เผยความลับระบบนำทางในการบินของผีเสื้อจักรพรรดิ

ข่าววิทยาศาสตร์: เผยความลับระบบนำทางในการบินของผีเสื้อจักรพรรดิ
เรียบเรียงโดย ดร. สุเมธ  อาวสกุลสุทธิ

   กลุ่มนักวิจัยจากประเทศสหรัฐอเมริกา นำโดยคุณชไลเซอร์แมน (Shlizerman) เป็นหัวหน้าคณะวิจัยได้เผยแพร่งานวิชาการลงในวารสาร ชื่อ เซลล์รีพอร์ท (Cell Reports) เมื่อวันที่ 14 เมษายน พ.ศ. 2559
โดยทำการศึกษาค้นคว้าเกี่ยวกับ ผีเสื้อจักรพรรดิ หรือผีเสื้อโมนาร์ช (Monarch) ซึ่งมีชื่อทางวิทยาศาสตร์ว่า Danaus plexippus 

   ตามธรรมชาติแล้ว ถ้าผีเสื้อชนิดนี้มีถิ่นกำเนิดในประเทศอเมริกาเหนือ ในทุกๆปี
พวกมันจะบินอพยพหนีฤดูหนาวตามเส้นทางจากทางทิศตะวันออกของอเมริกาเหนือไปยังตอนกลางของประเทศเม็กซิโกที่มีอากาศอบอุ่นกว่า และเป็นผีเสื้อที่มีการนำทางในการบินโดยใช้กลไกนาฬิกาในร่างกาย
เปรียบเสมือนมีเครื่องบอกเวลาอัตโนมัติให้กับตัวมันเอง ทำงานสอดคล้องกับตำแหน่งของดวงอาทิตย์ที่เปลี่ยนไปในแต่ละช่วงเวลา มาใช้นำทางการบินของพวกมัน มุ่งตรงไปยังทางทิศใต้ในระยะไกลมากๆถึง 4,000 กิโลเมตร ได้อย่างถูกต้อง

   นักวิจัยกลุ่มนี้ได้พยายามหาวิธีตรวจสอบว่า ทำไมสมองของผีเสื้อชนิดนี้สามารถมองเห็นภาพรวมของเส้นทางการบินได้อย่างไร จากการทดลองพบว่า พวกผีเสื้อจักรพรรดินี้ได้อาศัยดวงอาทิตย์ช่วยกระตุ้นสัญญาณกระแสประสาทเหมือนใช้เป็นนาฬิกาบอกเวลาในระดับโมเลกุลตรงบริเวณหนวดของพวกมัน เพื่อให้พวกมันสามารถบินไปในระยะทางที่ไกลๆไปยังจุดหมายปลายทางที่ต้องการได้ กลุ่มนักวิจัยนี้ได้ลองสร้างสมการคณิตศาสตร์นำมาจำลองทิศทางการบินของผีเสื้อได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งจากผลของการคำนวณอัตราการกระพริบของสัญญาณกระแสประสาทที่หนวดของมัน และดวงตาทั้งสองข้างของผีเสื้อชนิดนี้จะมีวงจรรับแสงหันไปตามการเปลี่ยนตำแหน่งของดวงอาทิตย์ โดยที่ลำตัวของผีเสื้อจะทำมุมชี้ไปตามทิศทางของดวงอาทิตย์ในมุมที่ค่อยๆแคบลงเรื่อยๆ ในที่สุดจะมีผลทำให้ผีเสื้อชนิดนี้บินทำมุมฉากกับตัวมันเองทำให้บินได้อย่างยากลำบากตรงตามที่คาดการณ์ไว้ในแบบจำลอง  โดยการจำลองทางคณิตศาสตร์แบบง่ายๆนี้ประสบความสำเร็จเป็นอย่างดี เพราะสามารถนำมาใช้ตรวจสอบการทำนายเส้นทางการบินของผีเสื้อจักรพรรดิจริงๆที่เลี้ยงไว้ในห้องทดลองได้ด้วย

อ้างอิงภาพประกอบจาก
http://www.publicdomainpictures.net/pictures/20000/velka/monarch-butterfly-on-flower.jpg
ชื่อภาพ: A monarch butterfly on a flower
เจ้าของลิขสิทธิ์ภาพอนุญาตให้เผยแพร่สู่สาธารณะ: คุณ David Wagner

เอกสารอ้างอิง
1.    Shlizerman, E., Phillips-Portillo, J., Forgercorrespondenceemail, D. B. and Reppert S.M. (2016). Neural Integration Underlying a Time-Compensated Sun Compass in the Migratory Monarch Butterfly. Cell Reports 15, 1–9 [online]. Available from: http://www.cell.com/cell-reports/pdf/S2211-1247(16)30328-X.pdf (26 April 2016).
2.    Thompson, H. (2016). Science Ticker: Math models predict mysterious monarch navigation [online]. Available from: https://www.sciencenews.org/blog/science-ticker/math-models-predict-mysterious-monarch-navigation?tgt=nr (15 April 2016).