ปฏิเสธไม่ได้ว่าปัญหาโลกร้อนที่เรากำลังเผชิญทุกวันนี้กำลังทวีความรุนแรงขึ้นเรื่อยๆ ผลกระทบที่เกิดขึ้นนอกจากที่มนุษย์ต้องพบกับสภาพอากาศที่เลวร้ายต่างๆ เช่น ฝนหนักสุดขั้ว พายุรุนแรง ภาวะแล้งจัด หรือการที่เมืองชายฝั่งทะเลทั่วโลกต้องเตรียมอพยพผู้คนหนีระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้นแล้ว ยังมีอีกหนึ่งภัยซ่อนเร้นที่เราอาจมองข้ามไป นั่นคือเหล่าไวรัสและจุลชีพโบราณที่หลับไหลอยู่ในชั้นดินเยือกแข็งใกล้ขั้วโลกอาจฟื้นคืนชีพขึ้นมาซ้ำเติมการดำรงชีพของมนุษย์ให้ลำบากขึ้นไปอีก
เรื่องไวรัสโบราณคืนชีพมองเผินๆ อาจดูคล้ายพล็อตเรื่องในภาพยนตร์ไซไฟ แต่เรื่องนี้กลับเป็นเรื่องจริงจัง จนในเดือนพฤศจิกายน 2019 กลุ่มนักวิทยาศาสตร์จากทั่วโลกต่างมารวมตัวที่เมืองฮันโนเฟอร์ ประเทศเยอรมนี เพื่อร่วมลงพื้นที่วิจัยผลกระทบจากการละลายอย่างรวดเร็วของชั้นดินเยือกแข็งใกล้ขั้วโลกเหนือ ทั้งเรื่องของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกปริมาณมหาศาลขึ้นไปสู่ชั้นบรรยากาศ รวมไปถึงเรื่องของไวรัสและจุลินทรีย์ที่หลับไหลมานับหมื่นปีก็อาจตื่นขึ้นมาจากการละลายของชั้นดินเยือกแข็งที่ว่านี้ด้วย
ชั้นดินเยือกแข็งคืออะไร
จากภาพ พื้นที่ที่มีสีม่วงกำกับเป็นตัววัดบริเวณชั้นดินเยือกแข็งที่มีเปอร์เซ็นต์ความหนาจากผิวดิน โดยสีม่วงเข้มแปลว่ามีเปอร์เซ็นต์ความหนาจากผิวดินมาก Map: Philippe Rekacewicz, UNEP/GRID-Arendal, data from International Permafrost Association, 1998. Circumpolar Active-Layer Permafrost System (CAPS), version 1.0.
คำว่า ‘ชั้นดินเยือกแข็ง’ หรือ Permafrost นั้นแปลเป็นไทยได้เต็มๆ ว่า ‘ชั้นดินเยือกแข็งคงตัว’ เป็นคำที่ใช้เรียกชั้นของดินในแถบอาร์กติกที่เย็นจัดจนเยือกแข็งมาเป็นเวลานานนับพันนับหมื่นปีโดยไม่ละลายในฤดูร้อน แต่เมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมานี้เองสภาพ ‘คงตัว’ ของชั้นดินเยือกแข็งเหล่านี้ได้หายไป มันเริ่มละลายในอัตราเร็วที่น่าตกใจ ที่สำคัญคือ ‘ชั้นดินเยือกแข็ง’ ไม่เหมือนชั้นน้ำแข็ง ความที่มันเคยเป็นดินมาก่อนจึงเก็บกักแร่ธาตุต่างๆ เอาไว้เป็นจำนวนมาก โดยเฉพาะมีเทนและคาร์บอน ประมาณกันว่า ‘ชั้นดินเยือกแข็ง’ ทั่วโลกเก็บกักคาร์บอนเอาไว้มากมายถึง 1,600 กิกะตัน ซึ่งสูงกว่าที่อยู่ในชั้นบรรยากาศถึง 2 เท่าเลยทีเดียว
ทำไมไวรัสไปอยู่ในชั้นดินเยือกแข็ง
ความน่าสนใจของชั้นดินเยือกแข็งคือความที่มันมีลักษณะเป็น ‘แคปซูลเวลา’ ที่ดี เพราะนอกจากความเย็นแล้ว ชั้นดินเยือกแข็งยังเป็นสภาพแวดล้อมที่ปราศจากออกซิเจน แถมยังมีความทึบแสง จนสามารถรักษาซากโบราณต่างๆ เอาไว้ได้โดยไม่สูญสลาย นักบรรพชีวินวิทยามักขุดพบสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเก่าแก่หลายหมื่นปีใต้ชั้นดินเยือกแข็งนี้ เช่น การขุดพบซากลูกแมมมอธอายุ 30,000 ปีเมื่อกลางปี 2022 หรือเมื่อเร็วๆ นี้ก็พบซากลูกสิงโตถ้ำ 2 ตัว และแรดขนปุย 1 ตัว เป็นต้น แน่นอนว่าหากสิ่งมีชีวิตระดับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมยังถูกเก็บรักษาไว้ในชั้นดินเยือกแข็งได้โดยไม่เน่าเปื่อย จุลชีพขนาดเล็กรวมไปถึงไวรัสจากอดีตก็ย่อมจะหลับไหลอยู่ในชั้นดินเยือกแข็งได้โดยไม่มีปัญหาเช่นกัน
แล้วนักวิทยาศาสตร์ไปปลุกไวรัสโบราณขึ้นมาทำไม
ทีมนักวิทยาศาสตร์ที่ลงพื้นที่เพื่อศึกษาการคืนชีพของไวรัสจากการละลายของชั้นดินเยือกแข็งนั้นมีหลายทีมในตลอดช่วงหลายปีที่ผ่านมา และได้ผลลัพธ์แตกต่างกันไป ยกตัวอย่างเช่น งานวิจัยดั้งเดิม 2 ชิ้นที่ศึกษาไวรัสพิโทไวรัส (ในปี 2014) และมอลลิไวรัส (ในปี 2015) ได้ผลที่ชี้ว่าไวรัสในดินเยือกแข็งไม่ได้เป็นภัยคุกคามที่น่าเป็นห่วงของมนุษย์
งานวิจัยล่าสุดของทีมงาน
ศาสตราจารย์ฌอง-มิเชล คลาเวรี ซึ่งเป็นศาสตราจารย์กิตติมศักดิ์ด้านจีโนมิกส์และชีวสารสนเทศแห่งมหาวิทยาลัย Aix-Marseille ภายใต้ศูนย์วิจัยแห่งชาติฝรั่งเศส ได้ทดลองเก็บตัวอย่างไวรัสหลากหลายชนิดหลากหลายสายพันธุ์จากจุดขุดค้นที่แตกต่างกัน ผลวิจัยชี้ว่าไวรัสจากดินแดนแห่งชั้นดินเยือกแข็งที่ทีมงานตั้งชื่อให้เข้าใจง่ายว่า ‘ไวรัสซอมบี้’ นั้น มีบางชนิดที่มีโอกาสที่จะเกิดการระบาดมาสู่สัตว์ และอาจข้ามมาสู่มนุษย์ได้ในอนาคต
และเพื่อให้ทราบแน่ชัดว่าตัวอย่างไวรัสหลากหลายชนิดที่ทีมงานค้นพบนั้นจะมีตัวอย่างไหนที่ตายสนิท ตัวไหนที่สามารถฟื้นคืนชีพขึ้นมาได้ ไม่มีวิธีไหนดีเท่าการทดลองปลุกมันให้ตื่นขึ้นมาภายใต้การควบคุม โดยทีมงานจะเลือกเฉพาะไวรัสซอมบี้ที่แพร่สู่โฮสต์ที่เป็นสัตว์เซลล์เดียวอย่างอะมีบา ไม่แพร่สู่สัตว์ชนิดอื่น และจัดสภาพแวดล้อมแบบปิดในห้องแล็บเพื่อเฝ้าดูมันตื่นขึ้นมา หลังจากนั้นทีมงานก็จะทำลายไวรัสเหล่านี้ทิ้งไปตามวิธีการ เมื่อได้เรียนรู้มันแล้ว (ไวรัสขยายจำนวนด้วยตัวมันเองไม่ได้ ต้องเข้าไปขยายจำนวนในเซลล์สิ่งมีชีวิตอื่น เช่น อะมีบา เซลล์สัตว์ เซลล์มนุษย์ เป็นต้น)
นักวิทยาศาสตร์พบอะไร
‘ไวรัสซอมบี้’ ที่ทีมของศาสตราจารย์คลาเวรีค้นพบมีหลากหลายช่วงอายุ (วัดอายุจากค่าของคาร์บอนกัมมันตรังสีของสิ่งแวดล้อมในแหล่งที่เก็บตัวอย่าง) ตัวอย่างอายุน้อยคือไวรัส Pacmanvirus lupus ในซากหมาป่าอายุกว่า 27,000 ปี หรือ Pandoravirus mammoth ในเส้นขนและกระเพาะของซากแมมมอธอายุกว่า 28,600 ปี ส่วนตัวอย่างอายุมากที่สุดคือไวรัส Pandoravirus yedoma ที่พบลึกลงไป 16 เมตรใต้ชั้นดินก้นทะเลสาบ Yukechi Alas ที่มีอายุเก่าแก่ย้อนหลังไปกว่า 48,500 ปี มีรูปร่างเป็นวงรีขนาดใหญ่กว่าไวรัสทั่วไปที่เราพบในปัจจุบัน
“เรามองว่าไวรัสอะมีบาที่เราเอามาทดลองนั้นเปรียบเหมือนตัวแทนของไวรัสโบราณอื่นๆ ที่ใช้เซลล์ของร่างกายสัตว์หรือมนุษย์เป็นที่ขยายพันธุ์” ศาสตราจารย์คลาเวรีกล่าว “ถ้าไวรัสโบราณที่ขยายจำนวนผ่านตัวอะมีบาสามารถตื่นจากการหลับไหลนานหลายหมื่นปีในชั้นดินเยือกแข็งได้ ไวรัสที่ขยายจำนวนผ่านเซลล์สัตว์หรือมนุษย์ก็ตื่นจากหลับไหลได้เช่นกัน และนั่นคือภัยที่ไม่ควรประมาท”
โอกาสในการแพร่ระบาดของไวรัส ‘ซอมบี้’
ในความเป็นจริงแล้วสภาพอากาศของโลกสมัยหลายหมื่นปีที่แล้วกับปัจจุบันนั้นไม่เหมือนกัน ทั้งปริมาณส่วนผสม อุณหภูมิ และอื่นๆ ที่อาจส่งผลให้ไวรัสที่ฟื้นชีพขึ้นมาอยู่รอดได้ไม่นาน อีกทั้งไวรัสนั้นไม่ใช่ทุกตัวที่เป็นอันตราย ไวรัสบางชนิดก็ไม่มีพิษมีภัยแม้ขยายจำนวนอยู่ในเซลล์ของโฮสต์ นอกจากนี้ปัจจุบันเขตอาร์กติกก็มีประชากรมนุษย์อาศัยอยู่ค่อนข้างน้อย ทำให้ความเสี่ยงในการสัมผัสไวรัสโบราณที่ละลายออกมาจากชั้นดินเยือกแข็งมีไม่มาก แต่ศาสตราจารย์คลาเวรีก็ยังคงกังวลถึงความเป็นไปได้ที่ไวรัสโบราณเหล่านี้อาจมีพฤติกรรมเปลี่ยนไปเมื่อเข้าสู่โฮสต์ใหม่ที่มันไม่รู้จัก อีกทั้งการละลายอย่างรวดเร็วกว่าที่ประเมินกันไว้ของชั้นดินเยือกแข็ง ประกอบกับการเข้าไปอาศัยในเขตอาร์กติกเพิ่มขึ้นของผู้คนจากการลงทุนในอุตสาหกรรมในอนาคต อาจก่อให้เกิดการระบาดของไวรัสโบราณเหล่านี้ได้ในวันใดวันหนึ่ง
งานวิจัยชิ้นนี้ตีพิมพ์ลงในวารสารไวรัสเมื่อวันที่ 18 กุมภาพันธ์ 2023 https://www.mdpi.com/1999-4915/15/2/564
ภาพ: Jean-Michel Claverie / IGS / CNRS-AMU via CNN
อ้างอิง:
