ถอดรหัสความสามารถพิเศษของนกอพยพในการกำหนดทิศทาง

นกหลายพันล้านตัวอพยพครั้งใหญ่ในแต่ละปี บินเป็นระยะทางหลายพันไมล์เพื่อไปยังจุดหมายปลายทาง นกบางชนิด เช่น นกนางนวลอาร์กติก ( Sterna paradisaea ) เดินทางไกลเทียบเท่ากับการเดินทางจากโลกไปยังดวงจันทร์และเดินทางกลับมาในช่วงชีวิตของพวกมัน

คำถามก็คือ สิ่งมีชีวิตตัวจิ๋วเหล่านี้เดินทางในเส้นทางอันยิ่งใหญ่นี้ได้อย่างแม่นยำอย่างไร?

นักวิทยาศาสตร์ ได้ค้นพบว่านกมีประสาทสัมผัสที่ซับซ้อนในการนำทาง ซึ่งบางส่วนเป็นที่รู้จักกันดี แต่หลายอย่างยังคงเป็นปริศนาสำหรับมนุษย์

ประสาทสัมผัสของการวางแนว

การมองเห็นและการได้กลิ่นเป็นสัญญาณพื้นฐานสองประการที่นกใช้เพื่อหาเส้นทาง สำหรับนกที่เคยอพยพมาแล้ว พวกมันสามารถจดจำจุดสังเกตที่คุ้นเคย เช่น แม่น้ำและเทือกเขาได้

ในทางตรงกันข้าม นกอพยพที่อพยพเหนือน้ำจะมีจุดสังเกตนำทางน้อยกว่า ในกรณีนี้ พวกมันจะอาศัยประสาทรับกลิ่นมากกว่า การศึกษาหนึ่งพบว่าเมื่อประสาทรับกลิ่นบกพร่อง นกทะเลของสโคโปลี ( Calonectris diomedea ) ยังสามารถบินเหนือพื้นดินได้ แต่จะสับสนเมื่อบินเหนือน้ำ

นกอาจใช้ดวงอาทิตย์และดวงดาวเป็น "เครื่องนำทาง" นกที่บินในเวลากลางวันใช้ "เข็มทิศสุริยะ" โดยผสมผสานมุมมองของดวงอาทิตย์บนท้องฟ้าเข้ากับการรับรู้ภายในเกี่ยวกับเวลาของวันโดยอิงจากจังหวะชีวภาพของพวกมัน

การรวมข้อมูลทั้งสองส่วนเข้าด้วยกันทำให้ นกสามารถกำหนดทิศทางที่ต้องการได้ เหมือนกับนาฬิกาแดดที่มีชีวิต

งานวิจัยแสดงให้เห็นว่าการรบกวนจังหวะชีวภาพของนกด้วยแสงเทียมทำให้นกไม่สามารถกำหนดทิศทางได้อย่างแม่นยำ ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความสำคัญของเข็มทิศของดวงอาทิตย์สำหรับนกที่อพยพในเวลากลางวัน

อย่างไรก็ตาม นกส่วนใหญ่อพยพในเวลากลางคืน ซึ่งหมายความว่าตำแหน่งของดวงอาทิตย์แทบจะไม่มีประโยชน์ ในกรณีนี้ พวกมันอาศัยตำแหน่งและการหมุนของดวงดาวเพื่อหาเส้นทาง พวกมันใช้เข็มทิศดวงดาวนี้โดยการเรียนรู้ตำแหน่งของดวงดาวรอบขั้วฟ้า หรือดาวโพลาริส ซึ่งเป็นดาวที่มนุษย์ใช้ในการนำทางมานานหลายพันปี

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

สนามแม่เหล็กโลก: ความรู้สึกลึกลับ

แต่จะเกิดอะไรขึ้นถ้าท้องฟ้ามืดครึ้มจนนกมองไม่เห็นดวงอาทิตย์ ดวงดาว หรือจุดสังเกตอื่นๆ เลย? นั่นคือจุดที่ประสาทสัมผัสอันน่าทึ่งของนกเริ่มทำงาน

นกสามารถหาทางได้แม้ไม่มีดวงอาทิตย์หรือดวงดาว ส่วนหนึ่งต้องขอบคุณประสาทสัมผัสที่เรียกว่า แมกนีโตรีเซพชั่น ประสาทสัมผัสนี้ทำให้พวกมันสามารถรับรู้สนามแม่เหล็กของโลกได้

ความสามารถพิเศษนี้อาจฟังดูเหมือนนิยายวิทยาศาสตร์ แต่การวิจัยแสดงให้เห็นว่าการรบกวนสนามแม่เหล็กมีผลกระทบอย่างมากต่อนก ตัวอย่างเช่น การศึกษาวิจัยหนึ่งพบว่าการเปลี่ยนแปลงสนามแม่เหล็กรอบตัวนกพิราบจะขัดขวางความสามารถของนกในการหาทางกลับบ้าน

แม้ว่าจะเป็นที่แน่ชัดว่านกมีความสามารถในการรับรู้สนามแม่เหล็ก แต่วิธีที่พวกมันรับรู้ยังคงเป็นปริศนาสำหรับนักวิทยาศาสตร์ ศาสตราจารย์ปีเตอร์ ฮอร์ จากมหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ด สหราชอาณาจักร กล่าวว่านกต้องใช้ปฏิกิริยาเคมีบางชนิด ซึ่งผลลัพธ์ขึ้นอยู่กับความแรงและทิศทางของสนามแม่เหล็กโลก

มีหลายทฤษฎีเกี่ยวกับการเกิดปฏิกิริยาเคมีนี้ แต่ศาสตราจารย์ฮอร์เชื่อว่าเกิดจากโมเลกุลที่เรียกว่าคริปโตโครม ซึ่งพบในจอประสาทตาของนก นักวิจัยยืนยันในห้องทดลองว่าคริปโตโครมที่แยกออกมาตอบสนองต่อสนามแม่เหล็ก และการตอบสนองนี้ต้องการแสงสีน้ำเงิน ซึ่งแสดงให้เห็นว่าจำเป็นต่อความสามารถของนกในการรับรู้สนามแม่เหล็ก

อย่างไรก็ตาม นักวิจัยยังคงไม่แน่ใจว่าคริปโทโครมมีความไวเพียงพอที่จะตรวจจับการเปลี่ยนแปลงเล็กๆ น้อยๆ ในสนามแม่เหล็กโลกหรือไม่ “เรารู้รายละเอียดเกี่ยวกับการทำงานของเข็มทิศนี้น้อยมาก” ศาสตราจารย์ฮอร์กล่าว “เราไม่รู้ด้วยซ้ำว่ามีโมเลกุลคริปโทโครมอยู่ในจอประสาทตาของนกกี่โมเลกุล”

งานวิจัยบางชิ้นยังชี้ให้เห็นกลไกการรับรู้แม่เหล็กภายในปากนก ส่วนบนของปากนกมีตัวรับที่ทำปฏิกิริยากับแมกนีไทต์ ซึ่งเป็นแร่ธาตุที่มีธาตุเหล็ก ตัวรับเหล่านี้เชื่อมต่อกับสมองผ่านเส้นทางประสาทที่สำคัญ ซึ่งชี้ให้เห็นว่าอาจเป็นอีกเทคนิคหนึ่งที่นกใช้ในการวัดความแรงของสนามแม่เหล็ก

นอกเหนือจากการตรวจจับสนามแม่เหล็กแล้ว นกยังสามารถรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับทิศทางได้โดยการตรวจจับแสงโพลาไรซ์ ซึ่งเป็นแสงประเภทหนึ่งที่มีคลื่นแกว่งไปในระนาบการจัดเรียงที่เฉพาะเจาะจง

แสงแดดจะเปลี่ยนเป็นโพลาไรซ์ในลักษณะที่คาดเดาได้เมื่อกระจายตัวผ่านชั้นบรรยากาศของโลก นกใช้เซลล์พิเศษในเรตินาเพื่อรับรู้รูปแบบเหล่านี้ และเก็บข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งของดวงอาทิตย์ได้ แม้ในยามที่มีเมฆครึ้ม

การนำชิ้นส่วนต่างๆ มารวมกัน

เช่นเดียวกับที่เราใช้สายตาในเวลากลางวันแต่ก็อาจใช้มือเพื่อเดินไปมาในห้องที่มีแสงสลัวในเวลากลางคืน นกก็ใช้ประสาทสัมผัสที่แตกต่างกันในเวลาที่ต่างกันเช่นกัน

นกสามารถผสานสัญญาณเข็มทิศเพื่อนำทางได้ สัญญาณแต่ละอย่างมีความสำคัญแตกต่างกันไปตามเส้นทาง ตัวอย่างเช่น การตรวจจับสนามแม่เหล็กจะมีประโยชน์น้อยลงในช่วงที่มีพายุฝนฟ้าคะนองหรือช่วงที่มีจุดสูงสุดของดวงอาทิตย์ ซึ่งทั้งสองกรณีนี้สามารถรบกวนสนามแม่เหล็กโลกได้

และกลยุทธ์ทั้งหมดนี้ได้รับอิทธิพลอย่างมากจากพันธุกรรมของนก นกได้รับอิทธิพลจากพ่อแม่ในการอพยพ ระยะทางและทิศทางการบินของแต่ละสายพันธุ์นั้นถูกกำหนดโดยพันธุกรรมเป็นส่วนใหญ่

ความพยายามในการอนุรักษ์ได้แก่การย้ายพวกมันไปยังแหล่งที่อยู่อาศัยอื่น แต่ความพยายามเหล่านี้ส่วนใหญ่ไม่ประสบผลสำเร็จ เนื่องจากพวกมันมีความสามารถในการนำทางที่ดีมาก จนมักจะกลับมายังแหล่งที่อยู่อาศัยเดิมหลังจากถูกย้าย

ดังนั้น 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