นอทิลัส-เสือเหลืองแห่งมหาสมุทรแปซิฟิก กุญแจสู่การผลิตมุก

เขียนโดย biology เมื่อ . หัวข้อ บทความ, บทความปี 2549

49-8-1 

           สุทธิพงษ์ พงษ์วร

                    นอทิลัส (Nautilus) หรือ หอยงวงช้าง เป็นตัวอย่างของ “Living fossil หรือ สัตว์ดึกดำบรรพ์ที่ยังมีชีวิตอยู่ ที่ถูกกล่าวยกตัวอย่าง ว่าเป็นสัตว์ในไฟลัมมอลลัสคา (Phylum Mollusca) ในหนังสือเรียนสาระการเรียนรู้พื้นฐานและเพิ่มเติม ชีววิทยา เล่ม 5 กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ (หน้าปกรูปผักนานาชนิด) หน้า 213 โดยกล่าวว่า…

                    “สัตว์ ในไฟลัมมอลลัสคาส่วนใหญ่อาศัยอยู่ในทะเล มีบางชนิดอาศัยอยู่ในน้ำจืดและบนพื้นดิน เป็นสัตว์ที่มีลำตัวนิ่มแต่สามารถสร้างเปลือกแข็งที่มีสารประกอบแคลเซียม คาร์บอเนตหุ้มลำตัว มีแมนเทิล (mantle) ทำหน้าที่สร้างเปลือกหุ้มลำตัว มีการไหลเวียนของน้ำเพื่อแลกเปลี่ยนแก๊สโดยใช้เหงือก มีทวารหนักและรูขับถ่าย บางชนิด เช่น หมึกกล้วย หมึกยักษ์ ไม่มีเปลือกแข็ง เนื่องจากเปลือกแข็งจะค่อยๆ หายไปในระหว่างช่วงเวลาของการเกิดวิวัฒนาการ”

เรามาดูการจัดจำแนกสิ่งมีชีวิตในไฟลัมนี้ เพื่อเป็นข้อมูลเพิ่มเติมกันหน่อย

 Phulum Mollusca

          Class Cephalopoda
                  หมึก (squid and cuttlefish ไม่ใช่ปลาหมึก) หมึกสาย (octopus) หอยงวงช้าง (nautilus)

          Class Gastropoda
                  gastropods, slugs (ทากเปลือย) และ snails (หอยทาก)

          Class Bivalvia
                  Bivalves และ Clams ก็คือ หอย 2 ฝา

          Class Scaphopoda
                  tusk shells หรือ หอยงาช้าง

          Class Monoplacophora
                  หอยฝาเดียว ที่ในอดีตพบเป็นซากดึกดำบรรพ์ จนกระทั่งในปี 1952 จึงพบตัวอย่างเป็นๆ ของสัตว์ในกลุ่มนี้
                  ปัจจุบันพบทั้งหมด 11 ชนิด อาศัยในทะเลทั้งหมด

          Class Polyplacophora
                  ตัวอย่างที่พบได้บ่อยๆ ก็ clitons หรือ ลิ่นทะเล

          Class Aplacophora
                  เป็นกลุ่มสัตว์ที่มีรูปร่างคล้ายหนอน ขุดรูอาศัยในทะเล

                    ดูภาพประกอบสัตว์ในกลุ่มนี้ได้จาก Michigan Museum of Zoology, University of Michigan

                    Class Cephalopoda มีความหมาย ดังนี้… Cephalo = หัว poda = เท้า ประมาณว่าหัวเท้าแยกกันไม่ออกเลย ประมาณนั้น ซึ่งสัตว์ใน Class นี้ประกอบไปด้วย หมึก หมึกสาย หอยงวงช้าง หรือ นอทิลัส และมีวิวัฒนาการมายาวนานตั้งแต่ในสมัยที่ยังไม่มีปลาตัวแรกในโลกนี้ หรือประมาณ 438 ล้านปีมาแล้ว นอทิลัสเป็นสิ่งมีชีวิตกลุ่มเดียวใน Class นี้ที่มีเปลือกหุ้มตัวอยู่ภายนอก ในอดีตมีนอทิลัสที่มีเปลือกหุ้มภายนอกแตกต่างกันมากมายหลายชนิด เกิดขึ้นมากว่า 500 ล้านปีมาแล้ว และได้สูญพันธุ์ไปจากโลกนี้แล้วเหลือเพียงแค่นอทิลัสเท่านั้นที่ยังมีชีวิต อยู่
 

 49-8-2


                    ปัจจุบัน มีนอทิลัส หรือหอยงวงช้างเหลืออยู่ในโลกนี้แค่เพียง 4 ชนิด และทั้งหมดพบอาศัยในมหาสมุทรแปซิฟิกตอนใต้เขตร้อนเท่านั้น เนื่องจากตาเจริญและพัฒนาไปใช้ในการมองเห็น และช่วยในการหาอาหารได้ไม่ดีนัก ระบบประสาทการดมกลิ่นจึงมีพัฒนาขึ้นมาทดแทน

                    หนวด ของนอทิลัสจะมีความเหนียวเป็นพิเศษ สามารถใช้สำหรับการยึดเกาะกับก้อนหิน ป้องกันไม่ให้ถูกกระแสน้ำแรงๆ พัดพาตัวไปได้ สำหรับเปลือกหุ้มตัวนอทิลัสจะมีลักษณะพิเศษแบ่งเป็นห้องๆ ตามรอยโค้งและมีรูเชื่อมต่อแต่ละห้อง ใช้ประโยชน์สำหรับช่วยในการลอยตัวขึ้นลงตามระดับความลึกของน้ำทะเล ด้วยการดึงน้ำเข้าออกโดยอาศัยท่อพ่นน้ำหรือไซฟ่อนช่วยควบคุมระดับน้ำและ อากาศภายในห้องต่างๆ ซึ่งเป็นรูปแบบที่การออกแบบเรือดำน้ำก็ได้ต้นแบบมาจากนอทิลัสนี่เอง

สาเหตุที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์สนใจศึกษา “นอทิลัส”

                    นอกเหนือไปจากการที่มีรูปร่างสวยงามและแปลกตาแล้ว นอทิลัสยังมีลักษณะที่ชวนให้นักวิทยาศาสตร์สนใจใคร่รู้มากขึ้น ก็คือ การสร้างมุก (Pearl) ที่เป็นสารเคลือบภายในโครงร่างแข็งของเปลือกนอทิลัสซึ่งมุกชนิดนี้มีความแข็งแรงและทนทานมากนักวิทยาศาสตร์สนใจกระบวนการสร้างมุกที่เกิดขึ้นภายในร่างกายของสิ่งมีชีวิตชนิดนี้ ด้วยมีความหวังว่า ถ้าสามารถไขความลับของธรรมชาติในเรื่องนี้ได้ และเข้าใจถึงกระบวนการทางชีวเคมีที่เกิดขึ้น ก็จะได้สามารถนำเอาความรู้ในเรื่องนี้มาพัฒนาและประยุกต์ใช้ในการสร้างวัสดุ ที่มีความแข็งแรง และทนทาน ใช้ในการผลิตสินค้าอื่นๆ ต่อไปในอนาคต

49-8-3

                     ประเด็นต่อมา ก็คือ ดวงตาของนอทิลัส ซึ่งเป็นดวงตาที่ไม่มีเลนส์ นักวิทยาศาสตร์เรียกว่า “Pinhole eyes” – เป็นตาแบบง่ายๆ ที่ไม่มีเลนส์ตา ดังนั้นภาพที่มองเห็นก็จะดูไม่ค่อยจะชัดเจนเท่าใดนัก ภาษาดิจิตอลก็จะพูดกันง่ายๆ ว่า ภาพแบบเรโซลูชันต่ำ (low resolution) ตาลักษณะนี้พบกับตาของพลานาเรีย และสิ่งมีชีวิตที่มีรูปแบบของร่างกายไม่ซับซ้อนมาก แต่จะเห็นได้ว่าตาของนอทิลัสพัฒนาไปได้ดีกว่าพลานาเรียเป็นอย่างมาก โดยเริ่มพัฒนาเป็นกระเปราะและกล่องเพื่อรับแสงได้ดีกว่าตาของพลานาเรีย หลักการเกิดภาพของตาแบบนี้จะเหมือนกับการสร้างกล้องรูเข็มแบบง่ายๆ ที่ทำด้วยกล่องกระดาษและเจาะรูให้แสงเข้า ภาพจะเกิดจากการหักเหของแสงผ่านรูที่เจาะไว้ และแสงมาตกกระทบในระยะที่เหมาะสมกับขนาดรู (ระยะโฟกัส) เรื่องที่น่าสนใจที่นักวิยาศาสตร์สงสัยก็คือ ทำไมนอทิลัสเลือกที่จะใช้ตาแบบนี้ คือไม่มีทั้งเลนส์ และคอร์เนีย (กระจกตา) แทนที่จะเป็นตาแบบที่มีเลนส์ตาเหมือนในหมึก และที่สำคัญการที่นอทิลัสมีตาแบบนี้ มันยังสามารถมีชีวิตอยู่มาได้กว่า 400 ล้านปีเลยทีเดียว

49-8-4

                     การ ทำงานของตานิทีลัส – นอทีลัสใช้ตาแบบรูเข็มนี่เอง ที่ช่วยทำให้มันสามารถดำรงชีวิตหลบหลีกศัตรูในสิ่งแวดล้อมตามธรรมชาติมาได้ จนมีชีวิตมาถึงทุกวันนี้ (แต่อีกไม่นาน ก็อาจจะต้องตายจากโลกนี้ไปเพราะมนุษย์ เนื่องจากถูกจับนำมาขายเป็นสิ้นค้าที่ระลึกในรูปเปลือกหอย – ที่ทำให้เราระลึกว่าเราได้ช่วยกันทำลายมันไปจากโลกนี้) นอทิลัสมีตาแบบรูเข็มขนาดใหญ่เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1 เซนติเมตร 1 คู่ (ดูภาพประกอบ) ช่องภายในตาแบบนี้ เรียกว่า รูม่านตา (pupil) จะเปิดออกและสัมผัสกับน้ำทะเลโดยตรง และมีรูเปิดประมาณ 2 มิลลิเมตร แต่สามารถขยายและหดตัวได้ตามการตอบสนองต่อความเข้มของแสง ถ้ามันต้องการมองเห็นภาพแบบสว่างๆ มันก็จะเปิดรูม่านตาให้กว้างขึ้น แต่ถ้ามันต้องการที่จะเห็นภาพที่คมชัดมันก็ต้องหรี่ตาลง หรือทำให้รูม่านตามีขนาดเล็กลง (เพื่อลดการหักเหของแสง การฟุ้งกระจายของแสง ทำให้ภาพชัดเจนขึ้น) ดังนั้น นอทิลัส จะไม่สามารถมองเห็นภาพทั้งแบบสว่างใส และคมชัดได้ในเวลาเดียวกัน ต้องเลือกเอาว่าจะดูแบบไหนก่อน (ดูภาพประกอบจากเอกสารอ้างอิง 6 – ซึ่งเปรียบเทียบโครงสร้างของตา ของปลา กับ นอทิลัส) การที่มีดวงตาที่มีประสิทธิภาพยอดแย่ ทำให้นอทิลัสปรับตัวเพื่อหลบหลีกศัตรูในธรรมชาติโดยในช่วงกลางวันก็จะดำดิ่ง ลงไปอาศัยในทะเลที่ระดับความลึก 150-300 เมตร และพอเวลากลางคืนก็จะขึ้นมาหากินที่ระดับความลึก 50-100 เมตร

                    ทำไม… คำ ตอบก็คือ เพื่อใช้ความมืดหลบหลีกศัตรูนั่นเอง ลองมาพิจารณาจากข้อมูลนี้กันดีกว่า ที่ระดับความลึกของทะเลที่ 700 เมตร สายตามนุษย์ไม่สามารถมองเห็นอะไรได้เลยเพราะแสงไม่สามารถส่องผ่านลงไปได้ ดังนั้นการที่ลงไปอาศัยในระดับความลึกมากๆ ในเวลากลางวันก็เพื่อเป็นพลางตัวทำให้ศัตรูมองเห็นได้ไม่ค่อยชัด จะปลอดภัยกว่า พอกลางคืนไม่มีแสงสว่างแล้วก็ค่อยขึ้นมาหากินผิวน้ำ นอทิลัสอาศัยประสาทสัมผัสของการดมกลิ่นมากกว่าการมองเห็นสำหรับการหาอาหาร

                    สมมุติฐานที่ เชื่อว่า เป็นสาเหตุทำให้การพัฒนาดวงตาที่ทำให้มองเห็นได้ไกลๆ ไม่มีประโยชน์กับนอทิลัส หรือ หอยงวงช้าง ก็คือ นอทิลัสจะใช้ประสาทสัมผัสเกี่ยวกับกลิ่นเป็นหลักสำหรับการหาอาหารและการแยก เพศเพื่อการสืบพันธุ์ นอทิลัสเป็นสัตว์กินซากที่มีขนาดใหญ่และไม่มีคู่แข่งขันในการดำรงชีวิตซึ่ง เป็นข้อได้เปรียบ นอกจากนี้มันยังเป็นสัตว์ที่กินอาหารน้อย เนื่องจากไม่ค่อยได้เคลื่อนที่ไปไหนมาไหน ทำให้มีอัตราการเผาผลาญอาหารน้อยไปด้วย และเมื่อถูกจู่โจมก็ไม่ต้องใช้พลังงานในการว่ายน้ำหนีไปไหนไกลๆ ทำอย่างมากก็แค่หลบเข้าไปในเปลือกหุ้มตัวเท่านั้น ที่สำคัญอีกอย่างตาของนอทิลัสยังสามารถตรวจจับแสงจากสิ่งมีชีวิตที่อยู่ใน ทะเลได้ (หรืออาจจะเรียกว่าไวต่อ Bioluminescence) และเป็นไปได้ที่สายตาไม่ดี ก็เลยไม่จำเป็นต้องไปตอบสนองต่อสิ่งต่างๆ ที่อยู่รอบตัวให้เปลืองพลังงาน ซึ่งจะตรงข้ามกับพวก Cephalopod ชนิดอื่นๆ ที่ต้องอาศัยและแข่งขันกันดำรงชีวิตกับปลาชนิดต่างๆ ทำให้ต้องมีการเจริญและพัฒนาของเลนส์ตาทำให้มองเห็นได้ดีขึ้น
 

 49-8-5


“Living Fossil”

                    นอ ทิลัส ที่มีชื่อวิทยาศาสตร์ว่า Nautilus pompilius เป็น Living Fossil ก็เพราะว่ารูปร่างของมันมีการเปลี่ยนแปลงไปน้อยมากเมื่อเทียบกับซากฟอสซิ ลที่พบในสมัยจูแรสซิค (Jurassic Period) ลองเข้าไปชมภาพได้ในเว็บ Discovering Fossils ซึ่งจะได้เห็นภาพทั้ง Ammonite และ Nautilus ที่กลายเป็นหิน

ทำไมมนุษย์ใช้ความพยายามอย่างมากที่จะไขปริศนาการสร้างมุก

                    คำ ตอบไม่ยากเลย ธุรกิจการค้าขายมุก มีมูลค่ารวมทั่วโลกเกือบแสนล้าน และที่สำคัญในปัจจุบันนี้มุกในธรรมชาติก็เหลือน้อยลง เพราะเหลือสถานที่เพียงไม่กี่แหล่งในโลกที่เหมาะที่จะทำฟาร์มเพาะเลี้ยงหอย มุก เนื่องจากสิ่งแวดล้อมถูกทำลายและเปลี่ยนแปลงไปนั่นเอง

                    มุก ที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางขนาด 16 มิลลิเมตร อาจจะมีมูลค่าได้มากถึง 30-40,000 ดอลลาร์สหรัฐเลยทีเดียว จะเห็นได้ว่ามูลค่าของเงินเป็นแรงผลักดันหลักๆ ในสังคมเศรษฐกิจแบบทุนนิยม ที่ทำให้มนุษย์ยอมทำทุกอย่างเพื่อให้ได้มาซึ่งเงิน ดังนั้น ถ้านักวิทยาศาสตร์สามารถล่วงรู้ความลับและกลไกการสร้างมุกขึ้นมาได้ มนุษย์ก็จะสามารถผลิตและสังเคราะห์มุกจากในห้องทดลองได้เลย ทำให้สามารถลดต้นทุนในด้านต่างๆ ลงไปได้อย่างมากเลยทีเดียว คราวนี้แหล่ะ ไม่ว่าจะอยากได้มุขรูปแบบไหน ทรงอะไร เราคงสั่งให้โรงงานผลิตออกมาได้หมดทุกแบบเลยหล่ะ

 

เอกสารอ้างอิง

1. สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. หนังสือเรียนสาระการเรียนรู้พื้นฐานและเพิ่มเติม ชีววิทยา
    เล่ม 3 กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 หลักสูตรการศึกษาขั้นพื้นฐาน

    พ.ศ.2544. 2548. พิมพ์ครั้งที่ 1. 155 หน้า.
2. สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. หนังสือเรียนสาระการเรียนรู้พื้นฐานและเพิ่มเติม ชีววิทยา
    เล่ม 5 กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 หลักสูตรการศึกษาขั้นพื้นฐาน

    พ.ศ.2544. 2548. พิมพ์ครั้งที่ 1. 255 หน้า.
3. Animal Diversity Web – University of Michigan Museum of Zoology. (Online). Available:
        http://animaldiversity.ummz.umich.edu/site/accounts/classification/Cephalopoda.html
        (Retrieved 27/06/06).
4. Palaeos Metazoa: Mollusca: Cyrtosoma: Nautiloidea: Nautilida. (Online). Available:
       http://www.palaeos.com/Invertebrates/Molluscs/Cyrtosoma/Nautiloidea/Nautilida.html
        (Retrieved 27/06/06).
5. Eye Design Book, Biological Eye Design. (Online). Available:
        http://www.eyedesignbook.com/ch2/eyech2-abc.html (Retrieved 27/06/06).
6. Ancient cephalopod scavenges successfully with its pinhole eye. (Online). Available:
        http://www.iop.org/EJ/article/0031-9120/41/1/F03/pe6_1_f03.pdf
        (Retrieved 27/06/06).
7. Eye Anatomy – StLukesEye.com. (Online). Available:
        http://www.stlukeseye.com/Anatomy.asp (Retrieved 27/06/06). 

1,069 total views, 0 views today