เมื่อวันที่ 5 มิถุนายน 1991 กระสวยอวกาศโคลัมเบียพุ่งทะยานขึ้นสู่อวกาศ โดยมีแมงกะพรุนพระจันทร์ (Moon Jelly, Aurelia aurita) ในระยะ Polyp และระยะว่ายน้ำขั้นเริ่มต้น (Ephyra) จำนวน 2,478 ตัว ถูกส่งขึ้นไปด้วย

แมงกะพรุนอวกาศกลุ่มนี้ คือตัวแทนของการทดลองเพื่อที่จะตอบคำถามว่า “สภาวะเกือบไร้แรงโน้มถ่วง (microgravity) มีผลอย่างไรต่อพัฒนาการของสิ่งมีชีวิต” ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญที่ต้องรู้ก่อนที่เราจะส่งมนุษย์ไปอวกาศนานๆ รวมทั้งปัญหาสำคัญที่ว่า เราสามารถมีลูกในอวกาศได้หรือได้ เด็กจะเติบโตอย่างปกติไหม แล้วจะมีปัญหาอะไรหรือเปล่าหากกลับมาบนโลก ?

แม้ว่าแมงกะพรุนจะต่างจากพวกเราอย่างมาก แต่พวกมันมีสิ่งหนึ่งที่คล้ายเรา นั่นคือระบบตรวจวัดแรงโน้มถ่วง (gravity receptor) แต่เป็นในเวอร์ชันที่เรียบง่ายกว่ามาก มันคือระบบที่ทำให้แมงกะพรุนบอกความแตกต่างระหว่างด้านบนกับด้านล่างได้ โดยมันจะมีผลึกแคลเซียมซัลเฟต (Statoliths) ในกระเปาะรอบๆ ขอบร่ม (bell margin) ซึ่งพอเวลามันเอียงตัว ผลึกนี้ก็จะกลิ้ง ขนที่ทำหน้าที่เป็นเซ็นเซอร์ก็จะส่งสัญญาณไปยังเส้นประสาท ซึ่งคล้ายกับระบบที่อยู่ในหูชั้นในของคนเรา

กลับมาที่การทดลองแมงกะพรุนอวกาศกันต่อ การทดลองนี้เริ่มขึ้นโดยการฉีดสารเคมีกระตุ้นให้ Polyp พัฒนาเป็น Ephyra ซึ่งบางกลุ่มจะเป็น Ephyra ตั้งแต่ก่อนยานออก ส่วนอีกกลุ่มเป็นเมื่ออยู่บนอวกาศแล้ว จากนั้นพวกเขาก็จะทำการบันทึกภาพและข้อมูลต่างๆ เช่น ลักษณะภายนอก ท่าทางการว่ายน้ำ จำนวนผลึกแคลเซียมซัลเฟต เพื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มควบคุมที่อยู่บนโลก

นอกจากนั้น พวกเขายังปล่อยให้แมงกะพรุนที่เป็นตัวเต็มวัยในอวกาศได้ขยายพันธุ์ด้วย ซึ่งทำให้ในช่วงนั้น เรามีแมงกะพรุนโคจรรอบโลกถึง 60,000 ตัว!

สิ่งที่นักวิจัยพบจากการทดลองนี้คือ พวกมันเจริญเติบโตได้อย่างปกติและว่ายน้ำได้ เพียงแต่เมื่อผ่านไปราว 9 วัน พวกที่เติบโตมาแล้วจากโลก จะสูญเสียผลึกแคลเซียมซัลเฟตไปเป็นจำนวนมาก และมีท่าว่ายแปลกๆ โดยมักว่ายวนเป็นวงกลม

และเมื่อแมงกะพรุนกลุ่มนี้กลับถึงโลก พวกบางส่วนไม่สามารถว่ายน้ำได้เหมือนเพื่อนแมงกะพรุนที่อยู่บนโลกทั่วไป เนื่องจากระบบตรวจวัดแรงโน้มถ่วงเกิดความผิดเพี้ยน… แต่ไม่นานพวกมันส่วนใหญ่ก็สามารถกลับคืนสู่การว่ายปกติได้

อ้างอิง

• https://er.jsc.nasa.gov/seh/From_Undersea_To_Outer_Space.pdf
• https://www.nytimes.com/2011/06/07/science/07jellyfish.html
• https://www.youtube.com/watch?v=FvjVKAAvIn8

วงจรชีวิตของแมงกะพรุน หากพูดให้นึกภาพง่ายๆ ให้นึกถึงผีเสื้อที่มีการกลายร่างจากไข่ เป็นตัวหนอน เป็นดักแด้ จนเข้าสู่ตัวเต็มวัย… แมงกะพรุนก็มีหลักการคล้ายๆ กัน คือวัยเด็กของมัน หน้าตาไม่ได้เหมือนพ่อแม่ แต่วงจรชีวิตแมงกะพรุนมีความล้ำกว่าตรงที่ว่า ไข่ที่ได้รับการผสม 1 ฟอง สามารถเติบโตขึ้นมาเป็นแมงกะพรุนได้หลายตัว !

Picture of reproduction of jellyfish

จากนั้นมันก็จะเติบโตและทำการโคลนนิ่งตัวเองด้วยการแตกหน่อ โดยเกาะติดอยู่ที่พื้นทะเล ระยะนี้เรียกว่า ‘Polyp’ เมื่อมันเติบโตขึ้นจนถึงระยะที่เหมาะสม แต่ละหน่อก็จะสละยานแม่ แยกตัวออกเป็นอิสระ กลายเป็นแมงกะพรุนน้อยๆ มากมายล่องลอยในมวลน้ำ ช่วงแรกๆ หน้าตาจะคล้ายกลีบดอกไม้แฉกๆ เรียกระยะ ‘Ephyra’ ก่อนจะเติบโตจนหน้าตาเป็นแมงกะพรุนแบบที่เราคุ้นเคยกัน ที่เรียกว่าระยะ ‘Medusa’

แล้ว Medusa นี้ก็จะกลายเป็นขุ่นพ่อขุ่นแม่แมงกะพรุน ปล่อยไข่และสเปิร์มเพื่อขยายพันธุ์ต่อไป

ความมหัศจรรย์อย่างหนึ่งของวงจรชีวิตแมงกะพรุนคือ แม้ว่า Medusa แต่ละตัว จะแยกตัวผู้กับตัวเมียชัดเจน แต่ในระยะที่มันเป็น Polyp มันสามารถโคลนนิ่งตัวเองออกมาได้ทั้งเพศผู้และเพศเมีย หรือพูดอีกอย่างว่า จากไข่และสเปิร์มหนึ่งคู่ จะได้ผลผลิตเป็นแมงกะพรุนที่มี DNA เหมือนกันหลายตัวที่มีทั้งตัวผู้และตัวเมียปะปนกัน!

อย่างไรก็ตาม วิธีและรูปแบบการแตกหน่อของแมงกะพรุนแต่ละกลุ่มมีรายละเอียดปลีกย่อยที่ต่างกันมาก บางชนิดช่วงแตกหน่อจะดูเหมือนจานซ้อนกันเป็นชั้นๆ บางชนิดแตกหน่อออกด้านข้าง บางชนิดไม่มีระยะ Polyp แต่เป็น Medusa เองที่ทำหน้าที่แตกหน่อ อ่านต่อ

ส่วนวิธีผสมพันธุ์ของแมงกะพรุนแต่ละชนิด ก็มีความแตกต่างกันมากมาย บางชนิดมีสองเพศในตัวเดียว บางชนิดไข่ได้รับการผสมภายในตัวแม่และมันก็อุ้มท้องด้วย อ่านต่อ

อ้างอิง : หนังสือ Jellyfish: A Natural History (ผู้เขียน Lisa-ann Gershwin)

เราทุกคนคงคุ้นเคยกันดีกับลำตัวใสๆ ของแมงกะพรุน… แต่เคยสงสัยไหมว่า มีอะไรอยู่ข้างในวุ้นใสนั้น?

เนื้อเยื่อเจลาติน

แมงกะพรุนประกอบด้วยเนื้อเยื่อ 2 ชั้น ตรงกลางระหว่างชั้นทั้งสอง คือสารที่มีลักษณะคล้ายวุ้น เรียก Mesoglea ซึ่งประกอบด้วยน้ำถึง 95% ทำให้มันมีความหนาแน่นใกล้เคียงกับน้ำ จึงลอยตัวในน้ำได้อย่างไม่ต้องใช้พลังงานอะไรมากมาย

Anatomy picture of a true jellyfish

ระบบย่อยอาหาร

บอกได้เลยว่าเป็นระบบที่เราไม่อยากเลียนแบบแน่ๆ เพราะนี่เป็นระบบย่อยอาหารขั้นพื้นฐาน คือมีโพรง (Gastrovascular Cavity) ไว้ย่อย และรูเปิดหนึ่งรูที่ทำหน้าที่เป็นทั้ง ‘ปาก’ และ ‘ตูด’ ในรูเดียวกัน กินทางไหน ก็ขับถ่ายออกทางนั้นจ้า… อึ๋ยยย~~

อวัยวะสืบพันธุ์ (Gonad)

ส่วนใหญ่จะมีเพศเดียวในหนึ่งตัว ยกเว้นบางชนิดที่มี 2 เพศในตัวเดียว

ในกลุ่มแมงกะพรุนแท้ (Scyphozoa) ต่อมเพศของมันคือสิ่งที่เราเห็นเป็นกลีบๆ เมื่อมองจากด้านบนของร่ม

ส่วนแมงกะพรุนกล่อง ต่อมเพศจะอยู่ตามแนวเส้นกลางลำตัว 4 ด้าน

ระบบประสาท

แม้จะไม่มีสมอง แต่แมงกะพรุนก็รับรู้โลกได้ผ่านทางเส้นประสาทที่กระจายอยู่ทั่วตัว โดยมีจุดศูนย์รวมของอวัยวะรับสัมผัสที่เรียกว่า Rhopalium กระจายอยู่รอบๆ ขอบร่ม (พหูพจน์ = Rhopalia)

The visual system of the cubozoan

ในแต่ละ Rhopalium จะประกอบด้วยเซลล์รับสัมผัสต่างๆ ดังนี้

• เซลล์รับแสง (Eyespots) แมงกะพรุนพระจันทร์จะมี 2 eyespots ในแต่ละ Rhopalium ซึ่งแม้จะยังไม่เห็นเป็นภาพ แต่ก็พอรับรู้ความมืดความสว่างได้
  ในขณะที่แมงกะพรุนกล่อง จะมีถึง 6 ตา ในแต่ละ Rhopalium ทำให้มันมีตารวมทั้งหมด 24 ตา !! แถมเซลล์เหล่านี้ก็พัฒนามาก จนมีข้อสันนิษฐานว่ามันสามารถเห็นภาพและสีได้ รวมถึงบางชนิดสามารถจดจำภาพแนวป่าชายเลนและว่ายเข้าหาเพื่อไปกินอาหารในนั้นได้
• ระบบรักษาสมดุลร่างกาย (Statoliths) ทำหน้าที่คล้ายหูชั้นในของเรา คือรักษาสมดุลการเคลื่อนไหว
• อื่นๆ : แมงกะพรุนบางชนิด จะมีมิเตอร์วัดความเค็มของน้ำทะเล เพื่อหลีกหนีช่วงน้ำจืดไหลลงอ่าวเยอะๆ ได้ บางชนิดสามารถรับรู้ความสั่นสะเทือน การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ หรือสารเคมีรอบๆ ตัวได้ ซึ่งทำให้มันสามารถแยกแยะว่า แมงกะพรุนข้างๆ มัน คือเพื่อนร่วมสายพันธุ์หรือศัตรู

ข้อมูล

• https://www.juliberwald.com/blog/a-jellyfish-anatomy-primer-by-popular-demand/
• หนังสือ Jellyfish: A Natural History (ผู้เขียน Lisa-ann Gershwin)
• https://www.cell.com/current-biology/pdf/S0960-9822(13)00359-X.pdf
• http://cronodon.com/BioTech/Jellyfish.html

หากพูดกันในภาษาชาวบ้าน แมงกะพรุนคือสิ่งมีชีวิตที่มีคุณสมบัติหลักๆ 3 ข้อ คือ

1. เป็นสิ่งมีชีวิตที่เป็นวุ้นใสๆ
2. ใช้ชีวิตล่องลอยไปตามกระแสน้ำ
3. มีหนวดที่มีเข็มพิษ

แต่ความปวดหัวในการนิยามแมงกะพรุนคือ แต่ละตำราดันนิยามไม่เหมือนกัน สัตว์บางชนิดมีคุณสมบัติทั้ง 3 ข้อ แต่นักวิทยาศาสตร์บางกลุ่มก็บอกว่ามันไม่ใช่แมงกะพรุน เพราะมันมีบางอย่างทางชีววิทยาแตกต่างกับแมงกะพรุนทั่วไปมากเหลือเกิน ในขณะที่บางชนิดดูเผินๆ คล้ายแมงกะพรุนมาก แต่ดันไม่มีเข็มพิษ ทำให้หนังสือหลายเล่มบอกว่ามันไม่ใช่แมงกะพรุน ในขณะที่หนังสือบางเล่มก็นับรวมพวกมันเข้าไปด้วย

และนี่จึงทำให้การจัดหมวดหมู่ทางวิทยาศาสตร์มีความสำคัญ เพราะมันจะทำให้เราเห็นภาพว่า ตัวไหนเป็นญาติใกล้เคียงกับตัวไหน… เพราะ ‘ชื่อ’ จะเรียกอย่างไรก็ไม่สำคัญ ตราบใดที่เราเข้าใจว่าสัตว์ชนิดนี้คืออะไร ต่างจากกลุ่มอื่นตรงไหน มีจุดสังเกตอย่างไร และเมื่อเรารู้จักมัน เราก็จะรู้ว่าตัวไหนอันตรายควรหนีห่าง หรือตัวไหนที่เราสามารถลอยตัวชื่นชมความมหัศจรรย์ของมันได้อย่างสบายใจ

แมงกะพรุนอยู่ตรงไหนในต้นไม้แห่งวิวัฒนาการ ?

แมงกะพรุน – ในความหมายที่ทุกคนเห็นตรงกันว่าเป็นแมงกะพรุนแน่ๆ — คือสัตว์ในไฟลัมไนดาเรีย (Cnidaria) มีเพื่อนร่วมไฟลัมคือ ปะการัง ดอกไม้ทะเล กัลปังหา ไฮดรอย์ ไฮดรา ปากกาทะเล ถ้วยทะเล ไซโฟโนฟอร์ ฯลฯ โดยเอกลักษณ์ประจำไฟลัมนี้คือ มีเข็มพิษ (Stinging Cells) ที่ทำงานด้วยระบบสัมผัส แตะปุ๊บ ยิงปั๊บ ส่วนพิษจะร้ายแรงแค่ไหนก็ขึ้นอยู่กับชนิดสัตว์ ปริมาณพิษที่ได้รับ และความแพ้ของแต่ละคน

จากระดับไฟลัม นักชีววิทยาก็แบ่งย่อยออกเป็น คลาส (Class) ต่อไปอีก (อ่าน “วิธีการแบ่งหมวดหมู่แบบวิทยาศาสตร์“) แมงกะพรุนที่เราคุ้นเคยกันจะอยู่ใน 4 คลาสหลักๆ ดังนี้

Class: Staurozoa

เป็นแมงกะพรุนที่หน้าตาพิสดารกว่าชาวบ้านเขา คือมีรูปร่างคล้ายแก้วแชมเปญเกาะติดอยู่ที่พื้นทะเล ไม่ได้ล่องลอยกลางน้ำเหมือนแมงกะพรุนทั่วไป พวกนี้เราเรียก ‘แมงกะพรุนก้าน’ หรือ ‘Stalked Jellyfish’

Class Staurozoa, Phylum Cnidaria

Class: Cubozoa

นี่คือกลุ่มสายโหดที่เรารู้จักกันในนาม ‘แมงกะพรุนกล่อง’ (Box Jellyfish) ผู้มีพิษร้ายแรงขนาดทำให้คนตายได้ โดยส่วนร่ม (bell) ของพวกนี้จะดูคล้ายกล่อง มีหนวดยาวเฟื้อยที่เต็มไปด้วยเข็มพิษ และมีเซลล์รับแสงที่พัฒนามาก

Class Cubozoa, Phylum Cnidaria

Class: Scyphozoa

นี่คือกลุ่มที่เราเรียกว่าเป็น ‘แมงกะพรุนแท้’ (True Jellyfish) คือตรงตามลักษณะโหงวเฮ้งของแมงกะพรุนที่เราคุ้นเคยกันทุกประการ โดยมีจุดเด่นที่ไม่เหมือนกลุ่มอื่นคือ มีแขนรอบปาก (Oral Arms) ที่มีลักษณะเป็นเนื้อเยื่อยึกยือที่ห้อยย้อยลงมา ทำหน้าที่สาวเหยื่อใส่ปาก ในขณะที่หนวดที่เป็นเส้นๆ นั้น บางชนิดก็มี บางชนิดก็ไม่มี

Class Scyphozoa, Phylum Cnidaria

Class: Hydrozoa

กลุ่มนี้จะรวมมิตรสมาชิกหลากหลาย ตั้งแต่ไฮดราและไฮดรอย์, ไซโฟโนฟอร์ รวมไปถึง แมงกะพรุนในกลุ่ม Hydromedusa เช่น Immortal Jellyfish, Lion’s Mane Jellyfish ฯลฯ

แมงกะพรุนกลุ่ม Hydromedusa, Phylum Cnidaria

*แมงกะพรุนทั้งหมดในกลุ่มนี้ เรียกรวมๆ อย่างเป็นทางการว่า เป็นกลุ่มของ Medusozoa (Medusa = ช่วงชีวิตในวัยว่ายน้ำของแมงกะพรุน, zoa = สัตว์)