โพสต์

เราได้อะไรจากการส่งปลาไปว่ายน้ำในอวกาศ
การส่งลิงหรือส่งสุนัขขึ้นไปทดลองภารกิจต่าง ๆ อาจเป็นเรื่องคุ้นหูของชาวเรา แต่ว่าสัตว์อีกชนิดหนึ่งที่เรามักจะไม่ค่อยได้ยินบ่อยนักว่าถูกนำไปทดลองบนอวกาศ นั่นก็คือ "ปลา"
ภาพ x-ray ปลาในอวกาศ ที่มา - https://spaceth.co/fish-in-space/
ภารกิจ Skylab 3 ในปี 1973 ที่ NASA ได้นำปลามัมมิช็อค (Fundulus heteroclitus) 2 ตัวและไข่ปลามัมมิช็อคอีก 50 ฟองขึ้นไปบนสถานีอวกาศ มีการถ่ายวิดิโอของมันในวันที่ 3 และ 22 ด้วยกล้อง TV สีบนสถานีเพื่อนำกลับมาประเมินบนโลก จากการประเมินพบว่า ในวันที่ 3 ปลามัมมิช็อคทั้ง 2 ตัว “หลงทิศ” และหมุนวนเป็นวงกลมเหมือนนาฬิกา โดยนักวิทยาศาสตร์เรียกพฤติกรรมนี้ว่า “looping behavior”
เช่นเดียวกับมนุษย์ แรงโน้มถ่วงบนโลกถูกใช้เพื่อบอกทิศทางบนล่าง (บนคือออกจากแรงดึงดูด) เมื่อปลาไปว่ายน้ำอยู่บน Micrograbity ก็เกิดผลกระทบด้านการปรับตัวทางกายภาพเช่นเดียวกับมนุษย์เพราะมันไม่สามารถรู้บนล่างได้ แต่หลังจากเวลาผ่านไปความถี่ของรอบการหมุนวนก็ลดลงเรื่อย ๆ จนแทบจะว่ายน้ำเป็นปกติโดยมันจะหันหลังให้กับแหล่งกำเนิดแสงของสถานีอวกาศ พฤติกรรมนี้เกิดมาจาก Dorsal Light Response ที่เป็น Orientation (พฤติกรรมการตอบสนองต่อปัจจัยทางกายภาพ) ที่มีมาตั้งแต่กำเนิดของปลา แต่เราก็ยังสามารถทำให้มันกลับมา “หลงทิศ” สักพักนึง โดยการเขย่าถุงปลานั่นเอง ส่วนไข่ปลา 50 ฟองที่นำขึ้นไป มี 48 ใบ (96%) ที่ฟักตัวออกมา และปลาเหล่านั้นไม่เกิดอาการหลงทิศให้เห็น
ต่อมาในปี 1993 ภารกิจ STS-65 ของกระสวยอวกาศ Columbia ถูกออกแบบไว้เพื่อโครงการทดลอง The International Microgravity Laboratory (IML-2) เพื่อทำการวิจัยค้นคว้าต่าง ๆ ภายใต้สภาวะ Microgravity ปลาซิวข้าวสารญี่ปุ่น (Oryzias latipe) 4 ตัว (เพศผู้สองตัวชื่อ Cosmo, Genki กับเพศเมียสองตัวชื่อ Yume และ Mikki) ที่ได้รับการคัดเลือก (ดูท่าว่าจะแข็งแรง/ ถึกที่สุด) จากการทดสอบด้านต่าง ๆ จากปลาประเภทเดียวกันอีกกว่า 2000 ตัวได้ถูกขนขึ้นไปบนยานภายในแท็งก์น้ำขนาดเล็ก เพื่อทำการทดลองดูการผสมพันธุ์ของมันในอวกาศ จากการสังเกตการณ์ เราได้ค้นพบว่ามันผสมพันธุ์กันทุกวันเลย ในวันที่ 3 กล้องสามารถจับภาพการผสมพันธุ์ของมันได้ครั้งแรก จนจบภารกิจ 15 วัน ได้มีตัวอ่อนของปลาเกิดขึ้น 11 ตัว และไข่ที่ปฏิสนธิแล้ว 27 ฟอง
แต่ภายหลังการลงมายังโลก คนสร้างการทดลองก็ช็อคเพราะปลาผู้ใหญ่ทั้ง 4 ตัวสภาพเหมือนตาย แต่หลังจากเช็คแล้วมันแค่ลืมวิธีว่ายน้ำแบบมีแรงโน้มถ่วงเฉย ๆ (ฮ่าา) มันลืมวิธีการใช้ถุงลม หางและครีบในการว่ายน้ำ (เพราะมันแทบไม่ได้ใช้ในอวกาศ) ทุกครั้งที่มันพยายามว่ายขึ้นไปข้างบน มันก็จะตกลงมาที่ก้นแท็งก์ภายในไม่กี่วินาที แต่ก็เป็นโชคดีของมันที่พวกมันสามารถกลับมาจำวิธีการว่ายน้ำได้หลังจากประมาณ 3 วันบนพื้นโลก (และมันก็กลับมาผสมพันธุ์กันต่อ) ส่วนลูก ๆ หลาน ๆ ของพวกมันถูกส่งไปให้ตามโรงเรียนประถมทั่วญี่ปุ่นต่อไป
Richard Boyle นักชีววิทยาจาก NASA Ames Research Center ได้เคยกล่าวเอาไว้ว่า “คุณแทบจะสามารถนำหูชั้นในของปลามาใส่ในคนได้เลย มันเข้ากันมาก ๆ ” พอมีการทดลองที่เกี่ยวข้องกับหูแทนที่จะใช้มนุษย์เราก็เลยใช้ปลาแทนดูก่อน และจากเหตุผลด้านความเซนซิทีฟและความคล้ายคลึงกับมนุษย์ที่สูงมากของหูของปลาคางคกมันจึงได้ถูกเลือกไปเป็นตัวทดลองในการทดลองครั้งนี้
ในภารกิจ STS-95 เมื่อปี 1998 ปลาคางคกได้ถูกนำไปอยู่บนสภาวะไร้น้ำหนักและสังเกตการเปลี่ยนแปลงของ otoliths ในหูของปลา (ที่ทำหน้าที่คล้ายกับหูชั้นในของคน) ที่ทำหน้าที่เกี่ยวกับการได้ยินและการทรงตัว การทดลองนี้ถูกทำขึ้นเพื่อวิเคราะห์ปรากฏการณ์ motion sickness ที่นักบินอวกาศต้องเจอระหว่างไฟลท์ ข้อมูลที่ได้ยังทำให้เราเข้าใจมากขึ้นเกี่ยวกับสภาวะการทรงตัวของมนุษย์บนโลกและอาจถูกนำไปใช้ในงานวิจัยต่าง ๆ เพื่อแก้ไขปัญหาวิงเวียนและ motion sickness ได้
เราได้ค้นพบว่านักบินอวกาศจะสูญเสียมวลกระดูกไปเมื่ออยู่บนสภาวะ Microgravity เป็นเวลานาน ๆ นักวิทยาศาสตร์จึงได้ออกแบบการทดลองที่จะนำปลาซิวข้าวสารญี่ปุ่นกลับไปบนอวกาศอีกครั้ง เพื่อทำความเข้าใจเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของกระดูกของปลา (ที่มีความคล้ายคลึงกับมนุษย์) ว่ามันส่งผลอย่างไร การทดลองครั้งนี้นักวิทยาศาสตร์ได้ให้ความสำคัญไปที่การศึกษาเซลล์สองประเภทคือ Osteoclasts ที่ทำให้เกิด Bone remodeling โดยเกี่ยวข้องกับกระบวนการกำจัด Bone Matrix ออกจากหลายทำตำแหน่ง (คือการสลายเนื้อเยื่อกระดูก) และ Osteoblasts ที่ทำที่ทำหน้าที่ปล่อยสารที่ทำหน้าที่ในการฟอร์มกระดูกใหม่ ทั้งสองอย่างทำหน้าที่สำคัญในกระบวนการซ่อมแซมและบำรุงกระดูกของสัตว์ (และมนุษย์)
แต่เราจะสังเกตมันอย่างไร? นักวิทยาศาสต์ได้ทำการดัดแปลงพันธุกรรมให้เซลล์สองเซลล์นี้เรืองแสงในสภาวะแสงที่เหมาะสม หลังจากนำขึ้นไปบนอวกาศ นักวิจัยที่ทำการ monitor บนพื้นโลกได้ค้นพบว่าเซลล์กระดูกของปลาเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วหลังจากเดินทางในอวกาศ (เร็วกว่ามนุษย์มาก) มีการเพิ่มขึ้นของ Osteoclasts ตั้งแต่วันแรก ๆ ของการส่งขึ้นไป ก่อนที่ Osteoblast จะค่อย ๆ ตามขึ้นมา นักวิจัยได้ทำการศึกษาข้อมูลเพิ่มเติมและคาดว่ามันจะนำไปสู่การเข้าใจเหตุผลของกระบวนการสูญเสียมวลกระดูกของมนุษย์บนอวกาศในอนาคตได้
หลังจากการศึกษาการเปลี่ยนแปลงของกระดูกแล้ว การทดลองในช่วงต่อมาก็ได้เกิดขึ้นคือการศึกษากล้ามเนื้อ จากปัญหาทางกายภาพที่สำคัญของการอยู่ในสภาวะไร้แรงดึงดูดคือกล้ามเนื้อจะไม่ต้องทำงานหนักที่จะต้านแรงดึงดูดของโลกอีกต่อไป เป็นสาเหตุทำให้กล้ามเนื้อฝ่อลง ด้วยเหตุนี้นักบินอวกาศจึงต้องออกกำลังกายอย่างหนักทุกวันเพื่อพยายามรักษากล้ามเนื้อไว้ให้ได้มากที่สุด ด้วยสาเหตุนี้นักวิจัยจึงได้นำปลามาใช้ในการทดลองอีกครั้ง (โดยในครั้งนี้เป็นปลาม้าลาย) โดยมันจะถูกฉีดโปรตีนเรืองแสงเข้าร่างกายเพื่อทำให้เก็บภาพ 3 มิติของกล้ามเนื้อและเอ็นได้ ปลาม้าลาย 18 ตัวที่ถูกใช้ในการทดลองครั้งนี้ จะถูกวิเคราะห์การทำงานทางกายภาพว่ากลไกการรักษาซ่อมแซมกล้ามเนื้อของมันทำงานอย่างไร รวมถึงเส้นเอ็นของมันจะเซนซิทีฟแค่ไหนเมื่อพบเจอสภาวะ Microgravity
Atsuko Sehara-Fujisawa จาก Institute for Frontier Medical Sciences มหาวิทยาลัยเกียวโตผู้เป็น investigator หลักของโครงการได้กล่าวไว้ว่า การวิจัยครั้งนี้จะทำให้เราเข้าใจว่าผลของการออกกำลังกายและผลกระทบของสภาวะไร้แรงดึงดูดมากยิ่งขึ้น และมันจะดีเป็นอย่างยิ่งถ้างานวิจัยชิ้นนี้ให้เบาะแสเราในการพัฒนาการแก้ไขการสูญเสียของกล้ามเนื้อทั้งจากอายุและโรค
เช่นเดียวกับสัตว์ชนิดอื่น ปลาได้ถูกมนุษย์ใช้เพื่อการทดลองเพื่อจุดประสงค์ต่าง ๆ ในที่สถานที่ต่าง ๆ ไม่เว้นแม้แต่ในอวกาศ ทั้งนี้ก็เพื่อความกระตือรือร้นอยากรู้อยากเห็นของมนุษย์ และความมุ่งมั่นที่จะศึกษาสิ่งต่าง ๆ เพื่อนำมาแก้ไขและพัฒนาคุณภาพชีวิตที่ดีกว่าเดิม เราก็ต้องขอขอบคุณสัตว์ทดลองต่าง ๆ มากมายที่เป็นบันไดให้มนุษย์ก้าวไปสู่องค์ความรู้ใหม่ที่ไม่เคยมีมาก่อนได้
อ้างอิง

nasa.gov

Zebrafish Flex Their Muscles Aboard the International Space Station

Zebrafish are helping researchers learn about muscle changes during their stay aboard the International Space Station.

smithsonianmag.com

Fish Don’t Do So Well in Space

The International Space Station’s resident fish shed light on life in microgravity

ความคิดเห็น

TheProTale (ล้านเรื่องราวรอบโลก)

ปลาคงจะงงเอามากๆเลยนะครับ สนุกดีครับ
25 พ.ค. เวลา 05:46

อาลัว

เหมือนเปิดอีกมุมมองที่ไม่เคยรุมาก่อนเลย 5555 ขอติดตามนะคะ
24 พ.ค. เวลา 02:15
22 พ.ค. เวลา 20:44