Search

ทะเลเป็นกรดทำสาหร่ายพิษเติบโต

Updated: Nov 21, 2018

เรื่องนี้ไม่ได้เกิดจากใครไปสาดกรดแถวทะเลเพราะความหึงหวง


น้ำในทะเลเป็นกรดเพิ่มขึ้นได้จากก๊าซคาร์บอนไดอ๊อกไซด์ (CO₂) ในอากาศ ละลายลงในทะเล เมื่อคาร์บอนไดออกไซด์ทำปฏิกิริยากับน้ำ จะเกิดเป็นกรดคาร์บอนิก (H₂CO₃) ทำให้น้ำทะเลเป็นกรดเพิ่มขึ้น ตามสมการเคมีพื้นฐานนี้

CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃


ที่ผ่านมามีรายงานว่าทะเลที่เป็นกรดส่งผลต่อการตรึงแร่ธาตุกับสัตว์ทะเลหลายชนิด โดยฉพาะสัตว์ทะเลที่มีโครงสร้างเป็นหินปูน เช่น หอย และปะการัง เพราะกรดไปรบกวนกระบวนการตรึงแร่ธาตุแคลเซียม


ล่าสุด นักวิทยาศาสตร์พบว่าเมื่อทะเลเป็นกรดมากขึ้นอาจส่งผลกับห่วงโซ่อาหารคล้ายกับกรณีจระเข้ซอมบี้ แต่ในระดับที่ใหญ่กว่ามาก


จากการเก็บตัวอย่างประชากรแพลงก์ตอน-สิ่งมีชีวิตเล็กๆ ที่ว่ายน้ำในทะเลมาวิเคราะห์พบว่า

สาหร่ายเซลล์เดียวที่ชื่อ Vicicitus globosus เพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อน้ำทะเลมีสภาพเป็นกรด และสาหร่ายชนิดนี้ผลิตสารพิษได้

รูปร่างหน้าตาเซลล์ของสาหร่ายพิษ

เคยมีรายงานก่อนหน้านี้ในปี 2010 ว่าการบลูม (algal bloom) ของสาหร่าย V. globosus ทำให้ปลาจำนวนมากติดพิษตาย ที่อ่าว mahanga ประเทศนิวซีแลนด์ สารพิษ VgTx ที่สาหร่ายผลิตขึ้นมีฤทธิ์ทำลายเซลล์โดยตรง จึงเป็นพิษกับเซลล์ของสิ่งมีชีวิตได้หลายชนิด


นักวิทยาศาสตร์เคยทดลองสกัดสารจากสาหร่ายพิษ แล้วนำไปทดสอบความเป็นพิษกับแพลงก์ตอนต่างๆ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าเซลล์ที่ได้รับสารพิษ VgTx มีความเสียหายเกิดขึ้น

สาหร่ายเซลล์เดียวอีกชนิดที่ถูกทดสอบด้วยสารพิษ VgTx A) ไม่ได้รับสารพิษ B) ได้รับสารพิษ 2 นาที C) ได้รับสารพิษ 11 นาที

การทดสอบสารพิษในแพลงก์ตอนสัตว์ กลุ่มโรติเฟอร์ ซึ่งปกติจะกินสาหร่ายและแพลงก์ตอนพืชเป็นอาหาร ก็เกิดความเป็นพิษเช่นกัน

การทดสอบสารพิษ VgTx กับโรติเฟอร์ A) โรติเฟอร์ที่ไม่ได้รับสารพิษ B) โรติเฟอร์ที่ได้รับสารพิษ องค์ประกอบภายในเซลล์ทะลักออกมา

ถ้าสาหร่ายพิษเพิ่มขึ้นในทะเลมากๆ จะเกิดอะไรขึ้น?

โดยทั่วไป ห่วงโซ่อาหารของระบบนิเวศในทะเลจะเริ่มจากพวกแพลงตอนพืช (phytoplankton) ซึ่งเป็นผู้ผลิต และเป็นอาหารของพวกแพลงตอนสัตว์ขนาดเล็ก (microzooplankton) ส่วนแพลงก์ตอนสัตว์ขนาดกลาง (mesozooplankton) ซึ่งตัวโตขึ้นมาอีกหน่อย ก็จะกินทั้งแพลงก์ตอนพืชและแพลงตอนสัตว์ขนาดเล็ก จากนั้นเหล่าแพลงก์ตอนทั้งหลายก็จะกลายเป็นอาหารไซส์เล็ก-กลาง-ใหญ่ ของบรรดาตัวอ่อนสัตว์โลก เช่น ลูกกุ้ง ลูกปลา ต่อไป


เมื่อทะเลเป็นกรดมากขึ้น สภาพที่เป็นกรดช่วยสนับสนุน สร้างข้อได้เปรียบในการแข่งขันให้แก่สาหร่ายพิษ V. globosus ซึ่งเป็นแพลงก์ตอนพืช ทำให้สาหร่ายพิษเติบโตเพิ่มปริมาณได้มากกว่า มันจึงเบียดบังแย่งทรัพยากรทำให้แพลงก์ตอนพืชอื่นลดปริมาณลง ขณะเดียวกันสาหร่ายพิษก็ฆ่าแพลงก์ตอนสัตว์ที่มากินมัน

จากกราฟแสดงให้เห็นว่าในสภาพที่เป็นกรดมากๆ (c) ปริมาณรวมของแพลงก์ตอนพืชไม่ได้ลดลง แต่ความหลากหลายลดลง เพราะแพลงก์ตอนพืชส่วนใหญ่ถูกแทนที่ด้วยสาหร่ายพิษ แต่ปริมาณแพลงก์ตอนสัตว์ทั้งขนาดเล็กและขนาดกลาง (เส้นสีส้มและแดง) ลดลงอย่างเห็นได้ชัด เมื่อเทียบกับกราฟของทะเลที่เป็นกรดน้อยกว่า (a,b)


สิ่งที่เกิดขึ้นคือ เมื่อแพลงก์ตอนพืชส่วนใหญ่คือสาหร่ายพิษที่เจริญเติบโตดีเกินไป แพลงก์ตอนสัตว์ส่วนใหญ่ก็ไม่มีทางเลือกอื่นนอกจากกินสาหร่ายพิษ และตายไป ผลคือแพลงก์ตอนขนาดกลาง ก็ขาดอาหาร ติดพิษ และปริมาณลดลงตามไปด้วย นั่นหมายถึงแหล่งอาหารปริมาณมหาศาลของสัตว์ต่างๆ ถูกทำลายไป

ห่วงโซ่อาหารถูกทำลาย (Food Chain Disruption)

โดยปกติแล้ว ระดับความเป็นกรดของน้ำทะเลเปลี่ยนแปลงน้อยมาก ถึงคาร์บอนไดอ๊อกไซด์ละลายและเกิดปฏิกิริยากลายเป็นกรด ในทะเลก็ยังมีแร่ธาตุต่างๆ เช่นแคลเซียม ซึ่งจะทำปฏิกิริยากับกรดคาร์บอนนิกที่เกิดขึ้น เปลี่ยนไปเป็นหินปูน (calcium carbonate) และสารประกอบอื่น ตกตะกอนทับถมกันที่ก้นทะเล


เพราะกรดที่ละลายลงสู่ทะเลมีปริมาณพอๆ กับที่ตกตะกอนแยกออกจากน้ำทะเล ความเป็นกรดของทะเลในอดีตจึงแทบจะคงที่มาตลอด แต่ความสมดุลนี้กำลังค่อยๆ เสียไป

วัฏจักรคาร์บอนไดออกไซด์

ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกมาจากอากาศที่เราหายใจ จากการเผาไหม้ จากยานพาหนะ จากโรงงาน แทบทุกกิจกรรมในชีวิตประจำวันของเราผลิตคาร์บอนไดออกไซด์ขึ้นมา ยิ่งเมื่อประชากรโลกมากขึ้น ความต้องการใช้ทรัพยากรก็มากขึ้น ต้องผลิตพลังงานมากขึ้น เราก็ปลดปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์มากขึ้นกว่าช่วงยุคก่อนปฏิวัติอุตสาหกรรมถึง 40%


คาร์บอนไดออกไซด์จำนวนมหาศาลจึงละลายลงสู่ทะเล ละลายมากกว่าปริมาณที่ตกตะกอนแยกตัวจากน้ำทะเล ระดับความเป็นกรดทะเลโดยรวมจึงเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ทีละน้อย สถานการณ์คล้ายๆ ที่เกิดกับระบบนิเวศของจระเข้ซอมบี้ในทะเลสาบ กำลังเกิดขึ้นในทะเลที่เชื่อมโยงถึงกันทั้งโลก


แผนที่แสดงระดับความเป็นกรดของทะเลที่เปลี่ยนแปลงเทียบกับสมัยก่อนปฏิวัติอุตสาหกรรม สีเหลืองแปลว่ายิ่งเป็นกรดมาก

อ้างอิง+เพิ่มเติม

https://www.nature.com/articles/s41558-018-0344-1

https://www.mdpi.com/2077-1312/3/2/401/htm

http://www.igbp.net/publications/summariesforpolicymakers/summariesforpolicymakers/oceanacidificationsummaryforpolicymakers2013.5.30566fc6142425d6c9111f4.html

https://en.wikipedia.org/wiki/Ocean_acidification

0 views

© 2018 EHT-PERDO STEM Project

Bangkok, Thailand

  • Facebook Social Icon
  • YouTube Social  Icon