เมื่อน้ำทะเลเป็นกรด ปลาดาวจะเอาตัวรอดได้อย่างไร?

การที่น้ำทะเลมีความเป็นกรดเพิ่มสูงขึ้น กำลังเป็นภัยคุกคามต่อสัตว์ต่าง ๆ ที่อยู่อาศัยในทะเล ขณะนี้ มีงานวิจัยที่แสดงว่าสัตว์จำพวกปลาดาว ซึ่งจัดเป็นสัตว์ที่มีความสำคัญต่อสิ่งแวดล้อมนั้น สามารถอยู่รอดอยู่ได้แม้ว่าน้ำทะเลที่มีค่าความเป็นกรดสูงขึ้นจะไปทำลายโครงสร้างเปลือกหุ้มรอบตัวของมัน โดยปลาดาวจะยอมสละความแข็งแรงของกล้ามเนื้อแทน Hannah Wood หัวหน้าทีมวิจัยจาก Plymouth Marine Laboratory ประเทศอังกฤษ กล่าวว่า ปลาดาวมีกลไกการต่อสู้มากมายกว่าจะสามารถอยู่รอดได้ในสภาวะที่ไม่ปลอดภัยกับชีวิตของมัน

แล้วน้ำทะเลเป็นกรดได้อย่างไรกันล่ะ?

การอธิบายว่า เหตุใดน้ำทะเลจึงมีความเป็นกรดเพิ่มมากขึ้นนั้นง่ายมาก เริ่มต้นจากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) ที่ถูกปล่อยเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ ทั้งจากธรรมชาติและการเผาไหม้ของเชื้อเพลิง ละลายลงในมหาสมุทร เมื่อ CO₂ ละลายลงในน้ำแล้วจะได้สารประกอบจำพวกคาร์บอเนต ซึ่งสามารถให้ไฮโดรเนียมไอออนซึ่งมีประจุบวกได้ ทำให้น้ำทะเลมีความเป็นกรดเพิ่มมากขึ้นในที่สุด เราสามารถเขียนเป็นสมการได้คือ

H₂O (l) + CO₂ (g) → H₂CO₃ (aq)

2H₂O (l) + H₂CO₃ (aq) ⇌ CO₂ ^2- (aq) + 2H₃O⁺ (aq)

(ที่มาของสมการจากเรื่อง ฝนกรด: http://en.wikipedia.org/wiki/Acid_rain)


น้ำทะเลที่เป็นกรดนี้จะไปขัดขวางการสร้างแคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO₃) ซึ่งเป็นโครงสร้างหลักของสัตว์จะพวกปลาดาวทั้งหลาย (เพราะแคลเซียมคาร์บอเนตคือส่วนประกอบหลักที่เปลือกแข็งหุ้มรอบตัว ที่ทำหน้าที่ป้องกันอันตรายให้กับปลาดาวนั่นเอง) ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าน้ำทะเลที่เป็นกรด (จากการคาดคะเนค่าความเป็นกรดของน้ำทะเลในปี 2100) สามารถทำให้กระดองของสัตว์จำพวกหอยและปลาหมึก ที่เรียกว่า swimming snail นั้นละลายได้อย่างรวดเร็ว นอกจากนั้น น้ำทะเลที่เป็นกรดนี้ยังไปขัดขวางการเจริญเติบโตของปะการังอีกด้วย

ในการทดลองวัดความสามารถของสัตว์จำพวกไม่มีกระดูกสันหลัง เช่น echinoderms ซึ่งประกอบด้วย สัตว์จำพวกปลาดาว (sea stars) ทากทะเล (sea cucumbers) เป็นต้น นักวิจัยนำทีมโดย Wood ทำการแบ่งดาวเปราะ (brittlestars) ให้อยู่ในน้ำทะเลปกติเปรียบเทียบกับน้ำทะเลที่เป็นกรด แล้วทดสอบความสามารถในการสร้างแขนใหม่ รวมทั้งเปลือกหุ้มใหม่เมื่อได้รับบาดเจ็บ

ผลการทดลองพบว่า ดาวเปราะทั้งสองสิ่งแวดล้อมสามารถสร้างแขนอันใหม่ได้ แต่ปลาดาวในสภาวะน้ำทะเลเป็นกรดจะต้องพยายามมากกว่าปลาดาวในน้ำทะเลปกติ นักวิจัยเค้าวัดความพยายามของปลาดาวโดยวัดอัตราการใช้ออกซิเจนในกระบวนการเมตาบอลิซึม (metabolism) พบว่า ปลาดาวในน้ำทะเลที่เป็นกรดใช้ออกซิเจนมากกว่าอีกฝั่งถึง 40% เลยทีเดียว

การที่ปลาดาวต้องสร้างแขนใหม่ทดแทนอันที่ขาดไปนั้น มันต้องแลกกับอะไรบางอย่าง ซึ่งก็คือความแข็งแรงของกล้ามเนื้อมันนั่นเอง ปลาดาวในน้ำทะเลที่เป็นกรดมีมวลกล้ามเนื้อน้อยกว่าอีกพวกถึง 20% หลังจากที่วัดเมื่อเวลาผ่านไป 40 วัน งานวิจัยนี้ถูกตีพิมพ์เมื่อวันที่ 6 พฤษภาคม ในวาสาร Proceedings of the Royal Society B.

นอกเหนือจากสัตว์จำพวกปลาดาวแล้ว สัตว์อื่น ๆ เช่น กุ้งล็อบสเตอร์และสัตว์สำคัญทางเศรษฐกิจอื่น ๆ ก็ได้รับผลกระทบด้วยเช่นกัน เพราะว่าคุณค่าทางอาหารลดลงเนื่องจากต้องเร่งสร้างเปลือกหุ้มใหม่ให้ทันกับเปลือกที่สลายตัวอย่างต่อเนื่องจากกรด

รู้อย่างนี้แล้ว ต้องร่วมมือกันรักษาสิ่งแวดล้อมด้วยนะคะ


ที่มา http://sciencenow.sciencemag.org/cgi/content/full/2008/507/3