การสูญพันธุ์ครั้งใหม่ ไครโอเจนิกส์ และสวนสัตว์แห่งอนาคต

          เมื่อเอ่ยถึงปัญหาทางสิ่งแวดล้อม คนส่วนใหญ่มักจะนึกถึงการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ (Climate Change) แต่ความจริงแล้วปัญหาใหญ่อีกอย่างหนึ่งที่เกิดขึ้นมาเป็นเวลาเนิ่นนานนับตั้งแต่โฮโมเซเปียนส์ (Homo Sapiens) แผ่ขยายเผ่าพันธุ์ครอบครองโลกก็คือการสูญเสียความหลากหลายทางชีวภาพ (Biodiversity Loss) ก่อนหน้านี้ นักวิทยาศาสตร์ทราบดีว่าสิ่งมีชีวิตบนผืนพิภพเคยผ่านการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ (Mass Extinction) มาแล้ว 5 ครั้งและพวกเขาเกรงว่าการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่รอบต่อไปอาจจะอุบัติขึ้นในอนาคตที่ไม่ใกล้ไม่ไกลจากนี้เนื่องจากฝีมือของมนุษย์ อย่างไรก็ตาม ผลการศึกษาทางบรรพชีวินวิทยา (Paleontology) เมื่อไม่นานมานี้อาจทำให้นักวิทยาศาสตร์ต้องทบทวนข้อมูลเกี่ยวกับจำนวนครั้งของการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่กันอีกครั้งหนึ่ง!


          จากงานวิจัยของ Jacopo Dal Corso แห่ง China University of Geosciences และคณะที่ตีพิมพ์ลงในวารสาร Science Advances เมื่อกลางเดือนกันยายน ค.ศ.2020 ที่ผ่านมา เปิดเผยว่าในช่วงปลายยุคไทรแอสสิก (Late Triassic) หรือที่เรียกว่า เหตุการณ์คาร์เนียนพลูเวียล (Carnian Pluvial Episode) เมื่อประมาณ 233 ล้านปีก่อน เป็นช่วงเวลาที่สิ่งแวดล้อมบนโลกเกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างหนักและแสดงหลักฐานว่ามีการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ แต่ก่อนหน้านี้นักวิทยาศาสตร์ยังไม่เคยมีการประเมินอัตราการสูญพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตทั้งบนบกและในทะเลในช่วงเวลาก่อนและหลังเหตุการณ์ดังกล่าวมาก่อน แต่จากการวิเคราะห์หลักฐานทางซากดึกดำบรรพ์ คณะวิจัยคาดว่าสาเหตุของการเปลี่ยนแปลงทางสิ่งแวดล้อมน่าจะเกิดจากการระเบิดของภูเขาไฟบริเวณทิศตะวันตกของแคนาดา ผลของแก๊สเรือนกระจก (Greenhouse Gas) ปริมาณมหาศาลทำให้เกิดภาวะโลกร้อน (Global Warming) จนสิ่งมีชีวิตในทะเลประมาณ 33 เปอร์เซ็นต์สูญหายไป (ตัวเลขดังกล่าวยังไม่รวมจำนวนสิ่งมีชีวิตบนบกที่สูญพันธุ์ไป) และเปิดโอกาสให้สิ่งมีชีวิตกลุ่มใหม่ซึ่งก็คือไดโนเสาร์ผงาดเข้ายึดครองโลกในเวลาต่อมา           ในอดีต นักวิทยาศาสตร์แบ่งแนวคิดเกี่ยวกับเหตุการณ์ที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงบนโลกออกเป็น 2 กลุ่ม ได้แก่ มหาวิบัตินิยม (Catastrophism) ที่เชื่อว่าโลกมีการเปลี่ยนอย่างรวดเร็วและรุนแรงจนสิ่งมีชีวิตส่วนหนึ่งหายไปจากระบบนิเวศในเวลาไม่นาน และเอกรูปนิยม (Uniformitarianism) ที่เชื่อว่าโลกมีการเปลี่ยนแปลงอย่างช้าๆ และทำให้สิ่งมีชีวิตส่วนหนึ่งค่อยๆ หายไปจากระบบนิเวศ


           ปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์ทราบแล้วว่าแนวคิดทั้งสองกลุ่มถูกต้องและมีหลักฐานทางวิทยาศาสตร์ที่แน่นหนาสนับสนุน เช่น ช็อกควอตซ์ (Shocked Quartz) แร่อิริเดียม (Iridium) รอยต่อระหว่างยุคครีเทเชียสกับยุคพาลีโอจีน (K-Pg Boundary) หลุมอุกกาบาตชิกซูลูบ (Chicxulub Crater) ภาวะฤดูหนาวนิวเคลียร์ (Nuclear Winter) ปรากฏการณ์เฟิร์นพุ่ง (Fern Spike) และมหาสมุทรไร้ชีวิต (Strangelove Ocean) ซึ่งเป็นหลักฐานสนับสนุนสมมติฐานการชนปะทะ (Impact Hypothesis) ของคู่พ่อลูกนักฟิสิกส์และนักธรณีวิทยา หลุยส์ (Luis) และวอลเตอร์ อัลวาเรซ (Walter Alvarez) รวมถึงร่องรอยที่แสดงให้เห็นว่าสิ่งมีชีวิตบางกลุ่มหายไปหรือเปลี่ยนแปลงตัวเองไปตามกาลเวลา


          เมื่อสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่หายไปจากระบบนิเวศจะต้องอาศัยระยะเวลานานนับล้านปีกว่าความหลากหลายทางชีวภาพจะเพิ่มจำนวนกลับมาในระดับเดิม โดยนักวิทยาศาสตร์สามารถคาดคะเนความสัมพันธ์ระหว่างจำนวนสายพันธุ์กับขนาดของพื้นที่อยู่อาศัยที่กำลังพิจารณา โดยอาศัยสมการทางคณิตศาสตร์แบบไม่เป็นเส้นตรงที่เรียกว่า Species-Area Relationship ดังต่อไปนี้            อย่างไรก็ตาม การบุกรุกทำลายป่า แม่น้ำ และทะเลในปัจจุบันกำลังทำให้ความหลากหลายทางชีวภาพลดลงอย่างต่อเนื่อง พืชและสัตว์ส่วนใหญ่จึงถูกจำกัดพื้นที่สำหรับอยู่อาศัยเอาไว้ภายในเขตอุทยานและศูนย์เพาะพันธุ์ แต่เพื่อความไม่ประมาท สถาบันวิจัยเพื่อการอนุรักษ์ (Institute for Conservation Research) ซึ่งเป็นหน่วยงานหนึ่งของสวนสัตว์แซนดีเอโกจึงดำเนินโครงการสวนสัตว์แช่แข็ง (Frozen Zoo) ซึ่งเป็นการเก็บรักษาชิ้นส่วน เนื้อเยื่อ และเซลล์ของสัตว์ที่สุ่มเสี่ยงต่อการสูญพันธุ์ด้วยการแช่แข็ง โดยหวังว่าเทคโนโลยีทางชีวภาพที่ก้าวหน้าในอนาคตจะสามารถนำพวกมันกลับมามีชีวิตได้อีกครั้ง


การแช่เยือกแข็งหรือไครโอเจนิกส์ (Cryogenics) หมายถึงการศึกษาสมบัติของสสารหรือวัตถุทางกายภาพและชีวภาพที่อุณหภูมิต่ำกว่า -150 องศาเซลเซียสโดยอาศัยของไหลไครโอเจนิก (Cryogenic Fluid) ที่มีจุดเดือด (Boiling Point) ในระดับต่ำเป็นสารทำความเย็น ซึ่งเทคโนโลยีไครโอเจนิกส์สามารถประยุกต์ใช้งานในหลากหลายสาขา เช่น

          1.Cryobiology หมายถึง การศึกษาสมบัติของวัตถุทางชีวภาพที่ถูกเก็บรักษาไว้ภายใต้อุณหภูมิต่ำ

          2.Cryosurgery หมายถึง การนำเทคโนโลยีทางไครโอเจนิกส์มาใช้ในการทำลายหรือฆ่าวัตถุทางชีวภาพ เช่น เนื้อเยื่อและเซลล์มะเร็ง

          3.Cryoelectronics หมายถึง การศึกษาสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ภายใต้อุณหภูมิต่ำ เช่น สภาพการนำไฟฟ้ายิ่งยวด (Superconductivity) ของวัตถุ

          4.Cryonics หมายถึง การเก็บรักษาร่างกายของมนุษย์หรือสัตว์ภายใต้อุณหภูมิต่ำโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อคืนสภาพในอนาคต เช่น กรณีของ “น้องไอนส์” หรือเด็กหญิงเมทรินทร์ เนาวรัตน์พงษ์ อายุ 2 ปี ซึ่งเสียชีวิตจากโรคมะเร็ง Ependymoblastoma ภายในสมอง ร่างกายของเธอถูกเก็บรักษาไว้ด้วยเทคโนโลยีไครโอนิกภายใต้การควบคุมดูแลของมูลนิธิต่อชีวิตอัลคอร์ (Alcor Life Extension Foundation) ที่รัฐแอริโซนา ประเทศสหรัฐอเมริกา


          นอกจากตัวอย่างข้างต้น เทคโนโลยีไครโอเจนิกส์ยังถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมอาหารแช่แข็ง (Frozen Food) การขนส่งแก๊ส (Gases Transportation) เชื้อเพลิงของจรวด (Rocket Fuel) เครื่องมือทางการแพทย์อย่าง Magnetic Resonance Imaging (MRI) และอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์อื่นๆ อีกมากมาย


          โครงการ Frozen Zoo ของสวนสัตว์แซนดีเอโกไม่ใช่โครงการเดียวที่ดำเนินการในลักษณะดังกล่าว แต่ยังมีโครงการ CryoBioBank ของสวนสัตว์ซินซินเนติ และโครงการ Frozen Ark ของมหาวิทยาลัยนอตติงแฮมที่ดำเนินงานลักษณะคล้ายกัน รวมถึงโครงการ Svalbard Global Seed Vault ซึ่งเป็นโรงเก็บเมล็ดพันธุ์นานาชนิดจากทั่วทุกมุมโลกมารวบรวมไว้บนเกาะสปีตสเบร์เกน ประเทศนอร์เวย์           สุดท้ายนี้ แม้มนุษย์จะมีเทคโนโลยีไครโอเจนิกส์ที่สามารถรักษาสภาพของสิ่งมีชีวิตเอาไว้เพื่อรอวันฟื้นคืนชีพ (ซึ่งยังไม่มีข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ใดๆ ในปัจจุบันที่ยืนยันว่าสามารถคืนชีพได้จริง) แต่ผู้เขียนคิดว่าระหว่างสิ่งมีชีวิตแช่แข็งในหลอดทดลองกับสิ่งมีชีวิตที่มีลมหายใจนั้นแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง ด้วยเหตุนี้ เราจึงทำได้แค่หวังว่ามนุษย์ส่วนใหญ่จะใส่ใจดูแลรักษาเผ่าพันธุ์ร่วมโลกเพื่อทำให้จำนวนรายชื่อของสิ่งมีชีวิตใกล้สูญพันธุ์ลดจำนวนลงโดยไม่เพิ่มขึ้นอีก เพราะหากสายเกินไป สวนสัตว์ในอนาคตอาจเหลือเพียง “ภาพจำลอง” ของสัตว์ในยุคปัจจุบันและสัตว์ที่ถูกแช่แข็งเอาไว้ในสารทำความเย็นเท่านั้น

 

อ้างอิง

• หนังสือ The Sixth Extinction: An Unnatural History โดย Elizabeth Kolbert
• http://math.hws.edu/~mitchell/SpeciesArea/speciesAreaText.html
• https://phys.org/news/2020-09-discovery-mass-extinction.html?fbclid=IwAR3kHG_9nDtMaKI5NpJeo2RplH2xoNPaqXTlT0FgwmYPv-OeREebqYuDR6A
• https://www.scienceabc.com/innovation/cryogenics-applications-cryogenics.html?fbclid=IwAR11tXInC60j1DzcThMCXcJTqpb3iHwZAKOW0ZFDEQfKfyRPTm4LQ64-RNs
• https://institute.sandiegozoo.org/resources/frozen-zoo%C2%AE