นักวิจัยเพาะปะการังโต๊ะแบบพุ่มจากสเปิร์มแช่เยือกแข็งลดเสี่ยงปะการังสูญพันธุ์

คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย และ ศูนย์บริการวิชาการ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ร่วมกับโครงการอนุรักษ์พันธุกรรมพืชอันเนื่องมาจากพระราชดำริ สมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี และหน่วยบัญชาการสงครามพิเศษทางเรือ กองทัพเรือ ได้ร่วมมือกันดำเนินโครงการ โครงการการเพาะขยายพันธุ์ปะการังแบบอาศัยเพศแบบผสมเทียมและการเก็บสเปิร์มโดยการแช่เยือกแข็ง ซึ่งการดำเนินการได้ประสบผลสำเร็จอย่างดียิ่ง เมื่อเร็ว ๆ นี้ ทางคณะทำงานได้แถลงข่าวเรื่อง “ครั้งแรกของโลก…นักวิทย์ไทยเพาะปะการังชนิดโต๊ะแบบพุ่มด้วยสเปิร์มแช่เยือกแข็ง” โดยมีรองศาสตราจารย์ ผุสตี ปริยานนท์ ที่ปรึกษาจากโครงการอนุรักษ์พันธุกรรมพืชอันเนื่องมมาจากพระราชดำริฯ รองผู้บัญชาการหน่วยบัญชาการสงครามพิเศษทางเรือ กองเรือยุทธการ กองทัพเรือ ศาสตราจารย์ ดร. พลกฤษณ์ แสงวณิช คณบดี คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาฯ รองศาสตราจารย์ ดร. ทวีวงศ์ ศรีบุรี กรรมการผู้อำนวยการ ศูนย์บริการวิชาการแห่งจุฬาฯ รองศาสตราจารย์ ดร. วรณพ วิยกาญจน์ หัวหน้าภาควิชาวิทยาศาสตร์ทางทะเล คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาฯ และ รองศาสตราจารย์ ดร. สุชนา ชวนิชย์ รองกรรมการผู้อำนวยการศูนย์บริการวิชาการแห่งจุฬาฯ และอาจารย์ประจำภาควิชาวิทยาศาสตร์ทางทะเล คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาฯ เข้าร่วมแถลงข่าวในครั้งนั้นด้วย

โครงการการเพาะขยายพันธุ์ปะการังแบบอาศัยเพศแบบผสมเทียมและการเก็บสเปิร์มโดยการแช่เยือกแข็ง ของกลุ่มการวิจัยชีววิทยาแนวปะการัง มี รองศาสตราจารย์ ดร.วรณพ วิยกาญจน์ หัวหน้าภาควิชาวิทยาศาสตร์ทางทะเล คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย และรองศาสตราจารย์ ดร. สุชนา ชวนิชย์ เป็นผู้รับผิดชอบและดำเนินการโครงการ โดยได้รับความร่วมมือและการสนับสนุนจาก หน่วยบัญชาการสงครามพิเศษทางเรือ กองเรือยุทธการ กองทัพเรือ ภายใต้ โครงการอนุรักษ์พันธุกรรมพืชอันเรื่องมาจากพระราชดำริ สมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี สนองพระราชดำริโดยจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

จนถึงปัจจุบัน โครงการฯ ได้รับการสนับสนุนงบประมาณในการดำเนินการจากหลายฝ่าย ทั้งภาคเอกชน ภาครัฐ รวมถึงจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย และที่สำคัญ โครงการฯ สามารถประสบความสำเร็จด้วยความร่วมมือร่วมใจของนิสิตและผู้ช่วยวิจัยทุกคนจากกลุ่มการวิจัยชีววิทยาแนวปะการัง ทั้งที่สำเร็จการศึกษาแล้ว รวมถึงผู้ที่อยู่ระหว่างการศึกษาทุกระดับ ทั้งปริญญาตรี โท เอก ร่วม 50 ชีวิต และปัจจุบัน กลุ่มการวิจัยฯ ได้ให้ความร่วมมือกับกรมทรัพยากรทางทะเลและชายฝั่งในการนำวิธีการเพาะขยายพันธุ์ปะการังแบบอาศัยเพศเป็นอีกวิธีการหนึ่งในการฟื้นฟูแนวปะการังในประเทศไทย

การวิจัยชีววิทยาแนวปะการัง ประสบความสำเร็จเป็นครั้งแรกของประเทศในปี 2549 ในการเพาะขยายพันธุ์ ปะการังที่มาจากการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ โดยนำไข่และสเปิร์มของปะการังมาผสมในระบบเพาะฟัก (การผสมเทียม) กลุ่มการวิจัยฯ ได้เฝ้าติดตามผลการนำตัวอ่อนปะการังที่ผลิตได้จากการเพาะขยายพันธุ์ด้วยวิธีดังกล่าวในแต่ละปีมาศึกษาระยะเวลาที่เหมาะสมที่สุดในการอนุบาลตัวอ่อนปะการังภายในระบบเลี้ยงก่อนที่จะนำกลับคืนถิ่นสู่ทะเล โดยมุ่งหวังให้ตัวอ่อนปะการังเหล่านั้นมีการเติบโตและอัตรารอดสูงสุด

กลุ่มการวิจัยชีววิทยาแนวปะการัง ได้มีการทำวิจัยอย่างต่อเนื่องเพื่อพัฒนาเทคนิคการเพาะพันธุ์ปะการังแบบอาศัยเพศ เพื่อหาแนวทางในการอนุรักษ์และฟื้นฟูปะการังที่เสื่อมโทรมภายใต้การเปลี่ยนแปลงของสภาวะแวดล้อมของโลก ซึ่งจากการศึกษาทำวิจัยอย่างต่อเนื่อง ในปีที่แล้ว กลุ่มการวิจัยชีววิทยาแนวปะการัง ได้ประสบความสำเร็จในการนำสเปิร์มของปะการังโต๊ะแบบพุ่ม Acropora humilis มาผ่านกรรมวิธีการแช่เยือกแข็งในไนโตรเจนเหลว และนำกลับมาผสมใหม่กับไข่ปะการัง ซึ่งเป็นการทำสำเร็จครั้งแรกของโลกของปะการังโต๊ะชนิดนี้ และได้มีการตีพิมพ์ลงในวารสารวิจัยระดับนานาชาติแล้ว ทั้งนี้งานวิจัยดังกล่าวเป็นการทำวิจัยร่วมกับนักวิจัยชาวไต้หวันด้วย ความสำเร็จของการนำสเปิร์มของปะการังมาผ่านกรรมวิธีการแช่เยือกแข็งนั้น จะช่วยทำให้สามารถเก็บรักษาสเปิร์มได้นานขึ้น และสามารถนำมาผสมกับไข่ปะการังได้ในช่วงเวลาและฤดูกาลที่ต้องการและเหมาะสมต่อไป

รองศาสตราจารย์ ดร. สุชนา ชวนิชย์ รองกรรมการผู้อำนวยการ ศูนย์บริการวิชาการแห่งจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย และอาจารย์ประจำภาควิชาวิทยาศาสตร์ทางทะเล คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย กล่าวว่า ปะการังโดยทั่วไปมีการผสมพันธุ์แบบอาศัยเพศเพียงปีละครั้ง โดยส่วนใหญ่เป็นการปล่อยเซลล์สืบพันธุ์ (ไข่และสเปิร์ม) ออกมาผสมกันในมวลน้ำ ซึ่งกลุ่มการวิจจัยฯ ได้นำหลักการดังกล่าวมาใช้ในการเพาะขยายพันธุ์ปะการังแบบอาศัยเพศ โดยเก็บเซลล์สืบพันธุ์ปะการังที่ถูกปล่อยออกมาตามธรรมชาติ แล้วนำไปปฏิสนธิโดยการผสมเทียมเพื่อเพาะฟักในระบบเพาะฟักปะการัง ซึ่งการนำเทคนิคใหม่มาใช้โดยการเก็บสเปิร์มโดยการแช่เยือกแข็งนั้น จะทำให้สามารถผสมพันธุ์ปะการังได้ปีละหลายครั้งเพิ่มขึ้น รวมทั้งเป็นการป้องกันการสูญพันธุ์ของปะการังอีกด้วย เนื่องจากในปัจจุบัน อุณหภูมิของโลกได้สูงขึ้น ทำให้ปะการังหลายชนิดไม่สามารถปล่อยเซลล์สืบพันธุ์และผสมกันตามธรรทมชาติเองได้ เนื่องจากสภาพแวดล้อมที่ไม่เหมาะสม ดังนั้น การผสมเทียม รวมทั้งการนำเทคนิคการเก็บสเปิร์มโดยการแช่เยือกแข็งมาใช้ จะสามารถแก้ไขปัญหานี้ได้ โดยปกติอัตรารอดของปะการังที่มาจากการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศตามธรรมชาติมีค่าประมาณ ร้อยละ 0.01 หรือต่ำกว่า ขณะที่ในการเพาะขยายพันธุ์ปะการังแบบอาศัยเพศด้วยวิธีการผสมเทียมดังกล่าว มีอัตรากาปฏิสนธิของปะการังสู.กว่าร้อยละ 98 และมีอัตรารอดขณะทำการอนุบาลในระบบเลี้ยงจนมีอายุประมาณ 2 ปี ที่ร้อยละ 40-50 ” ดร.สุชนา กล่าว

ด้าน ดร.วิรัลดา ภูตะคาม นักวิจัยอาวุโส ศูนย์โอมิกส์แห่งชาติ สำนักงานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) โดยศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (ไบโอเทค) กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยแลtนวัตกรรม (อว.) ได้ร่วมกับ ศูนย์วิจัยและพัฒนาทรัพยากรทางทะเลและชายฝั่งทะเล กรมทรัพยากรทางทะเลและชายฝั่ง ศึกษาวิจัย “กระบวนการตอบสนองของปะการังต่อการเพิ่มอุณหภูมิของน้ำทะเลและการประเมินความหลากหลายทางพันธุกรรมของปะการังในน่านน้ำไทยเพื่อการอนุรักษ์และฟื้นฟูระบบนิเวศใต้ท้องทะเลลอย่างยั่งยืน”

ดร.วิรัลดา และคณะวิจัย มุ่งเน้นการนำเทคโนโลยีทางจีโนมิกส์และทรานสคิปโตมิกส์เข้ามาช่วยตอบโจทย์แนวปะการังฟอกขาวในอ่าวไทยและท้องทะเลอันดามัน อันเนื่องมาจากการเพิ่มอุณหภูมิของน้ำทะเล โดยใช้เทคโนโลยี Pacific Biosciences (PacBio) sequencing ซึ่งอ่านลำดับเบสได้ยาวและถูกต้องแม่นยำ ในการค้นหาข้อมูลลำดับเบส 16S rRNA และ internal transcribed spacer sequence (bacteria) วิธีนี้ดีกว่าการประเมินความหลากหลายทางพันธุกรรมแบบดั้งเดิมซึ่งเป็นวิธีที่ช้าให้ผลไม่ค่อยแม่นยำและซ้ำได้ยากอีกด้วย

ดร.วิรัลดา และคณะวิจัย เป็นกลุ่มนักวิจัยแรกๆ ของโลกที่เริ่มศึกษาบทบาทของจุลินทรีย์ที่อาศัยร่วมกับปะการังต่อการอยู่รอดของปะการังในช่วงที่อุณหภูมิของน้ำทะเลสูงขึ้น ข้อมูลความหลากหลายทางพันธุกรรมของปะการังและสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่กับปะการังสามารถใช้ประเมินโอกาสการอยู่รอดของปะการังแต่ละสปีชีส์ได้เมื่อสภาวะแวดล้อมเกิดการแปรปรวนในอนาคต นอกจากนี้ยังได้ศึกษาการเปลี่ยนแปลงการแสดงออกของยีนในปะการังเมื่ออุณหภูมิน้ำทะเลสูงขึ้น เพื้นค้นหาเครื่องหมายโมเลกุลแบบสนิปสำหรับใช้ในการคัดเลือกปะการังโคโลนีที่ทนต่อการเพิ่มอุณหภูมิของน้ำทะเล ซึ่งกรมทรัพยากรทางทะเลและชายฝั่งสามารถนำไปใช้คัดเลือกปะการังโคโลนีที่ทนร้อน (ไม่แสดงอาการฟอกขาวหรือฟอกขาวน้อย) เพื่อทำการขยายกิ่งพันธุ์ปะการังก่อนทำการย้ายปลูกกลับทะเล ภายใต้โครงการอนุรักษ์และฟื้นฟูแนวปะการังของกรมทรัพยากรและทะเลชายฝั่ง

ดร.ซี มาร์ก เอกิน ศูนย์วิจัยการประยุกต์ใช้ดาวเทียมในการสำรวจสถานภาพแนวปะการัง องค์การบริหารมหาสมุทรและชั้นบรรยากาศแห่งชาติ (National Oceanic and Atmospheric Administration : NOAA) ได้กล่าวถึงสถานการณ์ปะการังว่า แนวปะการังเป็นพื้นที่ที่มีความหลากหลายทางชีวภาพสูงมาก ถึงแม้ปะการังจะครอบคลุมพื้นที่ใต้ทะเลแค่ประมาณ 1% ของพื้นที่ใต้ทะเลทั้งหมด แต่สิ่งมีชีวิตในทะเลมากกว่า 25% ใช้ประโยชน์จากปะการัง จากการศึกษาระหว่างค.ศ. 2014-2015 พบว่า เกิดปะการังฟอกขาวเป็นจำนวนมาก สาเหตุเกิดจากอุณหภูมิของน้ำทะเลที่สูงขึ้นอันเนื่องมาจากภาวะโลกร้อน อีกทั้งอุณหภูมิโลกที่สูงขึ้นยังเป็นสาเหตุของการเกิดโรคระบาดในปะการัง มีผลทำให้มีปะการังตายเพิ่มขึ้น และทำให้เกิดปะการังฟอกขาวถี่ขึ้นด้วย

ปรากฎการณ์ปะการังฟอกขาว คือ ภาวะที่ปะการังมีสีซีดขาวจางจนมองเห็นเป็นสีขาว ซึ่งเป็นผลมาจากการสูญเสียสาหร่าย Symbiodinium ซึ่งปะการังกับสาหร่ายจะอยู่ร่วมแบบพึ่งพากัน ปะการังจะเป็นที่อยุ่อาศัยที่ปลอดภัยของสาหร่าย ขณะเดียวกันสาหร่ายจะช่วยสังเคราะห์แสงสร้างอาหารและคาร์บอนให้แก่ปะการังรวมทั้งสร้างสีสันที่สวยงามให้ปะการังด้วย เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น สาหร่ายจะผลิตออกซิเจนในปริมาณมาก ซึ่งเป็นพิษต่อเนื้อเยื่อของปะการัง ปะการังจึงขับสาหร่ายออกจากเนื้อเยื่อเพื่อลดปริมาณออกซิเจน ปะการังจึงเหลือเพียงสีขาวของโครงสร้างหินปูนที่อยู่ภายใน จึงเป็นที่มาของ “ปะการังฟอกขาว” นั่นเอง

ดร.ซี มาร์ก เอกิน กล่าวต่อว่า จากการกำกับดูแลโปรแกรม Coral Reef Watch ซึ่งเป็นโปรแกรมกาติดตามระบบนิเวศของแนวปะการังผ่านดาวเทียม NOAA และการสังเกตการณ์อุณหภูมิน้ำทะเล พบว่า ปรากฎการณ์ปะการังฟอกขาวมีแนวโน้มรุนแรงขึ้น เกิดถี่มากขึ้น โดยเฉพาะในปี ค.ศ. 2016 เกิดปะการังฟอกขาวครั้งใหญ่ที่เกรตแบร์ริเออร์รีฟ (Great Barrier Reef) แนปะการังที่ใหญ่ที่สุดในโลก มีปะการังตายถึง 29%

“สำหรับประเทศไทยในปี ค.ศ. 2019 พบว่ามีปะการังฟอกขาวที่เกาะเต่า แต่โดยรวมอาจจะไม่รุนแรงเท่าปี 2016 กอปรกับหน่วยงานที่เกี่ยวข้องให้ความใส่ใจเรื่องเฝ้าระวังและการรักษ์สิ่งแวดล้อมในระดับดี เมื่อมีแนวโน้มจะเกิดปะการังฟอกขาว หน่วยงานที่รับผิดชอบจะสั่งปิดอ่าวทันที ซึ่งเป็นสิ่งที่ถูกต้อง” ดร.เอกิน กล่าวเสริม

อย่างไรก็ตาม การป้องกันเพื่อลดการฟอกขาวและคุ้มครองแนวปะการังอย่างจริงจังคือ 1.ลดภาวะโลกร้อน ลดปริมาณคาร์บอนไดออกไซค์ในอากาศ 2.ลดกิจกรรมที่ไปรบกวนแนวปะการัง เช่น การเปิดพื้นที่ดำน้ำดูปะการังเพื่อช่วยให้ปะการังฟื้นฟูตัวเอง 3.กระตุ้นจิตสำนักในการอนุรักษ์อย่างเข้มแข็งและจริงจัง

Source: นิตยสาร Green Network ฉบับที่ 94 กรกฎาคม-สิงหาคม 2562 คอลัมน์ GREEN Scoop โดย กองบรรณาธิการ