หอยมัสเซิลที่น่าทึ่ง—เผยความลับ
ตัวอะไรเอ่ยผลิตกาวที่ทรงพลังซึ่งทนน้ำ, ทำหน้าที่เหมือนเครื่องดูดฝุ่น, และสอนแม้กระทั่งนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับการซ่อมแซมยีน? คำตอบคือ หอยเล็ก ๆ ที่ต่ำต้อยซึ่งเรียกกันว่าหอยมัสเซิล!
หอยมัสเซิลมีอยู่ทั่วโลก. บางชนิดอาศัยอยู่ในทะเล. ชนิดที่มีในเมืองไทยได้แก่ หอยแมลงภู่. บางชนิดอาศัยอยู่ในแม่น้ำลำธารและทะเลสาบน้ำจืด. ภายในเปลือกแบบกาบคู่ของหอยพวกนี้มีตัวหอยนิ่ม ๆ ซึ่งมีแผ่นเนื้อเยื่อบาง ๆ คลุมอยู่เรียกว่า แมนเทิล. เช่นเดียวกับสัตว์จำพวกหอยทุกชนิด แมนเทิลสร้างเปลือกโดยผสมแคลเซียมกับคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งได้จากอาหารที่มันกินเข้าไปและจากน้ำที่อยู่รอบตัว. หากจะทำให้ได้อย่างหอยพวกนี้ มนุษย์เราจะต้องกินเศษหิน แปรรูปหินเหล่านี้ภายในตัวเรา แล้วขับออกมาเป็นวัสดุก่อสร้างสำเร็จรูปซึ่งประกอบกันเป็นผนังและหลังคาโดยอัตโนมัติ! แต่สิ่งที่ทำให้นักวิจัยตื่นเต้นไม่ใช่เปลือก; หากแต่เป็นเท้าของหอยมัสเซิลทะเล.
กาวที่ทรงพลังของหอยมัสเซิล
ลองพยายามแงะหอยมัสเซิลจากหินดูซิ แล้วคุณจะพบว่ามันยึดติดกับหินแน่นอย่างเหลือเชื่อทีเดียว ซึ่งก็จำเป็นเพื่อมันจะสามารถต้านทานปากที่แหลมคมของนกทะเลที่หิวโหยหรือคลื่นทะเลที่ซัดกระแทก. มันเกาะแน่นขนาดนั้นได้อย่างไร? เมื่อมันเลือกตำแหน่งที่มันจะอยู่ได้แล้ว มันก็จะยื่นเท้าซึ่งมีรูปลักษณะคล้ายลิ้นออกจากเปลือกหอยและกดเท้าลงบนพื้นแข็ง. ต่อมพิเศษจะขับของเหลวซึ่งเป็นส่วนผสมของโปรตีนหลายชนิดเข้าไปในร่องตามแนวยาวของเท้า. ของเหลวนี้จะแข็งตัวอย่างรวดเร็วกลายเป็นเส้นใยเล็กละเอียดที่ยืดหยุ่น ยาวประมาณสองเซนติเมตร. จากนั้นโครงสร้างคล้ายเบาะขนาดจิ๋วซึ่งอยู่ที่ปลายเส้นใยนี้จะฉีดกาวธรรมชาติออกมาเล็กน้อย หอยมัสเซิลยกเท้าของมันขึ้น สายยึดเส้นที่หนึ่งก็เป็นอันเสร็จเรียบร้อย. เส้นใยแบบนี้หลาย ๆ เส้นถูกจัดให้อยู่ในตำแหน่งที่เหมาะเจาะรวมกันเป็นกระจุกที่เรียกว่ารากหอย (byssus) ซึ่งจะยึดหอยมัสเซิลไว้กับที่อยู่ใหม่ของมันในลักษณะเดียวกับเชือกยึดเต็นท์. กระบวนการทั้งหมดนี้ใช้เวลาเพียงสามถึงสี่นาที.—โปรดดูแผนภาพ.
ขอให้นึกภาพกาวที่มีพลังยึดติดสูงมากซึ่งไม่เป็นพิษและยืดหยุ่นมากจนสามารถแทรกเข้าไปทุกซอกทุกมุมที่เล็กที่สุด ติดกับพื้นผิวแบบใดก็ได้ แม้แต่อยู่ใต้น้ำ. ช่างต่อเรือคงยินดีที่จะได้มันมาใช้ซ่อมแซมเรือโดยไม่ต้องสิ้นเปลืองค่าใช้จ่ายในการนำเรือเข้าอู่แห้ง. ช่างทำตัวถังรถคงชอบสีที่กันน้ำได้อย่างสมบูรณ์แบบซึ่งช่วยป้องกันสนิม. ศัลยแพทย์คงจะเห็นคุณค่ากาวที่ปลอดภัยซึ่งใช้ต่อกระดูกที่หักและปิดบาดแผล. ทันตแพทย์อาจใช้กาวนี้อุดฟันและซ่อมฟันที่หักบิ่นได้. รายการของสิ่งที่อาจใช้ประโยชน์จากกาวนี้ได้ดูเหมือนจะไม่มีที่สิ้นสุด.
อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ไม่ได้คิดจะใช้หอยมัสเซิลเองในการผลิตกาวที่ทรงพลังนี้. เพื่อจะผลิตกาวนี้เพียงหนึ่งกรัมต้องใช้หอยมัสเซิลถึง 10,000 ตัว. ดังนั้น หากจะรวบรวมหอยมัสเซิลให้มากพอเพื่อผลิตกาวที่ทรงพลังให้เพียงพอแก่ความต้องการของโลกคงทำให้ประชากรหอยมัสเซิลสูญพันธุ์ไปเสียก่อน ซึ่งที่จริงหลายชนิดก็ใกล้จะสูญพันธุ์อยู่แล้ว. แทนที่จะทำอย่างนั้น นักวิจัยชาวอเมริกันได้แยกและทำโคลนนิงยีนที่มีหน้าที่ในการผลิตโปรตีนอันเหนียวหนึบห้าชนิดของหอยมัสเซิล และพวกเขากำลังจะผลิตโปรตีนเหล่านี้เป็นจำนวนมากในห้องทดลองเพื่อให้โรงงานอุตสาหกรรมทั้งหลายทดสอบได้. นักวิทยาศาสตร์ชาวบริเตนก็กำลังวิจัยด้วยเช่นกันเกี่ยวกับโปรตีนชนิดหนึ่งในบรรดาโปรตีนที่เหนียวหนึบเหล่านี้. อย่างไรก็ตาม หอยมัสเซิลยังคงล้ำหน้านักวิทยาศาสตร์ไปขั้นหนึ่งอยู่ดี. มีแต่หอยมัสเซิลเท่านั้นที่รู้ส่วนผสมที่พอเหมาะพอดีของโปรตีนแต่ละอย่างสำหรับพื้นผิวแต่ละชนิด. นักชีวโมเลกุล แฟรงก์ โรเบอร์โต ถามด้วยความทึ่งว่า “เราจะเลียนแบบมันได้อย่างไร?”
เครื่องดูดฝุ่น
หอยมัสเซิลได้อาหารโดยการกรองอินทรีย์สารหรือสิ่งมีชีวิตเล็ก ๆ จากน้ำที่กินเข้าไป. ในแต่ละวัน หอยมัสเซิลชนิดต่าง ๆ ส่วนใหญ่จะสูบน้ำหลายลิตรเข้าไปในร่างกายและกรองไว้ไม่เพียงแค่อาหารและออกซิเจน แต่แบคทีเรียที่เป็นอันตรายและสารเคมีที่เป็นพิษด้วย. ความสามารถนี้ทำให้หอยมัสเซิลเป็นเหมือนกับเครื่องฟอกน้ำที่ดีเยี่ยม. นอกจากนี้ ความสามารถดังกล่าวยังทำให้หอยมัสเซิลเป็นเครื่องตรวจวัดที่ใช้ได้ง่ายซึ่งช่วยเตือนแต่เนิ่น ๆ ถึงการปนเปื้อนของน้ำ. ยกตัวอย่าง ได้มีการนำหอยมัสเซิลหลายร้อยตัวไปปล่อยไว้ในทะเลรอบ ๆ บริเวณแหล่งน้ำมันเอโกฟิสก์ นอกชายฝั่งทะเลของนอร์เวย์. ทุก ๆ สองสามเดือน นักวิทยาศาสตร์จะนำหอยเหล่านี้ขึ้นมาวัดปริมาณมลพิษในเปลือกหอยเพื่อดูว่าสารเคมีต่าง ๆ ที่ถูกทิ้งลงทะเลกำลังก่อผลเสียหายต่อสิ่งมีชีวิตในน้ำหรือไม่. ตั้งแต่ปี 1986 เป็นต้นมา หอยมัสเซิลและหอยนางรมได้ถูกนำมาใช้ในโครงการ “จับตามองหอยมัสเซิล” ซึ่งดำเนินงานตามชายฝั่งทะเลและแหล่งน้ำต่าง ๆ ในประเทศแถบอเมริกาเหนือ. นักวิจัยสังเกตการเปลี่ยนแปลงของคุณภาพน้ำได้โดยตรวจดูสารเคมีที่สะสมอยู่ในหอยซึ่งจะทำกันปีละครั้ง. นับว่าเป็นประโยชน์จริง ๆ!
หอยมัสเซิลน้ำจืดชนิดหนึ่ง คือหอยมัสเซิลทางม้าลาย มักถูกมองว่าเป็นสัตว์ที่เป็นภัย. หอยขนาดหัวแม่มือชนิดนี้ซึ่งมีถิ่นกำเนิดในยุโรปตะวันออกคงถูกนำเข้าไปในอเมริกาเหนือโดยบังเอิญในช่วงกลางทศวรรษ 1980 เมื่อเรือที่เดินทางข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกระบายน้ำที่ถ่วงท้องเรือออก. เมื่ออยู่ห่างไกลจากศัตรูตามธรรมชาติ หอยมัสเซิลทางม้าลายจึงแพร่พันธุ์อย่างรวดเร็วในทะเลสาบใหญ่ทั้งห้าตลอดจนสายน้ำที่เชื่อมกับทะเลสาบเหล่านี้ ก่อให้เกิดความเสียหายมูลค่าหลายล้านดอลลาร์เนื่องจากการอุดตันของท่อสูบน้ำและการเกาะพอกเรือ, สะพานเทียบเรือ, และสะพานต่าง ๆ. นอกจากนี้ มันยังทำให้หอยมัสเซิลท้องถิ่นบางชนิดลดน้อยลงไป.
อย่างไรก็ตาม มีด้านบวกอยู่ด้วยเหมือนกัน. เนื่องจากหอยมัสเซิลทางม้าลายกรองน้ำได้เยี่ยมที่สุด มันช่วยทำให้น้ำในทะเลสาบที่ขุ่นคลั่กกลายเป็นน้ำใสสะอาดได้อย่างรวดเร็วด้วยการกินสาหร่ายที่ลอยอยู่ในน้ำ. เมื่อเป็นอย่างนี้แล้ว พืชสีเขียวใต้น้ำจึงสามารถเติบโตงอกงามอีกครั้งและเป็นที่อยู่อาศัยสำหรับสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ในทะเลสาบ. ปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์กำลังสำรวจแนวคิดที่จะใช้ความสามารถในการกรองของหอยมัสเซิลเพื่อแยกแบคทีเรียที่เป็นอันตรายออกจากแหล่งน้ำสาธารณะและแม้แต่ขจัดสิ่งโสโครกจากโรงงานบำบัดน้ำเสีย.
ความเชี่ยวชาญด้านอื่น ๆ
คุณทราบไหมว่าหอยมัสเซิลน้ำจืดบางชนิดผลิตมุกธรรมชาติ ซึ่งบางชนิดราคาแพงมาก? หากคุณเคยสวมเครื่องเพชรพลอยฝังมุกหรือเคยใช้กระดุมไข่มุก อาจเป็นได้ว่าไข่มุกเหล่านี้มาจากหอยมัสเซิล. มักมีการใช้ชั้นด้านในซึ่งมีสีรุ้งแวววาวของเปลือกหอยมัสเซิลในอุตสาหกรรมไข่มุกเลี้ยง. ลูกปัดมุกที่เล็กมาก ซึ่งตัดจากเปลือกหอยมัสเซิล จะถูกสอดเข้าไปในหอยนางรม. เมื่อถูกกระตุ้นอย่างนี้ หอยนางรมก็เริ่มเคลือบสิ่งที่ทำให้ระคายเคืองนั้นด้วยน้ำเมือกเป็นชั้น ๆ และในที่สุดก็กลายเป็นไข่มุก.
แน่นอน หอยมัสเซิลทะเลบางชนิดยังเป็นอาหารสำหรับเราด้วย! มนุษย์เรากินเนื้อนุ่ม ๆ ของหอยมัสเซิลซึ่งมีคุณค่าสูงอย่างเอร็ดอร่อยมาหลายศตวรรษแล้ว โดยนำมาประกอบอาหารหลากหลายวิธี. ที่บ้านของชาวฝรั่งเศส คุณอาจลองลิ้มชิมรสชาติของมูล มะรีนเยอส์ ซึ่งก็คือหอยมัสเซิลอบด้วยน้ำสต๊อกที่มีส่วนผสมของไวน์ขาวกับต้นหอม. ชาวสเปนชอบใช้หอยชนิดนี้ประกอบอาหารที่มีสีสันหลายหลากซึ่งเรียกว่า แพลลา ในขณะที่ชาวเบลเยียมจะเสิร์ฟหอยมัสเซิลในหม้ออบขนาดใหญ่ กับมันฝรั่งทอด. การเลี้ยงและเก็บหอยมัสเซิลในเชิงพาณิชย์เป็นธุรกิจใหญ่ทั่วโลก แม้ว่าบางประเทศในยุโรปยังคงทำกันแบบธุรกิจครอบครัว. คำเตือน: หากคุณคิดจะลิ้มลองอาหารรสเลิศชนิดนี้ ควรสอบถามให้แน่ใจว่าหอยนั้นมาจากแหล่งที่ไว้ใจได้ และอย่าเก็บเองจากชายหาด เว้นแต่ว่าคุณแน่ใจจริง ๆ ว่าแหล่งน้ำที่หอยอยู่นั้นไม่ปนเปื้อนมลพิษ.
ใครล่ะที่ทราบว่าหอยมัสเซิลยังมีความลับอะไรอีกที่จะเปิดเผย? ที่จริง เข้าใจกันว่าสัตว์พวกนี้บางชนิดอายุยืนมากกว่าหนึ่งร้อยปี! หอยมัสเซิลมีหัวใจเล็กนิดเดียวซึ่งสูบฉีดเลือดใส ๆ แต่ไม่มีสมอง. แล้วหอยมัสเซิลทำสิ่งน่าทึ่งที่ได้พรรณนาไปแล้วอย่างไร? คัมภีร์ไบเบิลให้คำตอบว่า “จะถามสัตว์บกดูก็ได้; มันจะสอนท่านให้เข้าใจ. หรือจะถามปลาในทะเล; มันก็จะชี้แจงให้ท่านรู้. ในหมู่สัตว์เหล่านี้จะไม่รู้หรือว่า, พระหัตถ์แห่งองค์พระผู้เป็นเจ้าได้ทรงกระทำให้เป็นไปอย่างนี้.”—โยบ 12:8, 9.
[กรอบ/ภาพหน้า 24]
นักซ่อมแซมยีน
หอยมัสเซิลทะเลลึกอาศัยในสถานที่ซึ่งอันตรายที่สุดบนแผ่นดินโลก คือสันเขาใต้ทะเลกลางมหาสมุทรแอตแลนติก ที่ซึ่งปล่องน้ำพุร้อนได้พ่นสารเคมีที่เป็นพิษอย่างมากออกมา ทำให้องค์ประกอบทางพันธุกรรมของสัตว์ชนิดนี้เกิดความเสียหายอยู่โดยตลอด. ถึงกระนั้น เอนไซม์พิเศษช่วยให้หอยมัสเซิลสามารถซ่อมแซมดีเอ็นเอของมันได้เรื่อย ๆ. นักวิทยาศาสตร์กำลังศึกษาเอนไซม์เหล่านี้โดยหวังว่าจะค้นพบวิธีที่จะซ่อมแซมดีเอ็นเอของมนุษย์ที่ได้รับความเสียหายจากโรคร้ายหรือวัยชรา.
[แผนภูมิ/รูปภาพหน้า 23]
(รายละเอียดดูจากวารสาร)
วิธียึดเกาะที่หอยมัสเซิลหลายชนิดใช้
เท้า
ก้านเส้นใย
เส้นใย
รากหอย
โครงสร้างคล้ายเบาะซึ่งฉีดกาวยึดพื้นผิว
[ภาพหน้า 22]
หอยมัสเซิลช่วยกรองน้ำให้สะอาดได้ดีเยี่ยม
[ที่มาของภาพหน้า 22]
Ontario Ministry of Natural Resources/Michigan Sea Grant
[ภาพหน้า 23]
หอยแมลงภู่
หอยมัสเซิลสีฟ้า
หอยมัสเซิลทางม้าลาย
หอยมัสเซิลแคลิฟอร์เนีย
หอยมัสเซิลวิลโลซา ไอริส
(ไม่ได้แสดงตามอัตราส่วน)
[ที่มาของภาพ]
Asian green: Courtesy of Mote Marine Laboratory;
zebra: S. van Mechelen/University of Amsterdam/Michigan Sea Grant;
villosa iris mussel and bottom left: © M. C. Barnhart
[ภาพหน้า 24]
แพลลา อาหารอันมีสีสันของชาวสเปนซึ่งมักจะใส่หอยมัสเซิล