นกไม่เคยวิวัฒนาการปีกสมบูรณ์แบบ ศึกษาเผย
สรีรวิทยาของนกดูเหมือนจะเหมาะสมสำหรับการบินอย่างยิ่ง: ร่างกายเล็กกระดูกกลวง และขนนกที่สมมาตรบนปีกและหาง แต่การวิวัฒนาการของนกไม่ได้มุ่งสู่ความสมบูรณ์แบบขนาดนั้น งานวิจัยล่าสุดชี้ให้เห็นว่า นกไม่เคยวิวัฒนาการปีกสมบูรณ์แบบ อย่างที่เราคิดกัน
นกไม่เคยวิวัฒนาการปีกสมบูรณ์แบบ
ผลการศึกษาจากวารสาร Nature Communications พบว่าปีกส่วนใหญ่ของนกไม่ได้ถูกออกแบบมาเพื่อประสิทธิภาพการบินสูงสุด และไม่ได้รับการปรับแต่งให้เหมาะสมกับรูปแบบการบินของพวกมัน นกที่มีรูปร่างปีก optimal ที่สุดในงานวิจัยนี้คือนกยูงและเพนกวิน โดยเพนกวินใช้ปีกสำหรับการว่ายน้ำเก่งกาจ ไม่ใช่บินอากาศ นักวิจัยวิเคราะห์ภาพปีกนก 1,139 ภาพ ด้วยวิธีที่ทดสอบประสิทธิภาพของรูปร่างปีกต่าง ๆ โดยไม่ preconceive ว่าปีกแบบไหนคือ optimal
“สำหรับนกหลายชนิด ข้อจำกัดทางฟังก์ชันของการบิน เช่น การสร้างแรงยก เอาชนะแรงต้าน และหักเลี้ยวฉับไว ไม่ได้มีอิทธิพลมากนักต่อรูปร่างปีก” Benton Walters นักวิจัยดุษฎีบัณฑิตจากมหาวิทยาลัยบริสตอล สหราชอาณาจักร กล่าวกับ Gizmodo “บางกลุ่มมีการวิวัฒนาการปีก optimal แต่เป็นข้อยกเว้น ไม่ใช่กฏ”
ทำไมนกไม่เคยวิวัฒนาการปีกสมบูรณ์แบบ?
มีประเด็นถกเถียงร้อนแรงเกี่ยวกับสาเหตุที่นกบางชนิดวิวัฒนาการให้บินได้ ตั้งแต่ยุค 1880s แต่สมมติฐานเหล่านี้ทดสอบไม่ได้ นัก ornithologist John Hutchinson เคยบอกว่าเป็น “การถกเถียงไร้สาระ” ดังนั้นนักวิจัยจึงโฟกัสที่ลักษณะที่ช่วยให้บินได้ สำหรับนกสมัยใหม่ ปีกคือโครงสร้างหลักในการบิน และนกมีสไตล์การบินหลากหลาย รูปร่างปีกแตกต่างกันมาก
Walters และทีมทดสอบสมมติฐานดั้งเดิมที่ว่าปีกนกวิวัฒนาการเพื่อ optimal สำหรับการบิน โดยหลัก natural selection สิ่งที่เหมาะกับสภาพแวดล้อมและวิถีชีวิตจะช่วยให้รอดชีวิต ถ้าการบินช่วยหนีนักล่า หาอาหารดีกว่า ปีกก็น่าจะพัฒนาให้ดีที่สุด
“นี่คือ adaptationist thinking” Walters อธิบาย “การบินเป็นโหมดเดินทางที่ใช้พลังงานสูง เปลี่ยนแปลงโครงสร้างร่างกายนกใน 100 ล้านปี ปีกน่าจะ optimal” แต่ยากที่จะพิสูจน์ว่านกปัจจุบัน optimal จริงหรือไม่ ทีมจึงใช้วิธี theoretical morphospace analysis ซึ่งหา optimal shape สำหรับสไตล์บินเฉพาะ โดยไม่ assume ว่าปีกปัจจุบันดีที่สุด
การวิเคราะห์ครอบคลุมปีกนก 1,139 ตัว รวมสไตล์พิเศษอย่าง dynamic soaring และนกอพยพไกล นกไม่บินอย่างนกกระยางมีปีก unoptimal ตามคาด แต่พบว่านก colibri (hummingbird) และเพนกวินมีปีกใกล้เคียง optimal นกที่บินหาอาหารกลางอากาศ (aerial hawking) ก็ optimized ดี
โดยรวม สำหรับนกส่วนใหญ่ “พอดีก็พอ” Walters กล่าวในแถลงการณ์มหาวิทยาลัย แม้แต่นกอัลбатรอส นักบินระยะไกลที่ทำสถิติกินเนสส์ ก็ไม่ perfect “เพราะต้องลงจอดเพื่อผสมพันธุ์ อัลแบตราสลงจอดลำบากอยู่แล้ว ปีก optimal กว่าอาจ takeoff/landing ไม่ปลอดภัย”
Michael Pittman นักบรรพชีวินวิทยาจาก Chinese University of Hong Kong ชมว่า “วิธีการน่าสนใจ เติมเต็มความรู้เรื่องการบินของนก ยังมีศักยภาพสำหรับ bioinspired engineering”
ผลการศึกษานี้แสดงว่าสมมติฐาน “เชิงตรรกะ” ไม่ใช่สิ่งที่ธรรมชาติตั้งใจ การออกแบบมนุษย์อย่างปีกเครื่องบินหลายอย่างเลียนแบบนก แต่ Walters แนะ “เลือกสัตว์ต้นแบบให้ดี”
น่าสนใจใช่มั้ยล่ะ? การวิวัฒนาการไม่ได้มุ่งสู่ความสมบูรณ์แบบเสมอไป บางที “พอดี” คือกลยุทธ์รอดชีวิตที่ดีที่สุด คุณล่ะ คิดว่าปีกนกแบบไหน cool ที่สุด? คอมเมนต์บอกเราหน่อย!