คอสมอส ตอนที่ 4: ต้นไม้แห่งชีวิต พัฒนาการของดวงตา การสูญพันธุ์ และชีวิตต่างดาว
“วิทยาศาสตร์ทำงานอยู่บนเส้นแบ่งของความรู้ และความไม่รู้ เราไม่กลัวที่จะยอมรับในสิ่งที่เราไม่รู้ ไม่น่าอายเลยสักนิด แต่ที่น่าละอายใจที่สุดก็คือ การเสแสร้งทำเป็นรู้ว่าเรามีคำตอบทั้งหมดแล้ว” กล่าวโดย นีล ดะแกรส ไทสัน
“วิวัฒนาการไม่เพียงแต่เป็นวิทยาศาสตร์ที่เที่ยงแท้เท่านั้น แต่มันยังเป็นประสบการณ์ของจิตวิญญาณที่ทะเยอทะยาน”
Cosmos Eye ภาพเต็มๆ จาก imgur.com/a/fFC7o
ทฤษฎีวิวัฒนาการ ได้ปฏิวัติแนวคิดสุดแสนล้ำลึกที่สุดอย่างหนึ่งในวงการวิทยาศาสตร์ ของประวัติศาสตร์มนุษย์ ซึ่ง ชาลส์ โรเบิร์ต ดาวินส์ (Charles Robert Darwin) ได้เคยนำเสนอแนวคิดนี้เอาไว้มาตั้งแต่ในปี 1859 แล้ว จนมาถึงตอนนี้ความโกลาหลของการวิวัฒนาการก็ไม่เคยลดลงเลยแม้แต่น้อย
ผู้คนบางกลุ่มรู้สึกไม่สบายใจกับแนวคิดที่ว่าเราเคยมีบรรพบุรุษร่วมกับวานรทั้งหลาย และชิมแปนซีก็อยู่ใกล้ชิดกับเรามากที่สุด ในสายตาของเราพวกมันส่วนมากมักประพฤติตัวไม่ค่อยเหมาะสมสักเท่าไหร่ในพื้นที่สาธารณะ เพราะมันชอบแสดงออกถึงความต้องการเช่นเดียวกับมนุษย์แต่เปิดเผยกว่า
ความเชื่อดั้งเดิมคือพวกเราถูกสร้างขึ้นมาและแยกออกจากกันจากชิมแปนซีเหล่านี้ รวมทั้งจากสัตว์อื่นๆ ทั้งหมดบนโลก พวกเราสำคัญตัวเองว่าคือสิ่งมีชีวิตที่พิเศษสุด และอยู่เหนือกว่าทุกสิ่งอย่างไม่มีความสัมพันธ์ใดๆ ต่อกัน
แต่ปัจจุบันวิทยาศาสตร์บอกกับเราว่าแท้จริงแล้วทุกชีวิตบนโลกนั้น ล้วนสืบสายมาจากที่เดียวกันเมื่อกว่า 3 - 4 พันล้านปีที่แล้ว
คุณจะรู้สึกอย่างไรหากมีคนบอกว่า แท้จริงแล้วต้นโอ๊กที่เติบใหญ่ในป่านั้นคือมิตรสหายที่พลัดพรากไปจากเราเมื่อนานมาแล้ว
หากเราย่อส่วนเข้าไปดูภายในโครงสร้างของสิ่งมีชีวิตในระดับเซลล์ และเล็กลงไปอีก เราจะพบเข้ากับสิ่งที่คล้ายกับบาร์โค้ดของต้นโอ๊ก สิ่งนี้เปรียบเสมือนกับคู่มือที่ถูกเขียนเอาไว้โดยรหัสลับที่มีแต่เพียงชีวิตเท่านั้นที่เข้าใจมันได้
มันเป็นคู่มือที่บอกว่าต้นไม้ควรมีวิธีการเผาผลาญพลังงานจากน้ำตาลอย่างไร (Carbohydrate metabolism) หากเรานำบาร์โค้ดแห่งชีวิตนี้มาเทียบกับ DNA ของเรา เราก็จะพบกับความมหัศจรรย์ใจอย่างหนึ่งที่ไม่อาจปฏิเสธได้ นั่นคือแท้จริงแล้วทั้งต้นไม้นี้และพวกเราทุกคนล้วนแล้วแต่เป็นญาติที่พลัดพรากจากกัน
อันที่จริงไม่ได้มีแต่เพียงต้นไม้เท่านั้น เพราะหากเราย้อนกลับไปในเวลานานพอ เราจะพบว่า ชีวิตใดๆ บนโลกนี้ล้วนแล้วแต่เคยมีบรรพบุรุษร่วมกันทั้งนั้น ไม่ว่าจะเป็นผีเสื้อ หมาป่าสีเทา เห็ด ฉลาม แบคทีเรีย นกกระจอก และอื่นๆ จะเห็นได้ว่าครอบครัวของพวกเรานั้นกว้างใหญ่มาก
ชีวิตบนโลกมีความหลากหลายเหลือคณา เราสามารถแยกได้ว่าอะไรคือนกฮูก หรือหมึกยักษ์ เว้นเสียแต่ว่าพวกเราจะมีแต่ฝาแฝดเดียวกันทั้งหมดบนโลก และไม่มีใครอื่นอีกแล้วในจักรวาล ซึ่งนั่นเป็นไปไม่ได้
สิ่งนี้จึงทำให้เกิดสายพันธุ์ของสัตว์ต่างๆ ขึ้น และมีความหลากหลายทางพันธุกรรม ภายใต้เงื่อนไขของการคัดเลือกโดยธรรมชาติ (natural selection)
สภาพแวดล้อมจะเป็นผู้คัดเลือกยีนที่มีคุณสมบัติดีที่สุดให้อยู่รอด และ ขยายพันธุ์ต่อไปได้ แต่สิ่งหนึ่งที่คู่มือชีวิตของพวกเราทั้งหมดแนะนำเหมือนกันนั้นก็คือ "การย่อยสลายน้ำตาล"
ฟังก์ชันของการทำงานนี้คือพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลก เนื่องจากสิ่งนี้ถูกพัฒนาขึ้นมาก่อนที่จะเกิดรูปแบบของชีวิตที่หลากหลาย และแตกกิ่งก้านสาขาออกมาจากกัน
และนี่คือต้นไม้แห่งชีวิตของพวกเรา (Tree of Life) วิทยาศาสตร์ทำให้เรื่องนี้กลายเป็นสิ่งที่เป็นไปได้ และได้สร้างชีวิตครอบครัวต้นไม้แห่งนี้ขึ้นมาให้เรา รวมถึงสายพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ทั้งหมดบนโลก
ญาติที่ใกล้เคียงกับเรามากที่สุดอยู่บนกิ่งไม้ที่แตกกิ่งก้านมาจากที่เดียวกัน ขณะที่ลูกพี่ลูกน้องของเราอาจอยู่เลยถัดไปจากนี้ กิ่งไม้เหล่านี้คือที่อยู่ของสัตว์สายพันธุ์ต่างๆ ส่วนลำต้นของต้นไม้แสดงให้เห็นว่าพวกเรามีบรรพบุรุษร่วมกัน
ชีวิตนั้นเป็นสิ่งที่อ่อนไหว เมื่อเริ่มต้นขึ้น สภาพแวดล้อมก็จะหล่อหลอมมันขึ้นไปอีก ไปสู่รูปแบบของชีวิตที่หลากหลาย
เพียงแค่ในอาณาจักรของแมลงด้วง (beetles) นักชีววิทยาก็สามารถจัดรายการพวกมันเอาไว้ได้มากกว่า 500,000 ชนิดแล้ว ขณะที่จำนวนของแบคทีเรียนั้นไม่ต้องพูดถึง ยังมีสัตว์ และ พืช อีกมากมายหลายล้านสายพันธุ์ที่อาศัยอยู่บนโลก และส่วนใหญ่นักวิทยาศาสตร์ยังไม่รู้จักมัน
ต้นไม้แห่งชีวิตนี้มีอายุเก่าแก่กว่า 3,500 ล้านปีมาแล้ว ช่างเป็นช่วงเวลาที่ยาวนานเหลือเกินกว่าจะกลายมาเป็นพวกเราในทุกวันนี้
วิวัฒนาการสามารถทำให้สิ่งมีชีวิตอำพรางตัวเองจากเหยื่อหรือสัตว์นักล่าได้ พวกมันใช้เวลาหลายพันชั่วรุ่นเพื่อทำให้เกิดลวดลายที่ซับซ้อนต่างๆ ขึ้น และอาศัยประโยชน์จากลวดลายเหล่านี้เพื่อทำให้เกิดข้อได้เปรียบต่อการอยู่รอด
เช่นแมลงที่พัฒนาตัวเองจะดูกลมกลืนไปกับพืช หรือดอกไม้ที่พัฒนาตัวเองจนดูคล้ายกับแมลง เพื่อหลอกล่อให้ตัวต่อมาช่วยผสมเกสรให้ นี่คือพลังของการแปรสัณฐานอันน่าทึ่งของการคัดเลือกโดยธรรมชาติ
ท่ามกลางกิ่งก้านที่หนาแน่นบนต้นไม้แห่งชีวิตนี้ เราอาศัยอยู่ที่นี่ ที่ไหนสักแห่งบนกิ่งก้านเล็กๆ เหล่านี้ วิทยาศาสตร์ได้เปิดเผยให้เห็นถึงเรื่องราวของชีวิตทั้งหมดบนโลกว่าแท้จริงแล้วพวกเรามาจากจุดยืนเดียวกัน
ชาลส์ ดาร์วิน ค้นพบกลไกธรรมชาติของวิวัฒนาการ เขายืนอยู่เหนือความเชื่อที่ว่าความซับซ้อน และ ความหลากของวิธีการทำงานในชีวิต เป็นผลมาจากการออกแบบมาอย่างชาญฉลาดที่สุดของผู้ที่สร้างมันขึ้นมา เพื่อทำให้สิ่งมีชีวิตนับล้านสายพันธุ์เหล่านี้แยกออกจากกัน
เขาเห็นว่าชีวิตนั้นซับซ้อนเกินไป และวิวัฒนาการนั้นดำเนินไปอย่างไร้ทิศทาง
อย่างเช่นพัฒนาการที่ซับซ้อนของดวงตามนุษย์ เป็นตัวอย่างที่ดีที่สำหรับการทำความเข้าใจในเรื่องนี้ สิ่งจำเป็นของดวงตาก็คือ มันต้องมีกระจกตา ม่านตา เลนส์ เรตินา เส้นประสาทตา กล้ามเนื้อ และการโยงใยของเครือข่ายประสาทไปสู่สมองเพื่อตีความในสิ่งที่เห็น
จะเห็นได้ว่าสิ่งนี้ซับซ้อนยิ่งกว่าอุปกรณ์ไหนๆ ที่สติปัญญาของมนุษย์จะเลียนแบบได้ ดังนั้นจึงเป็นที่ถกเถียงกันต่างๆนาๆ ว่าดวงตาของมนุษย์ไม่ใช่ผลลัพธ์ของวิวัฒนาการอย่างไม่จงใจ
แต่กว่าเราจะรู้ถึงความจริงนั่น เราจำเป็นต้องย้อนเวลากลับไปหลายพันล้านปี ไปยังโลกที่ที่แม้แต่ดวงตาก็ยังไม่มี เพื่อศึกษาถึงเรื่องราวของต้นต่อดังกล่าว
ในจุดเริ่มต้น โลกของชีวิตนั้นมืดบอด ไร้ซึ่งดวงตา เพื่อเปรียบเทียบให้เข้าใจง่าย นี่คือโลกที่เรามองเห็นเมื่อกว่า 4,000 ล้านปีที่แล้ว ในบ่อน้ำหรือใต้ท้องทะเลที่กว้างใหญ่ที่ไหนสักแห่งบนพื้นโลก
จนกระทั่งเวลาได้ผ่านไปหลายร้อยล้านปี มีอยู่มาวันหนึ่ง ได้เกิดข้อผิดพลาดของกระบวนการคัดลอกชีวิตในระดับที่เล็กจิ๋วของแบคทีเรียตัวหนึ่ง บัดนี้รหัสของชีวิตได้รับการแก้ไข
อันที่จริงแล้วมันคือการกลายพันธุ์แบบสุ่มที่ไปทำให้จุดของโมเลกุลโปรตีนเฉพาะบนตัวของมันเกิดมีความอ่อนไหวต่อแสงขึ้น
แบคทีเรียนั้นเปราะบางมากเพียงแค่แสงอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์เพียงเล็กน้อยที่หลุดรอดเข้ามาก็อาจทำให้ DNA ของพวกมันแตกสลายได้ นี่จึงเป็นสาเหตุว่าทำไมแบคทีเรียที่ไวต่อแสงถึงสามารถหนีพ้นไปจากภัยอันตรายนี้ได้
ข้อมูลที่ได้รับนี้ทำให้พวกมันสามารถแยกแยะได้ว่าอะไรคือกลางวัน หรือ กลางคืน และการที่พวกมันรู้ถึงข้อได้เปรียบนี้ จึงทำให้มีโอกาสอยู่รอดได้มากกว่า และสามารถส่งต่อคู่มือการใช้ชีวิตเช่นนี้ไปสู่ในรุ่นหลานถัดไป
เมื่อเวลาผ่านไปประชากรของแบคทีเรียที่กลายพันธุ์ก็เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว จนกระทั่งมีจำนวนที่มากกว่าแบคทีเรียกลุ่มเดิมที่อาศัยอยู่ตามพื้นผิวของน้ำ
เมื่อเวลาผ่านไปโปรตีนที่ไวต่อแสงเหล่านั้น ก็ได้กลายสภาพมาเป็นจุดของสีที่เข้มขึ้น (ทำให้สามารถซึมซับแสงได้มากกว่าเดิม) สิ่งนี้ช่วยพวกมันสามารถแยกแยะรายละเอียดของแสงได้ดีขึ้น ซึ่งเป็นพัฒนาการที่จำเป็นต่อการค้นหาแหล่งอาหาร
วิวัฒนาการของดวงตายังคงดำเนินต่อไป เช่นเดียวกับความหลากหลายของเซลล์ในสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนขึ้นไปอีก
หนอนตัวแบน (Flatworm) ได้พัฒนาให้จุดสีเข้มที่ไวที่ต่อแสงนี้บุ๋มลึกลงไปเล็กน้อยเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการดักจับแสง ทำให้แยกแยะได้ว่าอะไรคือเงาสะท้อน หรือแสงที่มาจากดวงอาทิตย์โดยตรง ขณะนี้มันสามารถมองเห็นวัตถุแบบหยาบๆ ใต้น้ำได้แล้ว ซึ่งเป็นประโยชน์มากต่อการค้นหาอาหาร แถมยังช่วยให้มันสามารถหลบเลี่ยงจากนักล่าที่ตัวใหญ่กว่าได้อีกด้วย
หลายพันรุ่นถัดมา สิ่งต่างๆ เริ่มชัดเจนขึ้น เมื่อร่องของจุดรับแสงนี้ได้เคลื่อนเข้าไปอยู่ในส่วนที่ลึกลงไปอีก จนพัฒนากลายไปเป็นหลุมที่มีช่องเปิดรับแสงอยู่ด้านบน
การคัดเลือกโดยธรรมชาติค่อยๆ แกะสลักดวงตาขึ้นมาทีละเล็กทีละน้อย ต่อมาช่องเปิดรับแสงด้านบนนี้ก็ค่อยๆ ขยับแคบลงมาเรื่อยๆ จนรูรับแสงมีขนาดที่เล็กลง
ขณะเดียวกันดวงตาก็เริ่มสร้างเยื่อหุ้มที่โปร่งใสมาคอยป้องกันช่องรับแสงดังกล่าวด้วย ซึ่งขณะนี้สิ่งมีชีวิตจะเริ่มมองเห็นภาพลางๆ แบบกลับหัวอยู่ภายในดวงตาที่เปราะบางได้แล้ว
ต่อมาสิ่งมีชีวิตได้พัฒนาม่านตาขึ้นอีก เพื่อให้สามารถปรับความเข้มของแสงได้ตามที่ต้องการ เช่นม่านตาจะขยายออกเมื่อเมื่อสภาพแวดล้อมนั้นมีแสงน้อย และในทางกลับกันม่านตาจะหดตัวลงเมื่อแสงจากภายนอกนั้นสว่างจ้าเกินไป ความยืดหยุ่นของดวงตาในลักษณะนี้ทำให้มันสามารถมองเห็นภาพได้ชัดเจนมากยิ่งขึ้น
ในช่วงแรกการพัฒนาของดวงตานั้นสำคัญมาก ผู้เข้าแข่งขันในแต่ละคนจะได้เปรียบกว่ากันก็ต่อเมื่อ สามารถมองเห็นได้ละเอียดกว่าและไกลกว่าเท่านั้น จึงจะเป็นผู้ที่อยู่รอดได้ดีที่สุด
และแล้วคุณสมบัติใหม่ที่ยอดเยี่ยมของดวงตาก็ถูกพัฒนาขึ้นไปอีกขั้น เมื่อวุ้นใสในตาที่อยู่ใกล้กับรูรับแสงได้ก่อตัวกลายมาเป็นเลนส์ (ลักษณะดวงตาเช่นนี้ได้รับการพัฒนาขึ้นเป็นครั้งแรกโดยปลาในยุคโบราณ) ขณะเดียวกันรูรับแสงก็ถูกขยายออกเพื่อยอมให้แสงสามารถลอดผ่านเข้ามาได้มากขึ้น และในตอนนี้สิ่งมีชีวิตของเราก็สามารถมองเห็นภาพที่มีความละเอียดสูงแบบทั้งใกล้และไกลได้แล้ว
แต่สิ่งเลวร้ายก็เกิดขึ้น คุณเคยสังเกตกันไหมว่าหลอดในแก้วน้ำเมื่อมองมาจากพื้นผิวนั้นจะเป็นเช่นไร แน่นอนว่ารูปร่างของหลอดจะเปลี่ยนไป อันเนื่องมาจากแสงที่โค้งไปตามตัวกลางสสารที่มีความหนาแน่นแตกต่างกันมากๆ อย่างเช่นน้ำ และ อากาศ
เดิมทีดวงตาของเรานั้นถูกพัฒนาขึ้นมาเพื่อให้มองเห็นเพียงแค่โลกในใต้น้ำเท่านั้น และของเหลวในตาที่ได้รับการออกแบบมาอย่างประณีตนีนี้ ก็ถูสร้างขึ้นมาเพื่อขจัดความบิดเบี้ยวของแสงที่โค้งงอดังกล่าว
แต่สำหรับสิ่งมีชีวิตที่อยู่บนบก ภาพที่เห็นส่วนใหญ่คือแสงที่เดินทางผ่านตัวกลางที่เป็นอากาศแห้ง ในขณะที่ดวงตาก็ยังคงมีน้ำที่เป็นของเหลวอยู่ภายใน นี่จึงทำให้แสงยังคงหักเหอยู่ภายในดวงตา ผลก็คือทำให้ทุกอย่างที่เห็นบนบกเกิดความผิดเพี้ยนไปหมด
เมื่อบรรพบุรุษสะเทือนน้ำสะเทือนบกของเราเดินทางออกมาจากบ้านเกิดที่เป็นพื้นน้ำสู่พื้นดิน เริ่มแรกการมองเห็นของพวกเขาบนบกนั้นแย่มาก
เราชอบคิดว่าดวงตาของเรานั้นล้ำสมัย แต่ในช่วง 375 ล้านปีที่แล้ว เราแทบมองไม่เห็นอะไรไปไกลเกินกว่าสิ่งที่อยู่ตรงปลายจมูกเลยด้วยซ้ำ หรือแม้แต่การมองเห็นรายละเอียดในที่มืด ในแบบที่ปลาจะสามารถมองเห็นได้
เมื่อเราละทิ้งผืนน้ำ ทำไมธรรมชาติถึงไม่เริ่มต้นใหม่อีกครั้ง โดยการพัฒนาดวงตาขึ้นมาใหม่แทนที่อันเก่า เช่นการพัฒนาดวงตาเฉพาะให้สามารถมองเห็นได้ในอากาศ อย่างไรก็ตามนั้นไม่ใช่วิถีแห่งธรรมชาติ
วิวัฒนาการได้เปลี่ยนโครงสร้างที่มีอยู่แต่เดิมผ่านหลายชั่วอายุคน โดยการค่อยๆ ปรับเปลี่ยนไปทีละเล็กทีละน้อย สิ่งนี้คล้ายกับการระบายสี หากเริ่มต้นไปแล้วคงเป็นการยากที่จะนำกลับมาแก้ไขใหม่ ซึ่งจะง่ายกว่าหากทาสีทับลงไป
ในขั้นตอนของพัฒนาการดวงตา ในส่วนไหนที่ทำงานได้ดีอยู่แล้วมันจะถูกเก็บรักษาไว้เพื่อพัฒนาต่อยอดไปอีก เพื่อค้นหาวิธีที่ดีที่สุดสำหรับการอยู่รอด
เราสามารถเห็นความหลากหลายของดวงตาที่ถูกพัฒนาขึ้นมาในสิ่งมีชีวิตแทบจะทุกชนิดบนโลก
ในความเป็นจริงแล้วการเกิดขึ้นของดวงตา และชีววิทยาทั้งหมดบนโลกนั้นจะไม่สมเหตุสมผลเลยหากปราศจากวิวัฒนาการ
บางคนอ้างว่าวิวัฒนาการนั้นเป็นเพียงแค่ทฤษฎีราวกับความเชื่อ อย่างไรก็ตามหากเรามองว่าทฤษฎีแรงโน้มถ่วงนั้นคือสิ่งสากล ถ้าให้เทียบแล้วทฤษฎีวิวัฒนาการก็คือความเป็นจริงของวิทยาศาสตร์เช่นเดียวกัน
วิวัฒนาการนั้นมีอยู่จริงๆ และสิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลกล้วนแล้วแต่อยู่ในเครือญาติเดียวกันของครอบครัวขนาดใหญ่ที่ชื่อว่า “Life”
“วิวัฒนาการไม่เพียงแต่เป็นวิทยาศาสตร์ที่เที่ยงแท้เท่านั้น แต่มันยังเป็นประสบการณ์ของจิตวิญญาณที่ทะเยอทะยาน” กล่าวโดย นีล ดะแกรส ไทสัน (Neil deGrasse Tyson)
ในบางครั้งวิวัฒนาการก็มาถึงจุดที่มืดบอดเพราะไม่สามารถคาดการณ์หรือปรับให้เข้ากับเหตุภัยพิบัติที่เกิดขึ้นได้อย่างทันท่วงที กิ่งก้านบางส่วนของต้นไม้แห่งชีวิตจึงต้องแตกหักออกไป
สิ่งมีชีวิตจำนวนมากเคยดับสูญไปแล้วจากมหันตภัยร้ายแรงที่เกิดขึ้นในอดีต สิ่งนี้ยังคงเป็นอุทาหรณ์ให้สำหรับชีวิตที่เหลืออยู่ว่า “ไม่มีอะไรแน่นอน” แม้คุณจะทำดีที่สุดแล้วก็ตาม
ในแต่ละวันทุกๆ หนึ่งในล้านของสายพันธุ์ที่ยังมีชีวิตอยู่ในทุกวันนี้ และอาจมีอีกหลายพันชนิดที่ดับสูญไปก่อนหน้า ส่วนใหญ่ล้มตายไปจากการแข่งขันเพื่ออยู่รอด แต่ก็มีอยู่ไม่ใช่น้อยที่สูญสิ้นไปด้วยเหตุภัยพิบัติร้ายแรงอย่างไม่อาจฟื้นคืนกลับมาได้
ในตลอด 500 ล้านปีที่ผ่านมา ได้เกิดการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่มาแล้วถึง 5 ครั้งบนโลก แต่ครั้งที่เลวร้ายที่สุดเกิดขึ้นเมื่อ 250 ล้านปีที่แล้ว ในยุคเพอร์เมียน ซึ่งคือจุดสิ้นสุดของยุคสมัยอย่างแท้จริง
ไทรโลไบต์ (Trilobite) เป็นสิ่งมีชีวิตดำบรรพ์ที่มีชื่อเสียง (เป็นรองเพียงแค่ไดโนเสาร์) มันปรากฏครั้งแรกในยุคแคมเบรียนตอนต้น ในยุคนั้นมันคือเจ้าแห่งท้องทะเลที่แท้จริง ประชากรของมันครอบคลุมทั่วท้องมหาสมุทร
จะเรียกได้ว่ามันคือหนึ่งในกลุ่มของสิ่งมีชีวิตแรกๆ ที่เริ่มพัฒนาการดวงตาขึ้นมา พวกมันประสบผลสำเร็จเป็นอย่างดีเลยทีเดียวในเรื่องของการเอาตัวรอด อาณาจักรของมันยืนยงมากกว่า 270 ล้านปี!
ครั้งหนึ่งโลกเคยถูกยึดครองด้วย ไทรโลไบต์ แต่ในตอนนี้พวกมันทั้งหมดสูญพันธุ์ไปหมดแล้ว พวกมันถูกกำจัดไป พร้อมๆ กับสายพันธุ์ของสัตว์อีกจำนวนนับไม่ถ้วนจากเหตุภัยพิบัติทางธรรมชาติ ว่ากันว่าหายนะนั้นเริ่มต้นขึ้นที่การระเบิดของภูเขาไฟครั้งใหญ่ที่ไซบีเรีย (Siberian Traps)
โลกในตอนนั้นแตกต่างกันอย่างมากกับในทุกวันนี้ มหาทวีปถูกเชื่อมเป็นหนึ่งเดียว ขณะที่พื้นที่ในส่วนที่เหลือกลายเป็นมหาสมุทรอันกว้างใหญ่
ลาวาที่ไหลล้นอย่างไม่ขาดสาย ได้สร้างขุมนรกออกมาจนสามารถครอบคลุมยุโรปตะวันตกได้ทั้งหมด
เป็นเวลากว่าหนึ่งพันปีของการปะทุนับร้อยๆ ครั้ง มันได้สร้างมลภาวะของหินหนืด และ เถ้าถ่าน ออกมาปกคลุมโลก
คาร์บอนไดออกไซด์ และ ก๊าซเรือนกระจกอื่นๆ ได้เปลี่ยนให้โลกร้อนขึ้นอย่างกะทันหัน กระแสน้ำในมหาสมุทรหยุดไหลเวียน และแบคทีเรียที่เป็นพิษ (Noxious bacteria) ก็แพร่กระจายไปอย่างรวดเร็ว
สิ่งมีชีวิตเกือบทุกชนิดที่อาศัยอยู่ในน้ำล้มตายไปจนหมด และเมื่อก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ถูกพ่นขึ้นมาจากพื้นน้ำสู่อากาศ ก็ส่งผลทำให้สัตว์บกจำนวนมากต้องทนทุกข์ทรมานกับสภาวะขาดอากาศหายใจ
9 ใน 10 ของสายพันธุ์ทั้งหมดที่เคยอาศัยอยู่บนโลก สูญพันธุ์ไปจากเหตุการณ์ในครั้งนี้ และเราเรียกมันว่า “การตายครั้งมโหฬาร” (The Great Dying)
การกวาดล้างของสิ่งมีชีวิตในครั้งนั้น โลกต้องใช้เวลาไปอีกราว 10 ล้านปี กว่าจะสามารถคืนสภาพกลับมาได้ แล้วรูปแบบชีวิตใหม่ก็ค่อยๆ วิวัฒนาการขึ้นมาอีกครั้ง เพื่อเติมเต็มช่องว่างที่เหลือจากการฆ่าล้างเผ่าพันธุ์ในยุคเพอร์เมียน
ในบรรดาของผู้ชนะที่ยิ่งใหญ่ที่สุดถัดมาก็คือ “ไดโนเสาร์” บัดนี้ดาวเคราะห์โลกได้กลายเป็นของมันแล้ว อาณาจักรของพวกมันเกรียงไกรมานานกว่า 150 ล้านปี เจ้าในที่สุดบัลลังก์ของมันก็โค่นลง
จะเห็นได้ว่าชีวิตบนโลกนั้นได้ก้าวผ่านห้วงเวลามาไกลพอสมควรกว่าจะมาถึงในยุคของเรา นี่แสดงให้เห็นถึงความดื้อรั้น และ ทะเยอทะยานอย่างเหลือเชื่อของสิ่งมีชีวิต
เราสามารถค้นพบชีวิตได้แทบจะทุกที่บนโลก แม้แต่ในที่ที่ไม่คิดว่าจะสามารถอยู่รอดได้ อย่างเช่นในบ่อน้ำเดือด ในก้อนน้ำแข็ง หรือแม้แต่ในพื้นดินที่แห้งแล้งที่สุดที่ไม่มีน้ำแม้แต่หยดเดียว ไม่เพียงเท่านั้นมันยังสามารถเอาตัวรอดได้สุญญากาศหนาวเหน็บเต็มไปรังสีอันตรายในอวกาศ และสิ่งมีชีวิตที่ว่านี้ก็คือ ทาร์ดิเกรด (tardigrade) หรือ หมีน้ำ (water bear)
บ้านของมันอาศัยอยู่ในร่องลึกที่สุดของท้องทะเลทะเล และยอดภูเขาที่สูงเสียดฟ้า โดยเฉพาะสวนหลังบ้านของเราที่เต็มไปด้วยตะไคร่น้ำ นั่นคือสวรรค์ของมันเลยเชียว
คุณอาจไม่สังเกตเห็นมันเลย เนื่องจากพวกมันมีขนาดเล็กมากหรือขนาดประมาณเท่าหัวเข็ม แต่ต้องยอมรับว่าพวกมันอึดจริงๆ
ทาร์ดิเกรด คือหนึ่งในสิ่งมีชีวิตที่เรารู้ว่า มันสามารถอยู่รอดพ้นจากการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ได้ถึง 5 ครั้ง นี่ก็เท่ากับว่าพวกมันอยู่มันนานกว่าครึ่งพันล้านปีแล้ว
เราอาจคิดว่าชีวิตนั้นช่างจู้จี้จุกจิกเหลือเกิน ทำไมต้องยึดติดอยู่กับแค่สภาพแวดล้อมเช่นนั้น ไม่ร้อน ไม่หนาว ไม่มืด หรือเค็ม หรือเป็นกรด หรือมีกัมมันตรังสีมากเกินไป หรือสภาพอะไรก็ตามที่คุณอยากเสริมปรุงแต่งลงไปในนี้ และที่ขาดไม่ได้ก็คือน้ำ
แต่เราคิดผิดถนัด เพราะทาร์ดิเกรดแสดงให้เราเห็นแล้วว่าเงื่อนไขต่างๆ ข้างต้น ไม่ส่งผลกระทบต่อการดำรงอยู่ของมันเลย มันสามารถทนต่อสภาพแวดล้อมต่างๆ ได้ ซึ่งในบางสภาวะเหล่านั้นสำหรับมนุษย์แล้วหมายถึงความตาย!
อย่างไรก็ตามแม้การใช้ชีวิตระหว่างเราจะแตกต่างกันสุดขั้ว แต่สิ่งที่ยืนอยู่บนจุดยืนเดียวกันก็ยังสามารถพบเห็นได้อยู่ มันคือรหัสพันธุกรรมของชีวิตโลก หรือเราจะเรียกมันว่าเป็นภาษาสากลของชีวิตก็ได้
หลายคนอาจจะสงสัยว่า แล้วชีวิตในโลกต่างดาวจะมีหน้าตาเป็นอย่างไร?
โลกที่มีประวัติศาสตร์ต่างไปจากเราอย่างสิ้นเชิง กิจกรรมทางเคมี และ วิวัฒนาการจะยังคงเหมือนกับสิ่งที่เกิดขึ้นบนโลกไหม?
เพื่อค้นหาคำตอบเราอาจมองไปที่ดวงจันทร์ไททัน มันคือดาวบริวารของดาวเสาร์ และยังถูกจัดอันดับให้เป็นดวงจันทร์ที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะเป็นอันดับ 2 เป็นเพียงแค่ดวงจันทร์แกนีมีดของดาวพฤหัสบดี
(ดวงจันทร์ไททันมีเส้นผ่านศูนย์กลางอยู่ที่ 5,150 กิโลเมตร ขณะที่แกนีมีดคือ 5,268 กิโลเมตร ขนาดของมันต่างกันนิดเดียวเอง)
แม้ว่าไททันจะมีสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกับโลกอย่างมาก แต่คาดว่าชีวิตอาจสามารถพัฒนาขึ้นได้ที่นี่ แล้วถ้าเป็นเช่นนั้นจริง รับรองว่ามันจะต้องพิเศษกว่าชีวิตบนโลกเป็นไหนๆ
ดวงจันทร์ไททันถูกปกคลุมไปด้วยเมฆและหมอก พื้นดินของมันถูกซ่อนเอาไว้ไม่ให้เราเห็นอย่างสมบูรณ์ (ต้องใช้วีธีการสำรวจทางเรด้า หรือส่งยานลงไปสำรวจโดยตรง ซึ่งอาจเกิดขึ้นภายในไม่กี่ทศวรรษนี้)
ชั้นบรรยากาศของดาวถูกปกคลุมเต็มไปด้วยไนโตรเจนเป็นส่วนใหญ่เช่นเดียวกับองค์ประกอบในชั้นบรรยากาศของโลก อย่างไรก็ตามมันมีความหนาแน่นมากกว่าบนโลกถึง 4 เท่า
อากาศบนไททันแทบไม่มีออกซิเจนอยู่เลย แถมเย็นกว่าทุกๆ ที่บนโลกอีกด้วย (ในปี ค.ศ. 2005 ยานลงจอดเฮยเคินส์ (Huygens landing) ที่แยกตัวออกมาจากยานกัสซีนี (Cassini) เคยไปเยือนมันมาแล้ว)
ทะลุผ่านลงไปในชั้นหมอกควันหลายร้อยกิโลเมตร เราจะเริ่มมองเห็นสภาพพื้นผิวของดาว แล้วเราจะแปลกใจเพราะมันดูคล้ายกับสถานที่ไหนสักแห่งพื้นบนโลกมาก ดวงจันทร์ไททันนั้นเป็นโลกต่างดาวแห่งเดียวในระบบสุริยะที่ค้นพบว่ามีฝนตกอยู่
และการที่ฝนตกนี่เองจึงทำให้เกิดลำธาร และแนวชายฝั่งขึ้น ไททันนั้นมีทะเลสาบอยู่นับร้อยแห่ง และหนึ่งในนั้นก็มีขนาดใหญ่กว่าทะเลสาบสุพีเรีย (Lake Superior) ในอเมริกาเหนือเสียอีก
กิจกรรมของน้ำเกิดขึ้นแทบไม่ต่างอะไรกับบนโลก ไอน้ำที่ก่อตัวจากทะเลสาบระเหยขึ้นไปกลายเป็นเมฆ ก่อนที่จะควบแน่นตกลงมากลายเป็นฝนอีกครั้ง วงจรเช่นนี้ได้กำเนิดแม่น้ำขึ้นมา และกัดเซาะพื้นดินกลายเป็นหุบเขา ทุกอย่างเหมือนกันกับโลกไม่มีผิดเพี้ยน
แต่มีหนึ่งสิ่งที่แตกต่าง คือ ทะเล และ ฝน บนดวงจันทร์ไททัน ไม่ได้ถูกสร้างขึ้นมาจากน้ำอย่างที่เรารู้จักกันบนโลก แต่เป็นมีเทน และ อีเทน
ซึ่งโมเลกุลเหล่านี้หากอยู่บนโลกมันจะอยู่ในสถานะของแก๊ส แต่บนไททันที่มีความหนาแน่นมหาศาล และอยู่ห่างไกลจากดวงอาทิตย์มากเช่นนี้ จึงทำให้ มีเทน และ อีเทน กลายสภาพไปเป็นของเหลว
อันที่จริงแล้วไททันก็มีน้ำอยู่มากเลยทีเดียว แต่ส่วนใหญ่อยู่ในรูปแบบน้ำแข็ง อันที่จริงแล้วภูเขา และ ภูมิประเทศส่วนใหญ่ข้างล่างนั่นถูกสร้างขึ้นมาจากน้ำแข็งเป็นหลัก สถานที่แห่งนี้หนาวเย็นมาก อุณหภูมิเฉลี่ยคือ −179.5 °C ซึ่งเป็นสภาพแวดล้อมที่ยากเกินกว่าที่น้ำจะคงรูปเป็นของเหลวอยู่ได้
นักชีวะดาราศาสตร์นับตั้งแต่ คาร์ล เซแกน เคยสงสัยว่า ถ้าชีวิตสามารถแหวกว่ายอยู่ภายใต้ทะเลสาบไฮโดรคาร์บอนเช่นนี้ได้ แล้วพวกมันจะมีหน้าตาเป็นอย่างไร?
แต่ที่เรารู้แน่ๆ ก็คือพื้นฐานทางเคมีสำหรับชีวิตจะแตกต่างไปจากที่เรารู้จักกันบนโลกอย่างสิ้นเชิง
เนื่องจากว่าการเกิดขึ้นของทุกชีวิตบนโลกล้วนต้องอาศัยน้ำที่เป็นของเหลว ในขณะที่พื้นผิวของดวงจันทร์ไททันไม่อาจมีสภาพเช่นนั้นให้ได้
แต่ด้วยความรู้ทางวิทยาศาสตร์ของเรา เราสามารถจินตนาการได้ว่าชีวิตจะถูกสร้างขึ้นมาได้อย่างไร เช่นชีวิตในที่แห่งนี้อาจใช้ไฮโดรเจนในการหายใจแทนที่ออกซิเจน และหายใจออกมาเป็นมีเทนแทนคาร์บอนไดออกไซด์ และพวกมันอาจใช้อะเซทิลีนเป็นแหล่งพลังงานแทนที่น้ำตาล
แล้วเราจะรู้ได้อย่างไรล่ะว่าจะมีสิ่งมีชีวิตดังกล่าวอยู่จริง บางทีคำตอบอาจอยู่เบื้องล่างของทะเลที่กว้างใหญ่ที่สุดที่ชื่อ คราเคน มาเร (Kraken Mare - ตั้งตามชื่อของสัตว์ประหลาดแห่งท้องทะเลนอร์สในตำนาน (Kraken norse sea monster)) ก็เป็นได้
มีสิ่งหนึ่งที่สำคัญที่จะเล่าให้ฟังก่อนจะจากกันในพาร์ทนี้ และมันคือเรื่องราวของวิทยาศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดนับตั้งแต่เคยเล่ามา และมันก็เกี่ยวข้องกับเรื่องราวชีวิตของพวกเราทั้งหมด ย้อนกลับไปราวๆ 4,000 ล้านปีก่อน ก่อนที่ชีวิตจะถือกำเนิด
โลกที่แทบไม่มีสิ่งใดนอกจากพื้นดินและพื้นน้ำ นี่คือสภาพโลกของเราในตอนนั้น อันที่จริงไม่มีใครรู้หรอกว่าชีวิตนั้นเริ่มต้นขึ้นมาได้อย่างไร หรือที่ไหน เพราะหลักฐานส่วนใหญ่ไม่หลงเหลือให้เราเห็นอยู่แล้วในทุกวันนี้ (เนื่องจากผุสลายไปตามกาลเวลา)
“ดังนั้นวิทยาศาสตร์จึงยืนอยู่ระหว่างขอบเขตของความรู้ และความไม่รู้ เราไม่กลัวที่จะยอมรับในสิ่งที่เราไม่รู้ ไม่น่าอายเลยสักนิด แต่ที่น่าละอายใจที่สุดก็คือการเสแสร้งทำเป็นรู้ว่าเรามีคำตอบทั้งหมดแล้ว บางทีอาจมีใครบางคนกำลังเฝ้ามองสิ่งนี้อยู่ และอาจเป็นคนแรกที่ไขปริศนานี้สำเร็จ ว่าชีวิตถือกำเนิดขึ้นมาบนโลกได้อย่างไร” กล่าวโดย นีล ดะแกรส ไทสัน
วิดีโอบรรยาย
ข้อมูลเสริม: หลักฐานจากสิ่งมีชีวิตจำพวกจุลินทรีย์บ่งบอกว่าบรรพบุรุษของพวกมันก่อตัวขึ้นมาจากในพื้นที่ที่มีอุณหภูมิสูง ดังนั้นบางทีชีวิตบนโลกอาจจะถือกำเนิดขึ้นมาจากบ่อน้ำร้อนที่ไหนสักแห่งก็เป็นได้ หรือรอบๆ ปล่องภูเขาไฟใต้น้ำ
เรียบเรียงจาก Cosmos: A Spacetime Odyssey: Some of the Things That Molecules Do
(ข้อมูลได้รับการอัปเดตแล้ว)
- 2
ดูเพิ่มเติมในซีรีส์
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
