5 แกนหลักของชีวิต/ พอล เนิร์ส ผู้ชนะรางวัลโนเบล
The 5 core
principles of life | Nobel Prize-winner Paul Nurse
https://youtu.be/5EwVBC3VsRA?si=wln_LocJUd7TZUnj
ไม่มีคำจำกัดความของคำว่าชีวิตที่ดีมากจริงๆ(there isn’t really a very good definition of life).
อะไรคือความแตกต่างระหว่างบางอย่างที่มีชีวิต(the
different between something that’s alive), กับบางอย่างที่ไม่ได้มีชีวิต(something
that isn’t alive)?
คุณอาจคิดว่านี้เป็นคำถามที่ค่อนข้างง่ายที่จะตอบ(a
rather simple question to answer), แต่ในความจริงแล้ว(in
fact), มันไม่ได้ง่ายที่จะตอบ(isn’t easy to answer).
ควรจะถูกพูดได้ว่า, ผมนั้น, ไม่ด้วยประการใดเลย, เป็นบุคคลแรก(by
no means the first person)ที่ได้พินิจวินิจฉัยในคำถามนี้(to
have considered this question).
และถ้าคุณดูที่ในวิกิพีเดีย(Wikipedia)หรือในพจนานุกรม(a dictionary),
คุณบ่อยครั้งที่ได้คำตอบทั้งหลายที่ค่อนข้างซับซ้อน(often get rather
complex answers).
และผมต้องการที่จะได้คำตอบที่เข้าใจง่าย(wanted
a go answering)ในอะไรที่ผมคิดว่าคือหนึ่งในคำถามกุญแจหลักทั้งหลายในเชิงชีววิทยา(is
one of the key questions in biology).
และวิธีที่ผมเข้าไปสู่มัน(the
way I approached it)ก็คือโดยการสำรวจค้นหา 5
ของความคิดยิ่งใหญ่ทั้งหลายของชีวิวิทยา(by exploring five of the great
ideas of biology).
ผมชื่อ พอล
เนิร์ส(Paul Nurse1).
1 https://en.wikipedia.org/wiki/Paul_Nurse
ผมเป็นนักพันธุกรรมศาสตร์และนักชีววิทยาด้านเซลล์(a
geneticist and cell biologist),
ผมเพิ่งได้เขียนหนังสือเล่มหนึ่ง – มันเป็นหนังสือเล่มแรกของผม, มันชื่อว่า,
“อะไรคือชีวิต?(what is life?)”
เซลล์นั้นเป็นสิ่งวิกฤตสำคัญจริงๆ(is
really critical)สำหรับวิธีการที่ผมคิดเกี่ยวกับชีวิต(life)เพราะว่ามันเป็นรูปเอกลักษณ์ที่ง่ายที่สุด(the simplest entity)ที่แสดงออกมาถึงคุณลักษณะทั้งหลายของชีวิต(that express
characteristics of life).
มันสามารถเจริญเติบโต(can
grow), มันสามารถแบ่งตัวได้(can divide), มนสามารถผลิตซ้ำตัวเอง/สืบพันธุ์ได้(can reproduce).
และจริงๆแล้ว,
สิ่งมีชีวิตทั้งหมด(all living things) - ตัวผม(myself), พืช(a plant), แมลง(an insect – และไม่ว่าเป็นหนึ่งเซลล์เดี่ยว(a
single cell)หรือสร้างขึ้นมาเป็นกลุ่มของเซลล์ทั้งหลายกระทำการร่วมกัน(made
up of groups of cells acting together).
ผู้คนส่วนมากไม่ตื่นเต้นโดยยีสต์(are
not excited by yeast).
ผมต้องขอบอกว่า,
ผมตื่นเต้นมากกับยีสต์(I am excited by yeast).
พวกเขาแค่คิดว่า,
“เอาละ, มันก็ดีสำหรับการทำเบียร์(good for making beer)และไวน์(wine)และขนมปัง(bread)บางทีนะ,” แต่ที่จริงแล้ว(actually), มันดีมากๆในการเป็นตัวอย่างสำหรับเซลล์อื่นๆทั้งหลาย(as
a model for other cells)ในอะไรทั้งหมดของประเภทของสิ่งทั้งหลายที่มีชีวิตซับซ้อนมากยิ่งขึ้น(in
all sorts of more complicated living things)เหมือนกับตัวเราเอง(like
our selves).
ในห้องปฏิบัติการของผม(my
laboratory), เราพบว่ายีนของมนุษย์อันหนึ่ง(a
human gene)ที่เป็นคล้ายคลึงเหมือนกับยีนของยีสต์(was
similar to a yeast gene)ที่ควบคุมการผลิตซ้ำ/สืบพันธุ์ของเซลล์(controls
the reproduction of a cell)จากหนึ่งเป็นสอง(from one
to two).
และมันก็ชัดเจนนั่นเช่นนั้นว่า,
ยีนของมนุษย์(that human gene)สามารถเข้าแทนที่อย่างสมบูรณ์ได้สำหรับยีนของยีสต์(could
completely substitute), และควบคุมการผลิตซ้ำ/สืบพันธุ์เซลล์ของยีสต์(control
the reproduction of a yeast gene)ได้เช่นเดียวกัน(just
as well)เช่นเดียวกับที่มันสามารถควบคุมการผลิตซ้ำ/การสืบพันธ์ของเซลล์มนุษย์(could
control the reproduction a human cell).
มันเป็นขบวนการเดียวกัน(it’s
the same process)ที่เป็นการควบคุมการผลิตซ้ำ/การสืบพันธุ์ของเซลล์ของยีสต์(was
controlling the reproduction of a yeast cell)ดุจเดียวกับที่ควบคุมการผลิตซ้ำ/การสืบพันธุ์ของเซลล์มนุษย์(as
controls the reproduction of a human cell),
และนี้หมายถึงว่านี้เป็นที่โบราณสุดๆ(this was extremely ancient), เพราะว่ายีสต์และมนุษย์(yeast and human
beings)ได้แตกต่างแยกกันไป(diverged)ย้อนกลับไปในตอนลึกของเวลา(back in the depths of time), เวลาตอนลึก(deep time),
ที่ไหนสักแห่งระหว่าง 1,000 ล้านปีก่อน, และ 1,500 ล้านปีล่วงมาแล้ว.
นี่หมายความว่าทุกสิ่งมีชีวิตอื่น(every
other living thing)ที่เราสามารถมองเห็นได้- ทุกพืช(every
plant), สัตว์(animal), และทุกเห็ดรา(every
fungus)- ได้ควบคุมโดยระบบกลไกเดียวกัน(was
controlled by the same mechanism).
2. ยีน (The Gene)
พระหนึ่ง(a
monk)ที่ชื่อเกรเกอร์ เมนเดล(Gregor Mendel2)ได้สนใจในการมองยังพันธุ-
พันธุกรรมศาสตร์ของถั่ว(was
interested in looking at the genetics of peas) -
และอะไรที่เขาได้ทำก็คือเขาผสมข้ามพันธุ์ถั่วที่แตกต่างกันด้วยคุณลักษณะทั้งหลายที่แตกต่างกัน(he
crossed different peas with different characteristics).
และเขานับจำนวนชนิดแบบที่แตกต่างกันของลูกหลานเหลนนั้น(counted
the different types of offspring)ที่ผลิตขึ้นจากต้นถั่วเหล่านี้(that
produced from these pea plants).
และเขาก็เริ่มสังเกตเห็นได้ว่าพวกมันเป็นอัตราส่วนกันอย่างชัดเจน(they
were very clear ratios):
อัตราส่วนทั้งหลายที่มีชื่อเสียงดังเช่น สามต่อหนึ่ง(famous ratios like
three to one), และ เก้าต่อสาม(nine to three), ต่อสาม ต่อ หนึ่ง(to three to one).
และเขาได้ตระหนักว่านั่นอาจเป็น(may be)อะไรที่เป็นภาระหน้าที่สำหรับมรดก(was
responsible for inheritance)ที่สามารถถูกอธิบาย(could
be described)ว่าเป็นชนิดหนึ่งของอนุภาคเดี่ยว(as
sort of unitary particle)ที่สามารถผ่านลบงไปสู่จากพืชหนึ่งไปสู่อีกอีกอื่น(could be passed down one plant to another).
แต่มันเป็นหลักฐานอันแรก(the first evidence)ที่ว่ามีอะไรบางอย่างซึ่งเราในตอนนี้จะเรียกว่ายีน(we now would call a gene).
3. วิวัฒนาการโดยการคัดเลือกตามธรรมชาติ
(Evolution by Natural Selection)
ความคิดในเรื่องวิวัฒนาการโดยการคัดเลือกตามธรรมชาติคือ(the idea of evolution by natural selection is), สำหรับผม,
บางทีอาจจะเป็นความคิดที่สวยงามมากที่สุดในทางชีวิวิทยา(probably the most beautiful idea in
biology).
ชาร์ลสิ์ ดาร์วิน(Charles Darwin3), ผู้ได้ไปรอบโลก(who went around the world)และได้รวบรวมสะสมสัตว์และพืชและนกทั้งหลาย(collected animals and plants and
birds), เกิดความคิดขึ้นมาในเรื่องวิวัฒนาการโดยการคัดเลือกตามธรรมชาติ(came up with the idea of evolution by
natural selection).
เขาได้คาดเดาว่าสิ่งมีชีวิตทั้งหลายทั้งหมด(all living things)มีวัสดุกรรมพันธุ์(have
hereditary material); นั่นคือถ้าวัสดุกรรมพันธุ์นี้(this hereditary material)มีบางความแตกต่างทั้งหลาย(had
some differences),
นั่นก็ได้ผลลัพธ์ในสิ่งมีชีวิตที่เป็นสิ่งแตกต่าง(that resulted in living thing being different), และถ้ามันเป็นความได้เปรียบในสิ่งแวดล้อม(was advantageous in the environment)ในที่ซึ่งมันพบตนเอง(in which it founds itself), แล้วมันก็จะในท้ายที่สุดเข้าจัดการประชากรทั้งปวงนั้น(it eventually take over the whole
population).
นี้ได้เป็นความเปลี่ยนแปลงเยี่ยงปฏิวัติ(has been revolutionary change)ในความเข้าใจของเราในเรื่องชีววิทยา(in our understanding in biology)เพราะอะไรที่มันนำไปสู่ก็คือสิ่งมีชีวิตที่ได้รับการออกแบบดีกว่า(a better-designed living thing) - แต่ปราศจากการมีผู้ออกแบบ(but without having a designer).
4. เคมี (Chemistry)
ชีวิต(life)นั้นผลิตขึ้นด้วยโมเลกุลทั้งหลาย(molecules)และสารเคมีทั้งหลาย(chemicals).
มีปฏิกิริยาทางเคมีอยู่หลายพันมากมาย(many
thousands of chemical reactions)เกิดขึ้นอยู่ตลอดเวลาในเซลล์เล็กๆหนึ่ง(going on all the time in a little cell).
เคมีนั้นรับผิดชอบต่อการเจริญเติบโตของเซลล์นั้น(chemistry is responsible for the growth of
the cell),
การผลิตซ้ำ/สืบพันธุ์ของเซลล์นั้น(the
reproduction of the cell),
เพราะความสามารถของมันที่จะจับพลังงาน(its
ability to capture energy)และใช้พลังงาน(and use energy).
หนึ่งของหนทางทั้งหลาย(one of the ways)ที่เซลล์สามารถปฏิบัติภาระทั้งหมดของเคมีทั้งหมดนี้(carry out all of this chemistry)คือในเซลล์นั้นคือทำสร้างมากมายและมากมายและมากมายของช่องส่วนเล็กๆทั้งหลายนั้น(is made up of lots and lots and lots of
little compartments),
และการแบ่งส่วนนั้นๆของมัน(it’s
compartmentation)ที่ยินยอมให้เคมีอันแตกต่างกันทั้งหมดเหล่านี้(that allows all these different chemistry)ที่จะบังเกิดขึ้นในเวลาเดียวกันพร้อมกันในที่ว่างอันเล็กเช่นนั้น(to occur simultaneously in such a small
space).
ผมอยากที่จะเน้นย้ำว่าน่ามหัศจรรย์ขนาดไหนที่เป็นเช่นนั้น(want to emphasize how fantastic that is).
ผมอยากให้คุณจินตนาการถึงในเซลล์กระจิ๋วริ๋ว, เล็กๆหนึ่ง(imagine in a tiny, tiny cell)มีปฏิกิริยาเคมีทั้งหลายหลายพัน(there’s thousands of chemical reactions), ทั้งหมดยังแตกต่างกันอย่างมากด้วยเกิดขึ้นอยู่ตลอดเวลา(all very different going on all the time), และใกล้ชิดกันและกันอยู่มากๆ(very, very close to each other).
ดังนั้น, ชีวิตคือเคมี(life is chemistry), แต่ชีวิตก็ยังถูกสร้างขึ้นมาบนข้อมูล(is
also built on information)
– เพราะว่าชีวิตต้องบริหารจัดการอย่างคงที่ในข้อมูล(life has to constantly manage information).
5. ข้อมูล (Information)
มาเอาอะไรที่ผมได้พูดไว้เกี่ยวกับทางเคมี(about chemistry)และบรรดาช่องส่วนที่แตกต่างกันทั้งหลายเหล่านั้น(all those different compartments): ที่สามารถบังเกิดขึ้นแต่ก็แต่ว่าถ้ามีการส่งถ่ายข้อมูล(can only occur if there’s an information
transmission)ที่คอยรักษาให้สิ่งทั้งปวงได้ประสานงานกัน(to keep the whole thing coordinated).
เอาว่า, ยีนหนึ่งกำลังสร้างเนื้อสารขึ้น(a gene is making a substance),
และมันต้องการที่จะคอยรักษาให้เนื้อสารนั้นอยู่ในระดับคงที่สม่ำเสมอ(wants to keep that substance at a constant
level).
ในขณะที่เนื้อสารเหล่านั้นมีเพิ่มขึ้น(as that substance increase), มันได้สับสวิทช์ปิดยีนนั่น(switch off the gene),
และเมื่อมันลดลง(it decreases), มันก็เปิดสวิทช์ยีนขึ้น(it turns the gene on).
แต่คุณเข้าใจจริงๆได้แต่เพียงว่าเมื่อคุณตะหนักว่า(you only really understand that when you
realize)ว่ามีการบริหารจัดการข้อมูลกำลังเกิดขึ้นอยู่ที่นี่(there’s information management going on
here).
เซลล์นั้นกำลังวัดหาค่าว่ามันมีของนั้นอยู่มากเท่าไหร่(the cell is measuring how much stuff it’s
got), และแล้วก็ใช้นั่นในการวินิจฉัย(using that to determine)ว่ายีน(gene)ควรจะถูกเปิดสวิทช์หรือปิดสวิทช์(should be switched on or switched off).
ถ้าเราว่ากันถึงDNA,
เราสามารถเข้าใจได้ถึงโครงสร้างของDNA(could
understand the structure of DNA)ในประเด็นของ(in terms of)ฐานหนึ่งถูกสัมพันธ์กับอีกฐานอื่นอย่างไร(how one base is related to another base),
แต่มันเป็นเพียงสมเหตุสมผลเชิงชีววิทยาเท่านั้น(only makes biological sense)เมื่อถูกเห็นว่าเป็นเครื่องมือหนึ่งในการเก็บข้อมูลแบบดิจิตอล(seen to be a digital information storage
device).
ชีวิตเป็น(life is)และสามารถแต่เพียงปฏิบัติการผ่านข้อมูลได้เท่านั้น(can only operate through information).
มันซึมซาบในทุกรูปลักษณ์ของสิ่งที่มีชีวิตทำงานอย่างไร(permeates every aspect of how living things work).
อะไรคือชีวิต? (What is
Life?)
เอกลักษณ์ที่ผูกยึดไว้นี้(the bounded entity)ก็คือเครื่องจักรทางเคมีและข้อมูล(is chemical and informational machine).
และแล้วอย่างวิกฤติ(and then critically), เครื่องจักรทางเคมีและข้อมูลนั่น(that informational
chemical machine)เป็นเอกลักษณ์ที่ถูกผูกติดไว้(in a bounded entity)ก็มีระบบกรรมพันธุ์เป็นมรดกตกทอด(has a hereditary system)ที่วินิจฉัยตัดสินใจว่ามันจะทำงานอย่างไร(that determines how it works), ระบบที่มีความสามารถเปลี่ยนแปลงผันแปรได้(a system which has variability), และเช่นนั้นเอง, สิ่งทั้งปวงจึงสามารถวิวัฒนา(the whole thing can evolve)โดยการคัดเลือกตามธรรมชาติ(by natural selection).
และนั่นหมายความว่า, สิ่งมีชีวิตนั้นสามารถได้รับมาซึ่งเจตจำนง(that living thing can acquire purpose): เจตจำนงที่จะถูกปรับเปลี่ยนให้ดีขึ้น(purpose to be better adapted)ในสภาวะชีวิตมันค้นพบตนเอง(in
life it finds itself), และดังนั้นเราจึงสามารถวิวัฒนาสิ่งมีชีวิตทั้งหลายได้(and so we can evolve living things)จากรูปแบบชนิดหนึ่งไปสู่อีกอันหนึ่ง(from one type to another).
และสำหรับผมแล้ว, นั่นผูกมัดทุกสิ่งเข้าด้วยกัน(that bounds everything together)ที่เน้นให้เห็นถึงแก่นหลักทั้งหลายที่เป็นมูลรากแห่งชีวิต(that emphasizes the core principles
underlying life).
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น