สารเคมีที่เป็นก๊าซอาจบอกเล่าเรื่องราวของสุขภาพของปะการังและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ
หลังพระอาทิตย์ตกดินเมื่อต้นเดือนธันวาคมปีที่แล้ว Caitlin Lawson ก็ได้เห็นปรากฏการณ์อันงดงาม เช่นเดียวกับที่เกิดขึ้นทุกปีหลังจากพระจันทร์เต็มดวงในเดือนพฤศจิกายน ปะการังที่โตเต็มที่บนแนวปะการัง Great Barrier Reef ในออสเตรเลียจะพ่นไข่และสเปิร์มออกมาพร้อมกัน ตัวอ่อนที่เกิดจากการวางไข่ประจำปีนี้จะตั้งถิ่นฐานและเริ่มแบ่งตัวเพื่อเพาะติ่งเนื้อใหม่ในที่สุด ในขณะที่ตัวอ่อนยังอยู่ในน้ำ มันดู “เหมือนพายุหิมะใต้น้ำ” ลอว์สันกล่าว “สารอาหารและกิจกรรมทั้งหมดเหล่านี้ในน้ำ ฉลามว่ายไปมา ปลากำลังจะคลั่ง มันเป็นเพียงการแสดงชีวิตที่น่าทึ่ง”
ลอว์สัน นักชีววิทยาทางทะเลแห่งมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีซิดนีย์ในออสเตรเลีย ไม่ได้อยู่ที่นั่นเพื่อจัดแสดงการสืบพันธุ์ แต่เธอกลับมาพร้อมกับภาชนะพลาสติกขนาดเล็กที่มีท่อสำหรับเก็บสารเคมีที่เป็นก๊าซและมีกลิ่นที่ปะการัง—และสาหร่ายและแบคทีเรียที่คล้ายคลึง—ปล่อยออกมาทั้งก่อน ระหว่าง และหลังเหตุการณ์ดราม่านี้
การใช้เทคนิคทางเคมีวิเคราะห์ขั้นสูง Lawson และเพื่อนร่วมงานของเธอกำลังทำงานเพื่อระบุสเปกตรัมของสารเคมีระเหยที่ปะการังผลิตขึ้นภายใต้สภาวะต่างๆ พวกเขาหวังว่าการวัดสารประกอบก๊าซเหล่านี้จะช่วยให้พวกเขาประเมินสุขภาพของปะการังได้
สิ่งมีชีวิตทุกชนิดปล่อยสารเคมีที่ระเหยง่าย และสัตว์หลายชนิดได้นำสารที่ระเหยได้บางชนิดมาใช้เป็นสัญญาณในการสื่อสาร นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาการทำงานของพวกมันในสิ่งมีชีวิตบนบกมานานแล้ว การปล่อยสารระเหยของพืชอาจบ่งชี้พืชที่อยู่ใกล้เคียงว่าแมลงนักล่ามีพฤติกรรมบางอย่าง เช่น หรือพวกมันอาจใช้เพื่อดึงดูดสายพันธุ์อื่นที่กินแมลงนักล่านั้น การตรวจหาสารเคมีเหล่านี้ยังมีประโยชน์ทางการแพทย์อีกด้วย ลองนึกถึงสุนัขดมกลิ่นหามะเร็งหรือแม้แต่โควิด -19
แต่สารระเหยที่ปล่อยออกมาจากสิ่งมีชีวิตใต้น้ำนั้นไม่เคยมีมาก่อน “เรากำลังเล่นกับโลกบนบกเพราะการทำงานใต้น้ำยากกว่าบนบกเล็กน้อย” ลอว์สันกล่าว เธอและเพื่อนร่วมงานกำลังศึกษากลุ่มสารเคมีระเหยง่ายที่ผลิตในสิ่งแวดล้อมทางทะเล และเริ่มที่ปะการัง ในการศึกษาเมื่อเร็วๆ นี้ นักวิทยาศาสตร์ได้อธิบายวิธีที่พวกเขาตรวจพบสารเคมีระเหย 87 ชนิดที่กระจายตัวโดยปะการัง 2 ชนิด ได้แก่Acropora intermediaและPocillopora damicornis
Debashish Bhattacharya นักวิจัยจีโนมของปะการังที่ Rutgers University ในรัฐนิวเจอร์ซีย์ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับงานนี้กล่าวว่า “นี่เป็นเอกสารคุณภาพสูงฉบับแรกเกี่ยวกับสารระเหยที่เกิดจากปะการัง” การกำหนดลักษณะเฉพาะของสารเคมีเหล่านั้นและประเภทของงานที่พวกเขาอาจทำเป็นสิ่งสำคัญ
สารระเหยหลายชนิดที่ลอว์สันและทีมงานของเธอระบุได้นั้นเกี่ยวข้องกับการควบคุมสภาพอากาศ ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงใดๆ ของสารเคมีที่ปล่อยออกมาจากปะการังบนแนวปะการังเกรตแบร์ริเออร์รีฟ—ซึ่งกินพื้นที่กว่า 350,000 ตารางกิโลเมตร และทอดยาวเท่ากับระยะทางระหว่างเมืองแวนคูเวอร์ รัฐบริติชโคลัมเบีย และชายแดนเม็กซิโก—อาจส่งผลต่อลักษณะสภาพอากาศ เช่น เมฆปกคลุมในท้องถิ่น
“สิ่งสำคัญคือเราต้องเข้าใจแหล่งที่มาและแหล่งกักเก็บของสารเคมีต่างๆ ที่ปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ หากเราต้องการจำลองกระบวนการทางภูมิอากาศ” ลอว์สันกล่าว “ฉันคิดว่านี่เป็นแหล่งขนาดใหญ่ที่อาจเป็นไปได้ที่เรามองข้ามไป”
ในทางกลับกัน การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอาจส่งผลต่อการปล่อยสารระเหย ลอว์สันและเพื่อนร่วมงานของเธอยังพบว่าเมื่อพวกเขาให้ปะการังเกิดความเครียดจากความร้อนในห้องแล็บ โดยการค่อยๆ เพิ่มอุณหภูมิของน้ำทีละ 5 °C ระดับของสารระเหยรวมถึงความหลากหลายของสารระเหยจะลดลง
แต่เนื่องจากการตรวจพบสารเคมีระเหยที่สำคัญได้แสดงให้เห็นสัญญาณของโรคในสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ การล้อเลียนหน้าที่ทางชีวภาพของสารเคมีที่ปะการังปล่อยออกมาอาจทำให้นักวิจัยสามารถระบุค็อกเทลที่ระเหยได้ซึ่งบ่งบอกถึงความเครียดของปะการังได้ คอลลีน แฮนเซล นักชีวธรณีเคมีทางทะเลที่สถาบันสมุทรศาสตร์วูดส์โฮลในแมสซาชูเซตส์อธิบาย ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับงานนี้ เพราะปัจจุบันนักวิจัยต้องตรวจสอบความเครียดผ่านเครื่องหมายภาพ เช่น รอยโรคหรือการฟอกขาว ซึ่งสะท้อนเฉพาะความเสียหายที่ ได้เกิดขึ้นแล้ว.
ลอว์สันรู้สึกตื่นเต้นที่จะสำรวจว่าปะการังอาจใช้สารระเหยในการสื่อสารได้อย่างไร พวกเขาใช้ตัวชี้นำทางเคมีเพื่อส่งสัญญาณการวางไข่หรือเหตุการณ์สำคัญอื่นๆ หรือไม่? ฝูงปะการังที่ประสบความเครียดสามารถส่งข้อความไปยังกลุ่มอื่นหรือสิ่งมีชีวิตในทะเลอื่น ๆ ได้หรือไม่? “นี่ยังอยู่ในขั้นเริ่มต้นของการวิจัย” ลอว์สันกล่าว “มีอะไรให้สำรวจอีกมาก”
