นักวิทย์พบ "แมงมุมทะเล" 3 สายพันธุ์ใหม่ เลี้ยงแบคทีเรียกินมีเทนบนร่างกาย ใช้เป็นแหล่งอาหาร

นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบ "แมงมุมทะเล" สามสายพันธุ์ใหม่ในทะเลลึก ที่ใช้กลยุทธ์การดำรงชีวิตอันน่าทึ่ง ด้วยการเลี้ยงแบคทีเรียที่กินมีเทนบนร่างกายของพวกมันเอง ซึ่งนับเป็นการพึ่งพาอาศัยกันที่ไม่เคยมีรายงานมาก่อน ในโลกใต้ทะเลลึกที่แสงอาทิตย์ส่องไปไม่ถึงเกิน 1,000 เมตร การค้นพบนี้ไม่เพียงเผยให้เห็นความหลากหลายทางชีวภาพอันลึกลับของมหาสมุทร แต่ยังชี้ให้เห็นถึงบทบาทสำคัญที่สิ่งมีชีวิตเหล่านี้อาจมีในการควบคุมก๊าซเรือนกระจกที่ส่งผลต่อภาวะโลกร้อน

ก๊าซมีเทน (Methane) คือ

ก๊าซมีเทน (Methane) คือ ก๊าซไร้สี ไร้กลิ่น ติดไฟได้ง่าย เป็นหนึ่งในก๊าซเรือนกระจกซึ่งสามารถกักเก็บความร้อนได้มากกว่าก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ หลายสิบเท่าในช่วงเวลาสั้น ๆ ในบรรยากาศ และอาจก่อให้เกิดอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม เนื่องจากมันมีส่วนในการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอย่างรุนแรงเมื่อสะสมในชั้นบรรยากาศ อย่างไรก็ตามไม่ใช่แค่บนชั้นบรรญากาศ หรือบนพื้นโลกที่มีก๊าซมีเทนเพียงเท่านั้น แต่ในห้วงทะเลลึก มีเช่นกันเนื่องจากมีซากสิ่งมีชีวิตที่ทับถมกันทำให้เกิดก๊าชชนิดนี้

ทั้งนี้ในห้วงลึกของมหาสมุทรที่แสงแดดส่องไม่ถึง ก๊าซนี้กลับกลายเป็นแหล่งอาหารอันอุดมสมบูรณ์สำหรับสิ่งมีชีวิตบางชนิด เช่น จุลชีพที่สามารถย่อยสลายมีเทนเพื่อให้พลังงานได้โดยไม่ต้องพึ่งแสงแดด โดยกระบวนการนี้เรียกว่า คีโมซินทีซิส (Chemosynthesis) ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญในการดำรงอยู่ของระบบนิเวศใต้ทะเลลึก เช่นในบริเวณ มีเทนซีป (methane seep) หรือบริเวณที่มี การรั่วไหลของมีเทน จากพื้นทะเล ซึ่งเป็นแหล่งก๊าซเรือนกระจกที่มีศักยภาพสูง ซึ่งเป็นที่อยู่ของสัตว์ทะเลลึกหลายชนิด เช่น หนอนหลอด (tube worms) และ แมงมุมทะเลในสกุลเซริโคซูรา (Sericosura)  

อ้างอิงจากงานวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร Proceedings of the National Academy of Sciences ทีมวิจัยที่นำโดยไบแองกา ดัล โบ (Bianca Dal Bó) จากอ็อกซิเดนทัล คอลเลจ (Occidental College) ในสหรัฐอเมริกา ได้ระบุแมงมุมทะเลสายพันธุ์ใหม่นี้ ให้อยู่ในสัตว์ทะเล กลุ่มแมงมุมทะเลสกุล เซริโคซูรา (Sericosura) ที่อาศัยอยู่เฉพาะในบริเวณ มีเทนซีป (Methane seep) 

ที่มาของภาพ
Oxy.eduตัวอย่างสิ่งมีชีวิตและการสำรวจ

โดยหลังจากการเก็บตัวอย่างแมงมุมทะเลจากการสำรวจด้วยยานสำรวจควบคุมระยะไกลในปี 2021 และ 2023 ใกล้กับแหล่งมีเทนสองแห่งนอกชายฝั่งแคลิฟอร์เนียตอนใต้ และอีกแห่งในอลาสก้า พบว่าแมงมุมทะเลนี้ มีขนาดเล็กมากเพียงประมาณ 1 เซนติเมตร และมีลำตัวโปร่งแสง และบนโครงสร้างภายนอกของแมงมุมทะเลทั้งสามสายพันธุ์ มีแบคทีเรียสามชนิดที่สามารถเปลี่ยนมีเทนและเมทานอลให้เป็นคาร์บอนและพลังงานที่เรียงตัวกันอย่างหนาแน่น โดยแบคทีเรียจะอาศัยอยู่บนโครงสร้างภายนอกของแมงมุม และเปลี่ยนมีเทนกับออกซิเจนให้เป็นน้ำตาลและไขมันที่แมงมุมสามารถนำไปใช้เป็นพลังงานได้

อีกทั้งการค้นพบนี้ชี้ให้เห็นถึงเหตุผลว่าทำไมแมงมุมทะเลเหล่านี้ถึงไม่เคยเคลื่อนที่ออกห่างจากแหล่งมีเทนเลย ทั้งนี้พวกมันพึ่งพาแบคทีเรียเหล่านี้เป็นแหล่งอาหารโดยตรง โดยกลยุทธ์การได้รับสารอาหารนี้แตกต่างจากแมงมุมทะเลสายพันธุ์อื่น ๆ ทั่วไปมักใช้เขี้ยวขนาดใหญ่ในการจับและดูดของเหลวจากเหยื่อที่มีลำตัวอ่อนนุ่ม เช่น แมงกะพรุน แต่แมงมุมทะเลสกุล เซริโคซูรา (Sericosura) ขาดอวัยวะที่จำเป็นในการจับเหยื่อ ทำให้พวกมันมีลักษณะคล้าย "เกษตรกร" ที่เก็บเกี่ยวแบคทีเรียที่เลี้ยงด้วยมีเทนจากร่างกายของตัวเอง

ที่มาของภาพ
Oxy.eduหลักฐานจากการทดลอง

การทดลองในห้องปฏิบัติการยืนยันข้อสงสัยของนักวิจัย ผ่านกระบวนการติดแท็กมีเทนและคาร์บอนไดออกไซด์ด้วยไอโซโทปคาร์บอนที่แตกต่างกัน ทำให้นักวิจัยสามารถติดตามการเคลื่อนที่ของสารเหล่านี้ผ่านแมงมุมทะเลได้ และผลการทดลองพบว่า แบคทีเรียบนตัวแมงมุมทะเลเกือบทั้งหมดดูดซึมคาร์บอนจากมีเทนหรือเมทานอล และภายในเวลาเพียงห้าวัน และเนื้อเยื่อทางเดินอาหารของแมงมุมทะเลก็แสดงให้เห็นถึงการรวมตัวของคาร์บอนที่มาจากแบคทีเรียที่กินมีเทนอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งแตกต่างจากสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ที่พึ่งพามีเทนเช่นกัน

ทั้งนี้นักวิจัยยังตั้งข้อสังเกตว่าแบคทีเรียเหล่านี้อาจถูกส่งต่อจากรุ่นสู่รุ่น โดยแมงมุมทะเลตัวผู้จะอุ้มและฟักถุงไข่ แม้ไข่จะยังเล็ก แต่ก็มีจุลินทรีย์ที่ชอบมีเทนอยู่แล้ว เมื่อลูกแมงมุมฟักตัว แบคทีเรียเหล่านั้นก็จะกลายเป็นแหล่งอาหารเริ่มต้นที่สำคัญ ซึ่งพวกมันจะเพาะเลี้ยงไปตลอดชีวิต

การค้นพบนี้ถูกตีพิมพ์ในวารสารวิทยาศาสตร์ Proceedings of the National Academy of Sciences ทั้งนี้งานวิจัยนี้ตอกย้ำให้เห็นถึงความหลากหลายและกลยุทธ์การเอาชีวิตรอดที่น่าอัศจรรย์ของสิ่งมีชีวิตบนโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่ท้าทายอย่างทะเลลึก

สามารถอ่านงานวิจัยเพิ่มเติมได้ที่ Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)