จุลินทรีย์ป่าดำ ที่มองตาเปล่าไม่เห็น ตัวแทนระบบนิเวศป่าไม้โลก

กอบดินสักกำมือจากป่าดำในเยอรมนี ป่าทองกัสส์ของอะแลสกา หรือป่าไวพัวที่นิวซีแลนด์ แล้วยกขึ้นดูใกล้ๆ คุณเห็นอะไรบ้าง

แน่ละว่าต้องเห็นดิน อ่อนนุ่ม อุดมสมบูรณ์ และสีเข้มเหมือนโกโก้ ใบสนและใบไม้ผุๆ เศษมอสหรือไลเคน หมวกเห็ดหงายอวดรอยพับสีซีดจาง ไส้เดือนที่อาจบิดตัวหนีแสงสว่าง หรือมดสักตัวที่งุนงงกับการเปลี่ยนแปลงระดับความสูง อย่างฉับพลัน

ซู เกรย์สตันรู้ว่า ยังมีอะไรมากกว่านี้อีกมาก

การอุทิศเวลาทั้งชีวิตให้แก่ดินของเกรย์สตันเริ่มต้นขึ้นในสนามหลังบ้าน ตอนยังเป็นสาวน้อยในสต็อกตัน-ออน-ทีส์ ประเทศอังกฤษ เธอช่วยแม่หว่านเมล็ดพันธุ์พืชและดูแลต้นแอ๊ปเปิ้ล กุหลาบ และรูบาร์บในสวน

พอเข้าเรียนมหาวิทยาลัย เกรย์สตันมีโอกาสใช้กล้องจุลทรรศน์ เธอเริ่มหลงใหลสิ่งมีชีวิตในดินที่มีขนาดเล็กเกิน กว่าจะศึกษาด้วยตาเปล่า เธอรู้ว่าค้นพบเส้นทางของตัวเองแล้ว หลังสำเร็จปริญญาเอกสาขานิเวศวิทยาของจุลินทรีย์ (microbial ecology) จากมหาวิทยาลัยเชฟฟิลด์ในปี 1987 เกรย์สตันทำงานกับบริษัทเทคโนโลยีชีวภาพทางการเกษตร ในเมืองซัสคาทูน รัฐซัสแคตเชวัน ประเทศแคนาดา ตามด้วยตำแหน่งนักวิจัยที่สถาบันวิจัยการใช้ที่ดินมาคอเลย์ (ปัจจุบันคือสถาบันเจมส์ฮัตตัน) ในสกอตแลนด์

หมีน้ำชนิดที่พบใหม่ในภาพนี้เป็นหนึ่งในราว 1,300 ชนิดที่ทราบแล้ว มันถูกค้นพบในมอสที่เติบโตบนลำต้นไม้ตายแล้วในป่าดำ ประเทศเยอรมนี สิ่งมีชีวิตที่มีขนาดเล็กเกินกว่าจะมองเห็นด้วยตาเปล่านี้อยู่ท่ามกลางสิ่งมีชีวิตนับพันล้านตัวบนพื้นป่าที่จำเป็นต่อสุขภาวะของโลก (กำลังขยาย 2,400 เท่า)

รา เช่น เรสินิเซียม ไบคัลเลอร์ นี้อยู่ในหมู่ผู้อาศัยในดินผืนป่าพวกแรกๆ ที่เริ่มย่อยสลายต้นไม้ตายแล้ว เนื่องจาก พวกมันสามารถย่อยลิกนินซึ่งเป็นสารประกอบเชิงซ้อนที่ช่วยสร้างผนังเซลล์แข็งในพืช ถ้าไม่มีเห็ดราขนาดเล็กจิ๋ว ไร หนอน และสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กอื่นๆ ที่ย่อยสลายสสารอินทรีย์ด้วยวิธีนี้ โลกคงไม่มีดิน (กำลังขยาย 7,000 เท่า)

ที่นั่น เธอเริ่มร่วมงานกับบรรดานักนิเวศวิทยาพืช อันเป็นการหว่านเมล็ดพันธุ์ให้ความพยายามที่เธอจะทุ่มเทเวลาส่วนใหญ่ในอาชีพหน้าที่การงาน นั่นคือการศึกษาความสัมพันธ์อันซับซ้อนระหว่างผู้อาศัย ในดินทั้งขนาดเล็กที่สุดและใหญ่ที่สุด นั่นคือจุลินทรีย์และต้นไม้

ด้วยการผสมผสานการศึกษาภาคสนามวิธีใหม่ๆ เข้ากับเทคนิคการตรวจหาลำดับพันธุกรรมที่ล้ำหน้า เกรย์สตัน และนักนิเวศวิทยาอื่นๆ สร้างภาพสิ่งมีชีวิตในสังคมลับที่ซ่อนอยู่ในพื้นป่าได้หลากหลายกว่ามาก เป็นชุมชนที่ส่วนใหญ่ มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า แต่หากไร้ซึ่งสิ่งนี้แล้ว ระบบนิเวศจะล่มสลาย

“ความหลากหลายทางชีวภาพมากมายอยู่ใต้ดิน แต่เมื่อก่อนเรารู้เกี่ยวกับมันไม่มากนัก” เกรย์สตันบอกและเสริมว่า “แต่นั่นเริ่มเปลี่ยนแปลงไปอย่างจริงจังในช่วงสองสามทศวรรษที่ผ่านมาค่ะ”

เกล็ดซิลิกาปกคลุมลำตัวเซลล์เดียวของอะมีบามีเปลือก ชื่อของอะมีบานี้ได้จากเปลือกหนาที่มันสร้างขึ้นซึ่งอาจมีไว้ เพื่อปกป้องจากการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมในเศษซากใบไม้บนพื้นป่า (กำลังขยาย 14,000 เท่า)

เจ้าหน้าที่พิทักษ์ป่าป่าดำ ชาร์ลี เอเบล (ขวา) ช่วยช่างภาพ โอลิเวอร์ เมกเคส (กลาง) และนักชีววิทยา นิโคล ออตตาวา เก็บตัวอย่างดินในป่าที่ไม่มีการทำไม้มานานกว่าหนึ่งร้อยปี งานของเมกเคสและออตตาวากำลังเผยให้เห็นความหลากหลายอันน่าตื่นตาของชีวิตที่เจริญเติบโตอยู่ใต้ผืนดินและค้ำจุนระบบนิเวศด้านบน (ภาพถ่าย: เอสเทอร์ ฮอร์วาท)

ถัดลงไปจากเรือนยอดดกหนาของผืนป่าหลายแห่ง เส้นใยเชื้อรามากมายเชื่อมรากเข้ากับเครือข่ายไมคอร์ไรซา ซึ่งต้นไม้ใช้แลกเปลี่ยนน้ำ อาหาร และข้อมูลต่างๆ อะมีบาเซลล์เดียวหลอมรวมเป็นก้อนที่เปลี่ยนรูปร่างได้เรียกว่า ราเมือก ซึ่งจะล่าแบคทีเรียและเห็ดราโดยการไหลไปในและตามพื้นดิน อาร์โทพอดขนาดจิ๋วที่เรียกว่า แมลงหางดีด คลานไปมาอย่างรวดเร็ว บางครั้งดีดตัวเองไปไกลกว่าความยาวลำตัว 20 เท่าในเสี้ยววินาที ไรมอสตัวขนาดประมาณหนึ่งในสิบของเม็ดถั่วเดินอุ้ยอ้ายไปตามสิ่งที่สำหรับพวกมันแล้วเป็นเทือกเขาและหุบผาชัน การเดินเป็นระยะทางราวสิบเมตรจะใช้เวลาทั้งอายุขัยซึ่งปกติแล้วอยู่ที่ประมาณหนึ่งปีครึ่ง

สิ่งมีชีวิตอื่นๆ มีขนาดเล็กมากจนเคลื่อนที่ได้ด้วยการดิ้นดุกดิกหรือว่ายไปบนน้ำที่เคลือบเป็นฝ้าบางๆ รอบพืช หรืออนุภาคของดินเท่านั้น สิ่งมีชีวิตแปลกประหลาดเหล่านั้นรวมถึงหนอนตัวกลมใสรูปร่างเหมือนบะหมี่ โรติเฟอร์ที่มีกระจุกเส้นใยคล้ายขนโบกสะบัดอยู่บนหัวคอยกวาดอาหารเข้าไปในลำตัวรูปร่างคล้ายแจกัน และหมีน้ำรูปร่างคล้ายเยลลี่กัมมี่แบร์ แปดขา มีกรงเล็บและปากเป็นท่อดูดที่เต็มไปด้วยเดือยแหลม

เศษไม้เพียงชิ้นเดียวสามารถเป็นศูนย์รวมของจุลินทรีย์ในป่า ในภาพนี้ หนอนหนาม (ซ้าย) และไรสองชนิดมาพบกัน ในดินชั้นบนสุดของป่าดำ ไรมีความสำคัญเป็นพิเศษต่อระบบนิเวศของป่า โดยย่อยสลายสสารทั้งที่มีชีวิตและตายแล้ว และหมุนเวียนสารอาหารกลับสู่ดิน (กำลังขยาย 110 เท่า)

เส้นใยราอยู่รายล้อมโรติเฟอร์ที่มีลำตัวเป็นหนาม โรติเฟอร์เป็นสัตว์ขนาดจิ๋วที่พบทั่วไปในระบบนิเวศน้ำจืด โรติเฟอร์ ในดินเคลื่อนที่ผ่านน้ำที่เคลือบเป็นฝ้าบางรอบส่วนของพืชและอนุภาคดิน ระหว่างเคลื่อนที่ก็กินเศษซากอินทรีย์ไปด้วย (กำลังขยาย 2,400 เท่า)

พวกที่มีขนาดเล็กยิ่งกว่านั้นคือโปรโตซัว ซึ่งเป็นกลุ่มสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวหลากหลายชนิด บางครั้งพวกมันเคลื่อนที่โดยการกระพือรยางค์ที่มีมากมายหรือด้วยการบิดของเหลวคล้ายวุ้นภายในลำตัว พื้นป่ายังเต็มไปด้วยแบคทีเรียและอาร์เคียทุกประเภท เมื่อมองเผินๆ อาร์เคียมีลักษณะคล้ายแบคทีเรีย แต่พวกมันเป็นจุลินทรีย์ในอาณาจักรของตัวเอง

ดินในป่าหนึ่งกรัมอาจประกอบด้วยแบคทีเรียมากถึงหนึ่งพันล้านตัว เห็ดรามากถึงหนึ่งล้านดอก โปรโตซัว หลายแสนตัว และหนอนตัวกลมเกือบหนึ่งพันตัว

โครงสร้างขยายพันธุ์ของราเมือกที่ดูคล้ายตระกร้าของนางฟ้า ปล่อยสปอร์จากถุงลงบนเศษไม้ที่มีเส้นใยราปกคลุม ราเมือกกินจุลินทรีย์อื่นที่พบในเศษพืชที่เน่าเปื่อย (กำลังขยาย 400 เท่า)

สัตว์ขนาดจิ๋วในไฟลัมแกสโตรทริชา ซึ่งรู้จักทั่วไปในชื่อตัวหลังขน มีชีวิตอยู่ในฟิล์มน้ำบางๆ ที่ซึมผ่านอนุภาคดิน พวกมันเคลื่อนที่ผ่านดินชื้นโดยการโบกซิเลียที่มีลักษณะคล้ายขน พลางค้นหาแบคทีเรีย สาหร่ายขนาดจิ๋ว และจุลินทรีย์อื่นๆ เป็นอาหาร (กำลังขยาย 2,500 เท่า)

ดินไม่ได้เป็นสสารเฉื่อยชาไร้ชีวิตที่ต้นไม้และพืชอื่นใช้ยึดเหนี่ยวตัวเองอย่างสะดวกสบายเพื่อดูดซับสิ่งใดก็ตาม ที่พวกมันจำเป็นต้องใช้อย่างที่เคยเชื่อกัน เป็นเรื่องชัดเจนขึ้นเรื่อยๆว่า ดินเป็นเครือข่ายที่มีพลวัตของถิ่นอาศัยและสิ่งมีชีวิต ดั่งพรมผนังผืนมโหฬารที่ถักทอขึ้นด้วยสายใยสิ่งมีชีวิตมากมายเหลือคณานับและเปลี่ยนแปลงอยู่เสมอ ดินเองก็มีชีวิต

ปัจจุบัน เกรย์สตันและนักนิเวศวิทยาอื่นๆ ชี้ว่า ความเข้าใจใหม่นี้เรียกร้องให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างเป็น รูปธรรมในเรื่องการทำไม้ พวกเขาพบว่า วิธีการทำไม้ที่ปฏิบัติกันทั่วไป คือการตัดต้นไม้หมดทั้งแปลงนั้น สร้างความเสียหายกว้างขวางกว่าและคงอยู่เป็นเวลานานกว่าที่เคยนึกภาพไว้ การพิจารณาว่าการตัดต้นไม้เปลี่ยนแปลงสภาพป่าจากลำต้น ขึ้นไปอย่างไรนั้นไม่เพียงพอแล้ว หากจะทำให้เกิดความยั่งยืนอย่างแท้จริง การทำไม้จำเป็นต้องคำนึงถึงผลที่ตามมา ต่อทุกสิ่งที่อยู่ด้านล่างลงไป