บันทึกการ “กลืนกิน” สุดอัศจรรย์ ที่อาจช่วยไขความสัมพันธ์ระหว่างปะการังและแพลงก์ตอนพืช

29-04-2022

ปะการังเขากวาง (Acropora tenuis)

ความสัมพันธ์แบบพึ่งพาอาศัยของสิ่งมีชีวิตสองชนิดที่ต้องอยู่ด้วยกันอย่างต่อเนื่องหรือที่เรียกว่าSymbiosis ระหว่างแพลงก์ตอนพืชในกลุ่มไดโนแฟลกเจลเลตและสัตว์ทะเลจำพวกปะการัง ปะการังอ่อน รวมทั้งดอกไม้ทะเล เป็นหัวข้อที่นักวิจัยให้ความสนใจมาอย่างยาวนาน และนับเป็นครั้งแรกของโลกที่นักวิทยาศาสตร์ชาวญี่ปุ่นสามารถสังเกตและบันทึกปรากฏการณ์ปะการังเขากวาง (Acropora tenuis) กลืนกินไดโนแฟลกเจลเลต ทั้งนี้งานวิจัยดังกล่าวได้ถูกตีพิมพ์ลงในวารสาร Frontiers in Marine Science

ศาสตราจารย์โนริยูคิ ซาโต้ ผู้ตีพิมพ์บทความและเป็นหัวหน้าทีมวิจัยจาก Marine Genomics Unit ภายใต้ Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University เปิดเผยว่า ไดโนแฟลกเจลเลตมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อปะการัง และเมื่อปะการังรับไดโนแฟลกเจลเลตเข้าไปในตัว ก็ทำหน้าที่เป็นที่อยู่อาศัยและให้วัตถุดิบต่อกระบวนการสังเคราะห์แสงแก่ไดโนแฟลกเจลเลต ในขณะที่ไดโนแฟลกเจลเลตให้สารอาหารที่ได้จากกระบวนการสังเคราะห์แสงแก่ปะการังและเป็นสาเหตุที่ทำให้ปะการังมีสีสันสวยงาม

อย่างไรก็ตาม ในช่วงหลายสิบปีที่ผ่านมา ปัญหาสิ่งแวดล้อมไม่ว่าจะเป็นมลพิษ น้ำทะเลมีความเป็นกรดและอุณหภูมิสูงขึ้น ส่งผลให้ปะการังเกิดความเครียดและขับไดโนแฟลกเจลเลตออก ปะการังจึงเกิดการการฟอกขาวและตายลงในที่สุด ทั้งนี้ปะการังเขากวางในกลุ่ม Acroporidae ซึ่งเป็นปะการังที่พบได้ทั่วไปในแนวปะการังเขตร้อน และเป็นปะการังที่มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งต่อระบบนิเวศแนวปะการัง มีความเสี่ยงต่อปัญหาปะการังฟอกขาวเป็นอย่างมาก

ศาสตราจารย์คาซุ คาวามุระ ผู้ร่วมวิจัยจาก Kochi University กล่าวเสริมว่า สำหรับการอนุรักษ์ปะการังนั้น การทำความเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างปะการังและไดโนแฟลกเจลเลตที่อาศัยร่วมกันมีความสำคัญมาก โดยเฉพาะในระดับเซลล์ต่อเซลล์ แต่ที่ผ่านมายังไม่เคยทำได้สำเร็จเพราะการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อปะการังทำได้ยาก การศึกษาวิจัยถึงความสัมพันธ์ดังกล่าวจึงเป็นการเทียบเคียงจากการศึกษาในสัตว์ทะเลชนิดอื่นอย่างเช่นดอกไม้ทะเลที่มีไดโนแฟลกเจลเลตอาศัยอยู่ร่วมด้วยเช่นกัน

น่ายินดีเป็นอย่างยิ่งที่ช่วงเดือนเมษายนปี 2021 นี้ ทีมวิจัยประสบความสำเร็จในการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อชนิดต่างๆของปะการังเขากวาง (Acropora tenuis) ในจานเพาะเชื้อตามที่รายงานในวารสาร Marine Biotechnology โดยในครั้งนี้นักวิทยาศาสตร์ให้ความสนใจกับเนื้อเยื่อปะการังที่ชื่อว่า IVB5 ซึ่งมีคุณสมบัติทั่วไปรวมทั้งการทำงานของยีนคล้ายคลึงกับเซลล์เนื้อเยื่อชั้นใน และเซลล์เนื้อเยื่อชั้นในนี่เองที่กลืนกินไดโนแฟลกเจลเลตเข้าไป

ในการวิจัย นักวิทยาศาสตร์เติมไดโนแฟลกเจลเลตชนิด Breviolum minutum ลงไปในการเพาะเชื้อที่มีเนื้อเยื่อ IVB5 และพบว่าประมาณ 40% ของเนื้อเยื่อดังกล่าวได้เปลี่ยนรูปร่างเป็นเซลล์ที่ยื่นยาวออกมาเพื่อจับไดโนแฟลกเจลเลตและ “กลืนกิน” เข้าไป โดยกระบวนการดังกล่าวเกิดขึ้นภายในเวลา 30 นาที หลังจากนั้น 2-3 วันไดโนแฟลกเจลเลตจะถูกย่อยเป็นชิ้นๆและถูกส่งต่อไปยังถุงเล็กๆภายในเนื้อเยื่อปะการังที่เรียกว่าแวคิวโอล

ศาสตราจารย์ซาโตโกะ เคชิดะจาก Kochi University กล่าวว่ามีความเป็นไปได้ที่บรรพบุรุษของปะการังจะกลืนกินไดโนแฟลกเจลเลตเป็นอาหาร แต่เมื่อระยะเวลาผ่านไปจนถึงปัจจุบันปะการังใช้ประโยชน์จากการสังเคราะห์แสงของไดโนแฟลกเจลเลตเท่านั้น

ทีมวิจัยกำลังศึกษาเพื่อให้เข้าใจมากขึ้นว่าเนื้อเยื่อปะการังกลืนกินไดโนแฟลกเจลเลตอย่างไร นอกจากนี้ยังศึกษาในระดับพันธุกรรมควบคู่ไปด้วยว่ามียีนอะไรของปะการังที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการนี้บ้าง

ถึงแม้ว่าขณะนี้ จากการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อปะการังที่มีไดโนแฟลกเจลเลตจะมีอายุเพียง 1 เดือนเท่านั้น ทีมวิจัยมีความคาดหวังว่าจะสามารถเพาะเลี้ยงทั้งเนื้อเยื่อปะการังและไดโนแฟลกเจลเลตได้ยาวนานขึ้น

“น่าตื่นเต้นมากกับคำถามต่อไปว่าปะการังจะมีปฏิกิริยาอย่างไรหากได้รับความเครียด ซึ่งจะช่วยทำให้เราเข้าใจปัญหาปะการังฟอกขาวได้ดีขึ้นและอาจเป็นแนวทางในการรับมือกับปัญหาดังกล่าว” ศาสตราจารย์ซาโต้กล่าวทิ้งท้าย