เทอโรซอร์ ยักษ์ใหญ่ครองเวหา

เรื่อง ริชาร์ด คอนนิฟฟ์

ภาพถ่าย โรเบิร์ต คลาร์ก

คนส่วนใหญ่ตอบสนองต่อคำว่า “เทอโรซอร์” ด้วยสีหน้างุนงง จนคุณเสริมว่า “ก็พวกเทอโรแดกทิลไงละ” ชื่อหลังนี้เป็นชื่อสามัญที่ตั้งให้เทอโรซอร์ตัวแรกซึ่งค้นพบในศตวรรษที่สิบแปด นับแต่นั้นมา นักวิทยาศาสตร์ระบุชนิดพันธุ์เทอโรซอร์ ได้มากกว่า 200 ชนิด แต่ความคิดที่แพร่หลายเกี่ยวกับเทอโรซอร์ว่าเป็นมังกรมีปีกที่ครองฟ้าในมหายุคมีโซโซอิกเป็นเวลา 162 ล้านปี ยังคงฝังแน่น เรามีภาพในหัวว่า เทอโรซอร์เป็นสัตว์เลื้อยคลานบินได้ที่งุ่มง่าม มีปีกเป็นแผ่นหนัง หัวแหลม และกระหายเลือด

แต่การค้นพบฟอสซิลที่เพิ่มขึ้นมากเผยให้เห็นรูปร่าง ขนาด และพฤติกรรมใหม่ๆที่น่าประหลาดใจของเทอโรซอร์ ปัจจุบันนักบรรพชีวินวิทยาบางคนคาดว่า ในช่วงเวลาหนึ่งๆ อาจมีเทอโรซอร์อาศัยอยู่หลายร้อยชนิด โดยแบ่งถิ่นอาศัยกันเหมือนนกในยุคปัจจุบัน โลกของเทอโรซอร์มีสัตว์ประหลาดอย่าง เคตซัลโคแอตลัส นอร์โทรพี ซึ่งเป็นสัตว์บินได้ขนาดใหญ่ที่สุดชนิดหนึ่งเท่าที่เคยค้นพบ สูงเกือบเท่ายีราฟ มีระยะระหว่างปลายปีกสองข้างกว้าง 10.5 เมตร และน่าจะชอบกินลูกไดโนเสาร์ แต่ยังมีเทอโรซอร์ขนาดเท่านกกระจอกที่โผบินผ่านป่าในยุคดึกดำบรรพ์ และอาจกินแมลงเป็นอาหาร เทอโรซอร์ขนาดใหญ่ที่บินข้ามมหาสมุทรครั้งละหลายวันเหมือนนกอัลบาทรอส และเทอโรซอร์ที่ยืนอยู่ในน้ำเค็มตื้นๆ แล้วกรองอาหารกินเหมือนนกฟลามิงโก

การค้นพบที่น่าตื่นเต้นที่สุดครั้งหนึ่งคือฟอสซิลไข่เทอโรซอร์ ผลการสแกนไข่ที่อยู่ในสภาพสมบูรณ์เผยรายละเอียดของตัวอ่อนหรือเอ็มบริโอภายในเปลือก และช่วยอธิบายว่า ลูกเทอโรซอร์มีพัฒนาการอย่างไร ไข่ฟองหนึ่งถูกพบในท่อนำไข่ของ ดาร์วินอปเทอรัส ซึ่งเป็นเทอโรซอร์จากประเทศจีน พร้อมกับมีไข่อีกฟองหนึ่งที่เห็นได้ชัดว่าถูกเค้นออกมาโดยแรงกระแทกที่ฆ่าตัวแม่ ดังนั้น “มิสซิสที” (ย่อมาจากมิสซิสเทอโรซอร์) จึงกลายเป็นเทอโรซอร์ตัวแรกที่ได้รับการระบุเพศอย่างไร้ข้อโต้แย้ง เนื่องจากมันไม่มีหงอนบนหัว นี่จึงเป็นหลักฐานหนักแน่นชิ้นแรกว่า ในเทอโรซอร์เพศผู้บางชนิด หงอนขนาดใหญ่สีสันสดใสอาจทำหน้าที่เป็นเครื่องมือในการเกี้ยวพาราสี เช่นเดียวกับที่พบในนกยุคปัจจุบันบางชนิด

แนวคิดทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับเทอโรซอร์มักแตกต่างกันอย่างมาก แม้แต่คำถามพื้นฐาน เช่น มันมีรูปร่างหน้าตาอย่างไร หรือมีพฤติกรรมอย่างไร ส่วนหนึ่งเป็นเพราะนักวิจัยตั้งสมมุติฐานขึ้นจากตัวอย่างฟอสซิลเพียงไม่กี่ชิ้น ซึ่งรายละเอียดสำคัญมักขาดหายไป นอกจากนี้ยังเป็นเพราะกายวิภาคของเทอโรซอร์แปลกประหลาดอย่างชัดเจน และดูจะไม่เหมาะกับการใช้ชีวิตบนพื้นดินหรือบนท้องฟ้าเลย นักวิทยาศาสตร์บางคนบรรยายภาพว่า เทอโรซอร์เดินลากท้องไปกับพื้นดิน บางคนคิดจินตนาการว่าพวกมันเดินตัวตรงด้วยขาหลังเหมือนซอมบี้ บางคนวาดภาพว่า เทอโรซอร์เดินสี่ขาโดยพับปีกแนบลำตัวอย่างเรียบร้อย นักวิจัยบางคนคิดว่า เทอโรซอร์บินได้ไม่คล่องแคล่วนัก จนพวกมันร่อนอยู่ในอากาศได้ก็ด้วยการห้อยหัวลงจากหน้าผา แล้วทิ้งตัวลงมาเท่านั้น

“การมีหัวและคอยาวสามหรือสี่เท่าของความยาวลำตัวไม่ใช่เรื่องผิดปกติครับ” ไมเคิล ฮาบิบ ซึ่งศึกษากายวิภาคและการเคลื่อนไหวร่างกายของเทอโรซอร์ กล่าว แม้แต่นักวาดภาพประกอบเชิงวิทยาศาสตร์ก็มักเข้าใจผิด “โดยทั่วไปแล้ว พวกเขาใช้นกเป็นต้นแบบ แล้วใส่ปีกที่มีลักษณะเป็นแผ่นและหงอนเข้าไป แต่สัดส่วนร่างกายของเทอโรซอร์ไม่เหมือนนกเลยครับ”

ฮาบิบ ซึ่งทำงานที่พิพิธภัณฑ์ธรรมชาติวิทยาของลอสแอนเจลิสเคาน์ตี เริ่มศึกษาวิเคราะห์ชีวกลศาสตร์ (biomechanics) ของเทอโรซอร์ใหม่ โดยผสานแนวทางคณิตศาสตร์ขั้นสูงเข้ากับความรู้ทางกายวิภาคที่เขามีโดยตรงจากอีกงานหนึ่ง นั่นคือการสอนในห้องปฏิบัติการศพมนุษย์ที่คณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยเซาเทิร์นแคลิฟอร์เนีย

เช่นเดียวกับนักวิจัยส่วนใหญ่ ฮาบิบคาดว่า เทอโรซอร์ชนิดแรกๆ ถือกำเนิดขึ้นเมื่อราว 230 ล้านปีก่อนจากสัตว์เลื้อยคลานขนาดเบาและแข็งแรงที่ปรับตัวมาเพื่อวิ่งและกระโดดไล่ล่าเหยื่อ เขาตั้งสมมุติฐานว่า การกระโดดเพื่อจับแมลงหรือหนีสัตว์นักล่าวิวัฒน์ไปสู่ “การกระโดดแล้วไม่ลงมาบนพื้นดินสักพักหนึ่ง” ในระยะแรกเทอโรซอร์อาจร่อนก่อน จากนั้นก็กลายมาเป็นสัตว์มีกระดูกสันหลังที่กระพือปีกบินได้สำเร็จเป็นพวกแรก ก่อนนกหรือค้างคาวหลายสิบล้านปี

ด้วยการคำนวณตามสมการการบินที่พวกเขาประยุกต์ใช้กับชีววิทยาเป็นครั้งแรก ฮาบิบและเพื่อนนักชีวกลศาสตร์ตัดสมมุติฐานการห้อยหัวลงจากหน้าผาออกไป พวกเขายังแสดงให้เห็นว่า การบินขึ้นจากพื้นดินด้วยท่ายืนสองขาตัวตรงดังที่นักวิจัยคนอื่นเสนอ จะทำให้กระดูกต้นขาของเทอโรซอร์พวกที่มีขนาดใหญ่แตกหักได้ ฮาบิบบอกว่า การทะยานขึ้นบินจากท่ายืนสี่ขามีเหตุผลมากกว่า

ปีกของเทอโรซอร์ประกอบด้วยเยื่อที่ยึดติดกับสีข้างจากไหล่ไล่ลงไปถึงข้อเท้าแต่ละข้าง และเหยียดออกโดยนิ้วที่สี่ซึ่งยืดยาวอย่างน่าทึ่งไปตามขอบหน้าของปีก ตัวอย่างฟอสซิลที่คงสภาพอย่างสวยงามจากบราซิลและเยอรมนีเผยว่า เยื่อปีกร้อยรัดด้วยกล้ามเนื้อกับเส้นเลือด และเสริมความแข็งแรงด้วยพังผืด

ปัจจุบัน นักวิจัยคิดว่าเทอโรซอร์ปรับเปลี่ยนรูปทรงของปีกได้เล็กน้อยในสภาวะการบินที่แตกต่างกัน ด้วยการหดกล้ามเนื้อปีก หรือขยับข้อเท้าเข้าและออก การเปลี่ยนมุมกระดูกข้อปีกที่เรียกว่า เทอรอยด์ (pteroid) อาจทำให้พวกมันมีสิ่งที่เทียบเท่ากับแผงปีกที่ชายปีกหน้าของเครื่องบินโดยสารไอพ่น เพื่อเพิ่มแรงยกขณะบินด้วยความเร็วต่ำ เมื่อเทียบกับนก เทอโรซอร์ยังมีกล้ามเนื้อสำหรับการบินมากกว่า และมีสัดส่วนของน้ำหนักร่างกายมากกว่า แม้แต่สมองก็ดูเหมือนจะวิวัฒน์ขึ้นมาเพื่อการบิน โดยมีกลีบสมองขยายใหญ่ขึ้นเพื่อประมวลผลข้อมูลประสาทรับความรู้สึกที่ซับซ้อนจากเยื่อปีก

ผลลัพธ์คือ เทอโรซอร์เริ่มดูเหมือนซากรถไฟบนท้องฟ้าน้อยลง และเหมือนนักเหาะเหินเดินอากาศที่ช่ำชองมากขึ้นดูเหมือนว่าหลายชนิดวิวัฒน์มาเพื่อการบินช้าๆ แต่เป็นระยะทางไกลด้วยประสิทธิภาพที่สูงมาก และเพื่อร่อนไปบนกระแสลมร้อนอ่อนๆเหนือมหาสมุทร ฮาบิบบอกว่า สองสามชนิดอาจถึงกับเป็น “นักร่อนขั้นสุดยอด” ตัวอย่างเช่น นิกโตซอรัส ซึ่งเป็นเทอโรซอร์ในทะเลลักษณะคล้ายนกอัลบาทรอสที่มีระยะระหว่างปลายปีกสองข้างกว้างเกือบสามเมตร มีอัตราส่วนการร่อน (glide ration) หรือระยะทางที่เคลื่อนไปข้างหน้าได้ต่อการลดระดับลงทุกหนึ่งเมตร “อยู่ในข่ายเครื่องร่อนสำหรับการแข่งขันเลยละครับ” ฮาบิบบอก

อ่านเพิ่มเติม : ไดโนเสาร์วางไข่เป็นสีฟ้า!, ไดโนเสาร์มีขนพันธุ์ใหม่ มีสี่ปีกแต่บินไม่ได้