ฟองน้ำ—เรียบง่ายแต่น่าทึ่ง
โดยผู้เขียนตื่นเถิด! ในออสเตรเลีย
คุณชอบเอาซากสัตว์มาใช้อาบน้ำถูตัวไหม? แค่คิดก็ไม่น่าอภิรมย์เท่าไรนัก. แต่อันที่จริง ฟองน้ำธรรมชาติที่ใช้อาบน้ำกันก็คือโครงสร้างที่เป็นใยของสัตว์ชนิดหนึ่ง.
“ฟองน้ำถือเป็นสัตว์ในชั้นที่เก่าแก่ที่สุดและต่ำสุดของอาณาจักรสัตว์” เนชั่นแนล จีโอกราฟฟิก นิวส์ กล่าว. นี่ทำให้บางคนคาดเดาว่าฟองน้ำยุคโบราณเป็นบรรพบุรุษที่วิวัฒนาการขึ้นมาเป็นสัตว์และมนุษย์. รายการสารคดีทางโทรทัศน์รายการหนึ่งถึงกับยกย่องฟองน้ำว่าเป็น “ฮาวาในโลกของสัตว์” หรือ “บรรพบุรุษที่ทำให้ชีวิตของพวกเรากำเนิดขึ้น.”
วิทยาศาสตร์เรียนรู้อะไรบ้างเกี่ยวกับฟองน้ำ? พวกมันเป็นเพียงสิ่งมีชีวิตเรียบง่าย หรือมันแสดงหลักฐานของการออกแบบที่น่าทึ่ง?
ไม่มีหัวใจ ไม่มีสมอง ก็ไม่มีปัญหา
ฟองน้ำอาจดูคล้ายพืช แต่อาริสโตเติลและพลินีผู้อาวุโสพรรณนาอย่างถูกต้องว่าฟองน้ำเป็นสัตว์. ผู้เชี่ยวชาญประมาณว่ามีฟองน้ำอย่างน้อย 15,000 ชนิดอาศัยอยู่ทั่วไปตามทะเลสาบและมหาสมุทรของโลก และมีรูปร่างและสีสันที่หลากหลายจนน่าทึ่ง. ฟองน้ำอาจดูคล้ายนิ้วมือเรียว ๆ, ถังไม้อ้วน ๆ, พรมแบน ๆ, พัดที่วิจิตรบรรจง, และแม้แต่แจกันแก้วเจียระไนที่ละเอียดประณีต—ที่กล่าวมานี้เป็นเพียงไม่กี่แบบเท่านั้น. บางชนิดมีขนาดเล็กกว่าเมล็ดข้าว ส่วนบางชนิดสูงกว่าคน. นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าฟองน้ำบางชนิดอาจมีชีวิตอยู่ถึงหลายร้อยปี.
“โครงสร้าง, การทำงาน, และการเติบโตของฟองน้ำแตกต่างจากสัตว์ชนิดอื่น ๆ” สารานุกรมบริแทนนิกา กล่าว. แตกต่างอย่างไร? ไม่เหมือนสัตว์ชนิดอื่น ๆ ฟองน้ำไม่มีอวัยวะภายใน. ในเมื่อมันไม่มีหัวใจ, สมอง, หรือระบบประสาท แล้วฟองน้ำจะอยู่ได้อย่างไร? เซลล์เล็ก ๆ ภายในตัวฟองน้ำทำหน้าที่หลายอย่างซึ่งทำให้มันมีชีวิตอยู่ได้. เซลล์ที่มีหน้าที่เฉพาะจะดักอาหาร, ส่งสารอาหาร, หรือกำจัดของเสีย. เซลล์อื่น ๆ ทำหน้าที่สร้างส่วนที่เป็นโครงหรือส่วนที่เป็นผิว. บางเซลล์อาจถึงกับเปลี่ยนหน้าที่ไปเป็นเซลล์อีกชนิดหนึ่งเมื่อมีความจำเป็น.
ฟองน้ำมีความโดดเด่นในหลายทาง. ถ้าเราขยี้ฟองน้ำที่ยังมีชีวิตอยู่แล้วเอาไปกรองผ่านตะแกรงละเอียด เซลล์ต่าง ๆ จะรวมตัวกันกลับเป็นฟองน้ำเหมือนเดิมอีก. ถ้าเราเอาฟองน้ำสองตัวมาบดรวมกัน เซลล์ต่าง ๆ จะค่อย ๆ แยกออกจากกันแล้วรวมตัวเป็นฟองน้ำสองตัวเหมือนเดิม. “ไม่มีพืชหรือสัตว์ชนิดใดที่ฟื้นคืนชีพได้อย่างนี้อีกแล้ว” เนชั่นแนล จีโอกราฟฟิก นิวส์ กล่าว.
ฟองน้ำยังสามารถปรับเปลี่ยนได้อย่างน่าทึ่งในเรื่องของการสืบพันธุ์. ฟองน้ำบางชนิดสามารถสร้างและปล่อยเซลล์ให้ลอยไปเหมือน “ยานอวกาศ” เพื่อจะขยายพันธุ์ต่อในที่อื่น ๆ ได้. “ผู้ตั้งถิ่นฐาน” เหล่านี้เดินทางในสภาพที่กระบวนการทางชีวภาพช้าลงจนถึงขั้นพักตัว แล้วในที่สุดเมื่อมันตกลงถึงพื้นทะเล มันก็จะออกจาก “ยาน” โดยฟื้นขึ้นมาเกิดเป็นฟองน้ำตัวใหม่. ฟองน้ำบางชนิดมีการสืบพันธุ์โดยอาศัยเพศ โดยที่ฟองน้ำแต่ละตัวจะสลับกันทำหน้าที่เพศผู้กับเพศเมียตามที่มีความจำเป็น. ฟองน้ำบางชนิดวางไข่. “ยิ่งเราวิเคราะห์ดูสิ่งมีชีวิตแม้แต่ชนิดที่เรียบง่ายที่สุด เราก็ยิ่งเห็นความสลับซับซ้อนมากขึ้น” นักเขียนพอล มอร์ริส กล่าว.
เครื่องดูดฝุ่นแห่งท้องทะเล
ฟองน้ำมี “ระบบการกินอาหารที่ไม่มีสัตว์ชนิดใดเหมือน” นักสัตววิทยาชื่อแอลเลน คอลลินส์ กล่าว. ผิวด้านนอกมีรูพรุนที่นำไปสู่ท่อและช่องต่าง ๆ ซึ่งอยู่ทั่วทั้งตัวฟองน้ำ. ที่ผนังในท่อซึ่งเป็นเหมือนเขาวงกตนี้มีเซลล์ที่ทำหน้าที่เป็นใบพายเล็ก ๆ หลายล้านเซลล์ซึ่งเรียกว่า โชอาโนไซต์ (choanocytes). แต่ละเซลล์ยื่นเส้นใยคล้ายแส้แล้วพัดโบกไปมา. นักเขียนเบน ฮาร์เดอร์อธิบายว่า “เหมือนกับฝีพายบนเรือรบสมัยโรมัน [เซลล์] เล็ก ๆ เหล่านี้ขับดันกระแสน้ำผ่านเซลล์อื่น ๆ ในตัวฟองน้ำอย่างสม่ำเสมอ ส่วนเซลล์อื่น ๆ ก็มีหน้าที่จับและย่อยอนุภาคอาหารซึ่งอยู่ในน้ำ.” โดยดูดน้ำเข้าออกมากกว่าปริมาตรของตัวมันถึงสิบเท่าในแต่ละชั่วโมง ฟองน้ำสกัดสารอาหาร, สารเคมีที่เป็นพิษ, และแบคทีเรียที่ปนอยู่ในน้ำได้ถึงประมาณ 90 เปอร์เซ็นต์. ฟองน้ำอาจถึงกับเปลี่ยนทิศทางของน้ำหรือทำให้น้ำไหลย้อนกลับเพื่อชดเชยเมื่อกระแสน้ำเปลี่ยนทิศหรือเพื่อขับตะกอนที่อยู่ในตัวมันออกมา. “ฟองน้ำเป็น . . . เครื่องดูดฝุ่นที่มีประสิทธิภาพที่สุดในท้องทะเล” ดร. จอห์น ฮูเปอร์กล่าว.
การที่มีอาหารและน้ำไหลผ่านตัวฟองน้ำอยู่ตลอดเวลาทำให้มันเป็นที่อาศัยที่เหมาะมากสำหรับกุ้ง, ปู, และสัตว์ขนาดเล็กชนิดอื่น ๆ. ฟองน้ำตัวหนึ่งมีสัตว์อื่นมาอาศัยถึง 17,128 ตัว. แบคทีเรีย, สาหร่าย, และราหลายชนิดมีความสัมพันธ์แบบพึ่งพาอาศัยกันกับฟองน้ำ. เฉพาะแบคทีเรียก็อาจมีน้ำหนักถึง 50 เปอร์เซ็นต์ของน้ำหนักตัวฟองน้ำขณะที่เปียกอยู่.
นักวิทยาศาสตร์พบว่าฟองน้ำและสัตว์ที่อยู่ร่วมกับมันเป็นแหล่งที่น่าสนใจสำหรับการค้นคว้ายารักษาโรคชนิดใหม่ ๆ. บางคนเชื่อว่ายาเหล่านั้นอาจมีประโยชน์ในการสู้กับโรคเอดส์, มะเร็ง, มาลาเรีย, และโรคอื่น ๆ. เมื่อกล่าวถึงสารประกอบชนิดหนึ่งที่ได้จากฟองน้ำ นักวิจัยชื่อเชอร์ลีย์ ปอมโปนี กล่าวว่า “ธรรมชาติให้โมเลกุลบางชนิดที่น่าสนใจมากกว่าที่คอมพิวเตอร์ของเราจะให้ได้ด้วยซ้ำ.”
สร้างสรรค์ผลึก
ฟองน้ำหลายชนิดมีผิวหยาบหรือแข็ง ไม่เหมือนกับฟองน้ำชนิดที่นำไปใช้อาบน้ำซึ่งนุ่มและเป็นเส้นใย. ฟองน้ำเหล่านี้มีผลึกเล็ก ๆ เป็นหนามแข็งหลายล้านผลึกที่เรียกว่าสปิคูล (spicules). เมื่อดูสปิคูลผ่านกล้องจุลทรรศน์ ความงามและความหลากหลายของมันนั้นน่าอัศจรรย์มาก. สปิคูลเชื่อมต่อกันในหลายรูปแบบ และอาจก่อตัวเป็นโครงสร้างที่วิจิตรบรรจง, เป็นเกราะป้องกัน, และแม้แต่เป็นสายเคเบิลที่ยาวถึง 3 เมตรและหนา 1 เซนติเมตร. ฟองน้ำชนิดหนึ่งที่กินสัตว์เป็นอาหารใช้ตาข่ายที่คล้ายกับเวลโครเพื่อจับเหยื่อของมัน.
ฟองน้ำพันธุ์กระเช้าดอกไม้ของวีนัสซึ่งอยู่ในทะเลลึกถักทอผลึกเล็ก ๆ จนดูเหมือนกับใยแก้วที่วิจิตรงดงามจนน่าตื่นตาตื่นใจ. เส้นใยซิลิกาที่บริสุทธิ์อย่างยิ่งนี้มีลักษณะใกล้เคียงกับเคเบิลใยแก้วนำแสงซึ่งได้รับการออกแบบเพื่อการค้า. “ใยแก้วนำแสงชีวภาพนี้ทนทานมาก” นักวิทยาศาสตร์คนหนึ่งอธิบาย. “คุณนำมันมามัดเป็นปมได้ และมันก็ไม่หักเหมือนกับเส้นใยที่ผลิตขึ้นเพื่อการค้า.” นักวิทยาศาสตร์ไม่เข้าใจว่าเส้นใยที่น่าทึ่งนี้ก่อตัวขึ้นในน้ำทะเลและในอุณหภูมิที่ต่ำอย่างนั้นได้อย่างไร. “ในกรณีนี้ สิ่งมีชีวิตที่ค่อนข้างเรียบง่ายสามารถแก้ปัญหาที่ซับซ้อนมากในด้านเทคโนโลยีทางด้านแสงและการออกแบบวัสดุ” เชอร์รี เมอร์เรย์ แห่งห้องปฏิบัติการเบลล์กล่าว.
บังเอิญหรือมีผู้ออกแบบ?
หลังจากพิจารณาลักษณะทางชีวภาพที่น่าทึ่งหลายแง่มุมของฟองน้ำแล้ว ดร. ฮูเปอร์กล่าวว่า “‘ฟองน้ำเรียบง่าย’ นี้ที่แท้ก็เป็น [สัตว์] ชนิดหนึ่งที่มีความซับซ้อนมาก ซึ่งแม้แต่ในสมัยนี้ก็ยังไม่เข้าใจกันเต็มที่.” นับว่ามีเหตุผลทีเดียวที่จะถามว่า ความซับซ้อนเหล่านี้เกิดขึ้นมาได้อย่างไรและเพราะอะไร? เป็นแค่เหตุบังเอิญไหม? หรือความซับซ้อนของฟองน้ำกำลังแสดงให้เห็นว่ามีผู้ออกแบบที่เปี่ยมด้วยเชาวน์ปัญญา?
แม้ว่าบางคนอาจไม่ยอมคิดถึงเรื่องการดำรงอยู่ของพระผู้สร้าง แต่หลายคนจะเห็นด้วยกับคำกล่าวของผู้ประพันธ์เพลงสรรเสริญในสมัยโบราณที่ว่า “ข้าแต่พระยะโฮวา, พระราชกิจของพระองค์มีเป็นอเนกประการจริง! พระองค์ได้ทรงกระทำการนั้นทั้งสิ้นโดยพระสติปัญญา: แผ่นดินโลกเต็มบริบูรณ์ไปด้วยทรัพย์อันมั่งคั่ง [“สิ่งที่ทรงสร้าง,” ฉบับแปลใหม่] ของพระองค์ . . . ทั้งสัตว์เล็กสัตว์ใหญ่.”—บทเพลงสรรเสริญ 104:24, 25.
[แผนภูมิ/ภาพหน้า 23]
โครงสร้างโดยทั่วไปของฟองน้ำ. ภาพขยายของเซลล์ที่ทำหน้าที่ดูดน้ำ
[ภาพหน้า 24]
สปิคูลของฟองน้ำ
[ภาพหน้า 24]
กระเช้าดอกไม้ของวีนัส
[ที่มาของภาพหน้า 23]
Sea horse: Rudie H Kuiter; 3 right-hand inset photos: Dr. John Hooper, Queensland Museum
[ที่มาของภาพหน้า 24]
Top: Eye of Science/Photo Researchers, Inc.; bottom: Kim Taylor / Warren Photographic