พวกนกอพยพย้ายถิ่นรู้หนทางไปได้อย่างไร

.

นกที่อพยพย้ายถิ่นรู้ได้อย่างไร
ว่ากำลังมุ่งหน้าไปที่ใด

นกต้องอาศัยเครื่องมือรับรู้ที่ซับซ้อน
เพื่อนำทางบนท้องฟ้า
ในทุกปี นกนับพันล้านตัวอพยพ
เข้าและออกจากสหรัฐอเมริกา
และจากถิ่นทึ่อยู่หลายแห่งทั่วโลก

นกบินเป็นระยะทางหลายพันไมล์
เพื่อไปยังจุดหมายปลายทางตามฤดูกาล
นกบางชนิด เช่น นกนางนวลอาร์กติก
(Sterna paradisaea)
บินเป็นระยะทางไกลพอที่จะบินไปกลับ
ถึงยังดวงจันทร์ได้ภายในชั่วชีวิตของพวกมัน
.
.

แต่เมื่อนกออกเดินทางอันยิ่งใหญ่นี้
พวกมันรู้ได้อย่างไรว่า
กำลังมุ่งหน้าไปที่ใด

นกมีคลังอาวุธของประสาทสัมผัส
ที่ใช้ในการกำหนดทิศทาง
บางอย่างที่คนเราคุ้นเคย
แต่บางอย่างก็ยังยากเกินกว่า
ที่คนเราจะเข้าใจได้

“ เราทราบดีว่านกใช้สัญญาณต่าง ๆ
เพื่อกำหนดทิศทางการอพยพ
การมองเห็นและการได้กลิ่น
เป็นสัญญาณพื้นฐานสองประการ
ที่พวกนกใช้เพื่อหาทางไป

หากพวกนกเคยอพยพมาแล้วครั้งหนึ่ง
พวกมันก็มักจะจำจุดสังเกตที่คุ้นเคย
เช่น แม่น้ำและเทือกเขาต่าง ๆ ได้

ในทางกลับกัน
นกที่อพยพบนผิวน้ำ
จะมีจุดสังเกตน้อยกว่าเพื่อนำทาง
ในสถานการณ์ที่เป็นเช่นนี้
พวกนกอาจต้องพึ่งประสาทรับกลิ่นมากขึ้น

ผลการศึกษาวิจัยหนึ่งพบว่า
เมื่อนักวิจัยปิดกั้นช่องจมูกของนกทะเล
ที่เรียกว่า นกนางแอ่น Scopoli
(Calonectris diomedea)
พวกมันก็ยังคงบินเหนือพื้นดินได้
แต่จะสับสนเมื่อบินเหนือผิวน้ำ
.
.

พวกนกยังใช้ดวงอาทิตย์และดวงดาว
เป็นแนวทางในการนำทางได้
โดยพวกนกที่บินในเวลากลางวัน
จะใช้ เข็มทิศดวงอาทิตย์
ซึ่งผสมผสานมุมมองของพวกนก
เกี่ยวกับตำแหน่งของดวงอาทิตย์บนท้องฟ้า
เข้ากับการรับรู้ภายในว่า ดวงอาทิตย์
ตอนนี้เป็นเวลาใดของกลางวัน
โดยอาศัยจังหวะชีวภาพภายในของพวกนก

การรวมข้อมูลนำเข้าทั้งสองอย่างนี้
เข้าด้วยกัน ทำให้สามารถกำหนดทิศทาง
ที่พวกนกกำลังจะมุ่งหน้าไปได้
เหมือนกับนาฬิกาแดดที่มีชีวิต

ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่า
การใช้แสงเทียมที่คนเราสร้างขึ้นมา
จะรบกวนจังหวะชีวภาพของพวกนก
ทำให้พวกนกจะไร้ความสามารถ
เดินทางไปยังปลายทางได้อย่างแม่นยำ
ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความสำคัญของ
เข็มทิศดวงอาทิตย์

อย่างไรก็ตาม
พวกนกส่วนใหญ่มักจะอพยพในเวลากลางคืน
นั่นหมายความว่า ตำแหน่งของดวงอาทิตย์
ไม่มีประโยชน์อย่างใดสำหรับพวกนก

ในกรณีนี้ พวกนกต้องอาศัยตำแหน่ง
และการโคจรของดวงดาวเพื่อหาเส้นทาง
พวกนกใช้ เข็มทิศดาวดวง
โดยเรียนรู้ตำแหน่งของดวงดาวรอบ ๆ ขอบฟ้า
ซึ่งถูกทำเครื่องหมายไว้โดย ดาวเหนือ
ซึ่งเป็นดาวดวงเดียวกับที่คนเราใช้
เพื่อนำทางมาเป็นเวลาหลายพันปีแล้ว
Miriam Liedvogel
ผู้อำนวยการสถาบันวิจัยนกในเยอรมนี
ตอบ Live Science ทางอีเมล
.
.

สนามแม่เหล็ก

แต่จะเกิดอะไรขึ้นหากท้องฟ้ามีเมฆมาก
และพวกนกมองไม่เห็นดวงอาทิตย์ ดวงดาว
จุดสังเกตใด ๆ ที่เคยมีประสบการณ์ในอดีตได้

นั่นคือ ช่วงเวลาสำคัญมาก
ที่พวกนกมีประสาทสัมผัสที่เหนือชั้น
กว่าคนเราบางคนที่มีหรือไม่มีในบางคน
พวกนกสามารถหาแนวทางได้
แม้จะไม่มีดวงอาทิตย์หรือดวงดาว
ซึ่งส่วนหนึ่งต้องขอบคุณประสาทสัมผัส
ที่เรียกว่า การรับรู้สนามแม่เหล็ก

ประสาทสัมผัสนี้ของพวกนก
ทำให้สามารถรับรู้สนามแม่เหล็กของโลกได้
ซึ่งเกิดจากโลหะหลอมเหลว
ที่กระเพื่อมอยู่ในแกนของโลก
แม้ว่าการรับรู้แบบนี้ อาจจะฟังดูเหมือน
นวนิยายวิทยาศาสตร์ก็ตาม

แต่ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่า
การยุ่งเกี่ยวกับสนามแม่เหล็ก
มีผลกระทบอย่างมากต่อพวกนก
ตัวอย่างเช่น การศึกษาวิจัยครั้งหนึ่งพบว่า
การเปลี่ยนแปลงสนามแม่เหล็ก
รอบ ๆ ตัวนกพิราบ (ที่แข่งขัน/ทดลอง)
ทำให้ความสามารถในการกลับบ้าน/กลับรัง
ของนกพิราบลดลงไปอย่างมาก


" แม้ว่าจะชัดเจนว่าพวกนก
สามารถรับรู้สนามแม่เหล็กได้
แต่ก็ยังไม่แน่ชัดว่า
พวกนกทำได้อย่างไร

พวกนกต้องใช้ปฏิกิริยาเคมี
บางประเภทซึ่งผลลัพธ์ขึ้นอยู่กับ
ความแรงและทิศทางของ
สนามแม่เหล็กของโลก
มีทฤษฎีที่เป็นไปได้ถึง
สองสามทฤษฎีสำหรับปฏิกิริยานี้
เกี่ยวพันกับโมเลกุลของพวกนก
ที่เรียกว่า  Cryptochrome
ซึ่งมีอยู่ในจอประสาทตาของนก

"เรารู้เพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับ
การทำงานของเข็มทิศนี้
นั่นหมายความว่า
เราไม่รู้ด้วยซ้ำว่ามีโมเลกุล
Cryptochrome กี่โมเลกุล
อยู่ในจอประสาทตาของนก "
Peter Hore ศาสตราจารย์ด้านเคมี
University of Oxford ให้สัมภาษณ์
.


นักวิจัยได้ยืนยันแล้วว่า
Cryptochrome ที่แยกออกมาได้
ตอบสนองต่อสนามแม่เหล็ก
และปฏิกิริยานี้ต้องการ แสงสีน้ำเงิน
ซึ่งได้พิสูจน์แล้วว่า มีความจำเป็น
ต่อการรับรู้แม่เหล็กของพวกนกด้วย

แต่นักวิจัยยังไม่แน่ใจและระบุได้แน่ชัดว่า
Cryptochrome มีความไวเพียงพอ
ที่จะตรวจจับการเปลี่ยนแปลง
แม้จะเกิดขึ้นแต่เพียงเล็กน้อย
ในสนามแม่เหล็กของโลกได้หรือไม่

งานวิจัยบางชิ้นยังชี้ให้เห็น
กลไกการรับรู้สนามแม่เหล็ก
อยู่ภายใน จะงอยปากของนก
จากผลการศึกษาวิจัยพบตัวรับ
ที่โต้ตอบกับ Magnetite
ซึ่งเป็นแร่ธาตุที่มีธาตุเหล็ก
ในส่วนบนของจะงอยปากของพวกนก
ตัวรับเหล่านี้เชื่อมต่อกับสมอง
ผ่านเส้นทางประสาทที่สำคัญ
ซึ่งบ่งชี้ว่า อาจเป็นอีกเทคนิคหนึ่ง
ที่พวกนกใช้ในการวัด
ความเข้มข้นของสนามแม่เหล็ก
.


นอกเหนือจากการรับรู้สนามแม่เหล็กแล้ว
พวกนกยังสามารถรับข้อมูล
เกี่ยวกับทิศทางของพวกมันได้
โดยการตรวจจับ แสงโพลาไรซ์
ซึ่งเป็นแสงประเภทหนึ่ง
ที่คลื่นแกว่งไปมาในระนาบ
ที่เรียงกันอย่างเฉพาะเจาะจง
แสงแดดจะเปลี่ยนเป็น Polarized light
ในลักษณะที่คาดเดาได้
เมื่อแสงกระจายผ่านชั้นบรรยากาศของโลก
พวกนกสามารถรับรู้รูปแบบเหล่านี้ได้
โดยใช้เซลล์พิเศษในเรตินา
ซึ่งจะให้ข้อมูลแก่พวกมัน
เกี่ยวกับตำแหน่งของ
ดวงอาทิตย์บนท้องฟ้า
แม้ว่าจะอยู่ในท้องฟ้าที่มีเมฆมากก็ตาม
.



การนำส่วนต่าง ๆ มาประกอบกัน

ในขณะที่คนเราใช้สายตาในตอนกลางวัน
แต่ใช้มือนำทางไปรอบ ๆ ห้อง
ที่มีแสงสลัวในเวลากลางคืน
พวกนกก็ใช้ประสาทสัมผัส
ที่แตกต่างกันไปในเวลาที่แตกต่างกัน

“ พวกนกมักจะใช้เข็มทิศ
(การรับรู้สนามแม่เหล็ก)
นำทางเพื่อนำทางไปสู่จุดหมาย

และเราค่อนข้างแน่ใจว่า
เข็มทิศแต่ละอันมีความสำคัญ
ที่แตกต่างกันไปในการเดินทาง ”
Miriam Liedvogel กล่าวเพิ่มเติม

" ตัวอย่างเช่น การรับรู้สนามแม่เหล็ก
มีประโยชน์น้อยลงในช่วง
ที่มีพายุฝนฟ้าคะนอง
หรือช่วงที่ดวงอาทิตย์ระเบิดภายใน
ซึ่งทั้งสองอย่างนี้สามารถรบกวน
สนามแม่เหล็กของโลกได้ "
Peter Hore ให้ความเห็น

(การระเบิดภายในของดวงอาทิตย์
หรือ พายุสุริยะ Solar Strom
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง
การปลดปล่อยมวลโคโรนา (CMEs)
เป็นสาเหตุหลักที่ทำให้เกิด
พายุสนามแม่เหล็กโลก
(Geomagnetic Storm)
ซึ่งส่งผลกระทบโดยตรงและรุนแรงต่อ
สนามแม่เหล็กของโลก
และเทคโนโลยีต่าง ๆ
ที่พึ่งพาสนามแม่เหล็ก
และชั้นบรรยากาศของโลก)

กลยุทธ์ทั้งหมดเหล่านี้ได้รับ
การสนับสนุนจากแรงขับเคลื่อน
ทางพันธุกรรมของพวกนกในการอพยพ
โดยได้รับความโน้มเอียง
ในการอพยพสืบต่อมาจากพ่อแม่
ระยะทางและทิศทางที่พวกนกบินไปนั้น
ขึ้นอยู่กับพันธุกรรมเป็นหลัก
และยังต้องศึกษาวิจัยว่า
ยีนใดที่รับผิดชอบและทำงานอย่างไร
Miriam Liedvogel  อธิบาย

นักวิทยาศาสตร์ทั้งสองท่านนึ้กล่าวสรุปว่า
การทำความเข้าใจระบบเหล่านี้
จะเป็นสิ่งสำคัญต่ออนาคต
ของการอนุรักษ์พวกนก
การย้ายถิ่นฐานหรือปล่อยพวกนก
กลับคืนสู่ธรรมชาติ
ได้กลายเป็นประเด็นสำคัญของ
ความพยายามในการอนุรักษ์สัตว์ป่า
แต่จนถึงขณะนี้ ผลลัพธ์ยังคงไม่ชัดเจน
จากการวิเคราะห์ครั้งหนึ่งพบว่า
จากผลการศึกษามีเพียง 45%
พวกนกได้ย้ายถิ่นฐานใหม่

“  ความพยายามของคนเรา
ในการย้ายถิ่นฐานพวกนกเหล่านี้
ไม่ประสบผลสำเร็จมากนัก
นั่นเป็นเพราะพวกนกเหล่านี้
เป็นนักนำทางที่ดีมาก
ดังนั้นหากคุณย้ายพวกมันออกไป
พวกมันก็จะบินกลับมา "
Peter Hore  กล่าวสรุป
.

เรียบเรียง/ที่มา


Livescience
.
.
.