โลมากระแทกปาก !!!

* เอื้อเฟื้อข้อมูลจาก สถาบันฟิสิกส์ราชมลงคล

เมื่อมนุษย์ขึ้นไปอยู่บนอวกาศที่ปราศจากแรงโน้มถ่วง พวกเขาจะไม่สามารถบอกได้ว่า ตำแหน่งที่เขาอยู่คือแนวตั้งหรือแนวนอน กล้ามเนื้อรวมทั้งกระดูกของพวกเขาจะสูญเสียความแข็งแรง การเดือดของน้ำจะไม่เกิดฟอง หรือแม้แต่กระทั่งเมื่อพวกเขาหายใจ แรงจากการหายใจ จะดันตัวของพวกเขาให้เคลื่อนที่ไปในทิศตรงกันข้าม ตามกฎข้อที่สามของนิวตันที่ว่า เมื่อมีแรงกิริยา ก็จะเกิดแรงปฏิกิริยาในทิศตรงกันข้ามเสมอ และยังมีอีกหลายๆสิ่งในอวกาศที่พวกเราคิดกันไปไม่ถึง

นักวิทยาศาสตร์ยังมีความสงสัยปรากฎการณ์อื่นๆอีกหลายประการ เมื่อมนุษย์ไปอาศัยอยู่ในสภาวะที่ไม่มีแรงโน้มถ่วง แต่มีอยู่ประการหนึ่งที่นักวิทยาศาสตร์อยากจะรู้ มากเป็นพิเศษ ก็คือ ตัวอสุจิ ว่ามันจะอยู่ได้อย่างไรถ้าไม่มีแรงโน้มถ่วง




การเคลื่อนที่ของตัวอสุจิเมื่อมีแรงโน้มถ่วงต่างๆกัน

รูปซ้าย +G แรงโน้มถ่วงมากกว่าแรงโน้มถ่วงโลก
รูปกลาง G แรงโน้มถ่วงเท่ากับแรงโน้มถ่วงโลก
รูปขวา -G แรงโน้มถ่วงน้อยกว่าแรงโน้มถ่วงโลก



นักวิทยาศาสตร์ที่ทำการวิจัยศึกษา

นาย โจเซฟ แทส นักกายวิภาค ของมหาวิทยาลัย แคนซัส ซึ่งเป็นที่ปรึกษาขององค์การอวกาศนาซา เป็นคนที่สนใจ และให้การศึกษาเรื่องนี้อย่างจริงจัง เริ่มต้นเขามีความเชื่อว่า ตัวอสุจิอาจจะมีพฤติกรรมที่เปลี่ยนไปเมื่อมันไปอยู่ในอวกาศ ความเชื่อนี้มีความสำคัญใหญ่หลวงต่อการสืบพันธุ์ของมนุษย์ อย่างไรก็ตามความคิดของเขาเริ่มปรากฎเป็นรูปเป็นร่างเมื่อมีการทดลองทางวิทยาศาสตร์ขึ้น



ในปี ค.ศ. 1988 นักวิจัยชาวเยอรมัน นาย ยู อิงเกิลแมน ได้ทดลองส่งตัวอย่างของตัวอสุจิ ของวัว ขึ้นไปกับยานอวกาศที่โคจรอยู่รอบโลก โดยส่งขึ้นไปพร้อมกับจรวดในโครงการของประเทศยุโรป วัตถุประสงค์หลักของการทดลองก็คือเขาอยากจะทราบว่า การเคลื่อนที่ของตัวอสุจิจะเป็นไปในลักษณะใด เมื่อมันไปอยู่ในอวกาศ สำหรับตัวนายอิงเกิลแมน ไม่ได้ขึ้นไปพร้อมกับยานอวกาศด้วยหรอก เขาต้องอาศัยนักบินอวกาศ ช่วยทดลองแทนเขา และส่งผลการทดลองกลับมาให้เขาทราบอีกที ในการทดลองครั้งนั้น ลักษณะการเคลื่อนที่ของตัวอสุจิได้เปลี่ยนไปจริง โดยมันเคลื่อนที่ได้เร็วขึ้นเมื่ออยู่ในอวกาศ ดูเหมือนว่าการทดลองนี้จะบอกเขาว่า เขาค้นพบอะไรบางอย่างเข้าให้แล้ว โดยเมื่อตัวอสุจิเคลื่อนที่ได้เร็ว นั่นก็หมายความว่า มันสามารถวิ่งเข้าไปหาไข่และผสมกับไข่ได้เร็วขึ้น อัตราการผสมพันธุ์จะเพิ่มขึ้นในอัตราเดียวกัน ถ้าเป็นเช่นนี้จริงการผสมพันธุ์ในอวกาศของมนุษย์จะมีโอกาสได้ทายาทมากกว่าเมื่อผสมกันอยู่บนพื้นผิวโลก



ความพยายามของนายแทส

สำหรับนายแทสแล้ว ข้อมูลดังกล่าวเบื้องต้น มีค่ายิ่งกว่าทองคำ แต่ยังไม่เพียงพอ เขายังอยากจะทราบอะไรเพิ่มเติมขึ้นอีก นายแทสเป็นคนยุโรป ไปอาศัยอยู่ในประเทศอเมริกา ซึ่งเป็นประเทศที่มั่งคั่งและร่ำรวย งานวิจัยแปลกๆประหลาดประเภทนี้ มีทางเดียวที่จะทำได้ คือขอความช่วยเหลือไปที่องค์การอวกาศนาซา ที่ตัวเขาเป็นที่ปรึกษาอยู่นั่นเอง


การเคลื่อนที่ของตัวอสุจิ เกิดจากกระบวนการทางเคมีที่เรียกว่า ฟอสฟอไรเรชั่น (Phosphorylation) ซึ่งเป็นปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในเซลของตัวอสุจิ เพื่อควบคุมกิจกรรมการเคลื่อนไหวต่างๆ ในกระบวนการ ฟอสฟอไรเซชั่น จะมีเอนไซม์ตัวหนึ่งควบคุมโปรตีน และทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องจากเซลหนึ่งไปยังอีกเซลหนึ่งอย่างรวดเร็ว เป็นปฏิกิริยาแบบลูกโซ่ และทำให้ตัวอสุจิเกิดการเคลื่อนที่ ผลักดันให้มันพุ่งไปข้างหน้า เมื่อตัวอสุจิเคลื่อนที่อยู่บนโลก การเคลื่อนที่ของหางจะหยุดลงเมื่อมีเอนไซม์ตัวที่สอง คือ ฟอสเฟเตส (Phosphatase) นายแทสพบว่า เอนไซม์ตัวที่สองทำงานช้าไปกว่าปกติหรืออาจจะหยุดทำงานไปเลยก็ได้ เมื่อไม่มีแรงโน้มถ่วง


การค้นพบของเขาช่วยให้เขาสามารถอธิบายได้ว่า ทำไมตัวอสุจิจึงเคลื่อนที่ได้เร็วขึ้นในอวกาศ อย่างไรก็ตาม เขาไม่สามารถบอกได้ว่า การผสมระหว่างตัวอสุจิกับไข่ จะเกิดขึ้นได้ดีกว่าเมื่ออยู่ในอวกาศ เพียงแต่บอกว่า เอนไซม์ตัวที่สองซึ่งเป็นตัวคอยเบรก การโบกสบัดของหาง มันหยุดหรือหน่วงการทำงานลง ถึงกระนั้น ในกระบวนการผสมพันธุ์ของมนุษย์ มีเอนไซม์อยู่อีกหลายตัว และแต่ละตัวนั้นยังไม่มีข้อมูลว่าเกี่ยวข้องกับแรงโน้มถ่วงหรือไม่ แน่นอนการไปศึกษาวิจัยในอวกาศไม่ได้ทำได้ง่ายๆเลย นายแทสไม่สามารถขึ้นไปทดลองได้ด้วยตนเอง ต้องอาศัยนักบินอวกาศที่ฝึกฝนเป็นแรมปี ขึ้นไปทดลอง แทนเขา ในยานอวกาศมีเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์มากมายนับเป็นแสนๆชิ้น แต่ละชิ้นมีราคายิ่งกว่าเพชรเสียอีก นักวิจัยคนอื่นๆที่สนใจงานประเภทอื่นก็ต้องการส่งเครื่องมือไปทดลองในอวกาศเช่นเดียวกัน ดังนั้นช่องว่างในยานอวกาศ จึงไม่มีไว้ใส่กล้องจุลทรรศน์ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษของนายแทสเลย



การเคลื่อนที่ของหางจะหมุนเป็นวง ผลักให้ตัวอสุจิเคลื่อนที่ไปข้างหน้า



ดังนั้นถึงแม้นายแทสจะบอกปากเปียกปากแฉะว่า งานวิจัยของเขามีค่ายิ่ง แต่เมื่อไม่มีที่ว่างเพียงพอให้เขา การทดลองของเขาจึงถูกบังคับไปโดยปริยาย ให้เป็นการทดลองในส่วนเล็กๆ ซึ่งไม่ต้องอาศัยที่มากนัก ทำให้การศึกษาทำได้แต่เพียงการเคลื่อนที่ กับโปรตีน และเอนไซม์บางชนิดเท่านั้น


สำหรับบนพื้นโลก มีที่ศึกษาให้นายแทสมากมาย และการหาตัวอสุจิ ก็ทำได้ไม่ยากนัก นายแทสได้สร้างกล้องจุลทรรศน์ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ เป็นกล้องที่สามารถหมุนได้ เพื่อสร้างแรงหนีศูนย์กลาง และทำให้เกิดแรงโน้มถ่วงที่มากกว่าบนพื้นโลก โดยกล้องที่เขาออกแบบมาสามารถสร้างแรงโน้มถ่วงขึ้นได้ถึง 5 เท่าของความเร่งโน้มถ่วงของโลก จากการทดลอง เขาได้ข้อสรุปว่า เมื่อแรงโน้มถ่วงเพิ่มขึ้นเป็น 1.3 เท่าของความเร่งโลก การเคลื่อนที่ของตัวอสุจิจะลดลง 50 % จริง อย่างไรก็ตามการเคลื่อนที่ของตัวอสุจิ เป็นกลไกที่ซับซ้อนเป็นอย่างยิ่ง นักวิจัยยังต้องค้นคว้าต่อไปอีกมาก ยกตัวอย่างสักตัวอย่างหนึ่ง ถ้าเกิดว่า ตัวอสุจิขึ้นไปอาศัยอยู่ในอวกาศเป็นเวลานาน มันสามารถปรับตัวเองภายใต้แรงโน้มถ่วงที่ลดลงได้หรือไม่ คือในขณะที่มันยังอยู่ในสภาวะไร้แรงโน้มถ่วง เซลยังปรับตัวไม่ทัน ทำให้เคลื่อนที่ช้าก็เป็นไปได้ ต่อเมื่อมันอยู่ไปซักระยะหนึ่ง มันก็เคลื่อนที่ได้ปร๋อ เหมือนอยู่บนโลกเป็นต้น อย่างไรก็ตามเป็นเพียงข้อสันนิษฐานยังไม่มีการทดลองรองรับ


นายแทสเชื่อว่า เมื่อองค์การอวกาศเห็นความสำคัญในงานทดลองของเขา และให้ส่งกล้องจุลทรรศ์ของเขาไปพร้อมกับกระสวยอวกาศในครั้งต่อไป ก็มีโอกาสเป็นไปได้ ที่จะได้ข้อมูลที่ลึกซึ้งเพิ่มขึ้น ซึ่งการศึกษายังสามารถประยุกต์กับตัวอสุจิของสัตว์อื่นๆ ได้อีกด้วย สำหรับตัวของนายแทสเอง เขาได้ศึกษาและทุ่มเทเวลาไปอย่างมากมาย เกือบทั้งชีวิตของเขา แต่สำหรับองค์การอวกาศนาซา ซึ่งมีมุมมองที่แตกต่างจากเขา และต้องแบกรับการทดลองอื่นๆอีกมากมาย จึงต้องเลือกระดับความสำคัญของการทดลอง ต้องดูว่าในอนาคต ตัวอสุจิของนายแทส อ้อเขียนผิด! ต้องเป็นตัวอสุจิของมนุษย์จะได้มีโอกาสไปโบกสบัดอยู่ในอวกาศได้นานขึ้น หรือไม่