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

ภาพนี้ต้องขยาย : งานนี้ต้องไต่เต้า

ภาพโดย มาร์กาเร็ต จี. แซ็กโควิตซ์ เรือท้องแบนหนึ่งลำ “บรรทุกสินค้าได้หลายตัน” คือข้อความตอนหนึ่งจากสารคดีเรื่องสิงคโปร์ในนิตยสาร เนชั่นแนล จีโอกราฟฟิก ฉบับเดือนพฤษภาคม ปี 1938 ซึ่งภาพนี้น่าจะถ่ายเพื่อประกอบสารคดีเรื่องดังกล่าว “ทั่วลำน้ำสีคล้ำของแม่น้ำสิงคโปร์ เรือน้อยใหญ่ แล่นเข้าสู่ใจกลางมหานครสมัยใหม่แห่งนี้ เฉกเช่นที่เคยเป็นมา ตั้งแต่ยุคการปฏิวัติอุสาหกรรม” ภาพอาคารฟุลเลอร์ตันซึ่งปัจจุบันเป็นโรงแรมหรูหราที่เห็นอยู่นี้ถ่ายจากท่าเรือคลิฟฟอร์ดในสิงคโปร์ แต่หากขยายภาพไปตรงกลาของขอบถนนจะเห็นลูกเรือคนหนึ่งกำลังปีนขึ้นจากเรือข้ามกำแพงเขื่อนเข้าสู่ย่านใจกลางเมือง  

มนตราแห่งนครที่สาบสูญ

เรื่อง ดักลาส เพรสตัน ภาพถ่าย เดฟ โยเดอร์ วันที่ 18 กุมภาพันธ์ ปี 2015 เฮลิคอปเตอร์ทหารลำหนึ่งทะยานขึ้นจากลานบินใกล้เมืองกาตากามัส ประเทศฮอนดูรัส บ่ายหน้าไปทางเทือกเขาลามอสกีเตีย เบื้องล่าง เรือกสวนไร่นาค่อยๆแปรเปลี่ยนเป็นลาดเนินสูงชันอาบแสงอาทิตย์ บ้างปกคลุมด้วยป่าดิบชื้น  บ้างถูกแผ้วถางเป็นฟาร์มปศุสัตว์  นักบินมุ่งหน้าไปยังช่องเขาเล็กๆรูปตัววี (V) ฝูงนกยางบินอยู่เบื้องล่าง  ยอดไม้สั่นไหวจากการเคลื่อนไหวของฝูงวานรที่มองไม่เห็นตัว  ที่นี่ไม่มีร่องรอยกิจกรรมใดๆของมนุษย์ นักบินบังคับเครื่องให้โฉบลงด้านข้างก่อนจะลดระดับลง  เป้าหมายคือพื้นที่โล่งริมฝั่งแม่น้ำ ในกลุ่มผู้ที่ก้าวลงมาจากเฮลิคอปเตอร์มีนักโบราณคดีคนหนึ่งชื่อ คริส ฟิชเชอร์ หุบเขาแห่งนี้อยู่ในภูมิภาคซึ่งเล่าลือกันมาช้านานว่าเป็นที่ตั้งของเมือง “ซิวดัดบลังกา” (Ciudad Blanca) มหานครในตำนานที่สร้างด้วยศิลาสีขาว หรือที่รู้จักกันในอีกชื่อว่า นครสาบสูญแห่งวานรเทพ  ฟิชเชอร์ไม่เชื่อตำนานเหล่านั้น แต่เชื่อว่าในหุบเขาที่เขาและเพื่อนร่วมงาน เรียกกันง่ายๆว่า ที1 (T1) นี้มีซากปรักนครสาบสูญของจริงซึ่งถูกทิ้งร้างมาอย่างน้อยครึ่งสหัสวรรษ จะว่าไปแล้ว นี่เป็นเรื่องที่เขาแน่ใจด้วยซ้ำ ในการเดินทางครั้งนี้ ทีมสำรวจใช้เทคนิคที่เรียกว่าไลดาร์ [lidar ย่อมาจาก light detection and ranging หรือการตรวจหาและวัดระยะทางด้วยแสง] เทคนิคนี้ใช้ทำแผนที่นครการากอลของชาวมายาในประเทศเบลีซ ไลดาร์ทำงานด้วยการสะท้อนลำแสงเลเซอร์อินฟราเรดนับแสนๆลำกลับขึ้นมาจากป่าดิบชื้นเบื้องล่าง และบันทึกตำแหน่งของจุดการสะท้อนแสงในแต่ละครั้ง […]

ฉลามขาวจอมลี้ลับ

ฉลามขาวในธรรมชาติไม่ได้น่ากลัวแบบที่คิด มันดูจ้ำม่ำ แก้มย้อย จนกระทั่งเมื่อมันอ้าปากเท่านั้นแหละ...

บทเรียนจากต้นไม้

เรื่อง แคที นิวแมน ภาพถ่าย ไดแอน คุก และเลน เจนเชล ต้นไม้ทุกต้นบอกเล่าเรื่องราว แต่บางเรื่องอาจสะเทือนอารมณ์เกินพรรณนา ไม่ว่าจะเก็บรักษาความทรงจำ โอบอุ้ม  ความเชื่อ หรือเป็นอนุสรณ์ความเศร้า ต้นไม้ยังสร้างแรงบันดาลใจ  เรื่องราวโด่งดังที่สุดเห็นจะไม่พ้นต้นแอ๊ปเปิ้ลในสวนผลไม้ที่มณฑลลิงคอล์นเชียร์ ประเทศอังกฤษ ซึ่งเล่าขานกันว่า เมื่อปี 1666 แอ๊ปเปิ้ลผลหนึ่งร่วงหล่นจากต้น และกระตุ้นให้ชายหนุ่มนามไอแซก นิวตัน นึกสงสัยว่า ทำไมแอ๊ปเปิ้ลถึงร่วงในแนวดิ่งลงสู่พื้นดินเสมอ ต้นฉบับลายมือสมัยศตวรรษที่สิบแปดบอกเล่าว่า นิวตันซึ่งเดินทางกลับบ้านจากเคมบริดจ์ (หลังกาฬโรคระบาดทำให้ต้องปิดมหาวิทยาลัย) เดินเข้าไปในสวนและครุ่นคิดใคร่ครวญ วิลเลียม สตูกลีย์ เพื่อนและนักเขียนชีวประวัติของเขา บรรยายไว้ว่า “ความคิดเรื่องแรงโน้มถ่วงผ่านเข้ามาในหัว…จากการร่วงสู่พื้นของผลแอ๊ปเปิ้ล ขณะที่เขานั่งนึกตรึกตรองอยู่” นี่ไม่ใช่ช่วงเวลาแห่งการหยั่งรู้ครั้งแรกที่เกี่ยวพันกับต้นไม้ พระพุทธเจ้าทรงตรัสรู้อนุตตรสัมมาสัมโพธิญาณ ขณะประทับใต้ต้นโพธิ์มิใช่หรือ ต้นไม้ชวนให้เราเคลิบเคลิ้ม วัฒนธรรมหลากหลายเล่าขานนิทานว่าด้วยนักบวชที่สดับตรับฟังเสียงสกุณาในพงไพรแล้วพบว่า เวลาเพียงชั่วอึดใจกลับกลายเป็นหลายร้อยปีที่ผันผ่าน ต้นไม้เป็นที่เก็บความทรงจำของธรรมชาติ กระทั่งในระดับโมเลกุล เบนจามิน สเวตต์ ผู้เขียนหนังสือ นิวยอร์ก นครแห่งแมกไม้ (New York City of Trees) กล่าวในการสัมภาษณ์ทางวิทยุว่า “เนื้อไม้ในแต่ละชั้นของวงปีประกอบด้วยอากาศบางส่วนของปีนั้นๆ […]