จุฬาฯ เก็บ 'สเปิร์มปะการัง' คืนเดือนเพ็ญ ผสมเทียมสร้างสายพันธุ์สู้โลกร้อน

ปะการังฟอกขาวกำลังกลายเป็นปัญหาสิ่งแวดล้อมระดับโลกที่น่ากังวลอย่างยิ่ง โดยมีสาเหตุหลักจากภาวะโลกร้อน (Global Warming) ที่ทำให้อุณหภูมิน้ำทะเลสูงขึ้น ส่งผลให้ปะการังขับสาหร่ายซูแซนเทลลี (Zooxanthellae) ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานและสีสันของปะการังออกไป ส่งผลให้ปะการังซีดขาว อ่อนแอ และอาจตายได้ในที่สุด นักวิทยาศาสตร์คาดว่า หากไม่มีมาตรการรับมืออย่างจริงจัง ปะการังทั่วโลกกว่า 90% อาจสูญพันธุ์ภายใน 30 ปีข้างหน้า

ล่าสุด นักวิจัยจากสถาบันวิจัยทรัพยากรทางน้ำ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ได้พัฒนาแนวทางใหม่ในการรับมือกับปัญหานี้ โดยการเพาะเลี้ยงปะการังในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงตั้งแต่ระยะแรกเกิด เพื่อสร้างความทนทานต่อความร้อน พร้อมใช้เทคโนโลยีผสมเทียมแบบอาศัยเพศ เพื่อผลิต “ปะการังสู้โลกร้อน” ที่มีความสามารถในการปรับตัวต่อการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมได้ดีขึ้น

นอกจากนี้ ทีมวิจัยยังได้พัฒนาเทคโนโลยีการแช่เยือกแข็งเซลล์สืบพันธุ์ของปะการัง เพื่อเก็บรักษาความหลากหลายทางพันธุกรรมไว้ในระยะยาว โดยหวังว่าวันหนึ่งจะสามารถฟื้นคืนชีวิตแนวปะการังเมื่อสภาพแวดล้อมในทะเลกลับมาเอื้ออำนวย

ปะการังปรับตัวสู้ภาวะโลกร้อนได้หรือไม่

ศ.ดร.สุชนา ชวนิชย์ อาจารย์ประจำภาควิชาวิทยาศาสตร์ทางทะเล คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย รองผู้อำนวยการสถาบันวิจัยทรัพยากรทางน้ำ และรองกรรมการผู้อำนวยการศูนย์บริการวิชาการแห่งจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ได้อุทิศเวลากว่าทศวรรษในการค้นหาคำตอบสำคัญว่า “ปะการังจะสามารถปรับตัวและอยู่รอดท่ามกลางภาวะโลกร้อนที่ทวีความรุนแรงได้หรือไม่?”

จากการศึกษาทดลองเพาะเลี้ยงและขยายพันธุ์ปะการังหลายรุ่นอย่างต่อเนื่อง นับตั้งแต่ปี 2548 ณ สถานีวิจัยวิทยาศาสตร์ทางทะเลและศูนย์ฝึกนิสิต เกาะสีชัง จังหวัดชลบุรี ทีมวิจัยพบข้อค้นพบสำคัญว่า

ปะการังสามารถพัฒนาความทนทานต่อความร้อนได้ดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ หากได้รับการเลี้ยงดูในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงตั้งแต่ช่วงแรกของชีวิต

จากข้อมูลเชิงวิทยาศาสตร์ดังกล่าว กลายเป็นจุดเริ่มต้นของการพัฒนาและเพาะเลี้ยง “ปะการังสู้โลกร้อน” ที่มีศักยภาพในการปรับตัวทนต่ออุณหภูมิที่สูงขึ้น ซึ่งอาจเป็นความหวังใหม่ในการฟื้นฟูแนวปะการังท่ามกลางวิกฤตการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

ภาวะโลกร้อน ปะการังผสมพันธุ์ลดลง

ศ.ดร.สุชนา อธิบายว่า นักวิจัยผู้เชี่ยวชาญด้านวิทยาศาสตร์ทางทะเล อธิบายว่า ปะการังเป็นสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังที่อาศัยอยู่รวมกันเป็นกลุ่ม หรือที่เรียกว่า “โคโลนี” (Colony) บนโขดหินใต้น้ำ โดยมีบทบาทสำคัญทั้งในฐานะที่อยู่อาศัยและแหล่งอาหารของสิ่งมีชีวิตหลากหลายชนิดในระบบนิเวศทะเล

โดยธรรมชาติ ปะการังสามารถขยายพันธุ์ได้ 2 วิธีหลัก ได้แก่

• การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ – เกิดขึ้นในช่วงคืนวันเพ็ญ เมื่อปะการังพร้อมใจกันปล่อยไข่และสเปิร์มออกมาสู่ผิวน้ำเพื่อให้เกิดการปฏิสนธิในธรรมชาติ อย่างไรก็ตาม โอกาสที่ไข่จะผสมกับสเปิร์มและเจริญเติบโตจนกลายเป็นปะการังเต็มวัยนั้นมีเพียงประมาณ 0.001% เท่านั้น เนื่องจากถูกกินโดยสัตว์น้ำหรือไม่ปฏิสนธิสำเร็จ
• การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ – เกิดจากการที่ชิ้นส่วนของปะการังหลุดหักออกมา และหากตกอยู่ในสภาพแวดล้อมที่เหมาะสม ก็สามารถเจริญเติบโตกลายเป็นกลุ่มปะการังใหม่ได้ วิธีนี้มีอัตรารอดชีวิตประมาณ 50% แต่ข้อเสียคือทำให้ความหลากหลายทางพันธุกรรมลดลง

“การขยายพันธุ์ของปะการังทั้งสองรูปแบบนั้น แม้จะเกิดขึ้นตามธรรมชาติ แต่ต้องใช้เวลานาน และภายใต้สภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วจากภาวะโลกร้อน โอกาสที่ปะการังจะผสมพันธุ์แบบอาศัยเพศก็ยิ่งลดลงอย่างน่าตกใจ”

หากเราปล่อยให้ปะการังฟื้นฟูตัวเองตามธรรมชาติโดยไม่มีการช่วยเหลือ ปะการังอาจไม่สามารถเติบโตทดแทนแนวปะการังที่สูญเสียไปจากปรากฏการณ์ฟอกขาวได้ทัน และมีความเสี่ยงสูงที่จะสูญพันธุ์ในอนาคตอันใกล้

กระบวนการขยายพันธุ์ปะการัง

สถาบันวิจัยทรัพยากรทางน้ำ และคณะวิทยาศาสตร์ จุฬาฯ ร่วมกับ โครงการอนุรักษ์พันธุกรรมพืชอันเนื่องมาจากพระราชดำริ สมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี และหน่วยบัญชาการสงครามพิเศษทางเรือ กองทัพเรือ เดินหน้าฟื้นฟูแนวปะการังด้วยการใช้ “เทคนิคผสมเทียม” ซึ่งเป็นการจำลองกระบวนการสืบพันธุ์ตามธรรมชาติของปะการัง เพื่อเพิ่มโอกาสรอดและความแข็งแรงของปะการังรุ่นใหม่ในสภาวะโลกร้อนที่ทวีความรุนแรงขึ้น

กระบวนการขยายพันธุ์ปะการัง มีดังนี้

1. เก็บเซลล์สืบพันธุ์ในคืนเดือนเพ็ญ

นักวิจัยลงพื้นที่เก็บ ไข่และสเปิร์มของปะการัง จากแหล่งธรรมชาติในช่วงคืนเดือนเพ็ญ ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่ปะการังจำนวนมากปล่อยเซลล์สืบพันธุ์ออกมาพร้อมกัน เพื่อเพิ่มโอกาสในการเก็บเซลล์ที่สมบูรณ์และหลากหลาย

2. ผสมพันธุ์ในบ่อเพาะเลี้ยง

นำเซลล์ไข่และสเปิร์มที่เก็บมา ผสมกันในบ่อเพาะเลี้ยงที่ควบคุมสภาพแวดล้อม เพื่อให้เกิดการปฏิสนธิและพัฒนากลายเป็น ตัวอ่อนปะการัง

3. จัดเตรียมวัสดุสำหรับการเกาะยึด

เมื่อตัวอ่อนปะการังเริ่มพร้อมจะเกาะพื้นผิว นักวิจัยจะเตรียม วัสดุ เช่น อิฐมอญ เป็นฐานสำหรับให้ตัวอ่อนเกาะและเจริญเติบโต

4. ฟักตัวและเลี้ยงในโรงเพาะเลี้ยง (2 ปี)

ตัวอ่อนปะการังจะถูกเลี้ยงในสภาพแวดล้อมควบคุมภายในโรงเพาะเลี้ยง เป็นระยะเวลาประมาณ 2 ปี เพื่อเสริมความแข็งแรงและลดอัตราการตาย

5. ปล่อยคืนสู่ธรรมชาติ (อีก 3 ปี)

เมื่อปะการังมีความแข็งแรงเพียงพอ จะถูกนำกลับคืนสู่ทะเล เพื่อให้เติบโตต่อในสภาพแวดล้อมธรรมชาติเป็นระยะเวลา ประมาณ 3 ปี

6. เข้าสู่วัยเจริญพันธุ์ (ปีที่ 5)

เมื่อปะการังมีอายุครบ 5 ปี ก็จะสามารถเริ่มต้นวงจรการสืบพันธุ์ของตัวเองได้ เป็นการสร้างแนวปะการังรุ่นใหม่ที่มีความทนทานต่อภาวะโลกร้อน

จำลองโลกร้อน...สร้างภูมิต้านทานให้ปะการังตั้งแต่เกิด

การขยายพันธุ์ปะการังไม่ใช่แค่การเพิ่มจำนวนเท่านั้น แต่เป้าหมายที่สำคัญยิ่งกว่าคือการเสริมความแข็งแกร่งให้กับปะการังรุ่นใหม่ เพื่อให้สามารถรับมือกับสภาวะโลกร้อนที่กำลังทวีความรุนแรง

ทีมวิจัยของ ศ.ดร.สุชนา จึงพัฒนากระบวนการเลี้ยงตัวอ่อนปะการังที่ได้จากการผสมเทียมใน สภาพแวดล้อมจำลองที่มีอุณหภูมิสูงถึง 34 องศาเซลเซียส ซึ่งสูงกว่าค่าเฉลี่ยของน้ำทะเลปกติที่อยู่ราว 30–32 องศาเซลเซียส

ปะการังบางตัวทนความร้อนไม่ไหว ก็ตายตั้งแต่ยังอยู่ในโรงเพาะเลี้ยง แต่ปะการังที่สามารถปรับตัวได้ ก็จะอยู่รอดและเติบโตต่อไปได้ในธรรมชาติ

เมื่อครบระยะเวลาอนุบาล 2 ปี ทีมวิจัยจะนำปะการังที่รอดชีวิตจากกระบวนการนี้ปล่อยกลับคืนสู่ท้องทะเล และพบว่าปะการังเหล่านี้มีความสามารถในการทนต่ออุณหภูมิสูงได้ดีกว่าปะการังทั่วไปอย่างมีนัยสำคัญ

“ผลลัพธ์ที่ได้คือปะการังที่สามารถรับมือกับภาวะโลกร้อนได้ดีขึ้น มีโอกาสรอดจากปรากฏการณ์ฟอกขาวมากขึ้น ซึ่งเราขนานนามว่าเป็น ‘ปะการังสู้โลกร้อน’ เพราะพวกมันเรียนรู้ที่จะอยู่รอดตั้งแต่วันแรกของชีวิต”

ลูกปะการังสู้โลกร้อน เติบโตสู่พ่อแม่พันธุ์

จากการติดตามและเก็บข้อมูลอย่างต่อเนื่อง ศ.ดร.สุชนา เปิดเผยความคืบหน้าสำคัญของโครงการว่า หลังจากที่เราปล่อยลูกปะการังสู้โลกร้อนกลับคืนสู่ทะเล พวกมันสามารถเติบโตและกลายเป็นพ่อแม่พันธุ์ที่สามารถสืบพันธุ์ได้เหมือนกับปะการังตามธรรมชาติ โดยเราพบหลักฐานการสืบพันธุ์ของปะการังรุ่นนี้เป็นครั้งแรกในปี 2566 ถือเป็นหมุดหมายสำคัญของความพยายามในการฟื้นฟูแนวปะการังไทย

ในช่วงฤดูผสมพันธุ์ ปะการังจะปล่อยเซลล์สืบพันธุ์ขนาดจิ๋ว สีชมพูอ่อน ลอยตัวขึ้นสู่ผิวน้ำพร้อมกันนับล้านเซลล์ สร้างภาพงดงามใต้ทะเลที่สะท้อนถึงชีวิตใหม่ที่กำลังเริ่มต้น เมื่อนักวิจัยพบสัญญาณของการสืบพันธุ์ พวกเขาจะรีบลงดำน้ำเพื่อเก็บเซลล์เหล่านี้กลับมาทำการผสมเทียมในห้องปฏิบัติการ และเพาะเลี้ยงต่อเป็น “ปะการังสู้โลกร้อนรุ่นถัดไป”

แม้ต้นทุนสูง แต่คุ้มค่าในระยะยาว

ศ.ดร.สุชนา ชวนิชย์ เปิดเผยว่า แม้การอนุรักษ์ปะการังด้วยเทคนิคผสมเทียมและการเลี้ยงดูในโรงเพาะเลี้ยงตลอดระยะเวลา 2 ปี จะมีต้นทุนที่ค่อนข้างสูง—ราว 100 ดอลลาร์สหรัฐต่อตัวอ่อนปะการังหนึ่งตัว—เมื่อเทียบกับการขยายพันธุ์แบบปักชำที่มีค่าใช้จ่ายเพียง 1 ดอลลาร์สหรัฐต่อหนึ่งต้นปะการัง

อย่างไรก็ตาม เธอย้ำว่าผลลัพธ์ที่ได้ถือว่าคุ้มค่าอย่างยิ่ง เพราะเป็นการสร้างปะการังรุ่นใหม่ที่มีศักยภาพในการอยู่รอดสูงกว่าเดิมในยุคของภาวะโลกร้อน

“แม้ต้นทุนจะสูง แต่เมื่อพิจารณาจากอัตราการรอดจากการฟอกขาวแล้ว ถือว่าเป็นการลงทุนที่คุ้ม เพราะเราจะได้ปะการังพันธุ์ใหม่ที่ผ่านกระบวนการเรียนรู้ตั้งแต่เล็ก และสามารถปรับตัวให้อยู่รอดในน้ำทะเลที่ร้อนขึ้นได้”

เทคโนโลยีแช่เยือกแข็ง เซฟชีวิตปะการังไว้ในอนาคต

แม้ว่าทีมวิจัยภายใต้การนำของ ศ.ดร.สุชนา ชวนิชย์ จะประสบความสำเร็จในการเพาะเลี้ยงและเพิ่มจำนวนปะการังในธรรมชาติผ่านเทคนิคผสมเทียม แต่ความท้าทายสำคัญยังคงอยู่—นั่นคือ การพึ่งพาสภาพแวดล้อมทางทะเลที่ไม่แน่นอน

“ปะการังสืบพันธุ์เพียงไม่กี่ครั้งต่อปี และจะเกิดขึ้นได้เฉพาะในสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมเท่านั้น เช่น อุณหภูมิของน้ำที่พอดี คืนพระจันทร์เต็มดวง และกระแสน้ำที่เอื้ออำนวย แต่ภาวะโลกร้อนทำให้สภาพแวดล้อมเหล่านี้เปลี่ยนไป ปะการังจึงเริ่มไม่ปล่อยเซลล์สืบพันธุ์ตามฤดูกาล เสี่ยงต่อการสูญพันธุ์ในระยะยาว” ศ.ดร.สุชนาอธิบาย

ด้วยความกังวลนี้ ทีมวิจัยจึงได้ร่วมมือกับ ดร. หลิน เจียซิน จากไต้หวัน ทดลองใช้ เทคโนโลยีการแช่เยือกแข็งเซลล์สืบพันธุ์ของปะการัง ที่เก็บได้จากท้องทะเล เพื่อเก็บรักษาไว้เป็น “คลังชีวภาพ” สำหรับใช้ในอนาคต เมื่อธรรมชาติเอื้ออำนวยต่อการฟื้นคืนชีวิตของแนวปะการังอีกครั้ง

“ปะการังแต่ละชนิดล้วนมีบทบาทสำคัญในระบบนิเวศทางทะเล การอนุรักษ์ที่ยั่งยืนจึงต้องครอบคลุมความหลากหลายของสายพันธุ์ เราจึงจำเป็นต้องเก็บเซลล์สืบพันธุ์จากหลายชนิดให้ได้มากที่สุด เพื่อให้มีแหล่งพันธุกรรมพร้อมใช้เมื่อวันนั้นมาถึง” ศ.ดร.สุชนาเน้นย้ำ

ขณะนี้ทีมวิจัยไทยประสบความสำเร็จในการแช่เยือกแข็ง เซลล์สเปิร์มของปะการัง แล้วเรียบร้อย ส่วนการแช่เยือกแข็งเซลล์ไข่ยังอยู่ระหว่างการทดลอง โดยมีเป้าหมายเพื่อใช้เทคโนโลยีนี้เป็นอีกหนึ่งความหวังในการปกป้องแนวปะการังจากวิกฤตโลกรวนในระยะยาว

อนาคตของปะการัง อยู่ที่เราทุกคน

ศ.ดร.สุชนา ทิ้งท้ายด้วยมุมมองที่สำคัญว่า การอนุรักษ์ปะการังไม่สามารถพึ่งพานักวิทยาศาสตร์เพียงลำพัง แต่ต้องอาศัยความร่วมมือจากทุกภาคส่วน และดำเนินงานอย่างรอบด้าน ไม่ว่าจะเป็นการฟื้นฟูแนวปะการัง การลดมลพิษทางทะเล การลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก รวมถึงการสนับสนุนด้านงบประมาณอย่างต่อเนื่องจากทั้งภาครัฐและภาคเอกชน

“กุญแจของความสำเร็จอยู่ที่ความร่วมมือจากทุกฝ่าย ไม่ว่าจะเป็นภาครัฐ ภาคธุรกิจ หรือประชาชนทั่วไป ทุกคนสามารถมีส่วนร่วมในการปกป้องระบบนิเวศที่เปราะบางนี้ได้”

หากทุกภาคส่วนร่วมมือกันอย่างจริงจัง มีนโยบายสนับสนุนที่ต่อเนื่อง และลงมือปฏิบัติอย่างยั่งยืน ก็ยังมีความหวังว่าแนวปะการังจะสามารถฟื้นตัวกลับมาเป็นแหล่งความหลากหลายทางชีวภาพที่สำคัญของท้องทะเลไทย และของโลกได้อีกครั้ง