มันเล็กกว่าแบคทีเรียหนึ่งตัว รูปร่างคล้ายหัวหอกจิ๋ว และหลับไหลอยู่ในโคลนก้นทะเลแอตแลนติกเหนือมานานราว 56 ล้านปี เมื่อเร็ว ๆ นี้นักวิทยาศาสตร์ปลุกมันขึ้นมาด้วยลำแสงเอกซ์เรย์ แล้วค้นพบสิ่งที่อาจเป็นเครื่องมือนำทางที่เก่าแก่ที่สุดที่สัตว์เคยสร้างขึ้นเอง [ref:2]
ทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ร่วมกับศูนย์วิจัยเฮล์มโฮลทซ์-เซนทรัม เบอร์ลิน ของเยอรมนี สร้างภาพสามมิติชุดแรกของโครงสร้างแม่เหล็กภายใน "แมกนีโตฟอสซิลยักษ์" เหล่านี้สำเร็จ และสิ่งที่ปรากฏขึ้นน่าทึ่งมาก นั่นคือวงแม่เหล็กรูปทอร์นาโดที่ปรับจูนมาอย่างพิถีพิถันให้อ่านสนามแม่เหล็กโลกได้ เหมือนกับที่เครื่องนำทางยุคใหม่อ่านสัญญาณดาวเทียม [ref:1]
เข็มทิศจากยุคไดโนเสาร์
แมกนีโตฟอสซิลเหล่านี้เก็บรักษาอยู่ในตะกอนก้นทะเลโบราณ มีทั้งรูปหัวหอก รูปกระสวย รูปกระสุน และรูปเข็ม แต่ละชิ้นเล็กไม่เกินขนาดเซลล์แบคทีเรียหนึ่งตัว [ref:2] ตัวอย่างที่เก่าที่สุดมีอายุย้อนไปถึง 97 ล้านปี ในยุคครีเทเชียส ช่วงที่ไดโนเสาร์คอยาวยังเดินบนพื้นดินอยู่
อายุนี้แหละคือหัวใจของเรื่อง การค้นพบครั้งนี้เป็นหลักฐานทางตรงชิ้นแรกว่าสัตว์ใช้สนามแม่เหล็กโลกนำทางมาแล้วอย่างน้อย 97 ล้านปี ผลักบันทึกฟอสซิลของสัมผัสพิเศษนี้ ที่เรียกว่า "แมกนีโตรีเซปชัน" ให้ลึกเข้าไปในยุคไดโนเสาร์ [ref:1]
สร้างต่างจากที่แบคทีเรียทำ
แบคทีเรียในน้ำบางชนิดมีเข็มทิศแบบง่ายติดตัวอยู่แล้ว คือสายอนุภาคแมกกะไนต์กว้างเพียง 50–100 นาโนเมตร ที่ศาสตราจารย์ริช แฮร์ริสัน แห่งเคมบริดจ์ เรียกว่า "เข็มเข็มทิศที่สมบูรณ์แบบ" [ref:1] แต่เข็มของแบคทีเรียบอกได้แค่ทิศทางขึ้น-ลงเท่านั้น
แมกนีโตฟอสซิลยักษ์ต่างออกไป มันใหญ่กว่าอนุภาคของแบคทีเรียราว 10–20 เท่า จนเคยมีนักวิทยาศาสตร์บางกลุ่มคิดว่ามันเทอะทะ หรืออาจเป็นเพียงหนามป้องกันตัว [ref:2] หัวหอกชิ้นที่ทีมศึกษากว้างราว 1.1 ไมโครเมตร ยาว 2.25 ไมโครเมตร ยังเล็กมากจนต้องใช้กล้องจุลทรรศน์ แต่ใหญ่โตมากเมื่อเทียบกับมาตรฐานของเข็มทิศ [ref:4]
วงแม่เหล็กที่อ่านได้ทั้งละติจูดและลองจิจูด
เพื่อมองเข้าไปในฟอสซิล ทีมใช้เทคนิคที่เรียกว่า แมกเนติกเวกเตอร์โทโมกราฟี พัฒนาโดยส่วนหนึ่งจากคลแอร์ ดอนเนลลี นักวิจัยจากสถาบันมัคส์ พลังค์ และทำการวัดที่เครื่องกำเนิดแสงเอกซ์เรย์ไดมอนด์ในแคว้นออกซฟอร์ดเชียร์ ประเทศอังกฤษ [ref:2] เพราะเอกซ์เรย์แบบเดิมไม่สามารถส่องทะลุอนุภาคขนาดนี้ได้เลย
ภาพที่ได้เผยรูปแบบซับซ้อนเกินคาด อนุภาคแม่เหล็กหมุนเป็นเกลียวรอบแกนกลาง เหมือนทอร์นาโดที่หยุดนิ่งกลางการหมุน [ref:2] และรูปทรงนี้แหละที่ต้องพอดีสำหรับการเดินเรือ วงแม่เหล็กนี้อ่านความเอียงของสนามแม่เหล็กโลกซึ่งบอกละติจูด ไปพร้อมกับวัดความเข้มของสนามซึ่งเปลี่ยนไปตามลองจิจูด อ่านได้สองพิกัดจากอนุภาคจิ๋วเพียงชิ้นเดียว [ref:3]
"ถ้าธรรมชาติจะสร้างจีพีเอสขึ้นมาสักชิ้น ที่พึ่งพานำทางข้ามมหาสมุทรได้นับพันกิโลเมตร มันก็ควรหน้าตาประมาณนี้" แฮร์ริสันกล่าว [ref:2]
แล้วใครเป็นคนสร้าง? แฟ้มคดีปลาไหล
ตัวตนของเจ้าของอนุภาคยังเป็นปริศนา แต่งานวิจัยช่วยจำกัดบัญชีผู้ต้องสงสัยได้ มันต้องเป็นสัตว์อพยพย้ายถิ่นที่มีจำนวนมากพอในมหาสมุทรจนทิ้งฟอสซิลไว้ให้เห็นทั่วไป [ref:2]
ผู้ต้องสงสัยหลักของแฮร์ริสันคือปลาไหล ปลาไหลวิวัฒนาการมาตั้งแต่ราว 100 ล้านปีก่อน ตรงกับช่วงอายุของแมกนีโตฟอสซิลที่เก่าที่สุดพอดี และปัจจุบันยังเป็นสัตว์ที่แอบแฝงที่สุดตัวหนึ่งของโลก ปลาไหลยุโรปและอเมริกันวันนี้ว่ายน้ำนับพันกิโลเมตรจากแม่น้ำน้ำจืดออกไปวางไข่ในทะเลซาร์กัสโซ นักวิจัยรู้ว่าปลาไหลรับรู้สนามแม่เหล็กโลกได้ และเคยพบอนุภาคแมกกะไนต์ในตัวมันด้วย แม้ยังถ่ายภาพภายในเซลล์ไม่สำเร็จ [ref:2]
ทำไมฟอสซิลจิ๋วนี้ถึงสำคัญ
แมกนีโตรีเซปชันยังเป็นสัมผัสที่เข้าใจน้อยที่สุดอย่างหนึ่งของธรรมชาติ นก ปลา และแมลงข้ามมหาสมุทรและทวีปได้ด้วยสัญญาณที่เรายังอธิบายไม่ครบ งานวิจัยใหม่นี้ตีพิมพ์ในวารสาร Communications Earth & Environment และวางบันไดวิวัฒนาการที่ชัดเจนให้เห็น จากเข็มของแบคทีเรียที่รู้แค่ขึ้น-ลง สู่เครื่องมือทรงทอร์นาโดที่อาจพาสัตว์ตัวหนึ่งข้ามมหาสมุทรโบราณไปได้ทั้งทะเล [ref:1]
ครั้งหน้าที่นกตัวหนึ่งข้ามซีกโลก หรือปลาตัวหนึ่งกลับมายังลำธารบ้านเกิดของมัน นั่นคือการเดินตามสัมผัสที่มีประวัติครอบครัวยาวนานมาก โดยลายเซ็นฟอสซิลที่เก่าแก่ที่สุดของมันคือหัวหอกจิ๋วที่หมุนตัวเงียบ ๆ ในความมืด 97 ล้านปีก่อนที่ใครจะคิดมามองหามัน [ref:3]
แหล่งอ้างอิง
- University of Cambridge — Ancient 'animal GPS' identified in magnetic fossils
- ScienceDaily / University of Cambridge — 97-million-year-old fossils reveal the earliest known animal 'GPS'
- Diamond Light Source — Magnetic fossils powered ancient animal navigation
- Phys.org / Helmholtz-Zentrum Berlin — Giant magnetofossils suggest ancient ocean life had built-in 'GPS'
ยังไม่มีความคิดเห็น มาเป็นคนแรกที่ร่วมแบ่งปันความคิดกัน