ค้นพบจุลชีพซึ่งมนุษย์ไม่เคยรู้จักมาก่อนกว่า 900 ชนิด

ทีมนักวิจัยจาก Chinese Academy of Sciences ได้เก็บตัวอย่าง 21 ชิ้นจากธารน้ำแข็งบนที่ราบสูงทิเบตซึ่งตั้งอยู่ระหว่างเทือกเขาหิมาลัยกับทะเลทรายทากลามากัน และได้นำจุลชีพที่พบในน้ำแข็งเหล่านี้ไปตรวจลำดับพันธุกรรม จนสามารถสร้างเป็นฐานข้อมูลขนาดใหญ่ที่เรียกว่า Tibetan Glacier Genome and Gene (TG2G) ซึ่งถือเป็นครั้งแรกที่มีการศึกษาวิเคราะห์ด้านพันธุกรรมของจุลชีพในธารน้ำแข็งเหล่านี้อย่างจริงจัง

จากรายงานที่เผยแพร่ลงในวารสาร Nature Biotechnology นักวิทยาศาสตร์กลุ่มนี้ได้ค้นพบจุลชีพ 968 ชนิดถูกแช่อยู่ในธารน้ำแข็ง ซึ่งมีทั้งแบคทีเรีย สาหร่าย อาร์เคีย (archaea) และราต่างๆ แต่ที่น่าประหลาดใจก็คือ 98% เป็นจุลชีพที่ไม่เคยถูกค้นพบที่ไหนมาก่อน

ความหลากหลายทางชีวภาพนี้ เป็นสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ไม่คาดฝันมาก่อนว่าจะเจอ เนื่องจากการดำรงชีวิตอยู่ในธารน้ำแข็งนั้นมีปัจจัยท้าทายหลายอย่าง ไม่ว่าจะเป็นอุณหภูมิที่ต่ำมาก รังสีที่รุนแรงจากดวงอาทิตย์ วงจรการถูกแช่แข็ง-ละลายซ้ำแล้วซ้ำเล่า รวมไปถึงสารอาหารที่มีอยู่จำกัด

นักวิทยาศาสตร์ยังไม่แน่ใจว่า จุลชีพบางตัวที่พบมีอายุยาวนานแค่ไหน ทว่าจากการศึกษาในอดีตพบว่ามีความเป็นไปได้ที่จะสามารถ “ปลุก” จุลชีพซึ่งอาจถูกแช่อยู่ในธารน้ำแข็งมานานถึง 10,000 ปี

สำหรับการค้นพบความหลากหลายของจุลชีพที่พบ ประกอบกับวิกฤตละลายของธารน้ำแข็งจากภาวะโลกร้อน ทำให้นักวิทยาศาสตร์กลุ่มนี้เตือนถึงความเสี่ยงที่จุลชีพอันตรายบางชนิด โดยเฉพาะแบคทีเรีย อาจจะหลุดรอดออกมาสร้างปัญหาต่อมนุษย์

“จุลชีพก่อโรคซึ่งติดอยู่ในธารน้ำแข็งอาจกลายเป็นบ่อเกิดของโรคระบาดในระดับท้องถิ่น หรือแม้กระทั่งโรคระบาดใหญ่ (pandemic) หากพวกมันถูกปลดปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อม” ทีมนักวิจัยระบุ

การศึกษาชิ้นนี้ยังพบหลักฐานบ่งบอกว่าแบคทีเรียที่พบใหม่บางตัวอาจจะเป็นอันตรายต่อมนุษย์และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ด้วย โดยทีมนักวิจัยพบโมเลกุลที่เป็นปัจจัยการก่อโรค (virulence factors) ถึง 27,000 ตัวซึ่งอาจจะทำให้แบคทีเรียที่พบใน TG2G สามารถรุกรานและเพิ่มปริมาณขึ้นในโฮสต์ (host) และ 47% ของปัจจัยก่อโรคเหล่านี้ยังไม่เคยถูกพบที่ไหนมาก่อน จึงไม่มีทางรู้ได้เลยว่าแบคทีเรียพวกนี้จะอันตรายมากน้อยเพียงใด

สาเหตุอีกประการที่อาจทำให้ธารน้ำแข็งบนที่ราบสูงทิเบตกลายเป็นบ่อเกิดของโรคระบาดในอนาคตก็เนื่องจากว่า มันเป็นต้นธารของแม่น้ำสำคัญหลายสาย เช่น แม่น้ำแยงซี แม่น้ำเหลือง และแม่น้ำคงคา ซึ่งหล่อเลี้ยง 2 ประเทศใหญ่ที่มีประชากรหนาแน่นที่สุดในโลกอย่างจีนและอินเดีย
 

นี่ไม่ใช่ครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์ค้นพบจุลินทรีย์จำนวนมากอยู่ในธารน้ำแข็งในที่ราบสูงทิเบต โดยเมื่อเดือน ม.ค. 2020 นักวิทยาศาสตร์กลุ่มหนึ่งได้วิเคราะห์แกนน้ำแข็งจากธารน้ำแข็งแห่งหนึ่ง และค้นพบกลุ่มเชื้อไวรัส 33 ชนิดอาศัยอยู่ในน้ำแข็ง ในจำนวนนี้ 28 ชนิดเป็นเชื้อที่ไม่เคยพบเห็นมาก่อน

การค้นพบจุลินทรีย์ที่มีความหลากหลายมาก ประกอบกับการที่ธารน้ำแข็งมีอัตราการละลายเร็วขึ้นจากปัญหาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ทำให้ทีมนักวิจัยเกิดความกังวลว่า จุลินทรีย์เหล่านี้ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นเชื้อแบคทีเรียจะหลุดรอดออกมา แล้วก่ออันตรายครั้งใหญ่หลวงต่อมวลมนุษย์

"จุลชีพก่อโรคที่ติดอยู่ในน้ำแข็งอาจก่อให้เกิดโรคระบาดในท้องถิ่น หรือแม้แต่การระบาดใหญ่" หากพวกมันหลุดรอดออกสู่สิ่งแวดล้อม ทีมนักวิจัยระบุ

พวกเขาพบหลักฐานบ่งชี้ว่าเชื้อแบคทีเรียใหม่บางชนิดที่ค้นพบครั้งนี้อาจเป็นอันตรายมากต่อมนุษย์และสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น ๆ โดยพบว่า ราว 47% ของปัจจัยที่เชื้อจะทำให้เกิดโรคได้นั้นเป็นสิ่งที่นักวิจัยไม่เคยพบเห็นมาก่อน ดังนั้นจึงไม่มีทางทราบได้ว่าเชื้อแบคทีเรียเหล่านี้จะมีอันตรายแค่ไหน

ทีมนักวิทยาศาสตร์เผยอีกว่า แม้เชื้อแบคทีเรียที่อาจก่อโรคได้เหล่านี้จะมีชีวิตอยู่ได้ไม่นานหลังหลุดรอดออกมาจากธารน้ำแข็ง แต่ก็ยังอาจก่อให้เกิดอันตรายได้ เพราะเชื้อแบคทีเรียมีความสามารถในการแลกเปลี่ยนสารพันธุกรรม หรือดีเอ็นเอ กับเชื้อแบคทีเรียชนิดอื่นได้ ดังนั้นจึงอาจสามารถถ่ายทอดคุณสมบัติที่เป็นอันตรายสู่แบคทีเรียชนิดอื่นได้

พวกเขาระบุว่า ปฏิกิริยาทางพันธุกรรมระหว่างจุลินทรีย์ในธารน้ำแข็งกับจุลินทรีย์ในยุคปัจจุบัน "อาจมีความอันตรายอย่างยิ่ง"

นักวิทยาศาสตร์อธิบายว่า ธารน้ำแข็งในที่ราบสูงทิเบตอาจเป็นต้นตอสำคัญที่ก่อให้เกิดโรคระบาดใหญ่ในอนาคต เนื่องจากพื้นที่แถบนี้เป็นแหล่งกำเนิดของแม่น้ำสำคัญของโลกหลายสาย เช่น แม่น้ำแยงซี แม่น้ำเหลือง และแม่น้ำคงคา ที่หล่อเลี้ยงผู้คนในจีนและอินเดีย ซึ่งมีประชากรอาศัยอยู่หนาแน่น และหากเกิดโรคระบาดก็จะแพร่ขยายเป็นวงกว้างได้อย่างรวดเร็ว ดังจะเห็นได้ในช่วงที่โควิด-19 ระบาด

แต่ความเสี่ยงนี้ไม่ได้มีแค่ในทวีปเอเชีย เพราะทั่วโลกมีธารน้ำแข็งกว่า 20,000 แห่ง ครอบคลุมเนื้อที่ 10% ของพื้นโลก และธารน้ำแข็งแต่ละแห่งก็น่าจะมีจุลินทรีย์ที่มีลักษณะเฉพาะตัว

งานวิจัยชิ้นหนึ่ง ที่เคยตีพิมพ์ใน เดือนเมษายน ปี 2021 ได้ศึกษาภาพถ่ายดาวเทียมของธารน้ำแข็งทั่วโลกพบว่ามีอัตราการละลายของน้ำแข็งรวดเร็วขึ้นระหว่างปี 2000 - 2019 ซึ่งจะยิ่งเพิ่มความเสี่ยงการเกิดโรคระบาดใหญ่จากจุลินทรีย์ที่หลุดรอดออกมาจากธารน้ำแข็ง และนักวิจัยเตือนว่าจะต้องมีการประเมินความเสี่ยงนี้ก่อนที่พวกมันจะถูกปลดปล่อยออกมาจากการจองจำใน "คุกน้ำแข็ง"
ทั้งนี้ งานวิจัยชิ้นล่าสุดของสถาบันบัณฑิตวิทยาศาสตร์จีนยังเผยถึงข้อดีในการจัดทำฐานข้อมูลพันธุกรรมของจุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่ในธารน้ำแข็ง เช่น TG2G เพราะสามารถนำไปใช้เป็นเครื่องมือในการสำรวจระบบทางธรรมชาติเพื่อใช้ค้นหาสารประกอบที่มีประโยชน์ชนิดใหม่สำหรับใช้ในการผลิตยา เครื่องสำอาง และเทคโนโลยีอื่นๆ ในอนาคต