KAUST ทดลองกลางทะเลแดง พบโปรไบโอติกและโพสต์ไบโอติกช่วยปกป้องปะการังจากความร้อน

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีคิงอับดุลลาห์ (KAUST) นำการบำบัดด้วยจุลินทรีย์สำหรับปะการังออกจากห้องทดลองไปทดสอบในทะเลจริง ระหว่างคลื่นความร้อนทางทะเลในทะเลแดงตอนกลางช่วงฤดูร้อนปี 2022 ทีมวิจัยใช้ปะการัง Acropora cf. valida ที่กำลังฟอกขาว และให้แบคทีเรียที่คัดแยกจากปะการังทะเลแดงสุขภาพดี ทั้งในรูปโปรไบโอติกที่ยังมีชีวิต และโพสต์ไบโอติกซึ่งเป็นแบคทีเรียที่ทำให้ตายด้วยความร้อนพร้อมองค์ประกอบออกฤทธิ์ทางชีวภาพ 35

ทดลองอย่างไรในทะเลเปิด

การทดลองเกิดขึ้นกับปะการังที่กำลังเผชิญความร้อนตามธรรมชาติ โดยอุณหภูมิน้ำทะเลเฉลี่ยรายวันอยู่ที่ 30.9–31.9 องศาเซลเซียส นักวิจัยใช้โปรไบโอติกมีชีวิต 2 สูตร และสูตรโพสต์ไบโอติกที่สอดคล้องกัน จากนั้นเปรียบเทียบกับปะการังกลุ่มที่ได้รับสารหลอกตลอด 15 วัน

ตัวชี้วัดสุขภาพประกอบด้วยลักษณะที่มองเห็นได้ และประสิทธิภาพการสังเคราะห์แสงของสาหร่ายร่วมอาศัยในเนื้อเยื่อปะการัง วัดด้วยค่า Fᵥ/Fₘ 35

จุดสำคัญคือ นี่เป็นการทดสอบท่ามกลางคลื่นความร้อนทางทะเลจริง ไม่ใช่เฉพาะในสภาวะควบคุมของห้องปฏิบัติการ งานก่อนหน้านี้ชี้ว่าแบคทีเรียที่เป็นประโยชน์อาจช่วยปะการังรับมือความร้อนได้ แต่การศึกษานี้นำแนวคิดดังกล่าวไปตรวจสอบในสภาพทะเลเปิด 9

หลัง 15 วัน: สูตรใดช่วยรักษาตัวชี้วัดสุขภาพไว้ได้

ในกลุ่มสารหลอก ประสิทธิภาพการสังเคราะห์แสงของสาหร่ายร่วมอาศัยลดลงอย่างมีนัยสำคัญจากความเครียดความร้อน ขณะที่ปะการังที่ได้รับโปรไบโอติกมีชีวิตทั้ง 2 สูตร และโพสต์ไบโอติก 1 สูตร สามารถรักษาค่า Fᵥ/Fₘ ได้ตลอดการทดลอง 15 วัน 35

ค่านี้มีความหมาย เพราะการฟอกขาวคือภาวะที่ความสัมพันธ์ระหว่างปะการังกับสาหร่ายร่วมอาศัย ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานสำคัญของปะการัง ถูกรบกวน ผลการทดลองจึงเป็นหลักฐานเชิงแนวคิดภาคสนามว่า โพสต์ไบโอติกสูตรหนึ่งสามารถทำผลงานเทียบเคียงกับแบคทีเรียมีชีวิตได้ในตัวชี้วัดสุขภาพสำคัญระหว่างความเครียดจากความร้อน 3

โปรไบโอติกกับโพสต์ไบโอติกเปลี่ยนไมโครไบโอมไม่เหมือนกัน

โพสต์ไบโอติกไม่ใช่เพียงโปรไบโอติกที่อ่อนประสิทธิภาพกว่า โปรไบโอติกประกอบด้วยแบคทีเรียมีชีวิตที่เป็นประโยชน์ ส่วนโพสต์ไบโอติกในการศึกษานี้ใช้แบคทีเรียที่ทำให้ตายด้วยความร้อนและสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่เกี่ยวข้อง ผลศึกษารายงานว่าการบำบัดแบบมีชีวิตและแบบไม่ทำงานแล้วทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของไมโครไบโอมและเมแทบอลิซึมของปะการังในคนละรูปแบบ 3

รูปแบบหนึ่งที่น่าสนใจพบในปะการังกลุ่มโพสต์ไบโอติก คือปริมาณแบคทีเรียสกุล Cobetia เพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นกลุ่มที่มีความเชื่อมโยงกับความทนทานของปะการังต่อความเครียดจากความร้อน 6 ข้อค้นพบนี้ชวนให้คิดว่า สารเตรียมที่ใช้แบคทีเรียตายแล้วอาจส่งผลต่อชุมชนจุลินทรีย์เดิมของปะการังได้ โดยไม่จำเป็นต้องให้แบคทีเรียที่เติมเข้าไปมีชีวิตอยู่ต่อ

อย่างไรก็ดี กลไกยังไม่เป็นข้อสรุป การทดลองแสดงความสัมพันธ์ระหว่างการรักษา การเปลี่ยนแปลงของจุลินทรีย์ และตัวชี้วัดสุขภาพที่ดีขึ้น แต่ยังไม่ได้พิสูจน์อย่างชัดเจนว่าองค์ประกอบจุลินทรีย์ใด หรือการตอบสนองใดของปะการัง เป็นสาเหตุของผลดีดังกล่าว 36

เหตุใดโพสต์ไบโอติกอาจเหมาะกับงานฟื้นฟู

ผลิตภัณฑ์จุลินทรีย์มีชีวิตต้องรักษาความอยู่รอดของเชื้อระหว่างการผลิต การขนส่ง และการนำไปใช้ ในทางกลับกัน โพสต์ไบโอติกที่เป็นเชื้อไม่ทำงานแล้วอาจจัดเก็บและใช้งานได้ง่ายกว่าในอนาคต จึงอาจเหมาะกับปฏิบัติการฟื้นฟูแนวปะการัง หรือการรับมือช่วงที่คาดการณ์ว่าจะเกิดคลื่นความร้อน

แต่ข้อได้เปรียบด้านการใช้งานนี้ยังเป็นเพียงศักยภาพ ไม่ใช่ผลที่การทดลอง 15 วันนี้พิสูจน์แล้ว และไม่ใช่โพสต์ไบโอติกทุกสูตรจะใช้ได้ผล เพราะมีเพียง 1 จากสูตรเชื้อตายที่ช่วยรักษาประสิทธิภาพการสังเคราะห์แสงไว้ได้ 3 การศึกษาต่อไปต้องระบุว่าสูตรใดเหมาะสม ใช้ขนาดเท่าใด เหมาะกับปะการังชนิดไหน และผลคงอยู่ได้นานเพียงใดโดยไม่เกิดผลกระทบต่อระบบนิเวศโดยไม่ตั้งใจ

เครื่องมือเสริม ไม่ใช่ทางแทนการแก้ปัญหาภูมิอากาศ

การศึกษานี้ติดตามปะการังเพียงชนิดเดียวเป็นเวลา 15 วัน ในคลื่นความร้อนธรรมชาติเพียงเหตุการณ์เดียว ผลจึงชี้ถึงแนวทางที่อาจช่วยให้ปะการังเปราะบางรับมือความร้อนเฉพาะช่วงได้ แต่ไม่ได้แสดงว่าการบำบัดด้วยจุลินทรีย์จะปกป้องแนวปะการังได้อย่างถาวร ขณะที่มหาสมุทรอุ่นขึ้น 35

บทบาทที่เป็นจริงที่สุดของโปรไบโอติกและโพสต์ไบโอติกคือการเป็นเครื่องมือเสริมสำหรับการอนุรักษ์และฟื้นฟูปะการัง อาจช่วย “ซื้อเวลา” ให้ปะการังในช่วงคลื่นความร้อน ขณะที่การแก้ต้นตอของการฟอกขาวหมู่ยังต้องอาศัยการดำเนินการที่กว้างกว่านั้นเพื่อลดภาวะโลกร้อนและการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิมหาสมุทร