้าน นั่นแสดงว่า ดินฟ้าอากาศในวันนั้นกำลังจะเลวร้าย คนอิตาลีก็เชื่อว่า ใครก็ตามที่ถูกแมงมุมกัด จะมีสิทธิ์ตายได้ หรือเวลาแมงมุมไต่ขึ้นตามตัวของใคร นั่นหมายความว่า ฝนกำลังจะตกในเวลาอีกไม่นาน ส่วนคนฝรั่งเศสเชื่อว่า ใครได้เห็นแมงมุมตัวเป็น ๆ จะประสบโชคลาภ และใครก็ตามฆ่าแมงมุม เขาคนนั้นจะได้รับโชคร้าย ซึ่งก็ตรงกับที่ชาวอินเดียนแดง เผ่า Telon ในประเทศสหรัฐอเมริกา ซึ่งเชื่อว่าใครก็ตามที่ฆ่าแมงมุม วิญญาณของมันจะตามล้างแค้นคนฆ่า ส่วนชนเผ่า Navajo ก็มีเรื่องเล่าเช่นกันว่า เด็กหญิงชาวอินเดียนแดงคนหนึ่งได้พลัดหลงในป่า และได้เห็นว่าในหลุมลึกหลุมหนึ่ง มีสตรีแมงมุมอาศัยอยู่ และสตรีคนนั้นได้สอนให้เธอรู้วิธีทอผ้า เธอจึงได้นำความรู้นั้นไปถ่ายทอดให้ผู้หญิงทุกคนในเผ่า

สำหรับบทบาทของแมงมุม ในการช่วยรักษาคนไข้ก็มีมาก ดังเป็นที่รู้จักกันดีจากประวัติศาสตร์ว่าคนในสมัยโบราณมีการนำสัตว์หลายชนิดมารักษาโรค แมงมุมก็เป็นสัตว์ชนิดหนึ่งที่ได้ถูกนำมาใช้เป็นยา ประวัติศาสตร์ได้มีบันทึกว่า แพทย์ชื่อ Thomas Muffet ผู้มีชีวิตอยู่ในช่วงปี 1553-1609 มีลูกสาวคนหนึ่งชื่อ Patience ซึ่งเป็นคนที่ขยาดกลัวแมงมุมมาก แต่พ่อของเธอกลับชอบแมงมุมเป็นชีวิตและจิตใจ เพราะเชื่อว่าการที่สมาชิกทุกคนในบ้านไม่ล้มป่วยเป็นโรค เพราะบ้านมีแมงมุมอาศัยอยู่เป็นจำนวนมาก เขาจึงนำแมงมุมไปใส่ถุงผ้าเล็ก ๆ เพื่อใช้แขวนเป็นสร้อยคอ เพราะเชื่อว่าแมงมุมสามารถควบคุมอาการโรคทุกชนิดไม่ให้รุนแรงได้ ในเวลาต่อมาเมื่อความเชื่อเรื่องนี้มีมากขึ้น โดยคนบางคนได้ใช้วิธีกลืนตัวแมงมุม ทั้งเป็นหรือตาย


ในส่วนที่เป็นความสำคัญของใยแมงมุมในทางการแพทย์นั้น ก็เป็นที่เชื่อกันว่า ใยแมงมุมสามารถห้ามเลือดได้ เพราะใยแมงมุมที่ใช้ในการปิดปากแผล จะช่วยให้เม็ดเลือดแดงมาเกาะจับที่ใย เลือดจึงหยุดไหล ดังในบันทึกของ Pliny the Elder เมื่อค.ศ. 79 และหมอชาวบ้านในสมัยโบราณของอิตาลีก็ได้ใช้ใยแมงมุมในการหยุดเลือดของคนไข้ จนกระทั่งถึงคริสต์ศตวรรษที่ 13 โดยได้ใช้วัสดุอื่นแทน

ตามปกติแมงมุมเป็นสัตว์ที่ชอบกินเนื้อ โดยเฉพาะแมลง และชอบอาหารที่เป็นของเหลว ดังนั้นหลังจากที่มันใช้เขี้ยวกัดเหยื่อ แทนที่จะเคี้ยวเนื้อของเหยื่อในทันทีแล้วกลืนลงกระเพาะ เพื่อให้น้ำย่อยในกระเพาะละลายเนื้อนั้น มันจะขับน้ำย่อยออกมาละลายอาหารก่อน จนได้ที่แล้ว จึงใช้ปากดูดสารอาหารที่เป็นของเหลวเข้าตัว

นอกจากนี้เวลาจะจับเหยื่ออย่างมีประสิทธิภาพ แมงมุมก็ได้พัฒนากระบวนการสร้างพิษในตัว จนพิษสามารถทำให้เหยื่อหยุดเคลื่อนไหว คือเป็นอัมพฤกษ์ชั่วคราวหรือตายได้ เช่น แมงมุมแม่ม่ายสีดำ (black widow spider) ซึ่งมีชื่อเสียงโด่งดังว่าเป็นนักล่าแมลงตัวยง การวิจัยพิษของแมงมุมชนิดนี้ ได้ทำให้นักวิทยาศาสตร์รู้ว่า พิษของมัน ประกอบด้วยโมเลกุลขนาดย่อยอีกหลายร้อยชนิด และการศึกษาธรรมชาติของพิษเหล่านี้ ได้ทำให้นักวิทยาศาสตร์รู้ว่าเซลล์ประสาทในสมองของมนุษย์ทำงานอย่างไร
ในปี 1982 นักวิทยาศาสตร์ญี่ปุ่น แห่งสถาบัน Tokyo Metropolitan Institute for Neuroscience ได้ศึกษาแมงมุมที่ชอบปั่นใยเป็นม้วนกลม (orb weaver spider) และพบว่าองค์ประกอบหนึ่งของพิษที่แมงมุมนี้มี สามารถหยุดยั้งการทำงานของ glutamate ที่อยู่ในเซลล์ประสาทได้ (glutamate เป็นกรด amino ชนิดหนึ่งที่ทำหน้าที่ส่งสัญญาณระหว่างเซลล์ประสาท) ซึ่งถ้าเซลล์ใดมี glutamate มากจนเกินไป เซลล์นั้นอาจถูกทำลาย จนมีผลทำให้คน ๆ นั้นมีอาการเส้นโลหิตแตกในสมองหรือเป็น stroke หรือเป็นโรคลมชัก (epilepsy) ก็ได้ ดังนั้นตัวยาใดที่สามารถยับยั้งการทำงานของ glutamate โดยไม่มีผลกระทบข้างเคียง ก็ได้สร้างความหวังว่าสิ่งนั้นสามารถเป็นยาที่มีประสิทธิภาพในการรักษาโรคที่เกี่ยวกับระบบประสาทชนิดอื่นได้ด้วย

ด้านแมงมุมที่ปั่นใยเป็นกรวย (Agelena consociate) ก็มีวิธีการสร้างสารที่สามารถอุดช่องว่างที่ผนังเซลล์ ซึ่งใช้ในการส่งผ่าน calcium ไอออนได้ ซึ่งนี่เป็นวิธีที่เซลล์ใช้ในการสื่อสารถึงกัน ความเข้าใจในผลกระทบของกระบวนการนี้ได้ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ตระหนักในบทบาทการทำงานของสมองส่วนที่เรียกว่า cerebellum ดีขึ้น และองค์ความรู้นี้ได้นำแพทย์ไปสู่วิธีรักษาอาการผิดปกติของระบบประสาทที่เกี่ยวข้องกับการเป็นอัมพาต รวมถึงรู้วิธีรักษาโรค hyperparathyroid และโรคกระดูกพรุน (osteoporosis) ด้วย

นอกเหนือจากการที่แมงมุมมีพิษซึ่งช่วยในการสร้างยา และล้มเหยื่อแล้ว ความสามารถของแมงมุมในการล่าเหยื่อก็เป็นเรื่องที่น่าสนใจไม่แพ้กัน เช่น เวลาแมงมุมถ่มน้ำลาย (spitting spider) เห็นแมลงบินเข้ามาใกล้ มันจะพ่นน้ำลายเป็นเส้นใยยาว ออกมา ซึ่งสารพิษที่มีบนใยจะทำให้แมลงเคราะห์ร้ายนั้นหมดสติทันที และถูกมันจับกินอย่างไร้การต่อต้านใด ๆ

ส่วนแมงมุม Phrymarachne rugosa หรือแมงมุมก้อนกลม ที่มีลำตัวยาวประมาณ 9 มิลลิเมตร ใช้วิธีล่าเหยื่อโดยเกาะนิ่งบนใบไม้ และทำตัวเป็นก้อนกลมเสมือนเป็นมูลนก ซึ่งมักมีกลิ่นออกมาด้วย เพื่อล่อแมลงให้บินเข้าไปหา

ด้านแมงมุมล้อ (Carparachne aureoflava) เวลาถูกตัวต่อ (wasp) โจมตี มันจะใช้วิธีม้วนตัวกลมเหมือนลูกบอล เพื่อกลิ้งหนีลงตามเนินทราย ด้วยความเร็วตั้งแต่ 0.5-1.5 เมตร/วินาที ซึ่งความเร็วนี้อาจเทียบได้กับรถ Formula 1 ที่มีความเร็ว 200 กิโลเมตร/ชั่วโมง

แมงมุมบางสายพันธุ์ใช้วิธีปลอมแปลงตัว เช่นการเปลี่ยนสีลำตัวให้เป็นสีน้ำตาล หรือเทา หรือดำ เพื่อให้กลมกลืนกับสภาพแวดล้อมจนศัตรูมองไม่เห็น บางชนิดได้วิวัฒนาการเปลี่ยนไปจนลำตัวมีลักษณะแบนราบเหมือนใบไม้ หรือยาวเหมือนกิ่งไม้ และเปลือกไม้ที่มันใช้เป็นสถานที่ทำรัง บางชนิดได้เปลี่ยนตัวไปจนมีรูปร่างเหมือนมด (ที่ลำตัวมี 3 ส่วนและมี 6 ขา) เพราะมันตระหนักดีว่า สัตว์หลายชนิดไม่กินมด ดังนั้นมันจะยก 2 ขาหน้าของมันขึ้นเหนือหัว จึงทำให้ศัตรูเห็นมันเสมือนมีหนวด 2 เส้น ดังนั้นเวลามดตัวจริงเห็นมดปลอม จึงชอบคลานเข้าใกล้ ๆ และถูกแมงมุมจับกิน แทนที่จะได้คุยกัน

แมงมุมกับใยของมันเป็นของคู่ที่ได้ถือกำเนิดร่วมกันมาเป็นเวลานานมากแล้ว ชนพื้นเมืองของหลายชาติได้เห็นว่าแมงมุม Nephila สามารถใช้ใยที่แข็งแรงของมันจับนก hummingbird ชนพื้นเมืองบนเกาะ New Guinea ก็ได้ใช้ใยแมงมุมในการทอแหเพื่อจับปลา หรือทอเป็นหมวกสำหรับสวมใส่ ชนพื้นเมืองชาว Aborigine ในประเทศ Australia ชอบใช้ใยแมงมุมทำสายป่านของเบ็ดตกปลา และใช้ตัวแมงมุมตาย เสียบที่เบ็ดเป็นเหยื่อล่อปลา


ตามปกติใยแมงมุมมีความเหนียวมากและเป็นเส้นละเอียด จึงเหมาะสำหรับการใช้ในอุปกรณ์ต่าง ๆ เช่น เป็นเส้นตัดในการเล็งปืนและกล้องโทรทรรศน์ เพราะใยมีเส้นผ่านศูนย์กลางยาวประมาณ 0.00013 เซนติเมตร ดังนั้นจึงเหมาะสำหรับใช้เวลาจะยิงปืนหรือส่องกล้อง

ในการปั่นใย แมงมุมจะสร้างรัง โดยปล่อยใยออกมาจากรูตรงส่วนท้องก่อน เพื่อขึงเป็นเส้นนำระหว่างวัตถุ แล้วชักใยให้มาบรรจบกันตรงกลางเป็นรูปดาว จากนั้นก็ขึ้นโครงและสร้างใยส่วนที่เป็นรัศมี แมงมุมใช้เวลาประมาณหนึ่งชั่วโมงในการสร้างรัง และปั่นใยได้ยาวประมาณ 30 เมตร

สำหรับการโฆษณาเกี่ยวกับความประเสริฐของใยแมงมุมนั้นได้เกิดขึ้นเป็นครั้งแรก ตั้งแต่ปี 1710 เมื่อ François Xavier Bon de Saint Hilaire ซึ่งเป็นนักชีววิทยาชาวฝรั่งเศสได้เขียนจดหมายถึงเพื่อนของเขาว่า ใยแมงมุม มีสีสวย เป็นเงางาม และมีความแข็งแรงยิ่งกว่าเหล็กกล้าถึง 5 เท่า อีกทั้งยังสามารถนำมาบิดและดัดได้ดียิ่งกว่ายางธรรมชาติเสียอีก ดังนั้นถ้ามีใครสามารถนำใยแมงมุมไปทำเป็นเชือกขนาดใหญ่ เชือกนั้นก็จะสามารถใช้ห้อยแขวนรถยนตร์ที่มีขนาดใหญ่ได้

ต่อมาในปี 1990 นักเทคโนโลยีชีวภาพก็ได้พบวิธี clone ยีนที่มีหน้าที่สร้างใยแมงมุมได้ และได้นำยีนนั้นไปถ่ายโอนให้สิ่งมีชีวิตชนิดอื่น เพื่อสร้างใยแมงมุม (เรายังไม่มีฟาร์มเลี้ยงแมงมุมเหมือนที่เรามีฟาร์มเลี้ยงไหม เพราะแมงมุมจะกินกันเอง เวลามันหิวมาก) สิ่งมีชีวิตต่าง ๆ ได้แก่ Escherichia coli แบคทีเรีย พืช หนอนไหม และแม้กระทั่งแพะ ก็อาจมียีนที่ได้รับการตัดต่อพันธุกรรม เพื่อให้สามารถสร้างโปรตีนที่เป็นองค์ประกอบของใยแมงมุมได้ แม้โปรตีนเหล่านั้นจะสั้นกว่าโปรตีนที่ได้จากแมงมุมก็ตาม และเมื่อได้ใยแมงมุมในปริมาณมากพอแล้วบริษัทอุตสาหกรรม เช่น Adidas ก็จะสามารถผลิตรองเท้าใยแมงมุมให้นักกรีฑาใช้วิ่งได้ และใช้ใย GMO ทำเสื้อผ้าที่เบา จนผู้สวมใส่รู้สึกเสมือนไม่ได้ใส่อะไรเลย แต่เสื้อสีมุกที่สดใสสะดุดตา ก็จะเร้าใจเศรษฐีนีเงินมากทั้งหลาย ด้านบริษัท The North Face ก็ได้ผลิตเสื้อ parka ที่มีหมวกคลุมศีรษะซึ่งทำด้วยใยแมงมุม จนได้กลายเป็นสินค้าหายากและมีราคาแพง ทั้งนี้เพราะนักเทคโนโลยีปัจจุบันยังไม่ประสบความสำเร็จในการผลิตใยแมงมุมให้ได้ในปริมาณมาก


ดังนั้นนักเทคโนโลยีชีวภาพจึงได้พยายามผลิตโปรตีน ที่เป็นองค์ประกอบของใยแมงมุมจากยีสต์ แต่ก็ยังไม่ประสบความสำเร็จในระดับอุตสาหกรรม เพราะโปรตีนจาก GMO ที่ได้ยังไม่มีขนาดใหญ่ เมื่อเปรียบเทียบกับโมเลกุลของโปรตีนจากธรรมชาติ (คือ มีมวลเพียง 50-200 kilodaltons เมื่อเปรียบเทียบกับ 600 kilodaltons ของโมเลกุลจริง)

ทุกวันนี้ โปรตีนจากใยแมงมุมกำลังเข้ามามีบทบาทในทางธุรกิจแล้ว โดยเฉพาะในทางการแพทย์ และในการทำเครื่องสำอางชนิดน้ำหรือชนิดเหลว (lotion) สำหรับใช้ทาผิวหนัง และได้ถูกนำไปใช้ร่วมกับ silicone ในการทำอุปกรณ์เสริมหน้าอก เพราะโปรตีนที่ใช้นี้ เป็นกรด amino ที่มีขนาดเล็ก ดังนั้น จึงไม่สามารถรบกวนระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายได้แต่อย่างใด นอกจากนี้ก็มีการใช้โปรตีนเคลือบตัวท่อ (catheter) ที่ใช้สอดเข้าไปในร่างกายเพื่อนำของเหลวออกมา ซึ่งก็ได้ทำให้ท่อทำงานดีขึ้น
ในปี 2015 นักเทคโนโลยีชีวภาพได้ใช้ใยแมงมุมประดิษฐ์ที่มีโมเลกุล peptide เพื่อช่วยในการยึดติดกันของเซลล์ (cell adhesion) ซึ่งมีประโยชน์คือช่วยในการทำงานของปั๊มสูบฉีดฮอร์โมน insulin ในร่างกายของคนที่เป็นโรคเบาหวาน
วิวัฒนาการของแมงมุมได้สร้างใย ซึ่งเป็นชีววัตถุ (biomaterial) ที่มีความเหนียวและแข็งแรงมาก เพราะมนุษย์จะต้องใช้พลังงานมากในการทำให้ใยขาด ในภาพยนตร์เรื่อง The Spider-Man 2 เมื่อปี 2004 มีฉากหนึ่งที่มนุษย์แมงมุมได้ใช้ใยดึงรถไฟใต้ดินที่กำลังเคลื่อนที่ในอุโมงค์ โดยปราศจากคนขับให้หยุดได้ นั่นเป็นเรื่องที่เกิดขึ้นในภาพยนตร์ แต่ในชีวิตจริง ถ้าใยแมงมุมที่ถูกนำมามัดรวมกัน จนเป็นเชือกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณหนึ่งเซนติเมตร ก็สามารถทำงานได้ดีไม่แพ้ Spider-Man

ด้านแมงมุมเปลือกไม้ (Caerostus darwinii) ที่อาศัยอยู่บนเกาะ Madagascar สามารถปั่นใยได้ยาวถึง 25 เมตร โดยการยิงใยออกมา แล้วให้ลมพัดพาใยไปยังอีกสถานที่หนึ่งที่อยู่ไกลออกไปถึง 25 เมตรได้ เพราะใยนี้มียางเหนียว ดังนั้นเวลาแมลงบินมาชนใย ใยจะไม่ขาด แต่แมลงก็บินต่อไปไม่ได้ และจะติดอยู่ที่ใยของ C. darwinii นั่นเอง ณ วันนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้พบว่า ใยนี้เป็นชีววัตถุที่เหนียวที่สุดในโลก

สมบัติด้านความเหนียวของใยแมงมุมในลักษณะนี้ ได้จุดประกายให้มนุษย์มีความคิดที่จะใช้วัสดุผสมระหว่างโลหะกับใยแมงมุม เพื่อสร้างสะพาน หรือทำให้ผิวของวัสดุไม่มีสิ่งสกปรกมาเกาะจับ หรือใช้ทำอุปกรณ์ทางการแพทย์ เพราะโปรตีนที่มีในใยแมงมุม นอกจากจะทำให้มันสามารถดัดโค้งได้เหมือนพลาสติกแล้วยังโปร่งใสเหมือน silicon ด้วย ใยแมงมุมจึงเป็นวัสดุที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม สามารถนำไปใช้ในการทำแผ่นวัสดุให้แพทย์ใช้ในการปลูกถ่ายอวัยวะด้วย เพราะมันสามารถสลายตัวเองได้ ในขณะที่สาร polyester และ collagen สลายไม่ได้ ใยแมงมุมจึงสามารถใช้ในการทำเอ็นประดิษฐ์ (artificial tendon) ได้ เมื่อใยมีประโยชน์เช่นนี้ หลายคนอาจคิดจะทำฟาร์มแมงมุม แต่ก็ทำไม่ได้ เพราะเวลาแมงมุมหิว มันจะกินกันเอง ดังนั้นจึงต้องนำมันมา แล้วให้มันดมยาสลบ จากนั้นนำอุปกรณ์มาดึงใยออกจากต่อมอย่างระมัดระวัง ซึ่งถ้าโชคดีก็อาจจะได้ใยที่ยาวถึง 100 เมตร

เมื่อข้อจำกัดเป็นเช่นนี้ นักวิทยาศาสตร์จึงต้องคิดหาวิธีสร้างใยสังเคราะห์แทน โดยพยายามสังเคราะห์โปรตีนให้เหมือนโปรตีนในใยแมงมุม และหาวิธีจัดเรียงโปรตีน เพื่อจะได้ใยที่มีคุณภาพดีที่สุด

แมงมุมได้ถือกำเนิดเกิดมาในโลกเป็นเวลานานร่วม 400 ล้านปีแล้ว การมีความเฉลียวฉลาด ความขยันขันแข็งและความสามารถในการปรับตัว ได้ทำให้มันเป็นสัตว์ที่ประสบความสำเร็จในการดำรงชีพบนโลกนี้มาจนทุกวันนี้ แม้แต่ไดโนเสาร์ ซึ่งเป็นสัตว์ร่วมรุ่นกับมัน ก็ได้สูญพันธุ์ไปนานแล้ว ดังนั้นจึงเป็นที่เชื่อกันว่า วันหนึ่งในอนาคตอันไกลโพ้น ถ้ามนุษย์ต้องสูญพันธุ์บ้าง ทายาทของนาง Arachne ก็จะยังอยู่ และจะชักใย ปั่นใย ต่อไปอีกนานแสนนาน

อ่านเพิ่มเติมจาก “Web of Intrigue” โดย K. Bourgae ในวารสาร Nature ฉบับที่ 519 ประจำวันที่ 26 มีนาคม ปี 2015


สุทัศน์ ยกส้าน

ประวัติการทำงาน-ราชบัณฑิต สำนักวิทยาศาสตร์ สาขาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ และ ศาสตราจารย์ ระดับ 11 ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ, นักวิทยาศาสตร์ดีเด่นและนักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ สาขากายภาพและคณิตศาสตร์ ประวัติการศึกษา-ปริญญาตรีและโทจากมหาวิทยาลัยลอนดอน, ปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย

อ่านบทความ "โลกวิทยาการ" จาก "ศ.ดร.สุทัศน์ ยกส้าน" ได้ทุกวันศุกร์