ตะลึง! พบจุลชีพ ‘ยึดครอง’ ลาวาในชั่วโมงแรก

จุลชีพมีความสามารถในการอยู่รอดได้แทบทุกหนแห่งบนโลก และในสภาวะที่โหดร้ายที่สุด รวมถึงสภาพแวดล้อมที่แห้งแล้งและแทบจะเป็นหมันหลังจากการปะทุของภูเขาไฟ

ในงานวิจัยล่าสุดที่ตีพิมพ์ใน Communications Biology ทีมนักนิเวศวิทยาและนักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ได้รายงานถึงความสามารถอันน่าทึ่งของจุลชีพในการกลับคืนสู่ภูมิทัศน์เกือบจะทันทีหลังจากการปะทุของภูเขาไฟ ใช่แล้ว เรากำลังพูดถึงจุลินทรีย์ที่สามารถลงหลักปักฐานในลาวาที่เย็นตัวลงใหม่ๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ที่สำคัญคือการศึกษาแสดงให้เห็นถึงครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์ได้บันทึกการเคลื่อนตัวของจุลชีพเข้าไปในที่อยู่อาศัยแห่งใหม่ที่ยังอยู่ในกระบวนการก่อตัว ลาวาที่ไหลออกมาจากโลกจะกำจัดทุกสิ่งที่เคยอยู่ที่นั่นออกไป

พลวัตที่ไม่เหมือนใครดังกล่าวมีนัยสำคัญอย่างยิ่งต่อการศึกษาว่าชุมชนทางชีววิทยาวิวัฒนาการอย่างไร ไม่ใช่แค่บนโลกเท่านั้น แต่ยังรวมถึงนอกโลกด้วย ตามที่นักวิจัยกล่าวใน แถลงการณ์

จากการศึกษาพบว่า การตรวจสอบก่อนหน้านี้เกี่ยวกับความสามารถในการฟื้นตัวของจุลชีพส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่จุลชีพที่อาศัยอยู่แล้วหรือแทรกซึมเข้าไปในแหล่งที่อยู่อาศัยบางแห่งได้สำเร็จ ในทางกลับกัน การสืบทอดขั้นต้น หรือ “การเปลี่ยนจากสภาพแวดล้อมที่ไม่มีผู้คนอาศัยอยู่ไปสู่สภาพแวดล้อมที่มีผู้คนอาศัยอยู่ แทบจะไม่ได้รับการบันทึกไว้ในธรรมชาติเลย” งานวิจัยกล่าวเสริม

นักวิจัยสงสัยว่ากิจกรรมภูเขาไฟอาจก่อให้เกิดสภาวะที่ไม่น่าเป็นไปได้เช่นนี้บนโลกหรือไม่ และมุ่งหน้าไปยังประเทศไอซ์แลนด์เพื่อเฝ้าติดตามภูเขาไฟฟากราดาลส์ฟยาลล์

“ลาวาที่ออกมาจากพื้นดินมีอุณหภูมิสูงกว่า 2,000 องศาฟาเรนไฮต์ ดังนั้นจึงเป็นหมันอย่างสมบูรณ์” นาธาน แฮดแลนด์ ผู้เขียนนำของการศึกษาและนักศึกษาปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัยแอริโซนา กล่าวในแถลงการณ์ “มันเหมือนกระดานชนวนที่สะอาด ซึ่งเป็นห้องปฏิบัติการทางธรรมชาติเพื่อให้เข้าใจว่าจุลชีพเข้ามาตั้งรกรากได้อย่างไร”

ระหว่างปี 2021 ถึง 2023 ซึ่งเป็นช่วงเวลาการศึกษา ภูเขาไฟปะทุถึงสามครั้ง ปล่อยระเบิดก๊าซ ฝุ่น และลาวาอย่างรุนแรง ซึ่งกลืนกินพื้นที่กว้างใหญ่ของทุนดราใกล้เคียง แทบไม่ต้องสงสัยเลยว่าหินลาวามีน้ำหรือสารอาหารอินทรีย์น้อยมากหรือไม่เลย ซึ่งหมายความว่าถึงแม้ว่าจุลชีพจะรอดพ้นจากความร้อนของลาวาได้ พวกเขาก็จะไม่มีอะไรดำรงชีวิตอยู่ได้ แต่การตรวจสอบของนักวิจัยชี้ให้เห็นว่าสิ่งนั้นไม่ได้มีความสำคัญมากนัก

สำหรับการวิเคราะห์ นักวิจัยได้เก็บรวบรวมลาวาที่เพิ่งเย็นตัวลงเพื่อนำมาวิเคราะห์ นอกเหนือจากน้ำฝน ละอองลอย และหินจากพื้นที่โดยรอบ จากนั้น พวกเขาได้สกัด DNA จากตัวอย่างเหล่านี้เพื่อประเมินว่ามีจุลชีพอยู่ที่ใดบ้าง จากนั้น พวกเขาได้เฝ้าติดตามการเจริญเติบโตของประชากรจุลชีพใหม่นี้ “ตัวชี้วัดหลายตัวเปิดเผยว่าลาวาที่วิเคราะห์ในการศึกษาครั้งนี้เป็นเจ้าภาพจุลินทรีย์อย่างรวดเร็วภายในไม่กี่ชั่วโมงและไม่กี่วันหลังจากการแข็งตัว” นักวิจัยตั้งข้อสังเกตในการศึกษา

จุลชีพนี้ ‘แกล้งตาย’ ในห้องปลอดเชื้อของ NASA และเราอาจส่งมันไปดาวอังคารแล้ว

“ข้อเท็จจริงที่ว่าเราสามารถทำเช่นนี้ได้ถึงสามครั้ง โดยติดตามการปะทุแต่ละครั้งในพื้นที่เดียวกัน คือสิ่งที่ทำให้โครงการของเราแตกต่าง” แฮดแลนด์กล่าว

อันที่จริง นักวิจัยสามารถยืนยันคลื่นลูกแรกของจุลชีพ “สุดยอด” ที่รอดชีวิตจากสภาวะเริ่มต้นได้ภายในไม่กี่ชั่วโมงและไม่กี่วันหลังจากการปะทุของภูเขาไฟ จุลชีพเหล่านี้ส่วนใหญ่น่าจะมาถึงผ่านทางน้ำฝน ตามรายงาน

เมื่อสภาพแวดล้อมรุนแรงน้อยลงตามกาลเวลา จุลชีพจำนวนมากขึ้น “เคลื่อนตัว” เข้าสู่ชุมชนใหม่จากฝนที่มากขึ้นและพื้นที่ใกล้เคียง ตามรายงาน ชุมชนจุลชีพประสบกับการลดลงบ้างในฤดูหนาว แต่โดยรวมแล้วยังคงรักษาความมั่นคงไว้ได้ตลอดการปะทุที่แตกต่างกันสามครั้ง

“เราไม่คาดหวังเช่นนั้น” โซลานจ์ ดูฮาเมล ผู้ร่วมเขียนการศึกษาและนักชีววิทยาจากมหาวิทยาลัยแอริโซนา กล่าว “ลาวาเหล่านี้อยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีมวลชีวภาพต่ำที่สุดบนโลก… แต่ตัวอย่างของเราเผยให้เห็นว่าสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวเข้ามาตั้งรกรากอย่างรวดเร็ว”

สำหรับนักวิจัย นัยที่ชัดเจนของการศึกษาใหม่คือกระบวนการทางชีวภาพที่คล้ายคลึงกันอาจกำลังทำงานอยู่บนดาวอังคาร แม้ว่าภูเขาไฟบนดาวเคราะห์เพื่อนบ้านจะดูเหมือนสงบลงแล้ว แต่นักวิทยาศาสตร์ก็ทราบดีว่าสิ่งมีชีวิตเล็กๆ ไม่สามารถสร้างบ้านให้ตัวเองภายในลาวาที่แข็งตัวใหม่ๆ ได้

Perseverance Rover พบร่องรอยของสิ่งมีชีวิตโบราณในหินบนดาวอังคาร

นอกจากนี้ กิจกรรมภูเขาไฟยังฉีดความร้อนเข้าสู่ระบบของดาวเคราะห์และปล่อยก๊าซระเหย “ดังนั้นความคิดก็คือ การปะทุของภูเขาไฟในอดีตอาจสร้างช่วงเวลาที่สิ่งมีชีวิตสามารถอยู่อาศัยได้ชั่วคราว” ดูฮาเมลกล่าวเสริม

กล่าวได้ว่าทุกอย่างเกี่ยวกับดาวอังคารเป็นสมมติฐานใหญ่ นักวิจัยยอมรับ แต่มันเป็นการสาธิตที่น่าประทับใจอย่างแน่นอนว่าชีวิตในระดับที่เล็กที่สุดจะอยู่รอดได้ด้วยวิธีที่ยิ่งใหญ่ที่สุด