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

เตรียมปรับรับโลกร้อน

เตรียมปรับรับ โลกร้อน เมื่อ 11 ปีก่อน  สมบัติ ชุมนุม หนุ่มใหญ่วัย 40 ปี พาโยโกะ มินามิ ภรรยาชาวญี่ปุ่น กลับมายังบ้านเกิดที่อำเภอกุดชุม จังหวัดยโสธร เพื่อสานฝันของเขา นั่นคือการแปรนาข้าวเดิมของพ่อที่ใช้สารเคมีมายาวนาน  ไปสู่นาข้าวอินทรีย์และแปลงเกษตรผสมผสาน หลังไถปรับหน้าดินแข็งโกกเกกไร้ธาตุอาหาร และยกระดับที่นาให้สูงขึ้น เขาก็เริ่มขุดสระน้ำขนาดใหญ่ โดยผันน้ำมาจากลำห้วยวังหินที่อยู่ท้ายแปลงที่ดิน “หัวใจของการทำเกษตรคือน้ำครับ” เขาบอกขณะพาผมเดินฝ่าดงหญ้าริมคันนา เลียบสระน้ำกว้างใหญ่ที่เชื่อมต่อกับลำห้วยไหลเอื่อย  สมบัติใช้น้ำจากสระแห่งนี้รดต้นไม้ ปลูกข้าว และอุปโภคในครัวเรือน “ตอนมาทำใหม่ๆ ชาวบ้านแถวนี้หาว่าผมบ้า ไม่ใส่ยา ไม่ใส่ปุ๋ย แถมขุดสระน้ำใหญ่โต เขาไม่ขุดกันใหญ่ขนาดนี้หรอก เพราะเสียดายที่ดินปลูกข้าวครับ” เขาบอก สมบัติเคยทำงานที่องค์กรพัฒนาเอกชนด้านเกษตรอินทรีย์ในกรุงเทพฯ มาก่อน จึงมีความรู้ด้านการจัดการแปลงเกษตรพอสมควร แปลงนาของเขาปลูกข้าวหลากหลาย ทั้งข้าวหอมมะลิพันธุ์ 105 อันลือชื่อของดินแดนทุ่งกุลาร้องไห้ข้าวเหนียวกข.6 และข้าวพันธุ์ใหม่ที่กำลังมาแรงอย่าง “ไรซ์เบอร์รี่”  ที่อยู่ติดกันคือสวนผสมสารพัน  ตั้งแต่กะทกรกยันเพกา กล้วยน้ำว้ายันมะรุม ใกล้ๆกันคือโรงเรือนไก่ไข่ และกองลอมฟางที่เป็นรังของเห็ดฟาง ซึ่งภรรยาของเขาจะมาเก็บไปทำอาหารทุกเช้า มีคอกแพะและวัว (ว่างเปล่าเพราะเลี้ยงไม่ไหว) เขาใช้แผงเซลล์สุริยะผลิตกระแสไฟฟ้าใช้ในบ้าน ไม่ดูโทรทัศน์ […]

สำรวจโลกซ่อนเร้นของเปรู

เรื่อง เอมมา แมร์ริส ภาพถ่าย ชาร์ลี แฮมิลตัน เจมส์ เอลิอัส มาชีปังโก ชูเวรีเรนี คว้าธนูและลูกธนูที่ทำจากไม้ไผ่เหลาแหลมขึ้นมา  เราจะออกล่าลิงในอุทยานแห่งชาติมานูของเปรู ป่าดิบชื้นผืนใหญ่ที่ได้รับการคุ้มครองและพื้นที่ที่มีความหลากหลายทางชีวภาพมากที่สุดแห่งหนึ่งในโลก การล่านี้ถูกกฎหมาย เอลิอัสเป็นชนพื้นเมืองเผ่ามาชีเกงคา เผ่าที่มีประชากรไม่ถึงหนึ่งพันคนซึ่งดำรงชีวิตอยู่ในอุทยาน โดยส่วนใหญ่อยู่ตามริมแม่น้ำมานูและลำน้ำสาขา  ชนพื้นเมืองที่นี่ทุกเผ่ามีสิทธิ์เก็บพืชพรรณและล่าสัตว์ป่ามาใช้ประโยชน์ แต่ห้ามนำทรัพยากรในอุทยานไปขายถ้าไม่ได้รับอนุญาต  และห้ามใช้ปืนล่าสัตว์ พวกเขาเรียกขานกันด้วยชื่อต้น เอลิอัสกับภรรยาปลูกฝ้ายและพืชผลอื่นๆในลานเล็กๆริมแม่น้ำโยมีบาโต ลูกๆของพวกเขาเก็บผลไม้และพืชสมุนไพร เอลิอัสจับปลาตัดไม้ และล่าสัตว์ โดยเฉพาะลิงแมงมุมและลิงขนปุย อันเป็นอาหารโปรดของชาวมาชีเกงคา สรรพสิ่งดำเนินเช่นนี้มาช้านาน แต่ประชากรชนเผ่ามาชีเกงคากำลังเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ส่งผลให้นักชีววิทยาที่รักอุทยาน   เริ่มวิตกว่า จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อประชากรเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า จะเกิดอะไรขึ้นถ้าพวกเขาเริ่มใช้ปืน ฝูงลิงจะอยู่รอดหรือไม่ และหากไม่ได้ลิงเหล่านี้ช่วยแพร่กระจายเมล็ดพันธุ์ระหว่างที่มันตระเวนหากินไปทั่วผืนป่าแล้ว สภาพป่าจะเปลี่ยนแปลงไปอย่างไร ขณะที่ป่านอกอุทยานเริ่มแหว่งเว้าขึ้นเรื่อยๆ ทั้งจากการขุดเจาะก๊าซธรรมชาติ การทำเหมือง และการตัดไม้ การปกป้องอุทยานก็ทวีความสำคัญยิ่งขึ้น เช่นเดียวกับคำถามที่ว่า การมีคนอยู่ในอุทยานส่งผลดีหรือผลเสียต่ออุทยานกันแน่ และการมีอุทยานส่งผลดีต่อชีวิตพวกเขาหรือไม่ เอลิอัสวัย 53 ปี มีผมหยักศกสีดำและสายตาเข้มลึก เขาสวมเสื้อฟุตบอลสีเขียว กางเกงขาสั้น และรองเท้าแตะที่ทำจากยางรถเก่าๆ เราเดินตัดทุ่งเข้าป่า โดยมีทาเลียกับมาร์ติน ลูกสาวและลูกเขยของเขา กับหลานปู่วัยรุ่นอีกคนติดตามไปด้วย […]

ชีวิตหลังไอซิส

ไอซิสจากอิรักไปแล้ว แต่ทิ้งบาดแผลไว้มากมาย ร่วมทำความรู้จักกลุ่มก่อการร้ายที่โด่งดังที่สุดแห่งยุคและสำรวจผลกระทบจากสงครามกลางเมืองไปกับสารคดีชุดนี้

ทะเลจีนใต้ น่านน้ำแห่งข้อพิพาท

ทะเลจีนใต้ น่านน้ำแห่งข้อพิพาท คริสโตเฟอร์ ทูโบ เคยจับปลากระโทงหนัก 300 กิโลกรัมได้ใน ทะเลจีนใต้ เขาบอกว่า นั่นคือเมื่อหลายปีก่อน ตอนที่ปลาในน่านน้ำนั้นยังอุดมสมบูรณ์ “ที่นี่ไม่เป็นอย่างนั้นเลยครับ” เขาพูดพลางมองไปยังทะเลซูลูที่เขาอาศัยจับปลาตลอดสี่ปีที่ผ่านมา เรือสองลำของเขาซึ่งเป็นเรือพื้นเมืองของชาวฟิลิปปินส์เรียกว่า บันกา (banca) ลอยลำอยู่ในน้ำตื้นแถวๆนั้น ทูโบอาศัยอยู่ในเมืองปวยร์โตปรินเซซา ซึ่งมีประชากรราว 255,000 คนบนเกาะปาลาวัน เกาะนี้หันออกสู่ทะเลซูลู มีหมู่เกาะฟิลิปปินอยู่ทางทิศตะวันออก และทะเลจีนใต้ที่กำลังเป็นข้อพิพาทของหลายชาติในเอเชียอยู่ทางทิศตะวันตก เขาเป็นหนึ่งในชาวประมงกว่า 320,000 คนในฟิลิปปินส์ที่ใช้วิธีดั้งเดิมหาเลี้ยงชีพอยู่ในทะเลจีนใต้ และเป็นหนึ่งในผู้คนจำนวนมากขึ้นเรื่อยๆซึ่งต้องไปจับปลาในน่านน้ำอื่นที่มีความอุดมสมบูรณ์ทางนิเวศวิทยาน้อยกว่า นั่นเป็นเพราะเมื่อประมาณแปดปีก่อน จีนแสดงท่าทีแข็งกร้าวมากขึ้นในภูมิภาคแถบนี้ โดยสำแดงแสนยานุภาพข่มขู่ชาวประมงชาติอื่น และในที่สุดก็สร้างฐานทัพบนเกาะหลายแห่งที่ยังเป็นข้อพิพาทกันอยู่ ทูโบเลิกจับปลาในทะเลจีนใต้ หลังจากเรือป้องกันชายฝั่งของจีนใช้หัวฉีดน้ำแรงดันสูงโจมตีเรือของเพื่อนเขา การตัดสินใจของทูโบสะท้อนให้เห็นความตึงเครียดที่เพิ่มขึ้นในภูมิภาค ทะเลจีนใต้ซึ่งครอบคลุมเนื้อที่ 3.6 ล้านตารางกิโลเมตร มีความสำคัญอย่างยิ่งทางด้านเศรษฐกิจ การทหาร และสิ่งแวดล้อม ในแต่ละปี การค้าระหว่างประเทศในน่านน้ำแห่งนี้มีเงินสะพัดราว 5.3 ล้านล้านดอลลาร์สหรัฐ ระบบนิเวศที่นี่มีความหลากหลายทางชีวภาพมากกว่าระบบนิเวศทางทะเลอื่นๆ     แทบทุกแห่งในโลก และปลาในน่านน้ำแห่งนี้ก็เป็นแหล่งอาหารสำคัญและสร้างงานให้ผู้คนนับล้านใน 10 ประเทศและดินแดนโดยรอบ ในบรรดาประเทศเหล่านั้น เจ็ดประเทศ ได้แก่ บรูไน จีน […]