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

ถึงคราวนิติวิทยาศาสตร์ถูกสอบสวน

เรื่อง เวโรนีก กรีนวูด ถ่ายภาพ แม็กซ์ อกีเลรา-เฮลล์เวก เช้าวันที่ 23 พฤศจิกายน ปี 2009 นักปั่นจักรยานใกล้เมืองเลกชาร์ลส์ รัฐลุยเซียนา พบร่างหญิงสาวคนหนึ่งนอนอยู่บนพื้นใกล้ถนนในชนบท ใบหน้าของเธอถูกทุบตีจนเละ แต่รอยสักที่ไม่เหมือนใครทำให้ตำรวจระบุได้ว่า  เธอคือเซียรา บูซิการ์ด วัย 19 ปี นักสืบจากสำนักงานนายอำเภอที่มีนายอำเภอโทนี แมนคูโซ เป็นหัวหน้า ครุ่นคิดถึงเหตุการณ์ในชั่วโมงสุดท้ายของเธอทันที คนกลุ่มสุดท้ายที่พบเห็นบูซิการ์ดขณะยังมีชีวิตให้เธอยืมใช้โทรศัพท์ หมายเลขที่เธอกดหาให้เงื่อนงำแก่ตำรวจ คนที่ทำร้ายบูซิการ์ดทิ้งเบาะแสที่เป็นประโยชน์ไว้เช่นกัน นักสืบได้ตัวอย่างดีเอ็นเอที่ชัดเจนจากเนื้อเยื่อที่ติดอยู่ในซอกเล็บของเธอระหว่างการต่อสู้เพื่อเอาชีวิตรอด สิ่งที่พวกเขาต้องทำคือการเปรียบเทียบและจับคู่ดีเอ็นเอเพื่อหาตัวฆาตกรให้ได้ หมายเลขโทรศัพท์ที่เธอกดนำตำรวจไปถึงตัวคนงานต่างด้าวผิดกฎหมายชาวเม็กซิกัน “เราจึงขอหมายศาลเพื่อเก็บตัวอย่างดีเอ็นเอด้วยการป้าย หาล่ามมาช่วยสื่อสาร และประสานงานกับหน่วยตรวจคนเข้าเมือง” แมนคูโซเล่า แต่ไม่มีดีเอ็นเอของชาวเม็กซิกันคนใดตรงกับตัวอย่างที่ได้จากสถานที่เกิดเหตุเลย อีกทั้งตัวอย่างที่ได้มายังไม่ตรงกับดีเอ็นเอในฐานข้อมูลของเอฟบีไอที่เรียกว่าโคดิสหรือระบบดัชนีดีเอ็นเอแบบรวม (Combined DNA Index System: CODIS) ไม่ว่าจะของอาชญากร บุคคลสาบสูญ หรือผู้ต้องหา ต่อมาเมื่อเดือนกรกฎาคม ปี 2015 มอนิกา ควอล หัวหน้านักวิเคราะห์ดีเอ็นเอที่ห้องปฏิบัติการ ซึ่งทำงานให้สำนักงานนายอำเภอ ได้ยินมาว่ามีวิธีการใหม่ในการใช้ประโยชน์จากข้อมูลที่ได้จากตัวอย่างดีเอ็นเอ โดยไม่จำเป็นต้องใช้ดีเอ็นเอของผู้ต้องสงสัย หรือการจับคู่กับดีเอ็นเอในฐานข้อมูล […]

ฉลามขาวจอมลี้ลับ

ฉลามขาวในธรรมชาติไม่ได้น่ากลัวแบบที่คิด มันดูจ้ำม่ำ แก้มย้อย จนกระทั่งเมื่อมันอ้าปากเท่านั้นแหละ...

กรีซ เทพเจ้า และดินแดนปรโลก

เรื่อง แคโรไลน์ อเล็กซานเดอร์ ภาพถ่าย วินเซนต์ เจ. มูซี และเดวิด โคเวนทรี โลกของชาวกรีกโบราณเต็มไปด้วยทวยเทพ  นำโดยเทพองค์สำคัญๆแห่งเขาโอลิมปัส ได้แก่ ซูส เฮรา อพอลโล โพไซดอน อธีนา และเทพผู้ยิ่งใหญ่อื่นๆ ในเทพปกรณัมกรีก นอกจากการบูชาปวงเทพแห่งเขาโอลิมปัสแล้ว ยังมีอีกหลายร้อยลัทธิที่บูชาเทพเจ้าและวีรบุรุษในท้องถิ่น ผู้คนอ้อนวอนทวยเทพเหล่านี้ด้วยเหตุผลเดียวกับที่เราอธิษฐานในปัจจุบัน เช่น เรื่องสุขภาพและความปลอดภัย ความเจริญรุ่งเรือง พืชผลอันอุดมสมบูรณ์ และสวัสดิภาพในการเดินเรือ การสวดอ้อนวอนมักกระทำร่วมกันเป็นกลุ่ม มีการถวายเครื่องสักการะและของสังเวยเพื่อให้เป็นที่พอพระทัยของทวยเทพผู้อยู่เหนือการหยั่งรู้ของมนุษย์และเชื่อกันว่ากุมชะตาชีวิตของพวกเขาไว้ แต่ชีวิตหลังความตายเป็นเช่นไรเล่า ชาวกรีกโบราณเชื่อในเทพเฮดีส เจ้าแห่งปรโลก ผู้เป็นพระเชษฐาของซูสและโพไซดอน แต่การมีอยู่ของเทพเฮดีสไม่ชวนให้อุ่นใจแม้แต่น้อย อาณาจักรของเทพเฮดีส (หรือ “โลกที่มองไม่เห็น”) ซึ่งตกอยู่ในความมืดมนอนธการและมีแม่น้ำสติกซ์อันน่าพรั่นพรึงตัดขาดจากโลกมนุษย์นั้น เป็นดั่งที่กวีโฮเมอร์พรรณนาไว้ว่า เป็นดินแดน “น่าสะพรึงกลัวที่ผุพัง” อันเป็นจุดหมายปลายทางทั้งของคนธรรมดาและแม้กระทั่งวีรบุรุษผู้กล้าหลังความตายมาเยือน ในที่สุด ความเห็นอกเห็นใจในสภาวะของมนุษย์ทำให้ชาวกรีกรับเอาศาสนารูปแบบใหม่และลัทธิความเชื่อใหม่ๆเข้ามา ชีวิตหลังความตายไม่ได้ถูกมองว่าเป็นชะตากรรมอันทุกข์ระทมอีกต่อไป แต่เป็นการเสาะแสวงหาส่วนบุคคลมากกว่า ลัทธิลี้ลับที่ปกปิดไม่ให้คนภายนอกรู้เหล่านี้ให้สัญญาว่าจะนำทางสู่ชีวิตหลังความตาย พิธีกรรมอันเร้นลับนั้นแสนเร้าใจและจัดขึ้นราวฉากละครอันอลังการ พิธีบูชาเทพองค์สำคัญบนเกาะซาโมเทรซของกรีซจัดขึ้นในเวลากลางคืน โดยใช้แสงวับวามของคบเพลิงส่องทางให้สมาชิกใหม่ แต่เนื่องจากมีการเฝ้าระวังอย่างเข้มงวดขนาดมีโทษถึงตาย จึงทำให้พิธีกรรมเหล่านี้ยังคงเป็นปริศนาลึกลับเรื่อยมา พอถึงศตวรรษที่สี่ก่อนคริสต์ศักราช เกิดลัทธิที่อ้างว่าทำให้คนบริสุทธิ์ได้ด้วยการชำระล้างมลทินของความเป็นมนุษย์ รากฐานของศาสนาใหม่เหล่านี้เริ่มเป็นรูปเป็นร่างชัดเจน […]

ภาษาภาพ : ประจำเดือนกุมภาพันธ์

โปแลนด์ ทิวทัศน์ฤดูหนาวที่มองเห็นจากสะพานกรุนวาลด์สกีในเมืองคราคูฟเปิดโอกาสให้ได้ศึกษาหยินหยางในเรื่องเอกภาพของความต่าง บนฝั่งแม่น้ำวิสตูลาที่ปกคลุมไปด้วยหิมะ คนในภาพซึ่งดูราวกับเงาทึบกำลังให้อาหารหงส์สีขาวและเป็ดกับนกคู้ตขนสีเข้มในน้ำเย็นเยือก ภาพโดย มาร์ตซิน รีตเชก โปแลนด์ ในฤดูหนาวบนสันดอนจะงอยวิสตูลา ซึ่งเป็นคาบสมุทรที่สายลมสลักเสลาขึ้นมาและปกคลุมด้วยผืนทรายใกล้กับเมืองคาลินินกราดของรัสเซีย รถแทรกเตอร์คันหนึ่งลากเลื่อนข้ามทุ่งหิมะขาวโพลนกว้างใหญ่ไพศาล สันดอนจะงอยนี้ยื่นออกไปในทะเลบอลติก และคั่นอ่าวกดานสค์กับลากูนวิสตูลาออกจากกัน ภาพโดย คัตซ์เปอร์ โควาลสกี, PANOS เยอรมนี นักเล่นสกีผู้โดดเดี่ยวใกล้กับเมืองมัสเซอร์แบร์กกำลังข้ามเรนน์ชไตก์ อันเป็นเส้นทางโบราณตามแนวสันเขา เส้นทางปีนเขาระยะทางราว 169 กิโลเมตรซึ่งเป็นเส้นทางของคนส่งสารในยุคกลางเส้นนี้ ทอดจากทิศตะวันตกไปทิศตะวันออกตัดป่าทูรินเจียน ภาพโดย มาร์ทิน ชุทท์, EPA