ปะการังทนร้อน’ ทางรอดโลกวิกฤติ
ทั่วโลกสูญเสียปะการังไปแล้ว 50% ในช่วง 30 ปีที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่าในปี 2050 แนวปะการังอาจตายลงเกือบทั้งหมด
อุณหภูมิน้ำทะเลที่เพิ่มสูงขึ้นจากภาวะโลกร้อน ก่อให้เกิด ‘ปรากฏการณ์ปะการังฟอกขาว’ ที่กำลังสร้างหายนะให้แก่แนวปะการังทั่วโลก
นักวิทยาศาสตร์ไทยเร่งศึกษา ‘ความหลากหลายพันธุกรรม’ เฝ้าระวังปะการังไทยเสี่ยงสูญพันธุ์ และใช้เครื่องหมายโมเลกุล (DNA marker) ทำนาย ‘ปะการังทนร้อน’ หนึ่งในทางรอดของปะการังท่ามกลางวิกฤติโลก
วันที่ 22 พฤษภาคม ของทุกปี องค์การสหประชาชาติประกาศให้เป็น ‘วันสากลแห่งความหลากหลายทางชีวภาพ (International Day of Biological Diversity)’ เพื่อกระตุ้นเตือนให้ประชาคมโลกต่างตระหนักถึงความสำคัญของความหลากหลายทางชีวภาพ แต่นับวันสถานการณ์ทรัพยากรธรรมชาติกลับเลวร้ายลงทุกที ล่าสุดรายงานประเมินสถานการณ์โลกด้านความหลากหลายทางชีวภาพและระบบนิเวศวิทยาระบุว่า พืชและสัตว์ราว 1 ล้านสายพันธุ์ จากทั้งหมด 8 ล้านสายพันธุ์ทั่วโลกกำลังเผชิญความเสี่ยงต่อการสูญพันธุ์! และนั่นรวมถึง ‘ปะการัง’
ไม่เพียงแค่การลักลอบจับปะการัง การทำประมงมากเกินความจำเป็นจะเป็นภัยคุกคามต่อปะการังแล้ว การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอันเนื่องมาจากภาวะโลกร้อน คือตัวแปรสำคัญที่ก่อให้เกิด ‘ปรากฏการณ์ปะการังฟอกขาว (Coral Bleaching)’ ซึ่งกำลังสร้างความเสียหายให้แก่แนวปะการังและระบบนิเวศทางทะเลทั่วโลก และสถานการณ์ยังคงมีแนวโน้มทวีความรุนแรงมากขึ้น และนั่นคือสัญญาณเตือนภัยต่อมนุษย์
น้ำทะเลร้อน ปะการังฟอกขาว
‘เมษา องศาเดือด’ ที่ผ่านมา อุณหภูมิที่พุ่งสูงกว่า 40 องศาเซลเซียส ทำเอาหลายคนบ่นอุบว่าอากาศช่างร้อนเสียเหลือเกิน แม้แต่น้ำประปาก็ยังได้ใช้น้ำอุ่นกันถ้วนหน้าโดยที่ไม่ต้องเสียเงินติดตั้งเครื่องทำน้ำอุ่นเสียด้วยซ้ำ แต่มนุษย์เองยังสามารถหลบแดด เปิดเครื่องทำความเย็นช่วยคลายร้อนได้ แต่สำหรับปะการังและสิ่งมีชีวิตใต้ทะเลที่ต้องแช่อยู่ในน้ำทะเลที่แสนอุ่นทั้งวันคงไม่อาจทานทนได้
ปรากฏการณ์ปะการังฟอกขาว คือ ภาวะที่ปะการังมีสีซีดจางจนมองเห็นเป็นสีขาว ซึ่งเป็นผลมาจากการสูญเสียสาหร่าย Symbiodinium สาหร่ายขนาดเล็กที่อาศัยอยู่ในเนื้อเยื่อของปะการัง โดยปกติสาหร่ายซึ่งมีสีน้ำตาลจะอยู่ร่วมกับปะการังแบบพึ่งพากัน ปะการังให้ที่อยู่อาศัยที่ปลอดภัย ขณะที่สาหร่ายสังเคราะห์แสงแบ่งอาหารและคาร์บอนให้แก่ปะการังเพื่อใช้ในการเจริญเติบโตและสร้างโครงสร้างหินปูน ซึ่งปะการังได้อาหารจากสาหร่ายมากถึง 70% ของพลังงานทั้งหมด ขณะเดียวกันสาหร่ายยังมีส่วนสร้างสีสันที่สวยงามให้แก่ปะการัง เพราะปกติเนื้อเยื่อของปะการังเป็นเพียงเนื้อเยื่อใสๆ เท่านั้น แต่เมื่ออุณหภูมิน้ำทะเลสูงขึ้น สาหร่ายจะผลิตอนุมูลอิสระ (free radical) ในปริมาณมาก ซึ่งเป็นพิษต่อเนื้อเยื่อของปะการัง ปะการังจึงขับสาหร่ายออกจากเนื้อเยื่อเพื่อลดปริมาณอนุมูลอิสระในเซลล์ ปะการังจึงเหลือเพียงเนื้อเยื่อใสๆ เผยให้เห็นสีขาวของโครงสร้างหินปูนที่อยู่ภายใน จนเป็นที่มาของ ‘ปะการังฟอกขาว’ การสูญเสียสาหร่ายไม่ได้เพียงพรากสีสันไปจากปะการังเท่านั้น แต่การฟอกขาวเป็นระยะเวลานาน ทำให้ปะการังขาดอาหาร และมีโอกาสตายสูง
เดือดร้อนทำไม แค่ปะการังตาย?
แนวปะการังไม่เพียงเป็นแหล่งท่องเที่ยวที่สวยงาม สร้างความเพลิดเพลิน หรือไว้เซลฟี่สวยๆ ใต้ทะเลเท่านั้น แต่แนวปะการังเป็นทั้งแหล่งผลิตอาหารและสร้างอาชีพที่สำคัญของมวลมนุษยชาติ แม้ว่าแนวปะการังจะครอบคลุมพื้นที่แค่ 1% ของพื้นที่ใต้ทะเลทั้งหมด แต่ว่าสิ่งมีชีวิตในทะเลประมาณ 25% ใช้ประโยชน์จากปะการัง ทั้งเป็นที่อยู่อาศัย แหล่งอาหาร แหล่งอนุบาลสัตว์น้ำ และที่หลบภัยของสัตว์ทะเลจำนวนมาก อีกทั้งยังมีประชากรกว่า 500 ล้านคนบนโลกที่ต้องอาศัยพึ่งพาประโยชน์จากแนวปะการัง มีการประมาณการว่ามูลค่าที่ได้จากแนวปะการังทั่วโลกนั้นสูงกว่า 1 ล้านล้านบาทต่อปี การสูญเสียแนวปะการังที่ใช้เวลาเติบโตนานนับ 100 ปี ในชั่วพริบตา ย่อมหมายถึงการสูญหายของสัตว์ทะเลจำนวนมาก ปลาในมหาสมุทรเกือบครึ่งหากินในแนวปะการังแทบทั้งสิ้น และแน่นอนเราจะขาดแคลนแหล่งอาหาร มีคนอีกจำนวนมากที่ต้องตกงานและขาดรายได้จากการทำประมงและการท่องเที่ยว ท้ายที่สุดจะส่งผลกระทบต่อเศรษฐกิจทั่วโลก
สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) โดยศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (ไบโอเทค) ร่วมมือกับศูนย์วิจัยและพัฒนาทรัพยากรทางทะเลและชายฝั่งทะเล กรมทรัพยากรทางทะเลและชายฝั่ง ศึกษาวิจัย ‘กระบวนการตอบสนองของปะการังต่อการเพิ่มอุณหภูมิของน้ำทะเลและการประเมินความหลากหลายทางพันธุกรรมของปะการังในน่านน้ำไทยเพื่อการอนุรักษ์และฟื้นฟูระบบนิเวศใต้ท้องทะเลอย่างยั่งยืน’
ดร.วิรัลดา ภูตะคาม นักวิจัยศูนย์โอมิกส์แห่งชาติ สวทช. เริ่มต้นศึกษาความหลากหลายทางพันธุกรรมของปะการัง เนื่องจากประเทศไทยไม่เคยมีการศึกษามาก่อน และความหลากหลายทางพันธุกรรมถือเป็นปัจจัยสำคัญอย่างยิ่งต่อการอยู่รอดของสิ่งมีชีวิตแต่ละสายพันธุ์ เช่น หากปะการังเขากวางที่เหลืออยู่ในทะเลไทยมีความหลากหลายทางพันธุกรรมน้อยมาก หรืออาจเปรียบเทียบได้ว่าโลกของเราเหลือแค่กลุ่มคนเอเชียเท่านั้น เมื่อเกิดโรคระบาดหรือภัยพิบัติรุนแรงที่มีผลจำเพาะต่อปะการังเขากวางหรือคนเอเชีย สิ่งมีชีวิตสายพันธุ์นี้จะมีโอกาสตายทั้งหมดหรือสูญพันธุ์
ในงานวิจัยเริ่มศึกษาจากปะการังโขด (Porites lutea) เนื่องจากเป็นปะการังชนิดเด่นและเป็นโครงสร้างหลักของแนวปะการังในทะเลไทย ที่สำคัญมีแนวโน้มอยู่รอดได้เมื่อเกิดปรากฏการณ์ปะการังฟอกขาว โดยศึกษาตัวอย่างปะการังโขดจาก 16 เกาะ ที่กระจายอยู่ในอ่าวไทยและอันดามัน ผลวิจัยเบื้องต้นพบว่า ความหลากหลายทางพันธุกรรมของปะการังโขดในทะเลฝั่งอันดามันมีน้อยกว่าทางฝั่งอ่าวไทย นั่นคือหากเกิดการฟอกขาวหรือโรคระบาดที่มีผลต่อปะการังโขดในฝั่งอันดามันจะมีโอกาสเสี่ยงสูญพันธุ์ได้ ทั้งนี้ยังได้เตรียมศึกษาปะการังสกุลอื่นๆ เช่น ปะการังเขากวาง ปะการังดอกกะหล่ำ ปะการังผิวเกล็ดน้ำแข็ง และปะการังลายดอกไม้ เพื่อสร้างฐานข้อมูลความหลากหลายทางพันธุกรรมปะการังของประเทศ สำหรับเฝ้าระวังปะการังสายพันธุ์ต่างๆ ที่อาจเสี่ยงต่อการสูญพันธุ์ และอาจเป็นหนทางสู่การอนุรักษ์ฟื้นฟู เช่น นำปะการังมาผสมเทียมแบบอาศัยเพศ เพื่อเพิ่มความหลากหลายทางพันธุกรรม สร้างโอกาสในการอยู่รอดมากขึ้น
ปะการังทนร้อน หนทางรอดภาวะฟอกขาว
ทีมวิจัยยังได้ศึกษาลงลึกถึงระดับยีนเพื่อหา ‘ปะการังทนร้อน’ ด้วยการสกัดสารพันธุกรรมอาร์เอ็นเอ (RNA) เพื่อศึกษาการแสดงออกของยีนต่างๆ เมื่อเกิดการฟอกขาว และเปรียบเทียบระหว่างปะการังโคโลนีที่ทนร้อนกับฟอกขาวว่ามีปฏิกิริยาตอบสนองต่ออุณหภูมิน้ำทะเลที่เพิ่มสูงขึ้นต่างกันหรือไม่
ผลการวิจัยเบื้องต้นพบยีนที่แสดงออกแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ ยีนส่วนใหญ่มีการแสดงออกสูงขึ้น เช่น กลุ่มยีนที่มีบทบาทในการกำจัดปริมาณอนุมูลอิสระที่สาหร่าย Symbiodinium ผลิตมากผิดปกติไปในช่วงที่อุณหภูมิน้ำทะเลสูงขึ้น นอกจากนี้ยังพบยีนอีกหลายตำแหน่งที่แสดงออกแตกต่างกัน ซึ่งทีมวิจัยอยู่ระหว่างการวิเคราะห์ข้อมูล และค้นหาเครื่องหมายโมเลกุล (DNA marker) ที่สัมพันธ์กับลักษณะการทนต่อการเพิ่มอุณหภูมิของน้ำทะเล หรือความทนร้อนของปะการัง สำหรับใช้คัดเลือกปะการังพ่อแม่พันธุ์ที่ทนร้อน เพื่อขยายพันธุ์ ก่อนทำการย้ายปลูกกลับสู่ทะเล ช่วยให้การฟื้นฟูมีประสิทธิภาพ ได้ปะการังที่ทนต่อสภาวะภูมิอากาศที่มีแนวโน้มรุนแรงมากขึ้นในอนาคต
แม้การใช้เทคโนโลยีจีโนมิกส์มาช่วยในการอนุรักษ์ฟื้นฟูปะการังมีบทบาทสำคัญและอาจเป็นความหวังต่อป้องกันการสูญพันธุ์ของปะการังบางสายพันธุ์ได้ แต่สิ่งที่จะนำไปสู่การอนุรักษ์ความหลากหลายของปะการังและสิ่งมีชีวิตบนโลกใบนี้ได้ดีที่สุด คือความร่วมมือและพยายามอย่างจริงจังในการหันกลับมาดูแลรักษาสิ่งแวดล้อม
เรียบเรียง: วัชราภรณ์ สนทนา ฝ่ายเผยแพร่วิทยาศาสตร์ สวทช.
กราฟิก: ฉัตรทิพย์ สุริยะ ฝ่ายสื่อวิทยาศาสตร์ สวทช.
ภาพ: ดร.ลลิตา ปัจฉิม, วุฒิชัย เหมือนทอง
งานวิจัย: กระบวนการตอบสนองของปะการังต่อการเพิ่มอุณหภูมิของน้ำทะเลและการประเมินความหลากหลายทางพันธุกรรมของปะการังในน่านน้ำไทยเพื่อการอนุรักษ์และฟื้นฟูระบบนิเวศใต้ท้องทะเลอย่างยั่งยืน โดย ดร.วิรัลดา ภูตะคาม และคณะวิจัยศูนย์โอมิกส์แห่งชาติ สวทช.