ถอดรหัสความสามารถพิเศษของนกอพยพในการกำหนดทิศทาง

นกนับพันล้านตัวอพยพครั้งใหญ่ทุกปี โดยบินเป็นระยะทางหลายพันไมล์เพื่อไปยังจุดหมายปลายทาง นกบางชนิด เช่น นกนางนวลอาร์กติก ( Sterna paradisaea ) เดินทางไกลเทียบเท่ากับการเดินทางจากโลกไปยังดวงจันทร์และกลับมาในช่วงชีวิตของพวกมัน

คำถามก็คือ สิ่งมีชีวิตตัวจิ๋วเหล่านี้เดินทางในเส้นทางอันยิ่งใหญ่นี้ได้อย่างแม่นยำอย่างไร?

นักวิทยาศาสตร์ ได้ค้นพบว่านกมีประสาทสัมผัสที่ซับซ้อนในการนำทาง ซึ่งบางส่วนเป็นสิ่งที่เรารู้กันดีอยู่แล้ว แต่หลายอย่างนั้นยังคงเป็นปริศนาสำหรับมนุษย์

การรับรู้ทิศทาง

การมองเห็นและการได้กลิ่นเป็นสัญญาณพื้นฐานสองประการที่นกใช้เพื่อหาทาง สำหรับนกที่อพยพมาแล้วครั้งหนึ่ง พวกมันสามารถจดจำจุดสังเกตที่คุ้นเคย เช่น แม่น้ำและเทือกเขาได้

ในทางตรงกันข้าม นกอพยพที่อพยพบนน้ำจะมีจุดสังเกตน้อยกว่าในการนำทาง ในกรณีเช่นนี้ นกจะพึ่งประสาทรับกลิ่นมากขึ้น การศึกษาวิจัยหนึ่งพบว่าเมื่อประสาทรับกลิ่นของพวกมันบกพร่อง นกทะเลของ Scopoli ( Calonectris diomedea ) ยังสามารถบินบนบกได้ แต่จะสับสนเมื่อบินบนน้ำ

นกอาจใช้ดวงอาทิตย์และดวงดาวเป็น “เครื่องนำทาง” นกที่บินในเวลากลางวันใช้ “เข็มทิศสุริยะ” โดยผสมผสานมุมมองตำแหน่งของดวงอาทิตย์บนท้องฟ้าเข้ากับการรับรู้ภายในเกี่ยวกับเวลาของวันโดยอิงจากจังหวะชีวภาพของมัน

การรวมข้อมูลทั้งสองส่วนนี้เข้าด้วยกัน ทำให้นกสามารถระบุทิศทางที่ตนเองกำลังมุ่งไปได้ เหมือนกับนาฬิกาแดดที่มีชีวิต

งานวิจัยแสดงให้เห็นว่าการรบกวนจังหวะชีวภาพของนกด้วยแสงเทียมทำให้นกไม่สามารถระบุตำแหน่งได้อย่างแม่นยำ ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความสำคัญของเข็มทิศของดวงอาทิตย์สำหรับนกที่อพยพในเวลากลางวัน

อย่างไรก็ตาม นกส่วนใหญ่อพยพในเวลากลางคืน ซึ่งหมายความว่าตำแหน่งของดวงอาทิตย์ไม่มีประโยชน์มากนัก ในกรณีนี้ นกอาศัยตำแหน่งและการหมุนของดวงดาวเพื่อหาเส้นทาง นกใช้เข็มทิศนี้ในการเรียนรู้ตำแหน่งของดวงดาวรอบขั้วฟ้าหรือดาวเหนือ ซึ่งเป็นดาวที่มนุษย์ใช้นำทางมาเป็นเวลาหลายพันปี

Giải mã khả năng đặc biệt xác định phương hướng của các loài chim di cư - 1 — นกที่บินในเวลากลางคืนต้องพึ่งดวงดาวในการนำทาง (ภาพถ่าย: Getty Images)

สนามแม่เหล็กโลก: ความรู้สึกลึกลับ

แต่จะเกิดอะไรขึ้นถ้าท้องฟ้ามีเมฆมากจนนกมองไม่เห็นดวงอาทิตย์ ดวงดาว หรือจุดสังเกตอื่นๆ นั่นคือจุดที่ประสาทสัมผัสอันน่าทึ่งของนกเริ่มทำงาน

นกสามารถหาทางไปได้แม้จะไม่มีดวงอาทิตย์หรือดวงดาว ซึ่งส่วนหนึ่งต้องขอบคุณประสาทสัมผัสที่เรียกว่า การรับรู้แม่เหล็ก ซึ่งทำให้พวกมันสามารถรับรู้สนามแม่เหล็กของโลกได้

ความสามารถพิเศษนี้อาจฟังดูเหมือนนิยายวิทยาศาสตร์ แต่การวิจัยแสดงให้เห็นว่าการรบกวนสนามแม่เหล็กมีผลกระทบอย่างมากต่อนก ตัวอย่างเช่น การศึกษาวิจัยหนึ่งพบว่าการเปลี่ยนแปลงสนามแม่เหล็กรอบตัวนกพิราบทำให้นกไม่สามารถหาทางกลับบ้านได้

แม้ว่าจะเป็นที่ชัดเจนว่านกสามารถรับรู้สนามแม่เหล็กได้ แต่วิธีที่นกรับรู้ได้นั้นยังคงเป็นปริศนาสำหรับนักวิทยาศาสตร์ ศาสตราจารย์ปีเตอร์ โฮร์ จากมหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด สหราชอาณาจักร กล่าวว่านกต้องใช้ปฏิกิริยาเคมีบางประเภทซึ่งผลลัพธ์ขึ้นอยู่กับความแรงและทิศทางของสนามแม่เหล็กโลก

มีทฤษฎีต่างๆ มากมายเกี่ยวกับปฏิกิริยาเคมีนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร แต่ศาสตราจารย์ฮอร์เชื่อว่าเกิดจากโมเลกุลที่เรียกว่าคริปโตโครม ซึ่งพบในจอประสาทตาของนก นักวิจัยยืนยันในห้องทดลองว่าคริปโตโครมที่แยกออกมาตอบสนองต่อสนามแม่เหล็ก และการตอบสนองนี้ต้องการแสงสีน้ำเงิน ซึ่งได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีความจำเป็นต่อความสามารถของนกในการรับรู้สนามแม่เหล็ก

อย่างไรก็ตาม นักวิจัยยังคงไม่แน่ใจว่าคริปโตโครมมีความไวเพียงพอในการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในสนามแม่เหล็กของโลกหรือไม่ ศาสตราจารย์ฮอร์กล่าวว่า "เรารู้เพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับรายละเอียดการทำงานของเข็มทิศนี้ เราไม่รู้ด้วยซ้ำว่ามีโมเลกุลคริปโตโครมกี่โมเลกุลในเรตินาของนก"

งานวิจัยบางชิ้นยังชี้ให้เห็นกลไกการรับรู้แม่เหล็กภายในจะงอยปากของนกด้วย ส่วนบนของจะงอยปากมีตัวรับที่โต้ตอบกับแมกนีไทต์ ซึ่งเป็นแร่ธาตุที่มีธาตุเหล็กเป็นตัวรับ ตัวรับเหล่านี้เชื่อมต่อกับสมองผ่านเส้นทางประสาทที่สำคัญ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าอาจเป็นอีกเทคนิคหนึ่งที่นกใช้ในการวัดความแรงของสนามแม่เหล็ก

นอกจากการรับรู้สนามแม่เหล็กแล้ว นกยังสามารถรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับทิศทางได้โดยการตรวจจับแสงโพลาไรซ์ ซึ่งเป็นแสงประเภทหนึ่งที่คลื่นแกว่งในระนาบการเรียงตัวเฉพาะ

แสงแดดจะเปลี่ยนเป็นโพลาไรซ์ในลักษณะที่คาดเดาได้เมื่อกระจายไปในชั้นบรรยากาศของโลก นกสามารถรับรู้รูปแบบเหล่านี้ได้โดยใช้เซลล์พิเศษในเรตินา และเก็บข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งของดวงอาทิตย์ได้ แม้ว่าท้องฟ้าจะมืดครึ้มก็ตาม

การนำชิ้นส่วนต่างๆมารวมกัน

เช่นเดียวกับที่เราใช้ดวงตาในเวลากลางวันแต่อาจใช้มือในการเคลื่อนที่ในห้องที่มีแสงสลัวในเวลากลางคืน นกก็ใช้ประสาทสัมผัสที่แตกต่างกันในเวลาที่ต่างกันเช่นกัน

นกสามารถผสานสัญญาณเข็มทิศเพื่อนำทางได้ สัญญาณแต่ละอย่างมีความสำคัญต่างกันไปในแต่ละเส้นทาง ตัวอย่างเช่น การรับรู้แม่เหล็กจะไม่ค่อยมีประโยชน์ในช่วงพายุฝนฟ้าคะนองหรือช่วงที่มีดวงอาทิตย์เต็มดวง ซึ่งทั้งสองกรณีนี้สามารถรบกวนสนามแม่เหล็กของโลกได้

กลยุทธ์เหล่านี้ล้วนได้รับความช่วยเหลือจากพันธุกรรมของนกเป็นอย่างมาก นกได้รับอิทธิพลจากพ่อแม่ในการอพยพ ระยะทางและทิศทางการบินของแต่ละสายพันธุ์นั้นถูกกำหนดโดยพันธุกรรมเป็นส่วนใหญ่

ความพยายามในการอนุรักษ์ได้แก่การย้ายพวกมันไปยังแหล่งที่อยู่อาศัยอื่น แต่ความพยายามเหล่านี้แทบจะไม่ประสบผลสำเร็จ เนื่องจากพวกมันมีความสามารถในการนำทางที่ดีมาก จนมักจะกลับมายังแหล่งที่อยู่อาศัยเดิมหลังจากถูกย้าย

ด้วยเหตุนี้ นักวิจัยจึงยังคงทำงานเพื่อทำความเข้าใจว่ายีนใดบ้างที่รับผิดชอบต่อพฤติกรรมการอพยพของนก เนื่องจากการทำความเข้าใจระบบเหล่านี้จะเป็นสิ่งสำคัญต่อการอนุรักษ์นกในอนาคต

ที่มา: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/giai-ma-kha-nang-dac-biet-xac-dinh-phuong-huong-cua-cac-loai-chim-di-cu-20250620020130525.htm