การขาดไทอามีนที่น่าสงสัยกำลังรบกวนระบบนิเวศทางทะเลบางแห่ง
ปลาตัวน้อยที่ดูสับสนดึงดูดความสนใจของพนักงานที่ Coleman National Fish Hatchery ในเรดบลัฟฟ์ แคลิฟอร์เนีย เมื่อต้นเดือนมกราคม 2020 เมื่อมองลงไปที่แท็งก์น้ำกลางแจ้งที่เรียกว่าร่องน้ำ พนักงานของสถานที่สังเกตเห็นว่าท่ามกลางเมฆสีมะกอกเข้มของ ปลาที่มีชีวิต บางครั้งก็มีเศษเงินจากใต้ท้องลูกปลาตัวเล็กๆ ที่กำลังดิ้นรนว่ายน้ำ ปลาจะกลิ้งเข้าด้านข้าง จมลงสู่ก้นทะเลชั่วครู่ ดีดตัวกลับตรง ว่ายน้ำสองสามจังหวะ แล้วพลิกตัวอีกครั้ง
หลายคนกำลังจะตายเช่นกัน ในขณะที่การตายเพียงไม่กี่ร้อยรายต่อวันในโรงงานที่มีปลาหลายล้านตัวเป็นเรื่องปกติ แต่มีบางอย่างผิดปกติอย่างแน่นอน
“[การตาย] อยู่ที่หลักพัน และไม่ได้ลดลงเลย” Brett Galyean หัวหน้าโครงการที่โรงเพาะฟักกล่าว
Galyean และทีมของเขาฟักไข่และปล่อยปลาหกถึงเจ็ดล้านตัวลงสู่ร่องน้ำแล้ว หรือประมาณครึ่งหนึ่งของผลผลิตต่อปีของ Coleman และโอกาสที่จะสูญเสียปลาจำนวนมากหรือส่วนใหญ่เริ่มดูเหมือนจริงมาก
นักชีววิทยาที่ California-Nevada Fish Health Center ซึ่งเป็นห้องทดลองในสถานที่ของโรงเพาะฟักซึ่งตั้งอยู่บนแควของแม่น้ำ Sacramento ได้ตรวจสอบปลา แต่ไม่สามารถวินิจฉัยได้ ตัวอย่างบางส่วนถูกส่งไปยังมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียเดวิสที่อยู่ใกล้เคียงเพื่อทำการทดสอบเพิ่มเติม
ในช่วงเวลานั้น Galyean จำได้ว่าโรงเพาะฟักปลาแซลมอนแห่งอื่นๆ ในรัฐเริ่มรายงานอัตราการตายสูงผิดปกติในปลาของพวกเขา อะไรก็ตามที่ทำให้ปลาแซลมอนของ Coleman เดือดร้อน เห็นได้ชัดว่าส่งผลกระทบต่อปลาทั่วแคลิฟอร์เนียตอนเหนือ ไม่มีคำอธิบายที่ดีกว่านี้ Galyean และเพื่อนร่วมงานเริ่มกังวลว่าไวรัสกำลังแพร่กระจายไปทั่วลูกของพวกเขา
เมื่อมีปลาหลายพันตัวหมดอายุทุกวัน พวกเขาหันไปใช้อินเทอร์เน็ตที่ซึ่งพวกเขาขุดงานวิจัยที่ตีพิมพ์เกี่ยวกับการขาดสารอาหารในปลาเทราต์จากเกรตเลกส์และปลาแซลมอนแอตแลนติกบนชายฝั่งตะวันออก หลายทศวรรษที่ผ่านมา พบว่าปลาที่ป่วยและกำลังจะตายในภูมิภาคเหล่านี้ขาดไทอามีน (หรือสะกดว่าไทอามิน) หรือวิตามินบี 1 ซึ่งเป็นองค์ประกอบพื้นฐานของชีวิตที่สำคัญต่อการทำงานของเซลล์และในการเปลี่ยนอาหารเป็นพลังงาน
Galyean กล่าวว่าได้รับการสนับสนุนจากการค้นพบนี้ นักชีววิทยาของ Fish Health Center ได้ทำการทดลอง โดยจุ่มลูกปลาประมาณครึ่งหนึ่งลงในอ่างน้ำและละลายผงไทอามีน หลังจากผ่านไปหลายชั่วโมง ปลาที่ได้รับการรักษาเกือบทั้งหมดมีพฤติกรรมตามปกติ ในขณะที่อาการยังคงอยู่ในกลุ่มควบคุมที่ไม่ได้รับการรักษา
โคลแมนและโรงเพาะฟักอื่นๆ ได้ขยายการรักษาและนำไปใช้กับลูกปลากว่าล้านตัว มันทำงานได้ในระยะสั้น แต่มันไม่ได้แก้ปัญหาพื้นฐาน เนื่องจากปลาได้รับไทอามีนโดยการบริโภคผ่านอาหารของมัน และตัวเมียจะส่งผ่านสารอาหารไปยังไข่ สภาพที่น่าเป็นห่วงบ่งชี้ว่ามีบางอย่างผิดปกติในมหาสมุทรแปซิฟิก ซึ่งเป็นที่สุดท้ายที่ปลากินก่อนที่จะเข้าสู่แหล่งน้ำจืดเพื่อวางไข่
ขณะนี้นักวิจัยในแคลิฟอร์เนียกำลังตรวจสอบแหล่งที่มาของปัญหาทางโภชนาการของปลาแซลมอนพบว่าตัวเองมีส่วนสนับสนุนความพยายามระดับนานาชาติในการทำความเข้าใจเกี่ยวกับการขาดไทอามีน ซึ่งเป็นความผิดปกติที่ดูเหมือนจะเพิ่มขึ้นในระบบนิเวศทางทะเลทั่วโลก มันก่อให้เกิดความเจ็บป่วยและความตายในนก ปลา สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง และอาจเป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ทำให้นักวิทยาศาสตร์ชั้นนำจากซีแอตเทิลไปจนถึงสแกนดิเนเวียสงสัยว่ากระบวนการที่อธิบายไม่ได้บางอย่างกำลังทำลายรากฐานของสายใยอาหารของโลกโดยการทำลายระบบนิเวศของสารอาหารที่สำคัญนี้
ไทอามีนกำเนิดในระดับต่ำสุดของสายใยอาหารที่แบคทีเรีย แพลงก์ตอนพืช เชื้อรา และพืชบางชนิดสังเคราะห์สารประกอบเดอโนโว ซึ่งแปลว่าจากสิ่งใหม่ โดยการประกอบและเชื่อมโยงสารประกอบที่มีอยู่เข้ากับวิตามินบี 1 ซึ่งเกิดขึ้นตามธรรมชาติในหลายรูปแบบ จากนั้นไทอามีนจะผ่านห่วงโซ่อาหารและในที่สุดก็พบทางเข้าไปในสัตว์และพืชทุกชนิดบนโลก ไม่มีสิ่งมีชีวิตใดสามารถอยู่ได้โดยปราศจากมัน ในสัตว์ ไทอามีนทำปฏิกิริยากับเอ็นไซม์หลายชนิดและช่วยสร้างพลังงานภายในเซลล์ ทำให้กระบวนการเมแทบอลิซึมเป็นพื้นฐานที่สุดที่เป็นไปได้ หากไม่มีไทอามีนเพียงพอ การทำงานระดับเซลล์จะเริ่มล้มเหลว สัตว์ที่ได้รับผลกระทบมีพฤติกรรมผิดปกติ มีความผิดปกติทางระบบประสาทและระบบสืบพันธุ์ และอาจตายได้ในที่สุด
นักวิทยาศาสตร์เข้าใจว่าการขาดไทอามีนเป็นความเสี่ยงต่อสุขภาพอย่างร้ายแรงในประชากรมนุษย์บางกลุ่มมาเกือบศตวรรษแล้ว แต่จนกระทั่งช่วงปี 1990 นักวิทยาศาสตร์ชาวแคนาดาชื่อจอห์น ฟิตซ์ไซมอนส์ได้ช่วยระบุความผิดปกติว่าเป็นภัยคุกคามต่อสัตว์ป่า เขาทำงานในออนแทรีโอกับ Fisheries and Oceans Canada ในเวลานั้น และพยายามทำความเข้าใจว่าทำไมประชากรปลาเทราต์เกรตเลกส์จึงลดลงอย่างต่อเนื่อง แม้ว่ามลพิษทางอุตสาหกรรมจะลดลงอย่างมากและคุณภาพน้ำก็ดีขึ้น การศึกษาปลาเทราต์ทะเลสาบที่เกิดในที่กักขัง Fitzsimons สังเกตเห็นอาการต่างๆ เช่น ความตื่นเต้นง่ายมากเกินไป การสูญเสียสมดุล และพฤติกรรมที่ผิดปกติอื่นๆ เขาสงสัยว่าการขาดสารอาหารเป็นเรื่องเล่นๆ หรือไม่ และเพื่อทดสอบสิ่งนี้ เขาละลายเม็ดวิตามินต่างๆ ในน้ำ และ—ใช้ปลาเทราต์ในช่วงชีวิตต่างๆ รวมทั้งไข่ที่ปฏิสนธิแล้ว—ให้สารละลายแก่ปลาทั้งโดยการฉีดและอาบน้ำ แนวคิดคือการดูว่าวิตามินตัวใดรักษาสภาพได้
“มันขึ้นอยู่กับกลุ่มของวิตามินบี และมีเพียงไทอามีนเท่านั้นที่สามารถแก้ไขสัญญาณที่ฉันเห็นได้” เขากล่าว
งานวิจัยของ Fitzsimons ซึ่งตีพิมพ์ในปี 1995 ได้ชี้นำนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ ในภูมิภาคเกรตเลกส์และทางตอนเหนือของยุโรป ซึ่งนับแต่นั้นเป็นต้นมาก็พบว่าการขาดไทอามีนในสัตว์หลายสิบชนิดในซีกโลกเหนือ ตัวอย่างเช่น ในปี 1998 นักชีวเคมีด้านสิ่งแวดล้อม Lennart Balk และเพื่อนร่วมงาน Gun Åkerman แห่งมหาวิทยาลัยสตอกโฮล์มของสวีเดนได้ตีพิมพ์ผลการวิจัยว่าการขาดไทอามีนมีส่วนทำให้อัตราการตายสูงในปลาแซลมอนแอตแลนติกวัยอ่อนในแม่น้ำ Dalälven ของสวีเดน หลายปีต่อมา พวกเขาเชื่อมโยงไทอามีนกับภาวะอัมพาตที่แปลกประหลาดซึ่งส่งผลต่อนกมากกว่าสองโหลสายพันธุ์ในภูมิภาคทะเลบอลติก ในบทความที่ตีพิมพ์ในปี 2009 พวกเขาตั้งข้อสังเกตว่าสภาพดังกล่าวทำให้นกตัวเมียวางไข่น้อยลงและลูกไก่ที่ฟักออกมามีชีวิตน้อยลง
