ออกซิเจน โมเลกุลสำคัญที่สิ่งมีชีวิตหายใจเข้าไปเพื่อนำไปใช้ในกระบวนการสร้างพลังงาน ซึ่งเรามักเรียนรู้ว่าออกซิเจนเหล่านั้นเกิดจากต้นไม้หรือพืชใบเขียวที่ทำการสังเคราะห์แสงจนได้อากาศสดชื่นนี้ออกมา แต่อันที่จริงแล้ว ป่าฝนอย่างแอมะซอน ไม่ได้เป็นปอดของโลกที่แท้จริง
ผู้ที่สมควรได้รับคำขอบคุณก็คือแบคทีเรียในมหาสมุทรและเหล่าแพลงก์ตอนพืชตามผิวน้ำที่เป็นผู้ผลิตออกซิเจนรายใหญ่ของโลกซึ่งมากถึงร้อยละ 60-80 ของออกซิเจนในชั้นบรรยากาศทั้งหมด สิ่งมีชีวิตเล็ก ๆ เหล่านี้สังเคราะห์แสงและสร้างอาหารหล่อเลี้ยงทั้งชีวิตในน้ำและชีวิตบนแผ่นดิน
“สิ่งมีชีวิตเหล่านี้เป็นสิ่งมีชีวิตหลักที่สำคัญมาก” ฟรองซัวส์ ริบาเลต์ (François Ribalet) รองศาสตราจารย์วิจัยประจำคณะสมุทรศาสตร์ มหาวิทยาลัยวอชิงตัน และผู้เขียนงานวิจัยใหม่ที่เผยแพร่บนวารสาร Nature Microbiology กล่าว
โดยเฉพาะสิ่งมีชีวิตที่ชื่อว่า โปรคลอโรค็อกคัส (Prochlorococcus) ซึ่งเป็นแบคทีเรียในกลุ่มไซยาโนแบคทีเรีย และได้ฉายาว่าเครื่องผลิตออกซิเจนระดับจิ๋ว โดยเชื่อว่ามีอยู่มากกว่า 3 × 10²⁷ เซลล์ในมหาสมุทร มีการประเมินกันว่าแค่โปรคลอโรค็อกคัสเพียงอย่างเดียวก็ผลิตออกซิเจนประมาณร้อยละ 20 ของออกซิเจนทั้งหมด
หรือเปรียบง่าย ๆ ว่า ‘ทุก ๆ 5 ลมหายใจที่หายใจเข้านั้น เป็นหนึ่งลมหายใจที่มาจาก โปรคลอโรค็อกคัส ที่สำคัญยิ่งกว่านั้น ริบาเลตกล่าวว่า พวกมันเปลี่ยนแสงอาทิตย์และคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นอาหารที่ฐานของระบบนิเวศทางทะเล
“ในมหาสมุทรเขตร้อน เกือบครึ่งของอาหารถูกผลิตโดยโพรคลอโรค็อกคัส” เขา กล่าว “สิ่งมีชีวิตหลายร้อยชนิดต้องพึ่งพาสิ่งมีชีวินเหล่านี้ และเมื่อสิ่งมีชีวิตหลักมีปริมาณลดลง ก็ย่อมส่งผลกระทบต่อระบบนิเวศและความหลากหลายทางชีวภาพ สายในอาหารจะเปลี่ยนแปลงไป”
แม้ว่าแพลงก์ตอนพืชรูปแบบอื่น ๆ อาจเคลื่อนตัวเขามาและช่วยลดการสูญเสียออกซิเจนกับอาหาร แต่ริบาเลต์ เตือนว่าพวกมันแพลงก์ตอนเหล่านั้นไม่ใช่สิ่งที่ทดแทนที่สมบูรณ์ เพราะแต่ละชนิดก็วิวัฒนาการเพื่อจุดประสงค์เฉพาะทที่แตกต่างกันไป
โดยทั่วไปแล้ว โปรคลอโรค็อกคัส อาศัยอยู่ผิวน้ำที่มีแสงแดดมากกว่าร้อยละ 75 และพบมากที่สุดในเขตร้อน ทำให้นักวิทยาศาสตร์เชื่อกันว่าแบคทีเรียเหล่านี้ปรับตัวได้ดีกับสภาพอากาศที่อบอุ่นและขาดสารอาหาร จึงน่าจะอยู่รอดในภาวะที่โลกกำลังร้อนขึ้นเรื่อย ๆ
“นอกชายฝั่งเขตร้อน น้ำมีสีฟ้าสดใสสวยงามมากเพราะมีแบคทีเรียน้อยมากนอกจากโปรคลอโรค็อกคัส” ริบาเลต์ อธิบาย
อย่างไรก็ตามข้อมูลจากรายงานใหม่นี้กำลังท้าทายความเชื่อที่มีมานานหลายทศวรรษ ด้วยข้อมูลจากการล่องเรือวิจัยกว่า 100 ร้อยครั้งซึ่งเทียบเท่าการเดินทางรอบโลก 6 ครั้ง ได้ตัวอย่างเซลล์ประมาณ 800,000 ล้านเซลล์จากตัวอย่างทุก ๆ กิโลเมตร
“เรานับโปรคลอโรค็อกคัสได้มากกว่าจำนวนดาวฤกษ์ในทางช้างเผือกเสียอีก” ริบาเลต์กล่าว
เพื่อทดสอบว่าโปรคลอโรค็อกคัสสามารถทนต่ออากาศร้อนที่ร้อนขึ้นได้หรือไม่ จึงแบ่งแบคทีเรียเหล่านั้นออกเป็นกลุ่ม ๆ ตามความแปรผันของอุณหภูมิน้ำ แสงแดด หรือสารอาหาร ผลลัพธ์พบว่า แบคทีเรียนี้จะเจริญเติบโตได้ดีในน้ำที่ค่อนข้างอุ่น ระหว่าง 19 ถึง 28 องศาเซลเซียส
แต่เมื่อเลยช่วงนั้นขึ้นไป พวกมันกลับดูใช้ชีวิตลำบากมากขึ้น โดยมีอัตราการแบ่งตัวช้าลง 30 เปอร์เซ็นเมื่อเทียบกับน้ำที่อุณหภูมิสูงกว่า 30 องศาเซลเซียส ซึ่งหมายความอย่างชัดเจนว่า พวกมันจะต้องมีปริมาณลดลงแน่นอนหากโลกร้อนขึ้นไปเรื่อย ๆ และเราอาจสูญเสียแหล่งผลิตออกซิเจนแหล่งใหญ่ไป
“(แม้แต่สายพันธุ์ที่ทนร้อน)ก็ไม่เพียงพอที่จะต้านทานอุณหภูมิที่ร้อนที่สุดได้อย่างเต็มที่ หากการปล่อยก๊าซเรือนกระจกยังคงเพิ่มขึ้น” ริบาเลต กล่าว พร้อมเน้นย้ำว่างานวิจัยนี้ทำอย่างระมัดระวังและไม่ได้คำนึงถึงผลกระทบของปัจจัยมลพิษอื่น ๆ
“อันที่จริงแล้ว เราพยายามเสนอสถานการณ์ที่ดีที่สุด แต่ความเป็นจริงแล้วสถานการณ์อาจเลวร้ายกว่านั้นได้” เขาเสริม
ป่าที่มองไม่เห็นในมหาสมุทรเหล่านี้ เป็นแหล่งสร้างออกซิเจนที่คนส่วนใหญ่ไม่เคยแม้แต่จะคิดถึง ทว่ากลับมีความสำคัญต่อการอยู่รอดของมนุษย์
“ครึ่งหนึ่งของการสังเคราะห์แสงเกิดขึ้นในมหาสมุทร และโปรคลอโรค็อกคัสเป็นส่วนสำคัญอย่างยิ่ง” สตีเวน บิลเลอร์ (Steven Biller) รองศาสตราจารย์ประจำวิทยาลัยเวลส์ลีย์ กล่าว “ขนาดของผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นนั้นค่อนข้างน่าตกใจ”
เขาหวังว่าผลการวิจัยนี้จะดึงดูดความสนใจไปที่มหาสมุทรในเขตร้อนมากขึ้น ซึ่งสามารถใช้เป็นห้องปฏิบัติการตามธรรมชาติสำหรับการปรับตัวต่อภาวะโลกร้อน และเป็นสัญญาณเตือนล่วงหน้าสำหรับการล่มสลายของระบบนิเวศ
“เรารู้ว่าอะไรเป็นตัวขับเคลื่อนภาวะโลกร้อน ไม่มีการถกเถียงกันในหมู่นักวิทยาศาสตร์” ริบาเลต์กล่าว “เราจำเป็นต้องลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก”
สืบค้นและเรียบเรียง
วิทิต บรมพิชัยชาติกุล
ที่มา