วิวัฒน์แห่งดวงตา - National Geographic Thailand

วิวัฒน์แห่งดวงตา

เรื่อง เอด ยอง
ภาพถ่าย เดวิด ลิตต์ชวาเกอร์

หากลองถามใครต่อใครว่า ดวงตาสัตว์มีไว้ทำอะไร พวกเขาจะตอบคุณว่า  ก็เหมือนดวงตาคนนั่นแหละ แต่นั่นไม่จริงแม้แต่น้อย

ในห้องปฏิบัติการที่มหาวิทยาลัยลุนด์ ประเทศสวีเดน แดน-เอริก นิลส์สัน กำลังพินิจพิจารณาดวงตาของแมงกะพรุนกล่อง  ดวงตาสองดวงของนิลส์สันเองมีสีน้ำเงินสดใสและหันไปทางด้านหน้า แต่แมงกะพรุนกล่องมีดวงตาสีน้ำตาลเข้ม 24 ดวงกระจุกอยู่รวมกันเป็นกลุ่มสี่กลุ่มเรียกว่า โรเพเลียม (rhopalium) นิลส์สันให้ผมดูแบบจำลองของโรเพเลียมในห้องทำงาน  มันดูเหมือนลูกกอล์ฟที่มีเนื้องอกและยึดติดอยู่กับก้านที่ยืดหยุ่นได้ฝังอยู่ในตัวแมงกะพรุน

“ตอนเห็นมันครั้งแรก ผมไม่เชื่อสายตาตัวเองเลยครับ ดูประหลาดมาก” นิลส์สันบอก

ดวงตาสี่ดวงจากหกดวงในแต่ละโรเพเลียมเป็นตัวรับแสงอย่างง่ายที่มีลักษณะเป็นช่องและหลุม แต่ดวงตาอีกสองดวงมีลักษณะซับซ้อนอย่างน่าประหลาด เหมือนดวงตาของนิลส์สัน กล่าวคือ มีเลนส์สำหรับรวมแสงและมองเห็นภาพได้ แม้ภาพที่เห็นจะมีความคมชัดต่ำก็ตาม

นอกจากใช้มองสิ่งๆต่างๆแล้ว  นิลส์สันยังใช้ดวงตาของเขารวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับความหลากหลายในการมองเห็นของสัตว์  แล้วแมงกะพรุนกล่องล่ะ  มันเป็นสัตว์ที่มีโครงสร้างเรียบง่ายที่สุดจำพวกหนึ่งในอาณาจักรสัตว์ ลำตัวเป็นเพียงก้อนวุ้นที่ยืดหดเป็นจังหวะคล้ายหัวใจเต้นตุ้บๆ และมีมัดหนวดที่เต็มไปด้วยเข็มพิษสี่มัดห้อยลงมา  แมงกะพรุนกล่องไม่มีแม้กระทั่งสมองที่สมบูรณ์  คงมีเพียงเซลล์ประสาทเรียงเป็นวงแหวนอยู่รอบลำตัวรูประฆัง  แล้วมันจะต้องการข้อมูลอะไรกันเล่า

เมื่อปี 2007 นิลส์สันและคณะแสดงให้เห็นว่า แมงกะพรุนกล่องชนิด Tripedalia cystophora ใช้ดวงตามีเลนส์ที่อยู่ด้านล่างมองสิ่งกีดขวางที่เข้ามาหา เช่น รากของพืชชายเลนในบริเวณที่มันว่ายน้ำอยู่  พวกเขาใช้เวลาอีกสี่ปีจึงค้นพบว่า ดวงตามีเลนส์ที่อยู่ด้านบนทำหน้าที่อะไร  เบาะแสสำคัญชิ้นแรกได้จากก้อนถ่วงน้ำหนักที่ลอยอย่างอิสระตรงฐานของโรเพเลียม ซึ่งมีไว้เพื่อให้ดวงตาด้านบนมองขึ้นด้านบนอยู่เสมอ ถ้าตาดวงนี้เห็นเงามืด แมงกะพรุนจะรู้ว่า มันกำลังว่ายอยู่ใต้ร่มเงาพืชชายเลนที่มันสามารถหาครัสเตเชียนตัวเล็กตัวน้อยเป็นอาหารได้  หากเห็นแต่แสงสว่างจ้า แสดงว่ามันพลัดออกไปยังน่านน้ำเปิดและเสี่ยงต่อการอดตาย  เมื่อมีดวงตาช่วยให้มองเห็น ก้อนวุ้นไร้สมองก้อนนี้ก็สามารถหาอาหาร หลบหลีกสิ่งกีดขวาง และมีชีวิตอยู่รอดได้

ดวงตาของแมงกะพรุนกล่องเป็นส่วนหนึ่งของความหลากหลายแทบไม่รู้จบของดวงตาในอาณาจักรสัตว์  สัตว์บางชนิดมองเห็นเพียงสีดำและสีขาว  บางชนิดเห็นสีรุ้งครบทุกสีและยังเห็นแสงที่ดวงตาของเรามองไม่เห็นบางชนิดทำไม่ได้แม้กระทั่งเห็นหรือรับรู้ทิศทางที่แสงส่องเข้ามา บางชนิดมองเห็นเหยื่อที่กำลังวิ่งห่างออกไปหลายกิโลเมตร  ดวงตาขนาดเล็กที่สุดในอาณาจักสัตว์ที่อยู่บนหัวแตนเบียนมีขนาดแทบไม่ใหญ่ไปกว่าตัวอะมีบา  ขณะที่ดวงตาขนาดใหญ่ที่สุดมีขนาดเท่าจานข้าว  และเป็นของหมึกกล้วยยักษ์สองชนิด  ดวงตาของหมึกดังกล่าวทำงานเหมือนกล้องถ่ายรูปเช่นเดียวกับดวงตาของเรา โดยมีเลนส์เดี่ยวรวมแสงไปยังจอตา (retina) ชิ้นเดียว ซึ่งเต็มไปด้วยตัวรับแสง (photoreceptor) หรือเซลล์ที่ดูดซับโฟตอน (photon) แล้วเปลี่ยนพลังงานของโฟตอนเป็นสัญญาณไฟฟ้า  ในทางกลับกัน ตาประกอบ (compound eye) ของแมลงวันแบ่งแสงที่เข้ามาด้วยตาดวงเล็กๆแยกจากกันนับพันดวงแต่ละดวงมีเลนส์และตัวรับแสงของตัวเอง  ดวงตาของมนุษย์ แมลงวัน และหมึกกล้วยติดเป็นคู่อยู่บนหัวของเจ้าตัว  แต่หอยเชลล์อ่าวมีดวงตาเรียงเป็นแถวตามขอบเนื้อเยื่อแมนเทิล  ดาวทะเลมีดวงตาบนปลายแขน ส่วนร่างกายของเม่นทะเลสีม่วงทำหน้าที่เป็นดวงตาขนาดใหญ่ดวงเดียว

ในแง่หนึ่ง  ความหลากหลายเช่นนี้น่าพิศวง  ดวงตาทุกประเภทล้วนตรวจจับแสง และแสงก็ประพฤติตัวในลักษณะที่คาดเดาได้   ทว่าแสงมีประโยชน์ใช้สอยสารพัด  แสงช่วยให้รู้เวลาของวัน ความลึกของน้ำ และการมีร่มเงา  แสงสะท้อนจากตัวศัตรู  คู่สืบพันธุ์ และที่พักพิง  แมงกะพรุนกล่องใช้แสงค้นหาแหล่งหากินที่ปลอดภัย  มนุษย์เราใช้แสงสำรวจภูมิทัศน์  อ่านหรือตีความสีหน้า และอ่านถ้อยคำในบทความนี้  หน้าที่อันหลากหลายของดวงตาถูกจำกัดโดยความสมบูรณ์ของธรรมชาติเท่านั้น  เพื่อไขข้อข้องใจว่า ดวงตาวิวัฒน์ขึ้นมาได้อย่างไร นักวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องทำมากกว่าการวิเคราะห์โครงสร้างของดวงตา  พวกเขาต้องทำสิ่งที่นิลส์สันทำกับแมงกะพรุนกล่อง นั่นคือ การทำความเข้าใจวิธีที่สัตว์ใช้ดวงตาของพวกมัน

เรื่องแนะนำ

ชมภาพถ่ายใต้น้ำที่ชนะการประกวดจากทั่วโลก

เรื่อง ซาราห์ กิบเบนส์ ภาพถ่ายในระยะประชิดของหมึกสายที่กำลังแหวกว่ายผ่านน่านน้ำตื้น ๆ ถูกถ่ายทอดโดย Grabriel Barathieu นักถ่ายภาพผู้คว้ารางวัลช่างภาพใต้น้ำยอดเยี่ยมแห่งปี จากภาพชื่อ “Dancing Octopus” ภาพของเขาบันทึกได้ที่ชายฝั่งแห่งหนึ่งบนเกาะมายอต ในมหาสทุรอินเดีย “วิธีการเคลื่อนที่ของมันดูช่างแตกต่างจากนักล่าชนิดที่หากินบนบกมากเลยครับ” Alex Mustard คณะกรรมการติดสิน กล่าว “นี่มันสามารถเป็นสิ่งมีชีวิตต่างถิ่นจากดาวอื่นได้เลย” Barathieu ต้องใช้ความอดทนสูงมากในการถ่ายภาพออกมาได้อย่างถูกที่ถูกเวลา “ผมต้องรอจนถึงช่วงน้ำลงของฤดูใบไม้ผลิ เมื่อระดับน้ำทะเลมีความลึกเพียง 30 เซนติเมตร เพื่อจะให้ตัวของหมึกสายอาบไล้ไปด้วยแสงที่ทะลุผ่านผิวน้ำ ผมเข้าใกล้มันมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ผมเลือกใช้เลนส์มุมกว้างเพื่อถ่ายภาพชุดนี้ จึงทำให้เจ้าหมึกสายดูมีขนาดใหญ่ขึ้น ในปีนี้ มีภาพส่งเข้าประกวดกว่า 4,500 ภาพ จาก 67 ประเทศทั่วโลก การแข่งขันจัดขึ้นโดย UPY ลอนดอน ซึ่งประกอบไปด้วยคณะกรรมการผู้มีประสบการณ์ด้านการถ่ายภาพใต้น้ำในสาขานั้น ๆ โดยในปีนี้คณะกรรมการประกอบด้วย Martin Edge, Alex Mustard, and Peter Rowlands ซึ่งเป็นผู้ที่ถ่ายภาพประกอบสารคดีในนิตยสาร เนชั่นแนล จีโอกราฟฟิก การประกวดครั้งนี้จัดขึ้นภายใต้สมาคมช่างภาพใต้น้ำชาวอังกฤษ ดังนั้น […]

ปฏิวัติดีเอ็นเอ

คริสเปอร์-แคสไนน์ (CRISPR-Cas9) คือเทคโนโลยีใหม่ที่เอื้อให้นักวิทยาศาสตร์สามารถปรับเปลี่ยน ลบ และจัดเรียงดีเอ็นเอของสิ่งมีชีวิตเกือบทั้งหมดรวมทั้งมนุษย์ได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ ท่ามกลางคำถามสำคัญที่ว่าผลการปรับแต่งดังกล่าวจะส่งผ่านไปสู่รุ่นลูกหลานของสิ่งมีชีวิตนั้นๆ หรือไม่?

ผู้เข้าแข่งขันที่ผ่านรอบออดิชั่น

กลุ่มคนที่มีความสนใจด้านการทำธุรกิจเพื่อสังคมได้มารวมกันในรายการ Win Win WAR Season 2 เพื่อชิงตำแหน่งสุดยอดธุรกิจแบ่งปัน และเงินรางวัล 2 ล้านบาท ที่จะนำไปต่อยอดหรือสร้างธุรกิจเพื่อสังคมให้เกิดขึ้นได้จริง สัปดาห์นี้ ผู้เข้าแข่งขันที่ 4 ทีมที่ผ่านเข้ารอบออดิชั่น จะนำเสนอแผนธุรกิจและตัวอย่างผลิตภัณฑ์หรือบริการ ต่อคณะกรรมการทั้ง 4 ท่าน ซึ่งภายในสัปดาห์นี้ผู้เข้าแข่งขันทั้ง 4 ทีม ล้วนแล้วแต่มีรูปแบบธุรกิจที่น่าสนใจสำหรับการช่วยเหลือสังคม Buddy Home Care – คุณเจนวิทย์ วิโสจสงคราม Buddy Home Care เป็นกิจการเพื่อสังคมที่แก้ปัญหา 2 ด้านไปพร้อมกัน คือด้านเด็กและเยาวชนเผ่า (ชาติพันธุ์) และด้านสังคมผู้สูงอายุ ให้บริการดูแลผู้สูงอายุที่บ้านโดยกลุ่มเด็กชาติพันธุ์ที่ผ่านการอบรมการดูแลผู้สูงอายุจากคณะพยาบาลศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ แบบเก็บค่าบริการรายวัน หรือรายเดือน เพื่อให้โอกาสแก่เด็กชาติพันธุ์ในการใช้เวลาว่างให้เป็นประโยชน์ และสร้างรายได้เพื่อศึกษาต่อ เพิ่มโอกาสทางชีวิต จากการดำเนินงานมาระยะหนึ่ง คุณเจนวิทย์เห็นถึงความต้องการเครื่องมือที่จะช่วยให้การทำงานดูแลผู้สูงอายุให้สะดวกและมีประสิทธิภาพมากขึ้น ตั้งแต่ขั้นตอนการประเมินและวางแผนการดูแล การลงมือปฏิบัติดูแลผู้สูงอายุ ไปจนถึงการเก็บฐานข้อมูลต่างๆ ทำให้เกิดเป็นระบบการดูแลผู้สูงอายุ อันประกอบไปด้วยส่วน Dashboard เพื่อวางแผนและจัดการแผนการดูแล เจ้าหน้าที่ […]

ภาษาภาพ : ประจำเดือนมีนาคม

เอสโตเนีย ในโครงการส่วนตัวชื่อ “เปโลลาร์โกเกรีโด” ซึ่งนำเสนอภาพชาวอาร์เจนตินา ที่ไว้ผมยาวเป็นพิเศษช่างภาพขอให้ผู้หญิงท้องถิ่นในเมืองเนวเกนภูมิภาคปาตาโกเนียสยายผมของพวกเธอลงมา ภาพโดย อีรีนา เวร์นิง