Why don’t poisonous animals poison themselves? - Rebecca D. Tarvin

Translator: prinda kanok Reviewer: Sakunphat Jirawuthitanant

One fine day,

ในวันหนึ่ง

when Charles Darwin was still a student at Cambridge,

สมัยที่ชาลส์ ดาร์วิน ยังเป็นนักศึกษาที่เคมบริดจ์

the budding naturalist tore some old bark off a tree

ว่าที่นักธรรมชาติวิทยาผู้เก่งกาจคนนี้ ฉีกเปลือกไม้ออกจากลำต้น

and found two rare beetles underneath.

และพบด้วงหายากสองตัวด้านใน

He’d just taken one beetle in each hand when he spotted a third beetle.

เมื่อเขาหยิบตัวแรกขึ้นมา ก็มองเห็นด้วงตัวที่สาม

Stashing one of the insects in his mouth for safekeeping,

เขาจึงเก็บด้วงตัวหนึ่ง ไว้ในปากของตัวเองก่อน

he reached for the new specimen –

แล้วเอื้อมไปหยิบด้วงตัวใหม่

when a sudden spray of hot, bitter fluid scalded his tongue.

ทันใดนั้น ลิ้นของเขาก็ถูกลวก ด้วยของเหลวที่ทั้งร้อนและขม

Darwin’s assailant was the bombardier beetle.

สิ่งที่จู่โจมดาร์วินก็คือแมลงตด

หนึ่งในสัตว์หลายพันสปีชีส์

It’s one of thousands of animal species,

like frogs,

เช่น กบ แมงกะพรุน

jellyfish,

salamanders,

ซาลาแมนเดอร์ และงู

and snakes,

that use toxic chemicals to defend themselves –

ที่ใช้สารพิษในการป้องกันตนเอง

ในกรณีนี้คือการพ่นของเหลว ที่เป็นพิษออกจากต่อมในช่องท้อง

in this case, by spewing poisonous liquid from glands in its abdomen.

But why doesn’t this caustic substance, ejected at 100 degrees Celsius,

แต่ทำไมสารกัดกร่อนที่ถูกพ่นออกมา ในอุณหภูมิถึง 100 องศาเซลเซียส

hurt the beetle itself?

จึงไม่ทำร้ายด้วงเสียเอง

In fact, how do any toxic animals survive their own secretions?

หากว่ากันตามตรงแล้ว สัตว์มีพิษทั้งหลาย รอดจากสิ่งที่พวกมันปล่อยออกมาได้ยังไงกัน

The answer is that they use one of two basic strategies:

คำตอบคือ พวกมันใช้ 1 ใน 2 กลยุทธ์พื้นฐานต่อไปนี้

securely storing these compounds

นั่นคือเก็บตัวสารประกอบให้ดี

or evolving resistance to them.

หรือไม่ก็วิวัฒนาการเพื่อให้ต้านทานได้

Bombardier beetles use the first approach.

แมลงตดนั้นใช้วิธีแรก

They store ingredients for their poison in two separate chambers.

นั่นคือการเก็บส่วนผสม ของพิษไว้แยกกันใน 2 ส่วน

When they’re threatened, the valve between the chambers opens

เมื่อมันถูกคุกคาม ประตูที่กั้น ระหว่างทั้ง 2 ส่วนจะเปิดออก

and the substances combine in a violent chemical reaction

และสารก็จะผสมกัน จนเกิดปฏิกิริยาเคมีที่รุนแรง

that sends a corrosive spray shooting out of the glands,

กลายเป็นสารกัดกร่อน ที่ถูกพ่นออกจากต่อมในตัวมัน

passing through a hardened chamber that protects the beetle’s internal tissues.

ผ่านช่องแข็งที่ปกป้อง เนื้อเยื่อภายในของตัวด้วง

Similarly, jellyfish package their venom safely

แมงกะพรุนก็ใช้วิธีคล้ายๆ กัน คือการเก็บพิษให้เรียบร้อย

in harpoon-like structures called nematocysts.

ในรูปแบบคล้ายฉมวกที่เรียกว่าเนมาโทซิสต์

And venomous snakes store their flesh-eating, blood-clotting compounds

ส่วนงูพิษก็เก็บสารที่กัดกินเนื้อเยื่อ และทำให้เลือดแข็งตัว

in specialized compartments that only have one exit:

ไว้ในอวัยวะพิเศษที่มีทางออกเพียงทางเดียว

through the fangs and into their prey or predator.

นั่นคือปลายเขี้ยว ซึ่งจะส่งพิษ เข้าสู่ร่างของเหยื่อหรือนักล่า

Snakes also employ the second strategy: built-in biochemical resistance.

งูเหล่านี้ยังใช้กลยุทธ์ที่ 2 ด้วย นั่นคือ การสร้างความทนทานต่อชีวเคมีด้วยตัวเอง

Rattlesnakes and other types of vipers manufacture special proteins

งูหางกระดิ่งและงูพิษ ชนิดอื่นๆ จะผลิตโปรตีนพิเศษ

that bind and inactivate venom components in the blood.

ที่เกาะตัวเข้ากับส่วนประกอบของพิษในเลือด และทำให้พิษไม่เป็นผล

Meanwhile, poison dart frogs have also evolved resistance to their own toxins,

ในขณะเดียวกัน กบลูกศรพิษก็วิวัฒนาการ จนสามารถต้านทานพิษของมันเองได้

but through a different mechanism.

แต่ด้วยวิธีที่ต่างออกไป

These tiny animals defend themselves using hundreds of bitter-tasting compounds

สัตว์ตัวจิ๋วเหล่านี้ปกป้องตัวเอง โดยใช้สารประกอบรสขมกว่าร้อยชนิด

called alkaloids

เรียกว่าอัลคาลอยด์

that they accumulate from consuming small arthropods like mites and ants.

ซึ่งสั่งสมมาจากการกิน สัตว์ขาปล้องตัวเล็กๆ อย่างเห็บและมด

One of their most potent alkaloids is the chemical epibatidine,

หนึ่งในอัลคาลอยด์ที่รุนแรงที่สุด ที่มันผลิตได้ก็คือสารเอพิเบทิดีน

which binds to the same receptors in the brain as nicotine

ซึ่งเกาะกับหน่วยรับความรู้สึก ภายในสมองแบบเดียวกับนิโคติน

but is at least ten times stronger.

แต่รุนแรงกว่าอย่างน้อย 10 เท่า

An amount barely heavier than a grain of sugar would kill you.

หากได้รับสารนี้ในปริมาณมากกว่า น้ำตาล 1 เม็ดคุณก็ตายได้แล้ว

So what prevents poison frogs from poisoning themselves?

งั้นอะไรกันที่ทำให้เจ้ากบพิษ ต้านทานพิษที่มันสร้างขึ้นได้

Think of the molecular target of a neurotoxic alkaloid as a lock,

ลองมองว่าแม่กุญแจคือโมเลกุลเป้าหมาย ของอัลคาลอยด์ที่เป็นพิษต่อระบบประสาท

and the alkaloid itself as the key.

ส่วนกุญแจคืออัลคาลอยด์

When the toxic key slides into the lock,

เมื่อเสียบกุญแจพิษอันนี้เข้าไปในแม่กุญแจ

it sets off a cascade of chemical and electrical signals

สัญญาณทางเคมีและไฟฟ้า มหาศาลจะถูกกระตุ้น

that can cause paralysis,

ซึ่งอาจทำให้เป็นอัมพาต

unconsciousness,

หมดสติ

and eventually death.

และเสียชีวิตในที่สุด

But if you change the shape of the lock, the key can’t fit.

แต่หากเปลี่ยนรูปร่างของแม่กุญแจ ก็จะเสียบกุญแจไม่ได้

For poison dart frogs and many other animals with neurotoxic defenses,

สำหรับกบลูกศรพิษและสัตว์อื่นๆ มากมาย ที่ป้องกันตัวเองด้วยพิษต่อระบบประสาท

a few genetic changes alter the structure of the alkaloid-binding site

เพียงปรับสารพันธุกรรมเล็กน้อยก็เปลี่ยน โครงสร้างของส่วนที่อัลคาลอยด์ยึดเกาะได้

just enough to keep the neurotoxin from exerting its adverse effects.

มากพอที่จะทำให้พิษต่อระบบประสาท ไม่แสดงผลข้างเคียง

Poisonous and venomous animals

สัตว์มีพิษและสัตว์ที่ใช้พิษ

aren’t the only ones that can develop this resistance:

ไม่ได้เป็นพวกเดียวที่ต้านทานพิษได้

their predators and prey can, too.

สัตว์นักล่าและเหยื่อ ของพวกมันก็ทำได้เช่นกัน

The garter snake, which dines on neurotoxic salamanders,

งูการ์เตอร์ซึ่งกินซาลาแมนเดอร์ ที่มีพิษต่อระบบประสาท

has evolved resistance to salamander toxins

ก็วิวัฒนาการจนต้านทานพิษของซาลาแมนเดอร์ได้

through some of the same genetic changes as the salamanders themselves.

ด้วยการปรับสารพันธุกรรมบางส่วน เช่นเดียวกับซาลาแมนเดอร์

That means that only the most toxic salamanders can avoid being eaten—

ซึ่งก็แปลว่าจะมีแต่ซาลาแมนเดอร์ ที่พิษรุนแรงที่สุดเท่านั้นที่รอดตาย

and only the most resistant snakes will survive the meal.

และมีแต่งูที่ต้านพิษได้มากที่สุด ที่รอดตายจากการกินมัน

The result is that the genes providing the highest resistance and toxicity

ผลที่ได้ก็คือยีนซึ่งต้านทานพิษได้ดีที่สุด และยีนที่สร้างพิษได้รุนแรงที่สุด

will be passed on in greatest quantities to the next generations.

จะถูกส่งต่อไปยังรุ่นลูกหลาน ในปริมาณมากที่สุด

As toxicity ramps up, resistance does too,

ยิ่งพิษรุนแรงขึ้น ความต้านทานก็ยิ่งสูง

in an evolutionary arms race that plays out over millions of years.

กลายเป็นการประชันด้านวิวัฒนาการ ที่ยาวนานหลายล้านปี

This pattern appears over and over again.

รูปแบบเช่นนี้เกิดขึ้นซ้ำแล้วซ้ำเล่า

Grasshopper mice resist painful venom from scorpion prey

หนูกินแมลงต้านทานพิษอันเจ็บปวด ของแมลงป่องซึ่งเป็นเหยื่อ

through genetic changes in their nervous systems.

ด้วยการปรับสารพันธุกรรม ภายในระบบประสาทของมัน

Horned lizards readily consume harvester ants,

กิ้งก่าหนามกินมดเมล็ดพืชได้เต็มที่

resisting their envenomed sting with specialized blood plasma.

และต้านทานการกัดที่มีพิษของมด ด้วยพลาสมาชนิดพิเศษในเลือด

And sea slugs eat jellyfish nematocysts,

ส่วนทากทะเลก็กินเนมาโทซิสต์ของแมงกะพรุน

prevent their activation with compounds in their mucus,

แล้วใช้เมือกบนตัวมันเอง ป้อนกันไม่ให้เข็มพิษเหล่านี้ทำงานได้

and repurpose them for their own defenses.

จากนั้นก็นำมาใช้ป้องกันตัวมันเอง

The bombardier beetle is no exception:

แมลงตดก็ไม่ได้รับยกเว้นเช่นกัน

the toads that swallow them

กบที่กินมันเป็นอาหาร

can tolerate the caustic spray that Darwin found so distasteful.

ทนต่อสารกัดกร่อน ที่รสชาติแย่สำหรับดาร์วินได้

ด้วงส่วนใหญ่จะถูกคายออกมา หลังถูกกินไปหลายชั่วโมง

Most of the beetles are spit up hours later,

amazingly alive and well.

โดยที่ไม่เป็นอะไรเลย

But how do the toads survive the experience?

แต่คำถามที่ว่ากบพวกนั้น รอดจากการกินด้วงได้ยังไง

That is still a mystery.

นั่นยังคงเป็นปริศนา