เคล็ดลับช่วยให้หอยเชลล์แอนตาร์กติกไม่แข็งตัว

เคล็ดลับช่วยให้หอยเชลล์แอนตาร์กติกไม่แข็งตัว

ด้วยโครงสร้างเปลือกพิเศษที่มีสันเขาเล็กๆ จำนวนมาก หอยเชลล์แอนตาร์กติกจึงสามารถอยู่รอดได้ในสภาพแวดล้อมที่เย็นจัด

ในแอนตาร์กติกา วัตถุและสิ่งมีชีวิตสามารถแข็งตัวได้แม้อยู่ใต้น้ำ นี่เป็นปัญหาใหญ่สำหรับการเดินทางทางทะเลในภูมิภาคขั้วโลก

น้ำ supercooled ดังกล่าวมีอุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง เนื่องจากมีปริมาณเกลือสูงแม้ว่าจุดเยือกแข็งจะอยู่ที่ประมาณ -1.9 องศาเซลเซียส แต่น้ำในแอนตาร์กติกากลับเย็นกว่าประมาณ 0.05 องศาเซลเซียส แม้แต่สิ่งรบกวนที่น้อยที่สุด เช่น เม็ดทรายหรือพื้นผิวทะเลที่ผันผวนก็อาจทำให้น้ำที่เย็นจัดเกินไปกลายเป็นน้ำแข็งได้ ซึ่งบางครั้งอาจส่งผลร้ายแรงต่อสิ่งมีชีวิตที่ไม่สามารถอยู่รอดได้ในสภาวะที่เย็นจัด

อย่างไรก็ตาม หอยเชลล์แอนตาร์กติก ( Adamussium colbecki ) สามารถอยู่รอดได้ในสภาพแวดล้อมนี้ ตามที่นักเคมี Konrad Meister ศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัยอลาสก้ากล่าว ระหว่างการสำรวจในทวีปแอนตาร์กติกา ไมสเตอร์สังเกตเห็นหอยเชลล์ในทวีปแอนตาร์กติกด้วยกลไกป้องกันการแช่แข็งที่มีประสิทธิภาพ

"นักดำน้ำของเรารายงานว่าพวกเขาไม่เคยเห็นน้ำแข็งขนาดใหญ่ก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวของหอยเชลล์พื้นเมืองนี้" ไมสเตอร์กล่าว งานวิจัยใหม่ที่ตีพิมพ์ในวารสารCommunications Biology

ทีมงานระหว่างประเทศ ซึ่งรวมถึงสมาชิกจาก Max Planck Polymer Institute (MPI-P) และมหาวิทยาลัยโอเรกอน ชี้ให้เห็นว่าหอยเชลล์ในทวีปแอนตาร์กติกได้พัฒนาโครงสร้างพื้นผิวพิเศษในช่วงวิวัฒนาการเพื่อหลีกเลี่ยงการแช่แข็ง แม้ว่าหอยเชลล์ในเขตอบอุ่นจะมีผิวเปลือกเรียบหรือรก แต่สปีชีส์แอนตาร์กติกก็มีโครงสร้างที่ "ปกติ"

ภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์แสดงสันเขาเล็กๆ กระจายในรูปแบบการแผ่รังสีจากจุดศูนย์กลางบนเปลือก หิ้งเหล่านี้ช่วยให้แน่ใจว่าน้ำจะแข็งตัวที่นั่นก่อน หากกระบวนการแช่แข็งยังคงดำเนินต่อไป น้ำแข็งจะสะสมอย่างต่อเนื่องและตกลงบนหิ้งเท่านั้น เนื่องจากการยึดเกาะต่ำระหว่างน้ำแข็งกับเปลือก กระแสน้ำที่อ่อนแรงจึงสามารถชะล้างน้ำแข็งออกไปได้ ป้องกันไม่ให้สัตว์กลายเป็นน้ำแข็ง

นอกจากการศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์แล้ว ทีมงานยังได้ทำการทดลองแช่แข็งกับหอยเชลล์แอนตาร์กติกและหอยที่อาศัยอยู่ในบริเวณที่มีอากาศอบอุ่น พวกเขาพบว่าแรงที่ใช้ในการขจัดน้ำแข็งออกจากหอยเชลล์แอนตาร์กติกนั้นน้อยกว่าของสายพันธุ์อื่นมาก

"เป็นเรื่องน่าตื่นเต้นที่วิวัฒนาการทำให้หอยเชลล์แอนตาร์กติกได้เปรียบ เราอาจมีการใช้เทคโนโลยีใหม่ ๆ โดยอาศัยข้อมูลเกี่ยวกับเปลือกโลกที่ไม่แข็งตัว ตัวอย่างเช่น พื้นผิวที่ไม่ปิด" เขากล่าว น้ำแข็งสามารถมากได้ มีประโยชน์สำหรับการขนส่งทางขั้วโลก” Konrad Meister กล่าว