ภาพการออกไข่ของปะการังจากการผสมเทียม บอกเราถึงโอกาสในการสร้างทางออกใหม่ ๆ แก่ปัญหาที่เกิดขึ้นกับแนวปะการัง
คุณอาจเคยเห็นภาพปะการังออกไข่ ปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นเพียงช่วงเวลาสั้นๆ ปีละ 1 ครั้งต่อปะการัง 1 โคโลนี่ ภาพเหล่านั้นพิเศษมาก และยิ่งพิเศษขึ้นไปอีก เมื่อนี่คือภาพของปะการังที่เกิดในโรงเพาะ โดยมีพ่อแม่บุญธรรมเป็นเหล่านักวิจัยและทีมงานของ “โครงการเพาะขยายพันธุ์ปะการังด้วยการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ” ความพยายามของเหล่านักวิทยาศาสตร์ในการช่วยฟื้นฟูปะการัง ทั้งในแง่ความหลากหลายทางพันธุกรรมและความสามารถยืดหยุ่นฟื้นตัวได้ในสภาพแวดล้อมที่มีความเปลี่ยนแปลงรวดเร็ว
ภาพการออกไข่ของปะการังสมองอายุ 8 ปีที่เกิดจากการผสมเทียมนี้ ยังหมายถึงก้าวสำคัญที่พิสูจน์ว่า งานวิจัยที่เริ่มเมื่อ 20 ปีที่แล้ว ประสบผลสำเร็จมาตามลำดับขั้น ยังทำต่อไปพร้อมกับโจทย์ที่รับมือกับปัญหาวันนี้ และเตรียมทางออกไว้สำหรับปัญหาวันหน้า ที่คาดการณ์ได้ไม่ยากว่าต้องมาถึงเราเร็ววันกว่าที่คิด
“โครงการเพาะขยายพันธุ์ปะการังด้วยการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ” นี้ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ได้ทำร่วมกับโครงการอนุรักษ์พันธุกรรมพืชอันเนื่องมาจากพระราชดำริ สมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี และหน่วยบัญชาการสงครามพิเศษทางเรือ กองเรือยุทธการ เป็นงานที่อาศัยเวลายาวนาน เพราะในพื้นที่ที่ปะการังเสื่อมโทรมต้องอาศัยการฟื้นฟูตามธรรมชาติ 7 – 8 ปี และเมื่อมนุษย์ยื่นมือมาช่วยอีกแรง ต่อให้เก่งแค่ไหน ก็ยังต้องเป็นไปตามจังหวะการเติบโตของปะการังที่ค่อยๆ ฟอร์มตัวขึ้นมาทีละเล็กทีละน้อย
ทำไมต้องเพาะขยายพันธุ์ปะการังแบบอาศัยเพศ
เราได้ไปคุยกับ ศ.ดร.สุชนา ชวนิชย์ อาจารย์ภาควิชาวิทยาศาสตร์ทางทะเล คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาฯ รองผู้อำนวยการสถาบันวิจัยทรัพยากรทางน้ำ รองกรรมการผู้อำนวยการศูนย์บริการวิชาการแห่งจุฬาฯ และหัวหน้าโครงการ ผู้นำองค์ความรู้ในการเพาะปะการังแบบอาศัยเพศ จาก Akajima Marine Science Laboratory ประเทศญี่ปุ่น มาปรับใช้กับสภาพแวดล้อมทะเลไทย โดยเฉพาะในพื้นที่วิจัย คือเกาะแสมสาร อ.สัตหีบ จ.ชลบุรี ซึ่งต้องใช้เวลาเกือบ 7 ปีกว่าจะสำเร็จในขั้นแรก
นั่นหมายถึงในปี 2554 ที่มีการเผยแพร่ความสำเร็จของการผสมเทียมปะการัง เกิดเป็นตัวอ่อนที่เติบโตในโรงเพาะก่อนปล่อยสู่ธรรมชาติ ปะการังรุ่นแรกจากโรงเพาะนี้สามารถสร้างและปล่อยเซลล์สืบพันธุ์ได้เอง ผลิตปะการังรุ่นต่อไปได้จนถึงรุ่นหลานแล้ว ถือเป็นครั้งแรกของไทยและในอาเซียนที่เพาะขยายพันธุ์ปะการังแบบอาศัยเพศและมีรุ่นต่อไปได้ครบวงจรชีวิต
ที่จริงการขยายพันธุ์ปะการังก็มีวิธีที่เราคุ้นเคยกว่า นั่นคือการเพาะแบบไม่อาศัยเพศด้วยการปักชำ เริ่มจากเก็บปะการังขึ้นมา ตัดออกเป็นหลักร้อยกิ่ง เลี้ยงในโรงเพาะ จากนั้นก็นำกลับไปปักชำต่อในทะเล วิธีนี้เห็นผลเร็ว ต้นทุนไม่สูง แต่ปะการังที่ได้มีพันธุกรรมเหมือนกันหมด หากเกิดปัญหาใด ๆ เช่น ปะการังฟอกขาว ก็จะได้รับผลกระทบทั้งหมด แต่ถ้าในบริเวณนั้นมีพันธุกรรมหลากหลาย ก็จะเกิดการคัดสรรทางธรรมชาติ อาจมีผู้รอดที่สู้กับสภาพแวดล้อมอันเลวร้ายนั้นได้
แล้วก็มีจริง ๆ
ฝึกปะการังให้ทนร้อนโดยบังเอิญ
การขยายพันธุ์ปะการังแบบอาศัยเพศ ไม่ได้มีข้อดีเรื่องความหลากหลายของพันธุกรรมเท่านั้น แต่ยังเพิ่มโอกาสรอดมากขึ้น ปะการังที่ผสมพันธุ์เองในทะเลมีอัตราการรอดตามธรรมชาติอยู่ที่ 0.001% ที่น้อยขนาดนั้นเพราะกว่าไข่กับสเปิร์มที่ล่องลอยในทะเลจะมาเจอกันก็ไม่ง่าย เมื่อเจอกันผสมกันได้แล้วตัวอ่อนก็อาจลงเกาะไม่ได้ อาจเจอคลื่น หรือมีปลามากิน แต่วิธีนี้จะช่วยเพิ่มอัตราการรอดขึ้นมาถึง 50%
นอกจากจะสามารถสืบพันธุ์ต่อได้ครบวงจรแล้ว ยังมีความสามารถในการทนร้อนได้มากขึ้นด้วย มีผลพิสูจน์แล้วว่าปะการังจากโรงเพาะที่นำไปปล่อยในทะเลมา 7 – 8 ปีแล้ว สามารถทนความร้อนในช่วงที่มีการฟอกขาวอย่างหนักที่ผ่านมา คุณสมบัตินี้เกิดขึ้นด้วยความบังเอิญ
บังเอิญที่โรงเพาะปะการังไม่ได้มีทุนหนา ต้องเลี้ยงปะการังในสภาพแวดล้อมจำกัด ทั้งอุณหภูมิและน้ำ ต่างจากแล็บในต่างประเทศซึ่งมีการควบคุมอุณหภูมิ ปริมาณออกซิเจนในน้ำ และปัจจัยอื่น ๆ อย่างดี ปะการังเด็ก ๆ ทั้งหลายที่นี่ไม่ได้ถูกประคบประหงม จึงต้องฝึกความอดทนไปในตัว กลายเป็นเด็กแข็งแรงพร้อมสู้กับโลกภายนอก ถึงแม้ว่าอุณหภูมิน้ำทะเลในวันที่ปล่อยสู่ธรรมชาติจะสบายกว่าในโรงเพาะ แต่หากน้ำทะเลร้อนขึ้น ความทรงจำเมื่อครั้งอยู่ในโรงเพาะที่ยังคงฝังอยู่ในเซลล์ก็ทำให้ปะการังวัยรุ่นเหล่านี้ปรับตัวได้
นี่เป็นการค้นพบครั้งแรก ๆ ของโลก และทำให้วงการเริ่มหันมาวิจัยเกี่ยวกับการปรับตัวของปะการัง
เพราะปัญหาหลักของปะการังคือการฟอกขาว ที่ผ่านมาในแวดวงวิจัยปะการังจึงเน้นให้ความสำคัญกับสาหร่ายที่ชื่อว่า ซูแซนแทลลี (zooxanthellae) สาหร่ายเซลล์เดียวที่อยู่ร่วมกับปะการังแบบอิงอาศัย ซูแซนแทลลี เป็นตัวให้สีสันและช่วยให้อาหารแก่ปะการังถึง 70% ในขณะที่ปะการังช่วยเป็นบ้านอันปลอดภัยแก่สาหร่าย
แต่ถ้าบ้านเกิดร้อนขึ้นมาจนอยู่ไม่ไหว สาหร่ายซูแซนแทลลี ซึ่งจริง ๆ แล้วไม่จำเป็นต้องอยู่กับปะการังเสมอไป จึงหนีไปอยู่ที่อื่น เมื่อผู้ให้สีและอาหารจากไป ปะการังก็ฟอกขาว หนวดปะการังจับอาหารได้เพียง 30% จากที่ต้องการ ทำให้ปะการังอยู่ในสภาวะป่วย และทนป่วยได้เพียง 2 – 3 สัปดาห์ หากสถานการณ์ทะเลไม่ดีขึ้น ก็ถึงเวลาตายเข้าจริง ๆ
ดูเหมือนว่าปะการังจะตกอยู่ในกำมือของทะเลโดยสมบูรณ์แบบ ความจริงเป็นเช่นนั้น แต่การสร้างโอกาสให้ปะการังมีความหลากหลายทางพันธุกรรมและคุณสมบัติ จึงเกิดการคัดเลือกทางธรรมชาติ ให้ปะการังบางชนิดอยู่รอดได้แม้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงขึ้นจึงสำคัญ
“สำหรับปีนี้ที่น้ำทะเลมีอุณหภูมิสูงขึ้นอย่างผิดปกติ เราก็ต้องดูกันต่อไปว่าปะการังของเราจะทนได้ขนาดไหน” ดร. สุชนา กล่าว
ยากแค่ไหน เพาะปะการังแบบอาศัยเพศ
ปะการังจะออกไข่ปีละ 1 ครั้ง ต่อ 1 กอ หรือ 1 โคโลนี่ ในช่วงพระจันทร์เต็มดวง ระหว่างเดือนมกราคมถึงมีนาคม ช่วงที่นักดำน้ำของทีมวิจัยจะลงไปเฝ้าคอยคือ 7 วันก่อนและหลังพระจันทร์เต็มดวง นี่เคยเป็นสิ่งที่คาดการณ์ได้
แต่ 2 – 3 ปีที่ผ่านมานี้ การออกไข่ของปะการังที่แสมสารเอาแน่เอานอนยาก และออกไข่แบบ “กระปริบกระปรอย” คือคำที่ดร.สุชนาใช้อธิบาย ทีมงานจึงต้องลงดำน้ำทุกคืนตั้งแต่ 6 โมงเย็นถึง 4 ทุ่ม ตลอด 3 เดือน เพื่อให้ไม่พลาดจังหวะที่เคยพลาดมาแล้ว
ปะการังปล่อยเซลล์สืบพันธุ์คือไข่และสเปิร์มพร้อมกัน ถึงอย่างนั้น ธรรมชาติก็ฉลาดที่จะไม่ผสมพันธุ์กันเอง นักวิจัยจึงต้องเก็บจากปะการังหลายกอ อย่างน้อย 5 กอ นำไข่และสเปิร์มขึ้นมาคัดแยกในโรงเพาะ ให้มีการผสมที่หลากหลาย วิธีคล้ายผสมเทียมเด็กหลอดแก้ว แต่เป็นการผสมแบบครั้งละจำนวนมาก ๆ หลังจากผสมได้ เกิดตัวอ่อนเล็ก ๆ ว่ายน้ำหวิว ๆ ก็ต้องหาที่ให้ลงเกาะ ใช้เวลาเลี้ยงดูประมาณ 2 ปี จึงจะปล่อยลงทะเลได้
“นี่คือความแตกต่างของสภาพแวดล้อม ในทะเลที่ญี่ปุ่นไม่ต้องใช้เวลาเลี้ยงนานขนาดนี้ เลี้ยงเพียง 2 เดือนก็นำปะการังลงทะเลได้ สำหรับที่นี่ ทะเลแสมสารมีสัตว์เกาะติดเยอะ อัตราการรอดต่ำ จึงต้องเลี้ยงให้มีขนาดโตประมาณ 2 เซนติเมตร จึงจะปล่อยได้”
ขนาดบนกระเบื้องในบ่อของโรงเพาะที่ให้ตัวอ่อนปะการังลงเกาะ ก็ยังมีสาหร่ายขึ้นรบกวนมากมาย ต้องอาศัยพนักงานทำความสะอาดและเม่นทะเลเป็นตัวช่วย บนกระเบื้องที่มีตัวอ่อนหลายตัวเหลือรอดเติบโตสร้างแคลเซียมขึ้นรูปได้แค่ไม่กี่ตัว
โรงเพาะปะการังทั้ง 2 โรงปรับปรุงมาจากเรือนกระจกของหน่วยบัญชาการสงครามพิเศษทางเรือ ทุกปีจะมีการเก็บไข่ปะการังขึ้นมาผสม โรงเพาะใหม่จึงเป็นเหมือนโรงเรียนอนุบาล ไว้สำหรับการขยายพันธุ์และเพาะเลี้ยงเด็กอ่อน พออายุได้ 1 ปี ก็ย้ายไปอยู่โรงเพาะเก่าซึ่งเป็นเหมือนโรงเรียนประถมเลี้ยงให้โต (และฝึกความอดทน) มากพอที่จะกลับไปอยู่ในทะเล
จากปะการังในโรงเพาะทั้ง 2 โรงที่มีจำนวนนับพัน อัตราส่วนที่สามารถเติบโตพร้อมนำลงปล่อยในทะเลได้อยู่ที่ 50% ก็ยังนับว่ามากเมื่อเทียบกับในธรรมชาติ
ปะการังที่นำลงปล่อยในทะเล ส่วนมากจะอยู่ที่ “สวนปะการัง” หรือโครงสร้างที่ทำให้เป็นที่ยึดเกาะเพื่อติดตามผล ในอนาคตก็จะมีการนำไปปล่อยร่วมกับแนวปะการังธรรมชาติ เชื่อว่าน่าจะช่วยสร้างให้ปะการังในพื้นที่นั้นเพิ่มความหลากหลายและเป็นปะการังที่แข็งแรงขึ้นได้
“เราช่วยได้เบื้องต้น ต้องให้ธรรมชาติโตต่อเอง มนุษย์ไม่สามารถทำให้ธรรมชาติกลับมาได้อย่างที่ธรรมชาติทำ เช่น การปลูกป่าชายเลน ที่มักมีการกำหนดระยะห่างแต่ละต้นเท่าๆ กัน แต่ในธรรมชาติเขาไม่ได้โตแบบนั้น แต่มีความซับซ้อนของถิ่นที่อยู่อาศัย (Habitat Complexity) ที่มนุษย์ไม่สามารถทำให้ซับซ้อนอย่างนั้นได้ ยิ่งถิ่นอาศัยมีความซับซ้อนมากเท่าใด สัตว์ที่อาศัยก็หลากหลายมากยิ่งขึ้น ในสวนปะการังของเราก็เช่นกัน เราไม่ทำเป็นแถวตรง แต่พยายามทำให้หลากหลายทั้งขนาดและชนิด เพื่อดึงดูดปลาและสัตว์อื่นๆ เข้ามา”
ยิ่งหลากหลายก็ยิ่งอยู่รอดด้วยการสนับสนุนค้ำจุนกันระหว่างสิ่งมีชีวิต แต่ความหลากหลายทางชีวภาพเป็นเรื่องที่ธรรมชาติสร้างขึ้นด้วยความยาวนานระดับวิวัฒนาการ งานระยะยาว 20 ปีของมนุษย์ดูเหมือนจะน้อยไปเลย ถึงอย่างนั้นก็ยิ่งต้องทำต่อ
กระบวนการเพาะเลี้ยงหมุนเวียนไปอย่างนี้ ไม่ใช่ทำเหมือนเดิมเพื่อเพิ่มจำนวนปะการังเท่านั้น แต่ที่นี่ยังเป็นสถานที่สำหรับทำงานวิจัยของนักศึกษาในการต่อยอดคิดค้นสิ่งใหม่ร่วมกับโครงการ
การบุกเบิกสิ่งใหม่เป็นหน้าที่ของนักวิทยาศาสตร์
จริงๆ งานทุกอย่างเกิดขึ้นเพื่อแก้ปัญหาเฉพาะหน้าและเตรียมพร้อมสำหรับอนาคต นักวิทยาศาสตร์ก็มีสองหน้าที่นี้เช่นกัน สำหรับปัญหาด้านสิ่งแวดล้อมต้องอาศัยความรู้เรื่องวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเป็นพื้นฐานสำคัญ นักวิจัยส่วนหนึ่งจึงต้องทำงานเป็นแนวหน้า หาทางออกสำหรับอนาคตเอาไว้ “ล่วงหน้ามาก ๆ” จนการริเริ่มบางสิ่งเมื่อ 20 ปีก่อน อาจถูกมองว่าบ้า
ก็ต่อเมื่อปัญหาด้านสิ่งแวดล้อมปัจจุบันซับซ้อนมากยิ่งขึ้น และต้องการทางออกมากกว่าหนึ่ง บางงานวิจัยที่เคยถูกมองว่า “ขึ้นหิ้ง” ก็ถึงเวลาได้ใช้จริง
อย่างงานวิจัยการเพาะขยายพันธุ์ปะการังแบบอาศัยเพศที่ทำสำเร็จแล้วก็ช่วยเพิ่มวิธีการขยายพันธุ์ปะการัง และให้ทางออกในด้านอื่น ๆ ตามมา
แล้วก็ต้องตั้งคำถามต่อไปว่า จะทำสิ่งนี้ให้ดีขึ้นได้อย่างไรบ้าง
จะทำให้สีสวยกว่านี้ดีไหม ? จะลดเวลาการเลี้ยงในโรงเพาะให้สั้นลงเพื่อลดต้นทุนต่อกอได้อย่างไร ? สามารถผสมข้ามสปีชีส์เพื่อเพิ่มความหลากหลายของสายพันธุ์ได้หรือเปล่า ? หรือถ้าในวันข้างหน้า ปะการังไม่สามารถออกไข่ได้ จะสามารถแช่แข็ง (Cryopreservation) เซลล์สืบพันธุ์ของปะการังเพื่อการผสมเทียมในอนาคตได้หรือไม่ คำถามข้อหลังสุดนี้ทำสำเร็จไปแล้วครึ่งหนึ่ง ด้วยการแช่แข็งสเปิร์มปะการังและทดลองผสมเทียมได้แล้ว
ส่วนการแช่แข็งไข่ปะการัง ยังไม่มีที่ใดในโลกทำได้ “เมื่อไหร่ที่เราแช่แข็งไข่สำเร็จ ก็ทำให้เรามั่นใจได้ว่า ในอนาคตหากอากาศร้อนมาก ๆ ไข่ไม่สามารถออกได้ หรือออกน้อยมาก ซึ่งมีผลต่อการผสมพันธุ์ ถ้าเรามีทั้งสเปิร์มและไข่อยู่ในธนาคาร ก็สามารถนำมาช่วยขยายพันธุ์ได้”
เหล่านักศึกษาปริญญาตรี โท เอก ที่มาใช้เวลาวิจัยอยู่ที่นี่เป็นปี ๆ ก็กำลังช่วยหาคำตอบสำหรับโจทย์เหล่านี้ รวมถึงตั้งคำถามใหม่ ๆ รอไว้สำหรับอนาคต
องค์ความรู้เหล่านี้ที่สุดแล้วก็ไม่ได้อยู่ “บนหิ้ง” ในเมืองไทยเท่านั้น แต่ยังกระจายไปอยู่บนหิ้งที่กว้างไกลกว่านั้น เพราะบทบาทหนึ่งของดร.สุชนา คือหัวหน้าโครงการ UNESCO IOC WESTPAC (UNESCO Intergovernmental Oceanographic Commission, Sub-Commission for the Western Pacific) ซึ่งมีแฟลตฟอร์มสำหรับนักวิทยาศาสตร์ของเวสเทิร์นแปซิฟิก ที่มีหน้าที่ส่วนหนึ่งในแบ่งปันข้อมูลและเทคนิคต่าง ๆ ระหว่างกันในภูมิภาค ที่จะช่วยกันขัดเกลาการแก้ปัญหาเกี่ยวกับท้องทะเลให้ดียิ่งขึ้น
“เพราะการฟื้นฟูปะการังเป็นเรื่องใหญ่ เราก็ต้องช่วยกัน”
เรื่อง อาศิรา พนาราม
ภาพ ศิรชัย อรุณรักษ์ติชัย
ติดตามผลงานของศิรชัยเพิ่มเติมที่ shinalodon
อ่านเพิ่มเติม ชมปะการังออกไข่ ความสวยงามของท้องทะเลไทยในช่วงเวลาสั้น ๆ
