“ค้างคาว” สุดยอดผลงานของวิวัฒนาการของสัตว์ที่สำคัญยิ่งต่อระบบนิเวศ และถือเป็นสิ่งอัศจรรย์ในทางวิทยาศาสตร์

ไม่ใช่ทุกคนที่จะตกหลุมรักค้างคาว

แต่ใครที่เป็นเช่นนั้นย่อมดิ่งลึกในห้วงรัก

สมัยเป็นนักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์ แชรอน สวอร์ตซ์ ศึกษาชะนี แต่เพราะความทึ่งในโครงสร้างโครงกระดูกอันประณีตของปีกค้างคาว และความจำเป็นที่ได้อย่างเสียอย่างทางวิวัฒนาการของเหล่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเพื่อการได้บิน เธอจึงตัดสินใจเบนเข็มจากงานวิจัยไพรเมต และเดินทางสู่ออสเตรเลียเพื่อศึกษาค้างคาวขนาดใหญ่ที่เรียกว่า ค้างคาวแม่ไก่

แชรอนจำเหตุการณ์ในเย็นวันหนึ่งได้  เธอไปสนามกอล์ฟชานเมืองที่มีค้างคาวเกาะคอนนอนเต็มดงไม้  พอตะวันลับฟ้า ค้างคาวหนึ่งตัว จากนั้นก็สองสามตัว จากนั้นหลายร้อยตัว พากันเหินขึ้นฟ้าจนกลายเป็น “แม่น้ำค้างคาวบนท้องฟ้า” ตามคำพูดของเธอ  คืนต่อมา สวอร์ตซ์ซึ่งปัจจุบันเป็นอาจารย์ด้านชีววิทยาและวิศวกรรมศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยบราวน์ กับเพื่อนร่วมงาน ใช้ตาข่ายจับค้างคาว และเธอได้ลองอุ้มมันครั้งแรก นั่นคือค้างคาวแม่ไก่ที่มีความยาวปลายปีกจดปลายปีกเกือบสองเมตร “ใจฉันเต้นรัวเลยค่ะ รู้สึกไม่เคยเจออะไรที่สวยเท่านี้มาก่อน”

ปฏิกิริยาปกติกว่านั้นอาจเป็นอาการขนลุกซู่แบบไม่รู้เนื้อรู้ตัว  ในวัฒนธรรมตะวันตก ค้างคาวเชื่อมโยงกับความดำมืดและสิ่งชั่วร้ายมาช้านาน และยังมีรูปลักษณ์จำแนกยากลงไปให้ชัดเจนด้วยภาษาชาวบ้าน  จะว่านกก็ไม่ใช่ แต่บินได้ จะว่าหนู   ก็ไม่เชิง 

บางคนแค่รู้สึกว่าพวกมันน่าขนลุก  บางคนกลัวเชื้อโรคต่างๆ ที่อาจมากับพวกมัน รวมถึงเชื้อคล้ายคลึงกับไวรัสที่ทำให้โควิด19 แพร่ระบาดไปทั่วโลกด้วย  ถ้าพูดอย่างยุติธรรม สุนัขที่มีเชื้อพิษสุนัขบ้าคร่าชีวิตมนุษย์มากกว่าค้างคาวเสียอีก และไวรัสไข้หวัดใหญ่ก็มีหมูและเป็ดเป็นพาหะ แต่สัตว์เหล่านี้กลับไม่มีภาพชวนให้น่ากลัวอย่างนั้น 

หากพูดถึงความชื่นชอบค้างคาว หรือกระทั่งการเป็นสาวก ย่อมไม่มีใครสู้เหล่านักชีววิทยาอย่างสวอร์ตซ์กับเพื่อนร่วมงานได้  หลายคนมีความกระตือรือร้นถึงขนาดตัดสินใจหันหลังให้สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดอื่นเพื่อท่องแดนมหัศจรรย์แห่งปริศนาทางวิทยาศาสตร์ เช่น การบินที่เหมือนกายกรรมผาดโผนของค้างคาว การมีอายุยืนยาวอย่างน่าทึ่ง และกระทั่งความสามารถในการต้านทานมะเร็งเกือบทุกชนิดอย่างน่าอิจฉา  นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกกำลังสืบค้นความลับเหล่านี้  บางคนหวังเปลี่ยนความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับสัตว์เหล่านี้ให้เกิดประโยชน์แก่มนุษย์  บางคนอาจแค่หลงใหลในความหลากหลายและประวัติวิวัฒนาการอันน่าทึ่งของพวกมัน  พวกเขาอยากให้เรารู้ว่า ค้างคาวเป็นมากกว่านกมีหูหนูมีปีกมากนัก

ค้างคาวคือตัวอย่างหนึ่ง ของเรื่องราวความสำเร็จยิ่งใหญ่ของวิวัฒนาการ  บรรพบุรุษของพวกมันเป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมขนาดเล็กที่เดินสี่ขาและอาจกินแมลงเป็นอาหาร เฉกเช่นค้างคาวส่วนใหญ่ในปัจจุบัน  ทว่าบรรพบุรุษเหล่านั้นบินได้อย่างไร ยังเป็นปริศนา ฟอสซิลค้างคาวเก่าแก่ที่สุดเท่าที่รู้จักกันซึ่งได้จากโครงสร้างหมวดหินทางธรณีวิทยากรีนริเวอร์ในรัฐไวโอมิงและมีอายุเก่าแก่กว่า 50 ล้านปี  มีส่วนปลายแขนและนิ้วที่เปลี่ยนรูปไปและก่อร่างเป็นโครงคร่าวสำหรับยึดเยื่อกล้ามเนื้อปีกบางๆ ของค้างคาวแล้ว นั่นคือที่มาของ ไคร็อปเทอรา (Chiroptera) ชื่อภาษาลาตินของอันดับค้างคาว หมายถึง “ปีกมือ”

พอบินได้แล้ว ค้างคาวก็ตอบโจทย์การใช้ชีวิตในระบบนิเวศเฉพาะสำหรับสัตว์ปีกทั้งหมดและแพร่กระจายไปทั่วโลก หนึ่งในห้าของชนิดพันธุ์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทั้งหมดคือค้างคาว เป็นรองก็แต่อันดับสัตว์ฟันแทะเท่านั้นในเรื่องจำนวนสมาชิก ค้างคาวกินทุกอย่าง ทั้งแมลง ผลไม้ น้ำต้อย เลือด และปลา พวกมันมีขนาดหลากหลายตั้งแต่ค้างคาวกิตติที่หนักไม่ถึงสองกรัม ไปถึงค้างคาวแม่ไก่ตัวใหญ่ ซึ่งเป็นค้างคาวผลไม้ที่มีความยาวปลายปีกจดปลายปีก 1.8 เมตร และหนักได้ถึง 1.3 กิโลกรัม  ค้างคาวบางชนิดรักสันโดษ แต่หลายชนิดเป็นสัตว์สังคม  พวกมันอยู่รวมกันเป็นคอโลนีใหญ่หรือไม่ก็ฝูงเล็กๆ เกาะคอนนอนตามกิ่งไม้ ในถ้ำ ห้องใต้หลังคา และหลังบานประตูหน้าต่างบ้าน โดยเป็นส่วนสำคัญของระบบนิเวศแทบทุกระบบ ค้างคาวกินยุงและสัตว์รบกวนทางการเกษตร และช่วยผสมเกสรให้พืชจำพวกกล้วย มะม่วง อะโวคาโด และทุเรียน ไม่ต้องพูดถึง อากาเว วัตถุดิบสำคัญที่ใช้ผลิตเตกีลา เหล้าพื้นเมืองอันโด่งดังของเม็กซิโก

และพวกมันก็บินไม่เหมือนสิ่งมีชีวิตอื่นใด ซึ่งเป็นเหตุผลแรกสุดที่ดึงดูดให้สวอร์ตซ์เดินทางไปสนามกอล์ฟแห่งนั้นในออสเตรเลียเมื่อกว่า 30 ปีก่อน  ตอนนั้น เธอกำลังศึกษากลไกการเคลื่อนไหวของไพรเมต โดยสำรวจว่าโครงกระดูกวิวัฒน์ไปอย่างไรเพื่อรักษาสมดุลระหว่างความแข็งแรงที่จำเป็นกับข้อเสียเปรียบของการมีกระดูกที่หนักขึ้น  “ดูจะเห็นได้ชัดเลยว่าน้ำหนักเป็นปัญหาสำหรับสัตว์บินได้ในลักษณะที่ต่างไปจากสิ่งมีชีวิตอื่นๆ” เธอบอก

เพราะปีกค้างคาวประกอบด้วยผิวหนังที่แผ่ขึงบนกระดูกน้ำหนักเบาและมีข้อต่อมากมาย จึงทำปฏิกิริยากับลมอย่างที่ ปีกนกและปีกแมลงซึ่งมีความยืดหยุ่นน้อยกว่าทำไม่ได้  ปีกนกมีข้อต่อสามจุด ซึ่งเทียบคร่าวๆ ได้กับหัวไหล่ ศอก และข้อมือของมนุษย์  “ปีกค้างคาวมีข้อต่อมากมายเหมือนที่พบในมือของมนุษย์ค่ะ” สวอร์ตซ์อธิบาย “ไหนจะยังกล้ามเนื้อสุดเจ๋งที่ฝังอยู่ใต้ผิวหนังพวกนั้นอีก”  ปีกค้างคาวปกคลุมด้วยขนละเอียดนับไม่ถ้วนที่รับรู้การเปลี่ยนแปลงของกระแสอากาศ มันสื่อสารกับลมตลอดเวลา ปรับเปลี่ยนรูปร่าง สร้างแรงยก และตอบสนองต่อลมโชยหรือลมกระโชกแต่ละวูบด้วยประดิษฐกรรมอันโดดเด่นเฉพาะตัว ในการทดสอบหลายครั้งที่สวอร์ตซ์กับทีมของเธอทำเพื่อนำเสนอความท้าทายในการบินรูปแบบปกติ พวกเขาพบว่าเมื่อฉีดน้ำเกลือเข้าไปในท้องค้าวคาวเพื่อเลียนแบบน้ำหนักอาหารมื้อใหญ่ ค้างคาวแต่ละตัวจะตอบสนองต่างกัน  ดิมิตรีสกันดาลิส ผู้ศึกษาความแตกต่างพิเศษเฉพาะของสัตว์แต่ละตัวจากมหาวิทยาลัยจอห์นส์ฮอปกินส์ เปรียบเทียบความซับซ้อนของการขยับปีกค้างคาวกับการแสดงสีหน้าของมนุษย์ ขึ้นชื่อว่ารอยยิ้มทั้งหมดก็เห็นเป็นรอยยิ้ม แต่ไม่มีรอยยิ้มใดที่เหมือนกันทุกประการ

จักรกลจะสามารถเลียนแบบการเคลื่อนไหวตามสัญชาตญาณที่ละเอียดซับซ้อนนี้ได้หรือไม่ อาลิรีซา ราเมซานี ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมศาสตร์จากมหาวิทยาลัยนอร์ทอีสเทิร์น บอกว่า การบินของค้างคาวคือ “การร่ายรำกลางอากาศ” และ “สำหรับผม การสร้างโดรนที่ดูเหมือนค้างคาวช่างน่าตื่นเต้นครับ”  เขาได้แรงบันดาลใจจากการทดลองของสวอร์ตซ์และเริ่มงานท้าทายในการสร้างหุ่นยนต์ค้างคาว  ด้วยความยืดหยุ่นของมือและการแผ่ขยายออกของผิวหนัง  ปีกค้างคาวสามารถรับมือกับการเปลี่ยนแปลงที่รวดเร็วและซับซ้อนของกระแสอากาศได้  โดยเฉพาะการเปลี่ยนแปลงในพื้นที่อันจำกัด

ราเมซานีบอกและอธิบายว่า กุญแจหนึ่งที่นำไปสู่ความเข้าใจและจำลองการบินของค้างคาวคือ พวกมันไม่ได้ตั้งอกตั้งใจตัดสินใจในทุกเสี้ยววินาทีหรอก  เนื้อเยื่ออ่อนๆ ของปีกค้างคาวจะบิดรูปแปรร่างเพื่อตอบสนองแรงดันอากาศเองโดยไม่จำเป็นต้องรับคำสั่งจากศูนย์ควบคุมการจราจรทางอากาศในสมอง นี่เป็นตัวอย่างของสิ่งที่วิศวกรเรียกว่า พลวัตแบบแพสซิฟ (passive dynamics)  ขณะที่ค้างคาวขยับข้อต่อปีกหลักๆ เยื่อปีกจะถ่ายทอดการขยับดังกล่าวไปยังข้อต่อที่เล็กกว่า และปีกที่แผ่ออกจะตอบสนองต่อกระแสการไหลของอากาศที่ต้านเข้ามา  ราเมซานีบอกว่า “ค้างคาวมีลักษณะการเคลื่อนที่เฉพาะ ทั้งแบบแมงกะพรุนและนกครับ” 

ราเมซานีเสริมว่า ถึงความงามและความซับซ้อนในการบินของค้างคาวจะดึงดูดความสนใจของเขาในตอนแรก         แต่ศักยภาพเชิงการใช้ประโยชน์ของโดรนค้างคาวต่างหากที่ช่วยขับเคลื่อนโครงการไปข้างหน้า อาศัยการต่อยอดข้อค้นพบต่างๆ ของสวอร์ตซ์  เขากับทีมสร้างหุ่นยนต์นิ่ม (soft-bodied robot) ที่สามารถขับเคลื่อนในสภาพแวดล้อมต่างๆ ที่โดรนสี่ใบพัดซึ่งตอนนี้ใช้กันแพร่หลายทั้งในสงครามและกิจการทั่วไป ทำไม่ได้ เฉพาะในสหรัฐฯ เขาบอกว่า มีแนวท่อน้ำทิ้งกว่าหนึ่งล้านกิโลเมตรที่ยากหรืออันตรายสำหรับมนุษย์ที่จะตรวจสภาพและเฝ้าระวัง แล้วยังมีถ้ำที่ต้องสำรวจ ไม่ว่าจะเพื่องานวิจัยด้านโบราณคดีหรือบรรพชีวินวิทยา หรือกิจการเหมืองแร่อีก 

เอมมา ทีลิง ก็เหมือนเพื่อนร่วมงานจำนวนมากของเธอที่มาลงเอยกับค้างคาว “ด้วยความบังเอิญอย่างที่สุด” เธอเป็นผู้ร่วมก่อตั้งแบตวันเค (Bat1K) โครงการจัดลำดับจีโนมค้างคาวทั้งหมดราว 1,400 ชนิด และเป็นที่ปรึกษาแรกก่อตั้งคนหนึ่งของพาราทัสไซเอนเซส (Paratus Sciences) บริษัทสตาร์ทอัปที่มุ่งเก็บข้อมูลทางชีววิทยาของค้างคาวเพื่อหาวิธีต่อสู้กับโรคภัยไข้เจ็บต่างๆ ของมนุษย์  เว็บไซต์บริษัทระบุว่า “เราเชื่อว่าค้างคาวมีกุญแจไขไปสู่โลกที่ปลอดภัยมากขึ้นและผู้คนมีสุขภาพที่ดีขึ้น”

หลังเริ่มทำงานกับสุนัขจิ้งจอกและกวาง ทีลิง  กลายเป็นคนหนึ่งที่หลงใหลลักษณะทางชีววิทยาอันพิลึกพิลั่นของค้างคาวอย่างรวดเร็ว  “อยู่ง่าย ตายไว” เป็นกฎทั่วไปของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมหลายชนิด  แต่ค้างคาวที่มีขนาดเท่าหนูกลับอยู่ได้หลายสิบปี  “พวกมันอยู่ได้นานอย่างไม่น่าเชื่อ” เมื่อเทียบกับขนาด  เธอบอก  พวกมันแทบไม่เป็นมะเร็งชนิดใดๆเลย “พวกมันเป็นพาหะของเชื้อไวรัสสารพัดโดยไม่ป่วยค่ะ” ทีลิงซึ่งปัจจุบันเป็นอาจารย์ที่มหาวิทยาลัยคอลเลจดับลิน อยากรู้ว่าเป็นเพราะเหตุใด

คำตอบที่เธอเชื่อมากขึ้นเรื่อยๆในช่วงหลายปีมานี้ คือคำตอบที่ฟังเผินๆ เหมือนเข้าใจได้ยาก กล่าวคือเพราะพวกมันบินนั่นเอง เธอตั้งสมมติฐานว่า การบินทำให้ค้างคาววิวัฒน์ระบบภูมิคุ้มกันที่ผิดปกติขึ้นมา ซึ่งนำไปสู่การมีอายุยืนยาว หรือกระทั่งการต้านทานต่อมะเร็ง

เรื่อง เจมส์ กอร์แมน 

ภาพถ่าย นิโคล โซเบกกี  

แปล ศรรวริศา เมฆไพฑูรย์

อ่านต่อที่ : เมืองโบราณศรีเทพ “สิริแห่งพระเป็นเจ้า”