ice worms หนอนธารน้ำแข็งใน 'ความขัดแย้ง' ที่เป็นปริศนาลึกลับ..ทางวิทยาศาสตร์
หนอนน้ำแข็งของธารน้ำแข็งบนพื้นผิวของ Paradise Glacier ทางด้านใต้ของ Mount Rainier ในวอชิงตัน
สัตว์เหล่านี้เจริญเติบโตที่จุดเยือกแข็งของน้ำ ซึ่งเป็น "ความขัดแย้ง" ทางวิทยาศาสตร์
ตั้งแต่มนุษย์เริ่มค้นพบสิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก พวกเขาได้ค้นพบชีวิตที่แข็งแรงมากๆของความเป็นไปได้แม้กระทั่งในอวกาศ เช่น tardigrade สัตว์สุดโต่งตัวหนึ่งที่ถูกค้นพบเพื่อเอาชีวิตรอดในสุญญากาศของอวกาศ จากนั้นมี Pyrococcus furiosus ซึ่งเป็นจุลินทรีย์ที่สนุกกับชีวิตที่จุดเดือดรอบตะกอนทะเลที่ได้รับความร้อนใต้พิภพ อย่างไรก็ตาม ยังมีอีกรูปแบบหนึ่งที่จะเพิ่มในรายการรูปแบบชีวิตสุดขั้ว นั่นคือหนอนประเภทหนึ่งที่อาศัยอยู่ในธารน้ำแข็งที่เรียกว่า" Glacier ice worms "
จริงๆแล้ว หนอนน้ำแข็งสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า เป็นหนอนตัวเล็กๆ สีดำ น้ำเงิน หรือขาว มีความยาวประมาณ 2 -3 ซม.ประมาณขนาดของไส้เดือนตัวเล็ก แต่พวกมันแตกต่างจากรูปแบบชีวิตอื่นๆ หนอนน้ำแข็งเหล่านี้ฮาร์ดคอร์มากกว่าไส้เดือนมาก แม้ว่าพวกมันจะอาศัยอยู่ในน้ำแข็งและรอดชีวิตจากอุณหภูมิเยือกแข็ง แต่หากสัมผัสกับอุณหภูมิที่สูงกว่า 40°F (ประมาณ 4.4°C) พวกมันจะละลายและเยื่อหุ้มเซลล์จะกลายเป็นของเหลวในที่สุด
หนอนน้ำแข็งพบได้ในธารน้ำแข็งในอเมริกาเหนือ โดยเฉพาะอลาสก้า วอชิงตัน โอเรกอน และบริติชโคลัมเบีย และไม่พบในภูมิภาคน้ำแข็งอื่น ๆ ทั่วโลก
ที่โดดเด่นที่สุดในกลุ่มหนอนน้ำแข็งเหล่านี้อยู่ในอเมริกาเหนือตะวันตกคือ หนอนน้ำแข็ง Mesenchytraeus solifugus วัดความยาวได้ประมาณครึ่งนิ้ว มองดูเหมือนเป็นเส้นบางๆกระจายอยู่ทั่วมหาสมุทรแปซิฟิกตะวันตกเฉียงเหนือ บริติชโคลัมเบีย และอะแลสกา
นักวิจัยหนอนน้ำแข็ง Scott Hotaling และ Peter Wimberger ได้เดินทางไปศึกษาชีวิตบนธารน้ำแข็งของ Mount Rainier ในเดือนมิถุนายน
Hotaling กล่าวว่าเป็นเวลานานแล้วที่นักชีววิทยาได้เขียนรายงานถึงธารน้ำแข็งที่ระดับความสูงว่าเป็นสถานที่ปลอดเชื้อและไม่มีชีวิตแต่นั่นไม่ใช่อีกต่อไป (Cr.Jordan Boersma)
Solifugus เป็นชื่อภาษาละตินที่มอบให้กับหนอนน้ำแข็ง หมายถึง "sun-avoider" สะท้อนถึงพฤติกรรมของมันและอธิบายหนอนตัวนี้อย่างเหมาะสม
โดยในช่วงบ่ายและเย็นของฤดูร้อน หนอนดำตัวเล็กๆ จำนวนมากเหล่านี้จะออกมาเพื่อกินสาหร่าย จุลินทรีย์ และเศษซากอื่นๆ บนผิวพื้น จากนั้น พวกมันจะกลับลงเข้าไปในน้ำแข็งในยามรุ่งสาง แต่ในช่วงฤดูหนาว พวกมันจะหายตัวไปในส่วนลึกที่เยือกแข็งข้างล่าง และกินสารอาหารที่ถูกกักไว้โดยการสร้างชั้นในน้ำแข็งตลอดหลายปีที่ผ่านมา
สิ่งมีชีวิตเหล่านี้มีเอกลักษณ์เฉพาะตัวเพราะสามารถเคลื่อนที่ไปมาระหว่างผลึกน้ำแข็งที่อัดแน่นอย่างหนาแน่นได้อย่างง่ายดาย โดยใช้ขนแปรงขนาดเล็กที่ด้านนอกของร่างกายเรียกว่า setae หรือ seta เพื่อจับน้ำแข็งและดึงตัวเองไป พวกมันเคยถูกวัดการเคลื่อนไหวที่ความเร็ว 10 ฟุตต่อชั่วโมง บนพื้นผิวของธารน้ำแข็ง
ในขณะที่จุดเยือกแข็งของน้ำเป็นไปไม่ได้สำหรับสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ นักวิทยาศาสตร์จึงสงสัยว่า หนอนที่อยู่ห่างไกลเหล่านี้สามารถอยู่รอดได้ในชั้นน้ำแข็งที่เย็นยะเยือกภายในหิมะและน้ำแข็งได้อย่างไร โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มันเป็นสัตว์เลือดเย็นที่ไม่มีสิ่งปกป้องตัวเอง แต่ในที่สุด นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบกลอุบายบางอย่าง โดยสังเกตจากการทำความเข้าใจ 'Oddball science' แปลก ๆ ทางชีวภาพของสัตว์ที่เหล่านี้ มีความเกี่ยวข้องอย่างน่าประหลาดใจ(การปรับตัวของสัตว์ที่ผิดปกติ)
หนอนน้ำแข็งในอเมริกาเหนือนั้นหายาก แต่เมื่อถึงเวลาจะพบได้เป็นจำนวนมาก Cr. Jon Ridel
Daniel Shain นักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Rutgers ผู้ศึกษาสัตว์เหล่านี้มาเป็นเวลา 25 ปี กล่าวว่า การเรียนรู้เพิ่มเติมว่าสัตว์เหล่านี้ที่ทนต่อสภาวะสุดขั้วได้อย่างไร จะช่วยให้เราเข้าใจข้อจำกัดของชีวิตบนโลกและที่อื่นๆ ได้ แต่ถ้าธารน้ำแข็งหายไป หนอนน้ำแข็งก็หายไปเช่นกัน ซึ่ง Shirley Lang นักชีววิทยาจาก Haverford College ในรัฐเพนซิลวาเนียกล่าวเพิ่มเติมอีกว่า " เราต้องการทราบข้อมูลเกี่ยวกับพวกมันให้ได้มากที่สุด ก่อนที่พวกมันจะหายไปตลอดกาล หากธารน้ำแข็งยังคงละลายในอัตราปัจจุบัน
จากการวิเคราะห์ดีเอ็นเอ Dr Shain และ Lang พบว่าหนอนน้ำแข็งและญาติสนิทของพวกมันมีความแปรปรวนทางพันธุกรรมที่น่าทึ่ง ซึ่งช่วยให้พวกมันอาศัยอยู่ในซอกต่างๆ ตั้งแต่ดินอุ่นไปจนถึงน้ำแข็งสีฟ้า พวกเขายังติดตามต้นกำเนิดของหนอนน้ำแข็งไปยังอลาสก้า ที่ซึ่งพวกมันวิวัฒนาการมาจากญาติที่อาศัยอยู่ในแม่น้ำเมื่อประมาณ 10 ล้านปีก่อน
ส่วนความลึกลับของหนอนน้ำแข็งนั้น ตามกฎของชีววิทยากำหนดว่า เมื่ออุณหภูมิลดลง ปฏิกิริยาของร่างกายจะช้าลง ระดับพลังงานจะลดลงด้วย
ในขณะที่สัตว์เลือดอุ่นจะต้องเผาผลาญพลังงานเพื่อรักษาอุณหภูมิให้คงที่ แต่สัตว์เลือดเย็นจะเฉื่อยและถึงกับนิ่งเฉยเมื่ออากาศเย็นเกินไป แต่ไม่ใช่ในหนอนน้ำแข็ง โดยระดับพลังงานของพวกมันจะเพิ่มขึ้นเมื่อพวกมันได้รับความเย็น และนี่คือความขัดแย้งทางวิทยาศาสตร์ ซึ่ง Lang วางแผนที่จะสำรวจทฤษฎีอื่นสำหรับระดับพลังงานที่สูงของพวกมันด้วย
Scott Hotaling กล่าวว่า นี่เป็นภาพแรกของนกฟินช์ gray-crowned rosy ที่มีปฏิสัมพันธ์กับหนอนน้ำแข็ง Cr.Scott Hotaling
แม้ว่าตัวหนอนเต็มไปด้วยเมลานิน ซึ่งเป็นเม็ดสีเดียวกับที่ช่วยปกป้องผิวจากรังสียูวี แต่ในหนอนน้ำแข็ง เมลานินถูกพบทั่วร่างกายทั้งในสมอง ลำไส้ และกล้ามเนื้อ มีงานวิจัยบางชิ้นชี้ให้เห็นว่า เมลานินอาจเก็บพลังงานจากรังสีดวงอาทิตย์ได้ในบางสถานการณ์ ซึ่ง Lang สงสัยว่าสิ่งนี้อาจเกิดขึ้นในหนอนน้ำแข็ง เธอหวังว่าจะได้ทดสอบความคิดนี้ในอนาคต
ทั้งนี้ สัตว์เหล่านี้อาศัยอยู่เฉพาะในธารน้ำแข็งชายฝั่งเท่านั้น และไม่พบที่อื่นในโลก แม้จะมีการพบสายพันธุ์อื่นที่คล้ายคลึงกันในทิเบต แทบไม่มีอะไรเป็นที่รู้จักเกี่ยวกับเรื่องดังกล่าวข้างต้น โดยหนอนน้ำแข็งนั้นจะเจริญเติบโตที่อุณหภูมิ 32 องศาฟาเรนไฮต์ แต่ก็ไม่สามารถทนต่ออุณหภูมิที่ต่ำกว่าจุดเย็นเยือกนี้ได้มากนัก
Scott Hotaling นักชีววิทยาจากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐวอชิงตัน อธิบายว่า นอกจากพลังอันน่าทึ่งของพวกมันแล้ว หนอนน้ำแข็งยังเป็นส่วนหนึ่งของระบบนิเวศที่เรารู้จักน้อยมาก ในขณะที่พวกมันอาศัยอยู่ที่เดียวกับแพลงก์ตอน rotifers ทาร์ดิเกรด สาหร่าย เชื้อรา และสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กอื่นๆ แต่พวกมันเป็นแค่อาหารนกเท่านั้น
แต่กลเม็ดทางชีวเคมีที่ช่วยให้หนอนน้ำแข็งสามารถมีชีวิตอยู่ได้ในอุณหภูมิที่ชีวิตส่วนใหญ่อยู่ไม่ได้นี้ อาจเป็นประโยชน์ต่อสุขภาพของมนุษย์สักวันหนึ่ง นั่นเป็นเหตุผลที่สถาบันสุขภาพแห่งชาติ มูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ และนาซ่า ได้ให้ทุนสนับสนุนการวิจัยเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตที่น้อยคนนักจะเคยได้ยิน
ภาพระยะใกล้ของหนอนน้ำแข็งด้วยกล้องจุลทรรศน์
ลูกศรหนึ่งชี้ไปที่รูพรุนของศีรษะ ซึ่งเป็นอวัยวะที่อาจหลั่งเมือกเพื่อช่วยให้หนอนเคลื่อนที่ผ่านน้ำแข็ง
อีกอันคือ clitellum ที่ถุงไข่ก่อตัว Cr.Daniel Shain / Rutgers University
อย่างไรก็ตาม เวลากำลังจะหมดลงสำหรับการไขปริศนาของหนอนน้ำแข็ง ธารน้ำแข็งบางส่วนที่เคยพบมาก่อน เช่นธารน้ำแข็ง Lyall และ Lewis ใน North Cascades ของวอชิงตันได้หายไป ที่อื่นๆ ก็กำลังหดตัว โดยเฉพาะธารน้ำแข็ง Nisqually ด้านทิศใต้ของ Mount Rainier บ้านหนอนน้ำแข็งนี้ได้ถอยโดยค่าเฉลี่ยของ 3 ฟุตทุก 10 วันระหว่างปี 2003 และ 2015 และปัจจุบัน เป็นเรื่องที่น่ากังวลว่าธารน้ำแข็งทั่วโลกกำลังละลายมากขึ้น
นอกจากนี้ เป็นเรื่องที่น่าสนใจที่จะศึกษาพวกมัน เพราะการเข้าใจความลึกลับของชีวิตในสภาพแวดล้อมดังกล่าว สามารถช่วยให้เข้าใจที่อยู่อาศัยที่เป็นไปได้ของชีวิตเช่น ดาวอังคาร อย่างไรก็ตาม หากหนอนเหล่านี้ไม่สามารถทันกับสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงไป พวกมันก็สามารถตายได้ทั้งหมดเช่นกัน
'Ice Worm' ของ NASA
หนอนกลไก 1.4 เมตรนี้ดัดแปลงมาจากแขนขาเดียวของ LEMUR-3 ซึ่งเคลื่อนตัวขึ้นไปบนกำแพงน้ำแข็ง
โดยเจาะปลายด้านหนึ่งเข้าไปในพื้นผิวแข็งทีละครั้ง เมื่อทำเช่นนั้น มันสามารถเก็บตัวอย่างทางวิทยาศาสตร์ได้
The mystery surrounding glacier ice worms
.jpg)
