ทะเลเดือดลึก 1,000 เมตร! จุลินทรีย์ปรับตัวสู้วิกฤตโลก

ภาวะโลกร้อนและคลื่นความร้อนใต้มหาสมุทรกำลังเปลี่ยนแปลงโลกใต้น้ำอย่างเงียบงัน โดยเฉพาะในชั้นน้ำลึกที่เคยถูกมองว่าได้รับผลกระทบน้อย แต่วันนี้ นักวิทยาศาสตร์เริ่มพบว่าสิ่งมีชีวิตขนาดจิ๋วอย่างจุลินทรีย์ อาจเป็นกุญแจสำคัญในการปรับสมดุลของมหาสมุทรที่กำลังเปลี่ยนไป

 งานวิจัยใหม่ที่ตีพิมพ์ในวารสาร Proceedings of the National Academy of Sciences เผยให้เห็นว่า จุลินทรีย์ชนิดหนึ่งในทะเลลึกที่ชื่อ Nitrosopumilus maritimus กำลังปรับตัวได้ดีต่อสภาพแวดล้อมที่ร้อนขึ้นและมีสารอาหารจำกัด โดย จุลินทรีย์กลุ่มนี้มีสัดส่วนสูงถึงประมาณ 30% ของแพลงก์ตอนจุลชีพในทะเล และมีบทบาทสำคัญต่อระบบนิเวศ เพราะช่วยขับเคลื่อนกระบวนการทางเคมีในมหาสมุทร โดยเฉพาะ “การเปลี่ยนแปลงไนโตรเจน” ซึ่งเป็นสารอาหารหลักของสิ่งมีชีวิตในทะเล กระบวนการนี้ส่งผลต่อการเจริญเติบโตของแพลงก์ตอนพืช ซึ่งถือเป็นฐานของห่วงโซ่อาหารทางทะเล และมีผลต่อความหลากหลายทางชีวภาพโดยรวม

ศาสตราจารย์ Wei Qin จากมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ อธิบายว่า เดิมเชื่อกันว่าน้ำลึกจะไม่ได้รับผลกระทบจากความร้อนบนผิวน้ำมากนัก แต่ปัจจุบันพบว่าความร้อนสามารถลงลึกได้ถึง 1,000 เมตร และส่งผลต่อการใช้ “ธาตุเหล็ก” ของจุลินทรีย์เหล่านี้ ซึ่งเป็นธาตุสำคัญต่อการดำรงชีวิต

ในการทดลอง นักวิจัยได้เพาะเลี้ยง Nitrosopumilus maritimus ภายใต้สภาพอุณหภูมิและระดับธาตุเหล็กที่แตกต่างกัน พบว่า เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นในสภาวะที่ขาดแคลนเหล็ก จุลินทรีย์กลับต้องการเหล็กน้อยลง และใช้ธาตุเหล็กได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น แสดงให้เห็นถึงความสามารถในการปรับตัวต่อสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลง

เมื่อผสานข้อมูลนี้เข้ากับแบบจำลองชีวธรณีเคมีของมหาสมุทร นักวิจัยคาดว่า จุลินทรีย์กลุ่มนี้จะยังคงมีบทบาทสำคัญ หรืออาจมีบทบาทมากขึ้น ในการหมุนเวียนสารอาหารไนโตรเจน และช่วยสนับสนุนการผลิตขั้นต้นในมหาสมุทร แม้ในพื้นที่ที่ขาดแคลนธาตุเหล็ก

ในอนาคต ทีมวิจัยนำโดย Wei Qin และ David Hutchins เตรียมลงเรือวิจัย Sikuliaq เพื่อเก็บข้อมูลจากสภาพแวดล้อมจริง ตั้งแต่ซีแอตเทิลไปยังอ่าวอะแลสกา และมหาสมุทรเขตร้อน เพื่อยืนยันผลการทดลองในธรรมชาติ

 แม้มหาสมุทรกำลังเผชิญความเปลี่ยนแปลงจากภาวะโลกร้อน แต่จุลินทรีย์สำคัญอย่าง Nitrosopumilus maritimus แสดงให้เห็นถึงศักยภาพในการปรับตัว ซึ่งอาจช่วยพยุงสมดุลของระบบนิเวศทางทะเล อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนแปลงนี้ยังคงต้องจับตา เพราะอาจนำไปสู่การปรับโครงสร้างของสารอาหารในมหาสมุทรในระยะยาว