นักวิจัยสหรัฐฯ ใช้โดรนร่วมกับพืชเรืองแสง สร้างแบบจำลองการล่องลอยของเกสรดอกไม้ในอากาศ หวังคุ้มครองทั้งเกษตรกร ผู้ป่วยภูมิแพ้ และสิ่งแวดล้อม

นักวิจัยจาก Virginia Tech และ University of Tennessee ในสหรัฐอเมริกา ได้พัฒนาวิธีการติดตามเกสรดอกไม้ตั้งแต่ระดับพื้นดินไปจนถึงชั้นบรรยากาศได้อย่างแม่นยำ โดยใช้การผสมผสานระหว่างพืชตัดแต่งพันธุกรรมที่เรืองแสงได้ โดรนเก็บตัวอย่างอากาศ และแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ ผลการศึกษาถูกตีพิมพ์ในวารสาร Environmental Monitoring and Assessment เมื่อวันที่ 3 สิงหาคม 2569

ศาสตราจารย์ David G. Schmale III หัวหน้าทีมวิจัย อธิบายว่า ชั้นบรรยากาศเป็นหนึ่งในระบบนิเวศที่มีการสำรวจน้อยที่สุด ทั้งที่เกสรดอกไม้ที่ลอยอยู่ในนั้นส่งผลกระทบสำคัญต่อทั้งภาคเกษตร ระบบนิเวศ และสุขภาพของมนุษย์ สำหรับผู้ที่เป็นโรคภูมิแพ้ตามฤดูกาล ความสามารถในการพยากรณ์ปริมาณเกสรในอากาศได้แม่นยำขึ้นหมายถึงการเตรียมตัวและใช้ยาได้ทันเวลามากขึ้น ในขณะที่เกษตรกรที่ปลูกพืชตัดแต่งพันธุกรรม (GMO) ต้องการป้องกันไม่ให้ยีนจากพืชดัดแปลงพันธุกรรมแพร่กระจายไปผสมกับพืชพันธุ์ธรรมชาติ การเคลื่อนที่ที่มองไม่เห็นนี้ทำให้ชีววิทยาชั้นบรรยากาศมีความท้าทายและสำคัญทีมวิจัยเลือกใช้หญ้าสวิตช์กราส (switchgrass) พืชพลังงานชีวมวลที่กำลังได้รับความนิยมในสหรัฐฯ เพราะให้ผลผลิตชีวมวลสูงแต่ใช้ปุ๋ยและน้ำดูแลน้อยกว่าข้าวโพด โดยตัดแต่งพันธุกรรมให้หญ้าสวิตช์กราสผลิตโปรตีนเรืองแสงสีส้ม (orange fluorescent protein) ในเกสรของตัวเอง ทำให้สามารถแยกแยะเกสรของพืชทดลองออกจากเกสรพืชชนิดอื่นที่มีอยู่ตามธรรมชาติในอากาศได้อย่างชัดเจน 

จากนั้นติดตั้งอุปกรณ์เก็บตัวอย่างอากาศไว้บนโดรน แล้วบินสำรวจเหนือแปลงทดลองหญ้าสวิตช์กราส ควบคู่กับการวางเครื่องดักเกสรอีกสองชนิดไว้ที่ระดับพื้นดินในระยะต่างๆ ไกลออกไปถึง 1 กิโลเมตรจากแหล่งปลูก โดยใช้แบบจำลองคณิตศาสตร์ติดตามการเคลื่อนที่ของอนุภาคขนาดเล็กในอากาศตามความปั่นป่วนของกระแสลมแบบสุ่ม (turbulence) ร่วมกับข้อมูลลมความละเอียดสูงที่วัดได้จริงในสนาม เพื่อประเมินอัตราการปลดปล่อยเกสรจากแหล่งกำเนิดให้สอดคล้องกับปริมาณเกสรที่ตรวจพบจริง 

ผลการทดลองพบว่า เครื่องดักเกสรระดับพื้นดินแบบดูดอากาศปริมาณสูงมีประสิทธิภาพดีที่สุดในการจับเกสรจากแหล่งกำเนิดขนาดเล็ก ขณะที่เครื่องดักเกสรบนโดรนสามารถเก็บเกสรได้ทั้งเหนือแปลงและบริเวณปลายลมของแปลงทดลอง ซึ่งอาจนำไปใช้สำรวจเกสรในระดับความสูงที่เครื่องมือภาคพื้นดินเข้าไม่ถึง นอกจากนี้ยังพบว่า การปลดปล่อยเกสรมีรูปแบบตามช่วงเวลาของวัน โดยเพิ่มสูงขึ้นในช่วงบ่ายต้นๆ และมีความสัมพันธ์เชิงบวกกับความเร็วลม อุณหภูมิ และค่าความขาดดุลหรือความแตกต่างของแรงดันไอน้ำในอากาศ (VPD) แต่มีความสัมพันธ์เชิงลบกับความชื้นสัมพัทธ์ กล่าวคือ ในวันที่อากาศร้อน ลมแรง และแห้ง เกสรจะฟุ้งกระจายในอากาศได้มากกว่าวันที่ชื้นและลมสงบ โดยในสภาวะลมอ่อนที่เปลี่ยนทิศไปมา การปรับแบบจำลองให้คำนึงถึงการเปลี่ยนทิศทางลมช่วยให้ผลการพยากรณ์ตรงกับข้อมูลที่วัดได้จริงในสนามมากขึ้น 

ข้อมูลพื้นฐานจากงานวิจัยนี้อาจถูกส่งต่อไปยังหน่วยงานกำกับดูแลเพื่อใช้ประเมินความเสี่ยงก่อนอนุญาตให้ปลูกพืชตัดแต่งพันธุกรรมสายพันธุ์ใหม่ในระดับอุตสาหกรรม และในระยะยาวอาจนำไปประยุกต์ใช้กับระบบเตือนภัยละอองเกสรก่อภูมิแพ้ ที่ปัจจุบันการรายงานปริมาณเกสรส่วนใหญ่ยังทำได้เพียงระดับรายวันและครอบคลุมกลุ่มพันธุ์พืชกว้างๆ เท่านั้น หากมีเครือข่ายเซนเซอร์และแบบจำลองที่แม่นยำขึ้น ผู้ป่วยภูมิแพ้และแพทย์อาจได้รับข้อมูลพยากรณ์ที่เฉพาะเจาะจงและทันเวลามากขึ้นในอนาคต 
 

อ้างอิง

https://phys.org/news/2026-08-pollen-movement-tracked-ground-sky.html
Nimmala, M., Gruszewski, H.A., Hanlon, R. et al. From field to sky: measurement and modeling of transgenic switchgrass pollen dispersal in the atmosphere.

Environ Monit Assess 198, 901 (2026). https://doi.org/10.1007/s10661-026-15632-3

อัปเดตข่าวเด่นวิทยาศาสตร์ประจำวันได้ที่ เว็บไซต์ Curiosity - Science News Today