“ไม่ ไม่ ไม่ ไม่ ไบรอัน ไม่ไม่ไม่ไม่.” ฉันได้ถามสตีเฟน เอ็ มเลน สล็อตเว็บตรง แตกง่าย ศาสตราจารย์กิตติคุณด้านประสาทชีววิทยาและ พฤติกรรมของคอร์เนล คำถามที่ชัดเจนสำหรับฉันคือ เมื่อเขานำนกเข้ามาในท้องฟ้าจำลองในช่วงทศวรรษที่ 1960 และ 1970 พวกเขาเคย อืม เคยทำเรื่องวุ่นวายในนั้นไหม
“ไม่มีอึในท้องฟ้าจำลอง” เอ็มเลนรับรองกับฉัน
ฉันโทรหาเอ็มเลนเพื่อไม่พูดถึงเรื่องอึแต่เป็นการทดลองหลายชุดที่จับจินตนาการของฉันได้ เขานำนกอพยพเข้าสู่ท้องฟ้าจำลองในตอนกลางคืน และเปิดและปิดดวงดาว ราวกับว่ากำลังลบพวกมันออกจากจักรวาลในสมองของนก
จากการทดลองเหล่านี้ Emlen ได้รวบรวมสิ่งที่เป็นปริศนาในตอนนั้นว่านกรู้ได้อย่างไรว่าทางไหน แม้จะบินในความมืดมิดในตอนกลางคืนโดยปราศจากดวงอาทิตย์เพื่อเป็นแนวทาง
เรายังรู้เพียงเล็กน้อยอย่างเหลือเชื่อเกี่ยวกับการอพยพของสัตว์
— พวกมันไปที่ไหน พวกมันไปทำไม และพวกมันใช้สมองเพื่อไปที่นั่นอย่างไร นกกระสาอพยพจากยุโรปไปยังแอฟริกาและพวกเขาไม่เพียงรู้เส้นทาง แต่ยังค้นพบฝูงตั๊กแตนเพื่อกินในทะเลทราย (นานก่อนที่มนุษย์จะตรวจพบฝูงนี้) ในการเดินทางข้ามมหาสมุทรของวาฬ ดูเหมือนจะได้รับอิทธิพลจากพายุสุริยะแต่ไม่มีใครรู้ว่าส่วนใดของสรีรวิทยาของวาฬที่ยอมให้พวกมันสัมผัสสนามแม่เหล็กได้
Los Angeles Democratic mayoral candidate Rick Caruso speaks a primary night event
การที่สัตว์เหล่านี้เดินทางจากจุด A ไปยังจุด B อาจเป็นเรื่องลึกลับ — และเติบโตมากยิ่งขึ้นเมื่อเราค้นพบวิธีการเดินเรือแบบใหม่แต่ละอย่าง โซเนีย ชาห์ นักเขียนด้านวิทยาศาสตร์ กล่าวในตอนล่าสุดของUnexplainableซึ่งเป็นพอดคาสต์ของ Vox เกี่ยวกับคำถามที่ยังไม่ได้คำตอบทางวิทยาศาสตร์ว่า”เราไม่รู้จริงๆ เลย พื้นฐานของการเคลื่อนไหวของสัตว์
ข้อมูลเพียงเล็กน้อยที่เรามีจากการทดลองอันชาญฉลาด เช่น การแสดงของ Emlen ว่าสมองของสัตว์สามารถเข้าใจและเรียนรู้เกี่ยวกับโลกธรรมชาติได้มากเพียงใด
ข้อมูลนั้นควรทำให้เราหยุดชั่วคราวในขณะที่เรายังคงเปลี่ยนแปลงโลกของเรา ในขณะที่มนุษย์ทำให้ท้องฟ้าสว่างไสว และเมื่อเราส่งดาวเทียมขึ้นสู่วงโคจรที่ส่องสว่างแม้กระทั่งดวงดาว เราอาจกำลังยุ่งกับวงเวียนความรู้ความเข้าใจของสิ่งมีชีวิตจำนวนนับไม่ถ้วน
นก … ในท้องฟ้าจำลอง?
ฟลอริดา อิมโมคาลี ธงสีคราม
ธงสีครามอเมริกาเหนือ รูปภาพการศึกษา / กลุ่มรูปภาพสากลผ่าน Getty Images
การทดลองของ Emlen อ่านเหมือนกับความฝันของเด็กน้อยที่อยากรู้อยากเห็นทางวิทยาศาสตร์ ตอนที่เขาเป็นนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาที่มหาวิทยาลัยมิชิแกน เอ็มเลนได้รับกุญแจสู่ท้องฟ้าจำลอง Longway ในเมืองฟลินท์ รัฐมิชิแกน ที่ซึ่งเขาสามารถขึ้นครองราชย์ได้ฟรีในตอนกลางคืน
“ผู้อำนวยการปิดท้องฟ้าจำลองเวลา 10:30 น. และพวกเขาให้กุญแจแก่ฉัน” เอ็มเลนเล่า “ฉันกลายเป็นกลางคืน” ระหว่างการทดลองที่ดำเนินการที่นั่น และต่อมาที่มหาวิทยาลัยคอร์เนล เขาได้รวบรวมทฤษฎีเกี่ยวกับวิธีการนำทางของนก
เมื่อ Emlen เริ่มทำงาน มีบางสิ่งที่รู้กันอยู่แล้ว คู่สามีภรรยาจากเยอรมนี Edgar Gustav Franz Sauer และ Eleonore Sauer ได้ออกกำลังกายในช่วงทศวรรษก่อนหน้าที่นกอพยพ ซึ่งบางครั้งบินได้หลายพันไมล์ในฤดูกาลเดียว มองดูดวงดาวเพื่อทำความเข้าใจทิศทาง .
Sauers วางนกในสนามกลางแจ้งที่สิ่งเดียวที่พวกเขาเห็นคือท้องฟ้ายามค่ำคืน และมีเพียงท้องฟ้าเป็นแนวทาง นกก็พยายามบินไปในทิศทางที่คาดว่าจะอพยพ พวกเขาจะไม่ทำเช่นนั้นในคืนที่มีเมฆมาก Sauers ทำการทดลองซ้ำในท้องฟ้าจำลองของเยอรมัน และมันได้ผลเช่นกัน ซึ่งน่าทึ่งมาก: นกสามารถใช้ข้อมูลที่พบในท้องฟ้า แม้กระทั่งแบบจำลองที่มนุษย์สร้างขึ้นของท้องฟ้ายามค่ำคืนเพื่อนำทาง
แต่ก็ยังมีคำถามที่ยังไม่ได้คำตอบ นกกำลังมองดูอะไรในท้องฟ้ายามค่ำคืน และพวกมันรู้วิธีที่ถูกต้องได้อย่างไร?
มีหลายสมมติฐาน บางคนแย้งว่านกกำลังใช้นาฬิกาภายในเพื่อปรับทิศทางตัวเองไปยังดวงดาว ดาวจะเปลี่ยนตำแหน่งของพวกเขาในตอนกลางคืน และเมื่อมองจากซีกโลกเหนือ ดูเหมือนว่าดาวจะหมุนรอบดาวเหนือ ซึ่งเป็นดาวเหนือที่นิ่งอยู่ บางทีพวกเขาอาจเกิดมาพร้อมกับความรู้สึกที่มีมาแต่กำเนิดและเรียนรู้ว่าดวงดาวควรอยู่ที่ใดในช่วงเวลาที่กำหนด (ในทำนองเดียวกัน มนุษย์รู้ว่าในช่วงพระอาทิตย์ตก พวกเขาสามารถหาดวงอาทิตย์ได้โดยมองไปทางทิศตะวันตก)
เอมเลนไม่แน่ใจว่านั่นเป็นเรื่องจริง ดังนั้นเขาจึงตัดสินใจค้นหา – ด้วยความช่วยเหลือของท้องฟ้าจำลองธงสีครามในอเมริกาเหนือและกรงพิเศษที่เขาคิดค้นขึ้นด้วยความช่วยเหลือจากพ่อของเขา (ซึ่งเป็นนักชีววิทยาด้วย)
กรงมีรูปร่างเหมือนกรวย และธงนก ซึ่งเป็นนกขับขานขนาดเท่านกกระจอกที่อพยพในเวลากลางคืนถูกวางไว้ที่ก้นแคบของกรวย การออกแบบนี้ตามภาพประกอบด้านล่าง ทำให้แน่ใจว่านกสามารถมองได้เฉพาะสิ่งที่อยู่เหนือพวกมันเท่านั้น (กล่าวคือ “ท้องฟ้า”)
ได้รับความอนุเคราะห์จาก Stephen Emlen
ส่วนบนของกรวยเหล่านี้ถูกปกคลุมด้วยกระดาษ และฐานของกรง — “แค่ถาดพุดดิ้งอลูมิเนียม” Emlen กล่าว — มีแผ่นหมึกที่เปลี่ยนตีนนกให้เป็นแสตมป์ รอยเท้านกเล็กๆ จะปรากฏขึ้นที่ด้านใดก็ตามของช่องทางที่นกพยายามจะบินไป ด้านบนของกรวยปูด้วยลูกแก้วหรือตะแกรงลวด ดังนั้นนกจึงไม่ออกมา – ดังนั้นจึงไม่มีอึในท้องฟ้าจำลอง
ในท้องฟ้าจำลอง เอ็มเลนสามารถแต่งแต้มจักรวาลได้ เขาเริ่มด้วยการตั้งดวงดาวให้เป็นเวลากลางคืนที่ต่างไปจากที่มันเป็นจริง โดยทิ้งนาฬิกาชีวภาพของนกทิ้งไป ทว่านกยังคงปรับทิศทางตัวเองไปในทิศทางที่ถูกต้องของการอพยพ “พวกเขาไม่ได้ใช้นาฬิกา” เอ็มเลนกล่าว
ดังนั้นนกจึงสามารถปรับทิศทางตัวเองได้โดยไม่คำนึงถึงเวลากลางคืน หมายความว่าพวกเขากำลังเพ่งความสนใจไปที่อีกด้านหนึ่งของท้องฟ้ายามค่ำคืน แต่อะไร?
เอ็มเลนเริ่มกระบวนการกำจัดอย่างอุตสาหะ ขณะที่เขาอธิบาย เขา “โจมตี” เครื่องฉายภาพท้องฟ้าจำลองราคาแพง ทำให้ดาวบางดวงมืดลงอย่างเป็นระบบ “ให้ฉันปิดกั้น Big Dipper” เขานึกถึงความคิด “ให้ฉันปิดกั้นแคสสิโอเปีย” ไม่ว่ากลุ่มดาวจะละเว้นจากจักรวาล นกก็ยังสามารถปรับทิศทางตัวเองได้
ท้องฟ้าจำลองที่ Flint Michigan ในปี 1966 ที่มีกรงกรวยตั้งขึ้นเพื่อใช้งาน ได้รับความอนุเคราะห์จาก Stephen Emlen
“ฉันไม่สามารถเชื่อมโยงกับรูปแบบดาวใด ๆ ได้” เขากล่าว “ฉันต้องปิดกั้นทุกอย่างเกือบทั้งหมดภายใน 35 องศาของดาวเหนือ และเมื่อสิ่งนั้นเกิดขึ้น พวกนกก็ทำตัวเหมือนไม่รู้อะไรเลย”
นกที่ไม่รู้อะไรเลยเป็นเบาะแสสำคัญของเอ็มเลน เขารู้แล้วว่าการปฐมนิเทศ เกี่ยวข้องกับบริเวณรอบๆ ดาวเหนือ — แต่ไม่ได้พึ่งพาดาวดวงใดดวงหนึ่งที่อยู่รอบๆ ดาวดวงนั้น
อาจเป็นจุดบนท้องฟ้าที่ไม่หมุนเลยก็ได้
การทดลองที่มีความทะเยอทะยานเพิ่มเติมจะพิสูจน์ว่าสมมติฐานนี้ถูกต้อง ครั้งนี้ เอมเลนไม่เพียงแต่พานกไปที่ท้องฟ้าจำลอง แต่เขาเลี้ยงนกบางตัวไว้ในที่เดียว อีกครั้ง เขาได้เปลี่ยนเครื่องฉายท้องฟ้าจำลอง ไม่ใช่โดยการปิดกั้นดวงดาว แต่ด้วยการเปลี่ยนแกนของโลก เขาเลือก “ดาวเหนือ” ที่อยู่กับที่ – เบเทลจุส – เพื่อให้ลูกไก่ของเขาสังเกต
น่าแปลกที่นกที่เลี้ยงไว้ใต้ท้องฟ้าที่แปรเปลี่ยนนี้จะหันเข้าหาเบเทลจุส เนื่องจากเป็นจุดตายตัว เมื่อพวกมันพร้อมจะอพยพ
การเปิดรับแสงจากกล้องเป็นเวลานานเผยให้เห็นว่าดวงดาวทั้งหมดบนท้องฟ้าในซีกโลกเหนือหมุนรอบดาวเหนือ รูปภาพ Chunumunu / Getty
การทดลองแสดงให้เห็นว่านกได้รับการเตรียมให้พร้อมสำหรับการนำทางในเวลากลางคืนไม่ใช่โดยแผนที่ดาวโดยกำเนิด Emlen กล่าว แต่โดยการ “ให้ความสนใจอย่างใกล้ชิดกับการเคลื่อนที่ของท้องฟ้า พวกเขาเดินสายเพื่อให้ความสนใจกับบางสิ่งบางอย่างซึ่งจะมีความหมาย”
เอ็มเลนยังคงไม่แน่ใจว่านกมองหากลุ่มดาวบางประเภท
เพื่อชี้ไปทางเหนือหรือไม่ เมื่อพวกเขารู้ว่ามันอยู่ที่ไหนจากการเคลื่อนที่ของดวงดาว มนุษย์เรามักใช้ Big Dipper เพื่อค้นหาทิศเหนือ
Roswitha Wiltschkoนักนิเวศวิทยาเชิงพฤติกรรมชาวเยอรมันซึ่งได้ทำการทดลองที่คล้ายกันในการนำทางนกกล่าวว่า “นกหลายชนิดอาจใช้รูปแบบดาวที่แตกต่างกัน “และเห็นได้ชัดว่ามีความแตกต่างบางอย่างในนั้น นี่เป็นส่วนหนึ่งของการปฐมนิเทศที่เรายังไม่รู้รายละเอียด”
มีสัตว์กี่ตัวที่มองดูดาว?
ในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมานับตั้งแต่การทดลองเหล่านี้ นักปักษีวิทยาได้เรียนรู้มากขึ้นเกี่ยวกับวิธีการนำทางของนก พวกเขาไม่เพียงแค่ใช้เข็มทิศรูปดาวเท่านั้น แต่ยังมีเข็มทิศแม่เหล็ก เข็มทิศดวงอาทิตย์ และแม้แต่เข็มทิศดมกลิ่นด้วย มันซับซ้อนอย่างไม่น่าเชื่อ “สิ่งเหล่านี้ผสมผสานกัน” Emlen กล่าวและนักวิทยาศาสตร์ยังไม่แน่ใจว่าระบบนำทางที่แตกต่างกันเหล่านี้ทำงานร่วมกันอย่างไร (โดยเฉพาะอย่างยิ่งพวกเขาไม่แน่ใจเกี่ยวกับวิธีที่สัตว์ใช้ข้อมูลเหล่านี้เพื่อแจ้งแผนที่ในใจว่ากำลังจะไปที่ใด)
นักวิทยาศาสตร์ไม่ทราบแน่ชัดว่ามีนกกี่สายพันธุ์ที่นำทางด้วยแสงดาว แต่ผู้เชี่ยวชาญสงสัยว่าจะมีนกจำนวนมาก กล่าวโดยกว้างกว่านั้น นักชีววิทยาไม่ทราบว่ามีสปีชีส์อื่นอีกกี่ชนิดที่มองแสงดาว จากการค้นพบในช่วงหลายปีที่ผ่านมา ความสามารถนี้ได้ปรากฏตัวขึ้นในสถานที่ที่น่าประหลาดใจ
พิจารณาด้วงมูลซึ่งได้ชื่อมาจากอาหารโปรด คือ เอ่อ มูลสัตว์
สัตว์เลื้อยคลานเหล่านี้มีขอบเขตการมองเห็นที่จำกัด แต่จริงๆ แล้วสามารถเห็นทางช้างเผือกในท้องฟ้ายามค่ำคืนที่มืดมิดได้ ด้วงมูลสัตว์ชนิดหนึ่งอาศัยอยู่ในแอฟริกาใต้ ไล่หามูลสัตว์ และม้วนให้เป็นก้อนกลมออกจากแหล่งกำเนิด เพื่อปกป้องอาหารของมัน
ฟังดูง่าย “แต่ประการหนึ่ง คุณต้องจำไว้ว่าลูกบอลนี้มักจะใหญ่กว่าตัวด้วง” เจมส์ ฟอสเตอร์ผู้ศึกษาด้วงมูลที่มหาวิทยาลัยยูนิเวอร์ซิตี้ เวิร์ซบวร์ก กล่าว “ดังนั้นจึงค่อนข้างท้าทายที่จะรักษามันไว้”
ด้วงมูลสัตว์สวมหมวก ชีววิทยาปัจจุบัน
ส่วนที่น่าทึ่งคือ: “พวกมันจะไม่หลงทางจริงๆ เว้นแต่คุณจะสร้างหมวกใบเล็กๆ ไว้บนศีรษะ” ฟอสเตอร์กล่าว “พวกเขาไม่สามารถมองไปรอบ ๆ พื้นดินและหาทางที่จะไป พวกเขาจำเป็นต้องสามารถมองเห็นท้องฟ้าได้จริงๆ”
เช่นเดียวกับ Emlen เพื่อนร่วมงานของ Foster นำแมลงเต่าทองเข้ามาในท้องฟ้าจำลองและเริ่มเปิดและปิดดาวอย่างเป็นระบบ พวกเขาพบว่าในคืนที่มีดวงจันทร์ แมลงเต่าทองใช้มันเพื่อปรับทิศทางตัวเอง แต่ถ้าไม่มีดวงจันทร์ “ถ้าคุณปิดทุกอย่างอื่นแล้วเปิดทางช้างเผือก ดวงจันทร์ก็จะกลับด้าน นั่นคือสิ่งที่ทำให้เราคิดว่าพวกเขากำลังใช้ทางช้างเผือก”
นั่นเป็นสิ่งที่ค่อนข้างน่าประหลาดใจ แสงดาวที่อยู่ห่างออกไปหลายหมื่นปีแสงยังคงมีพลังมากพอที่จะกระตุ้นระบบประสาทในดวงตาที่จำกัดของด้วงมูลสัตว์ต่ำต้อย ช่วยให้มันรู้ว่าจะไปที่ใด
ด้วงมูลอาจมองเห็นอะไรเมื่อมองขึ้นไปทางช้างเผือก ไม่มาก. ด้วงมีมุมมองกว้างประมาณสี่องศา ระยะการมองเห็นหนึ่งระดับนั้นเกี่ยวกับขนาดของภาพขนาดย่อของคุณที่ถือไว้ที่ช่วงแขน ภาพนี้เป็นมุมมอง 4 องศาของทางช้างเผือก มันดูพร่ามัว แต่คุณยังสามารถระบุสตรีคที่เป็นซิกเนเจอร์ได้ ราชสมาคม
แต่ระบบนำทางโบราณนี้ก็ยังถูกคุกคามด้วยแสงไฟของเมือง “แสงประดิษฐ์ … สามารถบดบังสิ่งที่สัตว์กำลังมองหาได้อย่างสมบูรณ์” ฟอสเตอร์กล่าว “ถ้าคุณเอาด้วงมูลไปวางบนหลังคาอาคารกลางเมืองโจฮันเนสเบิร์ก พวกมันก็จะสูญหายไปโดยสิ้นเชิง มันสว่างเกินไปสำหรับพวกเขาที่จะเห็นทางช้างเผือก ซึ่งเป็นสิ่งที่พวกเขาต้องการ”
ฟอสเตอร์ไม่แน่ใจว่ามีสัตว์กี่ตัวบนโลกที่สามารถปรับทิศทางตัวเองให้เข้ากับดวงดาวได้ ซึ่งไม่มีใครเป็นเช่นนั้น แต่เขาสงสัยว่ามันอาจเป็นเรื่องธรรมดามากกว่าที่คนนิยมชื่นชมในปัจจุบัน แมวน้ำ ผีเสื้อกลางคืนและแน่นอนว่ามนุษย์เคยใช้ดวงดาว แต่ด้วยเหตุผลที่ว่าการเปลี่ยนท้องฟ้ายามค่ำคืน – ด้วยไฟไฟฟ้าและดาวเทียมใกล้โลกที่สว่างไสวที่ส่องแสงดวงดาว – อาจทำให้การนำทางของสิ่งมีชีวิตจำนวนนับไม่ถ้วนยุ่งเหยิงต่อไป
โลกต้องการความมหัศจรรย์มากกว่านี้
จดหมายข่าวที่ไม่สามารถอธิบายได้จะแนะนำคุณเกี่ยวกับคำถามทางวิทยาศาสตร์ที่ยังไม่มีคำตอบที่น่าสนใจที่สุด และวิธีที่นักวิทยาศาสตร์พยายามที่จะตอบคำถามเหล่านี้ สมัครวันนี้ .
เมื่อเร็ว ๆ นี้ Emlen ได้เห็นบางสิ่งที่น่าอัศจรรย์ในท้องฟ้ายามค่ำคืน “มันเป็นกระแสทั้งหมดของฟองอากาศหลักเหล่านี้ที่ทะลุผ่านท้องฟ้า” เขากล่าว “ก้อนกรวดแต่ละก้อนนั้นรุนแรงกว่าดาวเคราะห์ที่สว่างที่สุดในท้องฟ้า”
เขากล่าวว่า Blobs เป็นดาวเทียม SpaceX ซึ่งเพิ่งเปิดตัวเพื่อส่งอินเทอร์เน็ตไปยังพื้นที่ห่างไกลจากวงโคจรระดับต่ำ ในอนาคต อาจมี วัตถุสว่างจำนวนนับหมื่น ที่ถูกปล่อยออกสู่กลางคืน “ฉันคิดว่านั่นจะทำให้นกที่อยู่ข้างบนนั้นพังยับเยิน” เขากล่าว
เรารู้ว่ามีบางสิ่งที่นกสามารถปรับตัวได้ แกนของโลกสั่นเล็กน้อย ซึ่งหมายความว่าดาวเหนือจะไม่ใช่ดาวเหนือตลอดไป อันที่จริง ในรอบ13,000 ปีดาราดัง เวก้า จะเข้ารับตำแหน่ง เรารู้จากแถบธงในท้องฟ้าจำลองว่านกจะเรียนรู้ที่จะมองเห็น พวกเขาจะใส่ใจกับการเปลี่ยนแปลงของดวงดาว Emlen กล่าว “และล็อคอินทุกอย่างที่ได้ผล” สล็อตเว็บตรง แตกง่าย
