'ยุง' บินฝ่าน้ำฝนได้อย่างไร

โดย...วัชราภรณ์ สนทนาสำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.)

ในฤดูฝนเช่นนี้ “ยุง” นับเป็นปัญหากวนใจของผู้คนจำนวนมาก อีกทั้งยังเป็นพาหะนำโรคต่างๆ อาทิ ไข้เลือดออก มาลาเรีย ไข้สมองอักเสบ เป็นต้น และดูเหมือนว่าสเปรย์ยาฆ่าแมลง หรือเทียนตะไคร้หอม ที่นิยมนำมาใช้กำจัดยุงนั้น แทบไม่สามารถขัดขวางการดูดเลือดของพวกมันได้เลย แล้วถ้าเป็นน้ำฝน ยุงจะบินฝ่าน้ำฝนมากัดเราได้หรือไม่?

ทั้งนี้ หากเปรียบเทียบระหว่างยุงกับหยดน้ำฝนแล้ว จะเห็นว่าหยดน้ำฝนทำอันตรายต่อยุงได้สบายๆ เพราะน้ำฝนมีขนาดใหญ่กว่า มีมวลมากกว่ายุงถึง 50 เท่า และหยดน้ำฝนยังตกลงมาด้วยความเร็วเริ่มต้นที่มากกว่ายุงบินเฉลี่ย 59 เท่าเลยทีเดียว ทว่าผลการศึกษาล่าสุดของนักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีจอร์เจีย (Georgia Institute of Technology) ประเทศสหรัฐอเมริกา พบว่าหยดน้ำฝนไม่ใช่อุปสรรคที่กีดขวางวายร้ายอย่างยุงได้เลย

ผู้ช่วยศาสตราจารย์ เดวิด ฮู (David Hu) และนายแอนดรูว์ ดิกเกอร์สัน (Andrew Dickerson) นักศึกษาปริญญาเอก จากภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล สถาบันเทคโนโลยีจอร์เจีย ได้ร่วมกันทำงานวิจัยเพื่อค้นหาคำตอบว่ายุงบินท่ามกลางสายฝนได้อย่างไร โดยพวกเขาสร้างกรงอะครีลิกใสที่ถูกปิดด้วยตาข่าย จากนั้นปล่อยยุงลงไปในกล่อง พร้อมทั้งปล่อยหยดน้ำลงไปเพื่อจำลองเหตุการณ์ฝนตก และใช้กล้องวิดีโอความไวสูง ซึ่งสามารถจับภาพได้ 4,000 เฟรมต่อวินาที (กล้องปกติจะจับภาพได้ 24 เฟรมต่อวินาที) บันทึกภาพการเคลื่อนไหวของยุงและหยดน้ำ

ผลการศึกษาพบว่า หยดน้ำฝนจะปะทะกับยุงได้ 2 แบบ คือ 1.หยดน้ำฝนตกลงโดนบางส่วนของตัวยุง ยุงจะสูญเสียการทรงตัวเล็กน้อย และจะปรับสมดุลกลับมาบินต่อได้เหมือนเดิม และ 2.หยดน้ำฝนตกลงบนตัวยุง ยุงจะปล่อยตัวให้ลอยต่ำลงมาพร้อมกับหยดน้ำ และบินแยกออกไปก่อนที่หยดน้ำฝนจะตกลงพื้น ซึ่งในการทดลองยุงทุกตัวปลอดภัย แม้ว่าอันตรายจากแรงปะทะของหยดน้ำฝนที่ตกลงโดนยุงจะเทียบได้กับความแรงของรถที่กำลังวิ่งมาชนคนก็ตาม

สาเหตุที่เป็นเช่นนี้เพราะคุณสมบัติ 2 ข้อของยุง คือ ยุงมีโครงสร้างภายนอกที่แข็งแรงมาก และมีมวลที่ต่ำมาก หากหยดน้ำตกลงบนปีกของขนนก หยดน้ำจะแตกกระจายออก เพราะได้รับแรงกระทบที่สูงมาก แต่ด้วยยุงมีน้ำหนักที่เบามาก เมื่อน้ำหยดลงมาปะทะที่ตัวยุง โมเมนตัมของหยดน้ำจะถูกถ่ายทอดไปที่ตัวยุงน้อยมาก หยดน้ำฝนจึงยังคงรูปของหยดน้ำได้เหมือนเดิม

นอกจากนี้ ในการทดลองนักวิจัยยังนำเม็ดโฟมมาทดสอบแทนตัวยุง พบว่าน้ำฝนที่ตกลงมาโดนตัวยุงนั้นจะสูญเสียความเร็วไปเพียง 117% ต่อการชนยุงหนึ่งตัวเท่านั้น แต่ทั้งนี้ก็ขึ้นอยู่กับมุมที่ชนด้วย ดังนั้นยิ่งวัตถุที่ปะทะกับน้ำฝนมีขนาดเล็กมากเท่าใดก็จะได้รับผลกระทบน้อยลงไปด้วย

จากผลงานวิจัยดังกล่าว เห็นทีว่าสุภาษิต ยุงร้ายกว่าเสือ นั้นอาจจะจริงไม่น้อย เพราะนอกจากยุงจะฝ่าน้ำฝนมากัดคนได้สบายๆ แล้ว ทุกวันนี้จำนวนผู้เสียชีวิตจากยุงมีมากกว่าเสือเสียด้วยซ้ำ โดยเป็นที่ทราบกันดีว่า ยุงเป็นพาหะนำโรคหลายชนิดที่เป็นปัญหาสาธารณสุขของประเทศ เช่น ยุงลายเป็นพาหะนำโรคไข้เลือดออก ยุงก้นปล่องเป็นพาหะนำโรคมาลาเรีย ขณะที่ยุงรำคาญเป็นพาหะนำโรคไข้สมองอักเสบ โรคเท้าช้าง และโรคพยาธิหนอนหัวใจในสุนัข เป็นต้น โดยข้อมูลจากกระทรวงสาธารณสุขเมื่อวันที่ 16 ก.ค. 2556 พบจำนวนผู้ป่วยไข้เลือดออก 73,902 ราย เสียชีวิตแล้ว 73 ราย และอาการหนักอีกจำนวนมาก

ทั้งนี้ การควบคุมยุงที่ผ่านมามักใช้สารเคมี หรือหมอกควันไล่ยุง ซึ่งอาจกำจัดยุงได้ไม่มากนัก ดังนั้นการควบคุมประชากรยุงจึงน่าจะควบคุมที่ระยะลูกน้ำควบคู่กันไปด้วย สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) โดยศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (ไบโอเทค) ได้ร่วมกับมหาวิทยาลัยมหิดล วิจัยพัฒนา “ผลิตภัณฑ์ชีวภาพควบคุมลูกน้ำยุง” เป็นการใช้แบคทีเรีย ที่มีชื่อวิทยาศาสตร์ว่า Bacillus sphaericus เรียกโดยย่อว่า Bs และ Bacillus thuringiensis subsp. israelensis หรือ Bti มากำจัดลูกน้ำยุงแทนสารเคมี เนื่องจากมีความปลอดภัย และต้นทุนต่ำ

โดยแบคทีเรียทั้งสองชนิดนี้สามารถสร้างโปรตีนที่จะเข้าไปทำลายเซลล์ของลำไส้ยุง ทำให้ลูกน้ำยุงตายในที่สุด โดยแบคทีเรีย Bs ออกฤทธิ์ฆ่าลูกน้ำยุงรำคาญและยุงก้นปล่องได้ดี โดยไม่เป็นอันตรายต่อคน สัตว์ และสิ่งแวดล้อม ส่วนลูกน้ำยุงลาย จะใช้แบคทีเรีย Bti ซึ่งมีประสิทธิภาพดีและมีความปลอดภัยสูงเช่นกัน

อย่างไรก็ตาม ผลิตภัณฑ์ชีวภาพควบคุมลูกน้ำยุงได้เริ่มมีการนำไปใช้จริงในหลายพื้นที่ โดยในปี 2555 ได้แจกจ่ายให้ชุมชน และประชาชนที่ประสบอุทกภัยในพื้นที่กรุงเทพมหานครและปริมณฑล และพื้นที่ยุงชุมอื่นๆ ที่ได้รับความเดือดร้อนจากปัญหายุงรบกวน โดยผลิตภัณฑ์ชีวภาพนี้สามารถลดประชากรยุงในพื้นที่น้ำท่วมขังได้อย่างมีประสิทธิภาพ