เจ้าตัวจิ๋ว เพื่อนแท้ของพืช มนุษย์และสัตว์โลก

ดร.ประเสริฐ ปิ่นงาม (Ph.D., TREES-A NC)

วท.บ. สาธารณสุขศาสตร์ ม.มหิดล

ผมเคยได้รับฟังหลวงพ่อจรัญ ฐิตธมฺโม วัดอัมพวัน เล่าเรื่องตอนที่ท่านประสบอุบัติเหตุทางรถยนต์จนกระทั่งท่านกระเด็นออกมานอกรถ คอหักเคลื่อนไหวไม่ได้ โดยที่ท่านได้ยินเสียงคนที่มายืนดูพูดกันว่า พระองค์นี้ตายแน่แล้วเลย ซึ่งในขณะที่ท่านนอนเจ็บนิ่งอยู่ข้างถนน ก็มีเสียงผู้ชายคนหนึ่งชวนคุยต่างๆนานา โดยที่หลวงพ่อท่านก็ถามผู้ชายคนนั้นว่าท่านเป็นใครทำไมไม่มาช่วยฉัน ผู้ชายคนนั้นก็บอกว่าข้าก็คือสติสัมปะชัญญะ ของท่านนั้นแหละ ซึ่งสุดท้ายหลวงพ่อจรัญ ท่านก็เอามาเทศสอนโดยเปรียบเทียบสติสัมปะชัญญะว่าเป็นเสมือนเพื่อนแท้ของเราทุกคนนั้นเอง เพื่อนแท้ของเราตนนี้เติบโตมากับเรามาตั้งแต่แรกเกิด ซึ่งก็จะคล้ายกับจุลินทรีย์ที่เข้ามาอยู่ในร่างกายของเรา โดยกลุ่มของจุลินทรีย์พวกนี้เข้ามาอยู่ในตัวเราตั้งแต่แรกคลอดและเจริญเติบโตในตัวของเราจนกระทั่งเราเสียชีวิต

โดยที่จุลินทรีย์กลุ่มนี้จะมีความหลากหลายตามชนิดและจำนวน ตามอายุ เชื้อชาติ สภาพแวดล้อม การกินอาหารและยาเป็นต้น ซึ่งโดยเฉลี่ยน่าจะมีอยู่ประมาณ 100 ล้านล้านเซล และมียีนส์ประมาณ 10 ล้านยีนส์ต่อคน ในขณะเซลของมนุษย์เราเองนั้นมีประมาณ 37 ล้านล้านเซล และมียีนส์ที่เป็นของมนุษย์เราเอง 23,000 ยีนส์ อย่างไรก็แล้วแต่ถ้าเปรียบเทียบเป็นน้ำหนักจริงๆ จำนวนของจุลินทรีย์รวมกันทั้งหมดน่าจะมีน้ำหนักไม่เกิน 1.5 กิโลกรัมสำหรับคนที่มีน้ำหนักประมาณ 70 กิโลกรัม ข้อมูลการค้นพบเหล่านี้ยังมีการเปลี่ยนแปลงอีกมากมายเพราะถึงแม้ว่าเราจะสามารถระบุชนิดของจุลินทรีย์ได้ แต่ส่วนใหญ่เรายังไม่รู้จักมันเพราะเรายังไม่สามารถเอาจุลินทรีย์ที่ค้นพบเหล่านี้มาเพาะเลี้ยงในห้องทดลองเพื่อศึกษาพฤติกรรมและวงจรชีวิตของมันได้ จึงต้องรอกันต่อไป

จุลินทรีย์เปรียบเสมือนสสารมืดบนโลกที่รอการค้นพบ

Vartonkian และทีมงานได้มีการรายงานเมื่อปี 2010 ว่าจุลินทรีย์ที่อยู่บนโลกใบนี้มีเพียง 1 % เท่านั้นที่เราสามารถเอามาเพาะเลี้ยงในห้องทดลองได้ ที่เหลือนอกจากนั้นเรารู้แค่เพียงว่าเป็นจุลินทรีย์ชนิดหนึ่งแต่ยังไม่เข้าใจวงจรชีวิตที่แท้จริงของมันว่าเป็นอย่างไร ซึ่งแนวทางการศึกษาที่สามารถทำได้ในตอนนี้ก็คือติดตามการเปลี่ยนแปลงในด้านที่มีผลต่อความหลากหลายทางชีวภาพของมันเท่านั้น โดยมีสมมุติฐานที่ชัดเจนว่า ถ้ามีความหลากหลายมากก็จะทำให้เกิดภูมิคุ้มกันให้กับเจ้าของที่เป็นเจ้าบ้านได้มากกว่า ดังนั้นการกระทำใดๆก็แล้วแต่ที่มีผลทำให้ความหลากหลายทางชีวภาพของจุลินทรีย์ลดน้อยลงจะมีผลทำให้ภูมิต้านทานโรคลดน้อยลงตามไปด้วย ดังเช่นมีการศึกษาอัตราการใช้ยาปฎิชีวนะที่มีผลต่อความหลากหลายของจุลินทรีย์โดยตรงกับอัตราการเกิดโรคอ้วนที่ประเทศสหรัฐอเมริกา ซึ่งจากการเก็บข้อมูลเปรียบเทียบตามรายภูมิภาคพบว่าปริมาณการใช้ยาปฎิชีวนะที่มีความแตกต่างมากน้อยกันในแต่ละรัฐนั้น มีความสอดคล้องกับอัตราความอ้วนของคนในแต่ละรัฐอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งข้อมูลนี้น่าจะมีผลในเชิงนโยบายกับประเทศไทยในปัจจุบัน ที่มีการดำเนินการเชิงรุกโดย สสส. ที่รณรงค์ในการหลีกเลี่ยงการใช้ยาปฎิชีวนะในการรักษาโรคในปัจจุบัน

ซึ่งปัจจุบันนี้การศึกษาเรื่องจุลินทรีย์ในมนุษย์นั้นมีความคืบหน้ามากที่สุดเมื่อเปรียบเทียบกับจุลินทรีย์ที่อยู่ในพืช สัตว์ ดินน้ำและสภาพแวดล้อมอื่นๆ ซึ่งก็เชื่อว่าเรายังเข้าใจโลกของจุลินทรีย์ทั้งหมดได้ไม่เกิน 5 % ดังนั้นวิธีการที่จะอยู่ร่วมกับ 95% ที่เหลือ จึงถือว่าเป็นทางรอดของพวกเราที่ต้องดำเนินการ ซึ่งปัจจุบันเราทราบแล้วว่าการดำรงไว้ซึ่งความหลากหลายทางชีวภาพของจุลินทรีย์เป็นหนึ่งในวิธีการที่เราสามารถดำเนินการได้ทันที ซึ่งถ้ามีกระบวนการใดๆก็แล้วแต่ที่ให้ผลตรงกันข้าม ก็ต้องนำกลับมาทบทวนกระบวนการใหม่ทั้งหมดตั้งแต่ต้นกันอีกครั้ง เพื่อดำรงไว้ซึ่งความหลากหลายทางชีวภาพของจุลินทรีย์ที่มากและส่งผลทำให้เกิดภูมิต้านทานโรคมากด้วยเช่นกัน

เกษตรอินทรีย์กับเกษตรกรรมเคมีใครคือตัวจริง

ความก้าวหน้าการศึกษาเรื่องความหลากหลายของจุลินทรีย์ในดินและในพืช มีน้อยกว่าในมนุษย์อยู่มาก อย่างไรก็แล้วแต่เนื่องจากผลกระทบที่เกิดจากการทำเกษตรในรูปแบบที่ใช้สารเคมีมีมากมายมหาศาล ซึ่งนอกจากทำให้เกิดการลดลงของความหลากหลายทางชีวภาพของจุลินทรีย์แล้ว ยังมีผลต่อสุขภาพของมนุษย์และสิ่งแวดล้อมอีกด้วย ทำให้ในรอบ 20 ปีที่ผ่านมามีงานวิจัยตีพิมพ์ออกมามากมายที่ชี้บ่งไปในทิศทางเดียวกัน โดยรูปแบบของงานวิจัยที่ทำกันจะเป็นการเปรียบเทียบความแตกต่างระหว่างเกษตรอินทรีย์กับเกษตรกรรมเคมี โดยทั่วไปนิยามของเกษตรอินทรีย์ (Organic farming) คือการทำเกษตรกรรมที่ไม่ใช้สารเคมีและยาฆ่าแมลง แต่ใช้ปุ๋ยหมักอินทรีย์ มูลสัตว์และปุ๋ยพืชสดเท่านั้น ส่วนเกษตรกรรมเคมี (Conventional farming) จะใช้สารเคมีสังเคราะห์และยาฆ่าแมลงร่วมด้วยเป็นต้น (Drinkwater et al.,1995) โดยในที่นี้ขอยกตัวอย่างงานวิจัยของ Bruggen และทีมงานที่ตีพิมพ์ในปี 2014 โดยมีการเปรียบเทียบการทำเกษตรอินทรีย์และเกษตรกรรมเคมีไว้ดังนี้

• การทดลองในการใส่เชื้อฟูซาเรียม (เชื้อที่ทำให้เกิดโรคเหี่ยวในพืช) ลงไปในดินแล้วตรวจสอบอัตราการเกิดโรคกับพืชเปรียบเทียบกันระหว่างเกษตรกรรมเคมีกับเกษตรอินทรีย์เป็นเวลา 42 วัน ซึ่งสรุปผลได้อย่างชัดเจนว่าอัตราการเกิดโรคของเกษตรอินทรีย์เกิดโรคในอัตราที่ต่ำกว่าอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งแสดงถึงภูมิต้านทานโรคของเกษตรอินทรีย์มีมากกว่าเกษตรกรรมเคมี

รูปเปรียบเทียบแสดงอัตราการเกิดโรคกับพืชจากการเพาะบ่มเมล็ดในดินที่ใส่เชื้อฟูซาเรียม

• การทดสอบเสถียรภาพและความยึดหยุ่นของเกษตรอินทรีย์และเกษตรกรรมเคมี โดยกราฟในรูป A และ C เป็นเกษตรอินทรีย์ B และ D เป็นเกษตรกรรมเคมี โดย A และ B มีการใส่เพาะเลี้ยงเชื้อCopiotrophic bacteria ส่วน C และ D ใส่เชื้อ Oligotrophic bacteria โดยรูปแบบของการทดลองจะเป็นการนับจำนวนแบคทีเรียในระบบที่มีการเปลี่ยนแปลงการห่มด้วยหญ้าและไม่ห่มด้วยหญ้า แล้วเปรียบเทียบเป็นสัดส่วนการเปลี่ยนแปลง โดยมีการสลับกันเป็นเวลา 14 วัน ซึ่งถ้ามีการเปลี่ยนแปลงในแต่ละวันมากเมื่อเปรียบเทียบกันแสดงว่าระบบเสถียรภาพที่น้อยกว่า โดยในรูปจะเห็นได้ว่ากราฟในรูป A และ C ซึ่งเป็นเกษตรอินทรีย์มีการเปลี่ยนแปลงในอัตราที่น้อยกว่าหรือระบบเกษตรอินทรีย์มีเสถียรภาพที่มากกว่านั้นเอง

รูปแสดงเสถียรภาพและความยืดหยุ่นจากอัตราการเปลี่ยนแปลงการห่มและไม่ห่มด้วยหญ้า

ซึ่งทั้งสองทำให้เห็นความแตกต่างระหว่างอัตราการติดเชื้อและเสถียรภาพของระบบที่แตกต่างกัน นอกจากนี้

Hartmann และทีมงานได้ทำงานวิจัยเรื่อง Distinct soil microbial diversity under long-term organic and conventional farming ซึ่งเป็นงานวิจัยระยะยาว 20 ปี และทำวิจัยเชิงลึกในระดับรหัสพันธุกรรมของจุลินทรีย์ในดิน ซึ่งผลการวิจัยระบุว่าความหลากหลายทางชีวภาพของจุลินทรีย์ในระบบเกษตรอินทรีย์มีมากกว่าอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งสำหรับนักวิจัยด้วยกันเองแล้วคำตอบสำหรับเรื่องนี้ชัดเจนอยู่แล้วว่าในระยะยาวการทำเกษตรกรรมแบบไหนดีกว่ากัน อาจจะต้องใช้เวลาอีกสักพักสำหรับประเทศไทยเพราะปัจจุบันเครื่องมือที่จะตรวจเชื้อจุลินทรีย์ในระดับพันธุกรรมหรือการจัดเรียงรหัสพันธุกรรมประเทศไทยยังไม่สามารถทำได้ ต้องส่งตัวอย่างไปที่สิงคโปร์ คาดว่าด้วยนโยบายสนับสนุนด้านนวัตกรรมของรัฐบาล จะทำให้ความก้าวหน้าของประเทศไทยในด้านนี้เกิดขึ้นในเร็วๆนี้อย่างแน่นอน

เพื่อนแท้ของพืชมีใครบ้างเอ่ย

ตั้งแต่ที่มีการปฎิวัติเขียวเมื่อ 70 กว่าปีที่ผ่านมา ซึ่งก็คือการเริ่มต้นของยุคเคมีเกษตรอุตสาหกรรม ทั้งการปลูกพืชเชิงเดียว การปลูกพืชรุกรานเพื่อการค้า การใช้สารเคมีแทนการใช้แรงงาน ซึ่งสิ่งต่างๆเหล่านี้เป็นกระบวนการที่มองข้ามปัจจัยพื้นฐานเรื่องความมีชีวิตของดินโดยสิ้นเชิง โดยมีตัวอย่างที่ชัดเจนในเรื่องของจำนวนไส้เดือนที่ลดลงจากการใช้สารเคมีและยาฆ่าแมลง โดย Robert J. Blakemore ได้ออกรายงานเมื่อปี 2018 ถึงจำนวนไส้เดือนที่ลดลง โดยเปรียบเทียบย้อนหลังไปมากกว่า 130 ปี

ซึ่งจะเห็นได้ว่าอัตราการลดลงนี้เกือบ 90% โดยอัตราการลดลงของไส้เดือนนี้สอดคล้องกับค่าอินทรีย์วัตถุในดินหรือกลุ่มของฮิวมัสโดยตรง เรื่องของไส้เดือนเป็นเพียงตัวอย่างของสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งเท่านั้น บุคคลที่ศึกษาเรื่องของสิ่งมีชีวิตในดินอย่างจริงจังคือ Dr.Elaine Ingham โดยได้จัดความทำวงจรห่วงโซ่อาหารในดินหรือ Soil food web ไว้อย่างละเอียดและมีการเอาไปใช้อย่างแพร่หลายทั่วโลก อย่างไรก็แล้วแต่ชนิดของสัตว์ในแต่ละระดับของการกินอาหาร อาจจะมีความแตกต่างกันไปบ้างตามแต่ละพื้นที่ แต่โดยรวมแล้วสามารถสรุปได้ว่าจำนวนของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดใต้ดินนั้นคือตัวชี้วัดความมีชีวิตของดินอย่างแท้จริง

โดย Dr.Elaine Ingham แบ่งระดับชั้นของผู้กินอาหารไว้ 5 ระดับ ด้วยกัน โดยเริ่มจากระดับที่ 1 ซึ่งเป็นผู้ที่แปลงสสารและพลังงานจากภายนอกเข้าสู่ระบบใต้ดิน โดยกลุ่มพืชสาหร่ายและไลเคนแปลงแสงแดดให้เป็นแป้งและน้ำตาล แบคทีเรียตึงไนโตรเจนให้เป็นธาตุอาหารเป็นต้น ซึ่งผลผลิตที่ได้จากระดับที่ 1 ก็จะเป็นอาหารให้กับกลุ่มผู้ย่อยสลายพวกแบคทีเรียและเชื้อราต่อไป ส่วนระดับที่ 3 จะเป็นกลุ่มผู้ล่าเช่นโปรโตซัวจะกินแบคทีเรียเป็นอาหาร โดยระดับที่ 4 จะเป็นกลุ่มไส้เดือนและแมลงขาปล้องที่มีขนาดใหญ่ขึ้นมาอีกนิดหน่อย ซึ่งนอกจากเป็นจะทำหน้าที่ของผู้ล่าแล้วกลุ่มนี้จะมีการปล่อยธาตุอาหารพร้อมกับทำให้เกิดช่องว่างซึ่งสามารถเพิ่มพื้นที่ให้กับอากาศได้ไหลเวียนได้ดีขึ้น ส่วนระดับที่ 5 จะเป็นกลุ่มที่อยู่บนดิน ไม่ว่าจะเป็นตะขาบแมงป่องหรือนกเป็นต้น ซึ่งจะเห็นได้ว่าสิ่งมีชีวิตทั้งห้าระดับมีความสัมพันธ์เชื่อมโยงซึ่งกันและกัน การตัดวงจรความสัมพันธ์ไม่ว่าจะเป็นการใช้สารเคมี การรบกวนระบบนิเวศใต้ดินเช่นการไถ่พรวนมากเกินไปย่อมมีผลต่อการวงจรอาหารและการเจริญเติบโตของพืชด้วยทั้งสิ้น ซึ่งวิธีการที่จะรักษาความสมบูรณ์ของห่วงโซ่อาหารในดินสามารถทำได้ดังนี้

1. ไม่ใช้สารเคมีหรือยาฆ่าแมลงใดๆทั้งสิ้น
2. ไม่รบกวนดินโดยการไถ่พรวนที่เกินความจำเป็น
3. ควรมีการคลุมหน้าดินเพื่อรักษาความชื้นและอุณหภูมิ ไม่ให้เปลี่ยนแปลงมากเกินไป
4. รักษาความหลากหลายทางชีวภาพของพืชบนดินและใต้ดิน
5. ปลูกพืชหมุนเวียนในแต่ละรอบปี
6. รักษาระบบรากพืชใต้ดินไว้ไม่ต้องถอนรากทิ้งออกทั้งหมดเพื่อเป็นการเพิ่มช่องอากาศให้กับดิน

ซึ่งอาจจะมีวิธีการที่แตกต่างไปจากนี้ตามสภาพแวดล้อมของหน้าในในแต่ละพื้นที่ ซึ่งถ้าสามารถทำได้แบบนี้จะทำให้สายสัมพันธ์ระหว่างพวกพ้องของพืชมีความมั่นคงและสามารถอยู่ร่วมกันอย่างยั่งยืน

ทั้งๆที่เจ้าตัวจิ๋วหรือกลุ่มจุลินทรีย์ตัวน้อยๆตัวนี้ มีวิวัฒนาการร่วมกับสิ่งมีชีวิตบนโลกใบนี้มาตั้งแต่แรกเริ่มและมีบทบาทที่สำคัญมากๆในการรักษาสมดุลของระบบนิเวศในภาพรวม แต่เรากลับแทบจะไม่รู้จักตัวตนที่แท้จริงของเพื่อนแท้คนนี้เลย

มนุษย์ไม่รู้จักจุลินทรีย์ในตัวของเราที่สร้างภูมิต้านทานให้กับเรามากกว่า 50%  เราจึงไม่ชอบกินผักสดที่เป็นอาหารของเพื่อนตัวน้อยตัวนี้เลย

มนุษย์ไม่รู้จักจุลินทรีย์ในดินที่สร้างอาหารให้กับพืช จึงได้ใช้สารเคมีและยาฆ่าแมลง สุดท้ายสารเคมีและยาฆ่าแมลงนั้นก็กลับมาเป็นอาหารของเราอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

ยังไม่สายไปถ้าเราจะกลับมาทำความรู้จักกับสิ่งมีชีวิตตัวเล็กเหล่านี้ การได้เห็นไส้เดือนใต้ต้นไม้ การได้เห็นแมลงปอบินรอบสระน้ำ การได้เห็นใยแมงมุมในแปลงผัก การได้เห็นผีเสื้อบินตอมดอกไม้ จึงน่าจะเป็นภาพแห่งอนาคตที่ต้องฝากพวกเราทุกคนได้ร่วมกันสร้างให้ลูกหลานของพวกเราได้คุ้นเคยเพราะภาพวาดที่สวยงามเหล่านั้นจะเป็นเสมือนดั่งภาพที่แสดงความสมบูรณ์ของความเป็นมนุษย์ที่เข้าใจหลักการดำรงอยู่ร่วมกันอย่างแท้จริง ขอขอบพระคุณเจ้าตัวจิ๋วที่ช่วยทำให้โลกใบนี้อยู่ได้จนถึงปัจจุบัน.