แน่นกว่ากาวซีเมนต์! ไอเทมพิเศษของ “เพรียงหิน” สุดยอดนักเกาะ

คุณกำลังอ่าน
แน่นกว่ากาวซีเมนต์! ไอเทมพิเศษของ “เพรียงหิน” สุดยอดนักเกาะ

เผยแพร่ : 1/8/2564

ถ้าคุณคิดว่าตุ๊กแก หรือจิ้งจกที่บ้านเกาะแน่นแล้ว บอกเลยว่าคิดผิด! เพราะบนโลกนี้ยังมีสิ่งมีชีวิตที่เป็นสุดยอดนักเกาะแบบไม่มีใครเทียบเคียงได้ เรียกได้ว่า เกาะแน่น เกาะนาน และสร้างปัญหาชวนปวดหัวให้กับมนุษย์สารพัด แชมป์นักเกาะที่เราพูดถึง ก็คือ “เพรียงหิน” สัตว์ทะเลไร้กระดูกสันหลังนั่นเอง!

ตามไปทำความรู้จักเจ้าเพรียงหินที่เกิดมาเพื่อเกาะ พร้อมเจาะลึกถึงไอเทมสุดพิเศษที่เหนียวแน่นยิ่งกว่าซีเมนต์ของมันกันเลย 

เกิดมาเพื่อเกาะ

เพรียง เป็นสัตว์ทะเลที่ไม่มีกระดูกสันหลัง อยู่ในไฟลัม สัตว์ขาปล้อง (Arthropoda) ลักษณะเด่นคือ มีรูปทรงเหมือนก้อนหิน ชอบอาศัยอยู่บริเวณน้ำตื้นและบริเวณที่มีน้ำขึ้น – น้ำลง (Intertidal zone) โดยเพรียงหินมีหลากหลายชนิด แต่ละชนิดก็อาศัยอยู่สภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันออกไป บางชนิดก็พบได้ทั่วไป บางชนิดเจอได้เฉพาะที่ที่มีน้ำทะเลสะอาด  

เจ้าเพรียงหินนั้น เกิดมาเพื่อ “เกาะ” โดยแท้จริง วงจรชีวิตของมันเริ่มต้นขึ้นจากการพัฒนาตัวอ่อนเข้าสู่ระยะที่ เป็นแพลงก์ตอนไซส์จิ๋ว (Microscopic Plankton) ที่ชื่อว่า “Nauplius” มีระยางค์สามคู่ใช้ชีวิตล่องลอยอยู่กลางทะเลจนกระทั่งเติบโตเข้าสู่ระยะที่ 2 กลายเป็น “Cyprid”  ซึ่งเริ่มมีโครงสร้างแข็งขึ้นมาห่อหุ้มตัวอ่อนไว้ ซึ่งช่วงนี้เป็นเวลาที่พวกมันจะว่ายวนหาทำเลดี ๆ แล้วใช้เส้นใยประสาทที่รับรู้สัมผัสทั้งทางเคมีและทางกายภาพเพื่อลงหลักปักฐานบนพื้นผิวที่เหมาะสม  หลังจากนั้นเมื่อยึดเกาะได้แล้ว ก็จะพัฒนาเป็นตัวเต็มวัย และหาอาหารอยู่กับที่โดยการหาอาหารอย่างแพลงก์ตอนและสารอาหารในทะเลเข้าปากโดยใช้อวัยวะที่ทำหน้าที่คล้ายมือแบบนี้จนสิ้นลม 

ภาพแสดงวงจรชีวิตของเพรียงหินชนิด Balanus amphitrite
ที่มาภาพ He L-S, Xu Y, Matsumura K, Zhang Y, Zhang G, Qi S-H, et al. (2012) Evidence for the Involvement of p38 MAPK Activation in Barnacle Larval Settlement. PLoS ONE 7(10): e47195. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0047195

ไอเทมพิเศษสุดแน่นหนึบ!

ความลับของการเกาะสุดแน่นเกินจะทนของเพรียงหิน อธิบายเป็นกระบวนการง่าย ๆ 2 ขั้นตอนใหญ่ๆ ได้แก่  การสำรวจพื้นผิวที่ชอบ และ การลงเกาะอย่างถาวร 

1.การสำรวจพื้นผิวที่ชอบ

ตัวอ่อนระยะ cyprid จัดว่ามีความเป็นนักสำรวจมีความพิเศษที่ตัวมันมีโครงสร้างคล้ายขาที่สามารถเกาะติดกับพื้นผิวได้ เรียกว่า attachment disc มีอยู่ 1 คู่ เมื่อตัวอ่อน cyprid เจอพื้นผิวที่ชอบแล้วมันจะลองเอา attachment disc ลงไปเกาะแล้วเดินไปเรื่อย ๆ (เดินแบบ 2 ขาด้วย !)

กระทั่งเจอพื้นที่ที่มันคิดว่าเหมาะสมที่สุด การลงเกาะของตัวอ่อนนักสำรวจนี้กับพื้นผิวไวมาก ๆ ใช้เวลาเพียงไม่กี่วินาที และสามารถหลุดออกจากพื้นผิวได้อย่างรวดเร็วเมื่อต้องการเปลี่ยนพื้นที่ ดังนั้นกระบวนการลงเกาะในช่วงแรกของการสำรวจพื้นผิวนั้นจะสามารถย้อนกลับได้

สารที่เพรียงหินปล่อยลงไปยึดเกาะในช่วงแรกนี้คล้ายกาวที่ไม่แน่นมาก เรียกว่า สารยึดติดชั่วคราว (temporary adhesive) สร้างจาก temporary adhesive gland องค์ประกอบหลักของ temporary adhesive หรือจะเรียกว่าเป็นรอยเท้าของ cyprid (cyprid footprint) คือ โปรตีนที่มีกรดอะมิโนจำนวนมากเป็นแบบ basic amino acid (มีประจุบวก) ซึ่งมักจะยึดติดได้ดีกับพื้นผิวที่มีประจุลบ

นอกจากนั้นภายในรอยเท้าตัวอ่อนนี้ยังมีฟีโรโมน (pheromone) ที่เรียกว่า Settlement-Inducing Protein Complex (SIPC) สารนี้ไม่ธรรมดาที่มันสามารถดึงดูดให้ cyprid อื่น ๆ เข้ามาเกาะใกล้ ๆ กัน นี่คือ สาเหตุที่เรามักพบเพรียงหินเกาะอยู่ร่วมกันเป็นโคโลนีขนาดใหญ่ และมีความสำคัญอย่างมากต่อการสืบพันธุ์ผสมข้ามตัวกัน 

2.การลงเกาะอย่างถาวร

เมื่อตัวอ่อน cyprid เจอพื้นที่ที่มันชอบแล้ว มันจะปล่อยสารคล้ายกาวที่คราวนี้จะยึดแน่นมาก ๆ เรียกว่า สารยึดติดถาวร (permanent adhesive) หรือ เรียกว่า cyprid cement

โดยสารนี้สร้างมาจาก cement glands สารยึดติดถาวรนี้มีองค์ประกอบหลัก ได้แก่ โปรตีน และไขมัน และยังพบ phenol และ poly phenolase ที่มีความสำคัญในการเชื่อมพันธะทางเคมีของโปรตีนทำให้กาวยึดติดนี้มีความแข็งแรง การอยู่ร่วมกันของกาวยึดนี้ แบ่งออกเป็น 2 ชั้น ชั้นนอกเป็นชั้นที่ไม่ใช่โปรตีน ประกอบด้วย ไขมันเป็นหลัก ส่วนชั้นในนั้นเป็น ฟอสโฟโปรตีน (phosphoprotein)

นอกจากนั้น ในชั้นสารยึดติดถาวรนี้ยังมีการสะสมแคลเซียม แมกนีเซียม และเหล็ก การที่สารยึดติดนี้มีชั้นนอกเป็นไขมันเป็นกลไกสำคัญที่ทำให้การลงเกาะเกิดขึ้นได้ใต้น้ำ ไขมันนี้จะสร้างสิ่งแวดล้อมที่ขับน้ำออกไปจากบริเวณลงเกาะและทำให้การสะสมโปรตีนยึดเกาะเกิดขึ้นได้ตามมา

เมื่อตัวอ่อน cyprid ปล่อยสารยึดถาวรแล้วตัวมันก็จะเกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างมากทางโครงสร้างของร่างกายพัฒนาไปเป็นลูกเพรียงหิน (juvenile) และตัวเต็มวัยต่อไป กระบวนการเปลี่ยนแปลงนี้เรียกว่า metamorphosis (ศัพท์นี้ใช้กับ การเปลี่ยนแปลงจากลูกอ๊อดไปเป็นลูกกบ หรือ ในแมลงเช่นกัน)

ผลจากการเกาะเก่ง

เพราะความแน่นเกินจะทนของกาวธรรมชาติที่เพรียงสร้างขึ้นมา ทำให้เกิดปัญหาชวนปวดหัวที่มนุษย์อย่างเราต้องเผชิญ คือ เมื่อเพรียงหินเลือกลงเกาะที่ตัวเรือ เกาะตัวเดียวคงไม่เป็นไร แต่ถ้าตามมาเป็นฝูง หรือเกาะซ้อนกันหลายชั้น อาจทำให้เรือต้องแบกน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นจากบรรดาเพรียงเหล่านั้น ส่งผลให้เปลืองน้ำมันเชื้อเพลิงเพิ่มขึ้นถึง 40 เปอร์เซ็นต์ ที่สำคัญคือต้องเหนื่อยกับการนำเรือเข้าอู่เพื่อขูดเพรียงออก

สารพัดวิธีป้องกัน

ในปัจจุบันวิธีป้องกันการเกาะเก่งของเพรียงตัวแสบกับตัวเรือนั้น ยังคงนิยมใช้ “สีกันเพรียง” (Antifouling Paint) ที่มีคุณสมบัติช่วยลดแรงเสียดทานที่เกิดขึ้นบริเวณผิวของเรือ หลักการทำงานคือ เมื่อสารนั้นละลายน้ำแล้วจะทำการปล่อยสารพิเศษออกมาจัดการตัวอ่อนของเพรียงหินที่กำลังเล็งหาที่ลงปักฐาน ทำให้ไม่สามารถลงเกาะบนพื้นผิวได้ แต่สีกันเพรียงบางชนิดอาจมีสารเคมีที่เป็นโลหะหนักอย่าง “ทองแดง” ซึ่งอาจทำให้เกิดมลพิษทางทะเลได้ ดังนั้นอย่าลืมตรวจเช็กส่วนผสมของสีกันเพรียงกันให้รอบคอบก่อนใช้ด้วยนะ

นอกจากใช้สีกันเพรียงแล้ว ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์และนักสมุทรศาสตร์ยังคงพยายามคิดค้นหาวิธีอื่นมาใช้ในการจัดกับเจ้าเพรียงจอมเกาะนี้อยู่ ไม่ว่าจะหาวัสดุพิเศษมาใช้ในการทำเรือ เพื่อไม่ให้เพรียงเกาะได้ หรือใช้ไฟฟ้ารบกวนในการลงเกาะของเพรียง และร้อยแปดวิธี ซึ่งยังคงอยู่ในขั้นตอนการทดลองและพัฒนาต่อไปในอนาคต

ถึงแม้ว่าความเกาะแน่นของเจ้าเพรียงจะนำมาซึ่งปัญหามากมายชวนปวดหัว แต่หากเราลองมองมุมกลับ และหาวิธีใช้ประโยชน์จากความแน่นหนึบของเพรียงได้ ไม่แน่ว่าในอนาคตเราอาจมีกาวจากเพรียงที่แน่นยิ่งกว่าตราช้างก็เป็นได้

แหล่งที่มา
1. He L-S, Xu Y, Matsumura K, Zhang Y, Zhang G, Qi S-H, et al. (2012) Evidence for the Involvement of p38 MAPK Activation in Barnacle Larval Settlement. PLoS ONE 7(10): e47195. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0047195

2. Liang C, Strickland J, Ye Z, Wu W, Hu B and Rittschof D (2019) Biochemistry of Barnacle Adhesion: An Updated Review. Front. Mar. Sci. 6:565. doi: 10.3389/fmars.2019.00565

ผศ.ดร. วรนพ สุขภารังษี

ผู้ตรวจสอบข้อมูล

Writer

ปองกานต์ สูตรอนันต์

Photographer

จารินี คงทรัพย์