ไดโนเสาร์บินได้ แต่ไม่ใช่แบบนกในปัจจุบัน
ไดโนเสาร์บินได้ มีขนนามอาร์คีออปเทอริก (archaeopteryx) ได้รับสมญานามว่าเป็นนกตัวแรกของโลก เนื่องจากปีกของมันที่แสดงให้เห็นถึงวิวัฒนาการสำคัญซึ่งเชื่อมโยงระหว่างนกและสัตว์เลื้อยคลาน ว่าแต่มันบินได้จริงหรือไม่?
นั่นเป็นคำถามที่นักบรรพชีวินวิทยาถกเถียงกันมานานหลายสิบปี แม้อวัยวะดังกล่าวจะมีรูปร่างคล้ายปีกก็จริง แต่ไม่เป็นที่แน่ชัดว่าสามารถพยุงมันขึ้นไปบนอากาศได้ หรือแท้จริงแล้วอาร์คีออปเทอริกเพียงแค่ร่อนถลาลงจากต้นไม้? หรือปีกคู่นี้ช่วยให้มันหนีรอดจากผู้ล่าที่อยู่บนพื้นดิน? หรือไม่ปีกของมันก็มีเพื่อจุดประสงค์อื่นที่แตกต่างไปโดยสิ้นเชิง?
และล่าสุดผลการวิเคราะห์กระดูกขาของมันเผยให้เห็นว่ามันมีโครงสร้างกระดูกที่ใกล้เคียงกับไก่ฟ้าและนกกระทา ซึ่งพวกมันบินได้เป็นระยะทางสั้นๆ ผลการค้นพบครั้งนี้ถูกเผยแพร่ลงใน Nature Communications on Tuesday เสริมความแข็งแกร่งให้แก่ทฤษฎีที่ว่า อาร์คีออปเทอริกสามารถร่อนไปในอากาศได้ ซึ่งทีมนักวิจัยได้วิเคราะห์เข้าไปในฟอสซิลของมันโดยไม่เกิดผลกระทบต่อกระดูกโบราณแม้แต่น้อย “นี่เป็นการศึกษาที่ใช้หนึ่งในเทคโนโลยีที่ทันสมัยที่สุดในโลก” Steve Brusatte นักบรรพชีวินวิทยาจากมหาวิทยาลัยเอดินบะระ ผู้ไม่ได้มีส่วนร่วมในการวิจัยครั้งนี้กล่าวชื่นชม
ด้วยแรงบิด
ย้อนกลับไปเมื่อ 150 ล้านปีก่อน ในดินแดนที่กลายมาเป็นประเทศเยอรมนีปัจจุบัน อาร์คีออปเทอริกมีชีวิตที่รายล้อมไปด้วยต้นไม้ และพวกมันมีขนสีดำสนิทเช่นอีกาในทุกวันนี้
ในต้นคริสต์ทศวรรษ 1860 เป็นครั้งแรกที่มีการค้นพบฟอสซิลของ อาร์คีออปเทอริก การค้นพบครั้งนี้เป็นเรื่องที่น่าตื่นเต้นไม่น้อย เพราะในปีต่อมา ชาร์ล ดาร์วิน นักชีววิทยาได้เผยแพร่ทฤษฎีการคัดเลือกโดยธรรมชาติของเขา ดาร์วินเชื่อว่าฟอสซิลชิ้นนี้คือรูปแบบของวิวัฒนาการระดับกลางซึ่งเชื่อมโยงระหว่างสัตว์เลื้อยคลานและนก ฟอสซิลชิ้นนี้ได้รับการตั้งชื่อว่า “Urvogel” หรือแปลเป็นไทยได้ว่า นกตัวแรก
ตลอดหลายปีที่ผ่านมาของการถกเถียงเกี่ยวกับความสามารถทางการบินของ อาร์คีออปเทอริก นักบรรพชีวินวิทยาพยายามมองหาว่าเจ้าสัตว์ดึกดำบรรพ์ตัวนี้มีอะไรที่หายไป เมื่อเทียบกับนกที่ยังมีชีวิตอยู่ รายงานจาก Julia Clarke นักบรรพชีวินวิทยาจากมหาวิทยาลัยเท็กซัส กล่าว
ตัวอย่างเช่น ในนกสมัยใหม่พวกมันมีกระดูกอกที่ช่วยให้กล้ามเนื้อยกปีกและกล้ามเนื้อกดปีกของมันสามารถกระพือขึ้นลงได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่อาร์คีออปเทอริกไม่มีกระดูกทำนองนี้ ซึ่ง Clarke ตั้งข้อสังเกตว่าโครงสร้างลักษณะนี้มักเป็นกระดูกอ่อน ซึ่งยากที่จะหลงเหลือในรูปของฟอสซิล
เพื่อหาคำตอบ นักวิจัยตรวจสอบฟอสซิลของมันด้วยกล้องจุลทรรศน์ เทคโนโลยีที่สามารถใช้กับซากดึกดำบรรพ์เช่นนี้มีเพียงไม่กี่แห่งในโลก ด้วยความร่วมมือจาก European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) ในเมืองเกรโนเบิล ของฝรั่งเศส สถานที่แห่งหนึ่งที่มีเทคโนโลยีรังสีเอ็กซ์ที่ดีที่สุดในโลก
“ในงานวิจัยที่ผ่านๆ มามีหลักฐานอ้างอิงเกี่ยวกับการบิน แต่ล้วนไม่ได้รับการพิสูจน์จริงๆ” Dennis Voeten นักบรรพชีวินวิทยาจาก ESRF กล่าว โดยตัวเขาเป็นผู้นำในการศึกษาครั้งนี้ “เราตัดสินใจที่จะเข้าใกล้มันยิ่งขึ้นด้วยอีกวิธี: เราพยายามมองหาตัวบ่งชี้ถึงความสามารถในการบินภายในกระดูกของมัน แทนที่จะพิจารณาว่ามันอาจจะบินได้หรือไม่ได้”
Voeten และทีมงานรวบรวมฟอสซิล 3 ชิ้นจากทั้งหมด 11 ชิ้นของอาร์คีออปเทอริกเข้าตรวจสอบด้วยรังสีเอ็กซ์ เป้าหมายของเขาเพื่อสร้างภาพกึ่งกลางกระดูกปีกของเจ้าไดโนเสาร์ตัวนี้ พวกเขาวัดความบางของผนังกระดูกด้านนอก และคำนวณสิ่งที่เรียกว่า ความต้านทานต่อแรงบิด มันคือความสามารถในการทนต่อแรงบีบ เช่นตอนที่คุณบิดผ้าเช็ดตัวเป็นเกลียวหรือในตอนที่นกกระพือปีก หรือสรุปก็คือยิ่งกระดูกของพวกมันมีความต้านทานมากเท่าไหร่ ยิ่งแปลว่าความสามารถในการบินของพวกมันก็มีมากขึ้นเท่านั้น
พวกเขานำข้อมูลที่ได้ไปเปรียบเทียบกับความต้านทานแรงบิดของนกอื่นๆ ในปัจจุบันอีก 55 ชนิด, จระเข้อีก 2 ชนิดและเทอโรซอร์อีก 2 ชนิดด้วยกัน ซึ่งรายหลังพวกมันเป็นสัตว์เลื้อยคลานมีปีกที่ใช้ชีวิตในยุคเดียวกับไดโนเสาร์ ผลลัพธ์ที่ได้ อาร์คีออปเทอริกสามารถบินเป็นระยะทางสั้นๆ เช่นเดียวกับความสามารถในการบินของนกกระทาและไก่ฟ้า
นอกจากนั้น Voeten ยังพบว่า เช่นเดียวกับนกสมัยใหม่ โครงกระดูกของอาร์คีออปเทอริกเต็มไปด้วยหลอดเลือดมากมาย การค้นพบครั้งนี้ชี้ให้เห็นว่า พวกมันอาจมีอัตราการเผาผลาญพลังงานใกล้เคียงกับนกสมัยใหม่มากกว่าที่เคยคาดการณ์กันไว้
จังหวะการกระพือที่แตกต่าง
“ผมจะไม่บอกว่าผมสามารถถอดรหัสและไขคำตอบทุกอย่างได้แล้ว” Voeten กล่าวตามข้อมูลที่เขาค้นพบ ด้านนักวิจัยท่านอื่นตั้งข้อสังเกตจากข้อมูลที่เขาศึกษาได้ว่า เจ้าอาร์คีออปเทอริกไม่น่าจะสามารถกระพือปีกเช่นนกสมัยใหม่ได้
“พวกมันไม่ได้มีหน้าอกขนาดใหญ่หรือกระดูกอกที่แข็งแรง แต่กลับพบวิธีอื่นที่ช่วยให้มันทะยานขึ้นสู่ท้องฟ้าได้” Brusatte กล่าวเสริม “นั่นหมายความว่าในโลกดึกดำบรรพ์ ไดโนเสาร์ที่ไม่ใช่นกเองก็อาจจะสามารถพาตัวเองขึ้นสู่อากาศได้ แม้เพียงเล็กน้อยก็ตาม”
สำหรับ Clarke สิ่งนี้ไม่ใช่เรื่องที่เขาประหลาดใจนัก ในปลายยุคจูราสสิก มีไดโนเสาร์มีขนมากมายที่ร่อนไปมาในอากาศ และหนึ่งในนั้นอาจวิวัฒนาการมาสู่การบินดังที่เราเห็นในนกปัจจุบัน “แล้วจะให้เรียกอาร์คีออปเทอริกว่าอะไร ถ้าไม่ใช่นกตัวแรก” เขากล่าว
เรื่อง มิคาเอล เกรสโค
อ่านเพิ่มเติม ฤานกคือไดโนเสาร์ที่มีชีวิต?
