ขนนก—ความมหัศจรรย์แห่งการออกแบบ
ขนนก—ความมหัศจรรย์แห่งการออกแบบ
ด้วยแรงผลักของการกระพือปีกลงหนึ่งครั้ง นกนางนวลก็เริ่มทะยานขึ้นไป. เมื่อมันลอยอยู่ในอากาศ มันจะร่อนไปมาโดยอาศัยพลังลมและลอยขึ้นโดยไม่ต้องออกแรงใด ๆ เลย. โดยการปรับมุมของปีกและหางเพียงเล็กน้อยเท่านั้น นกนางนวลก็สามารถลอยอยู่ในอากาศได้โดยแทบไม่ต้องกระพือปีกเลย. อะไรทำให้มันสามารถบินได้อย่างสง่างามและสมบูรณ์แบบเช่นนั้น? ส่วนใหญ่แล้วเป็นเพราะขนของมันนั่นเอง.
ปัจจุบันสัตว์จำพวกนกเท่านั้นที่มีขนในลักษณะนี้. สัตว์จำพวกนกส่วนใหญ่มีขนชนิดต่าง ๆ กัน. ขนนกที่เรามองเห็นส่วนใหญ่คือขนคอนทัวร์ที่ขึ้นซ้อน ๆ กันซึ่งทำให้นกมีรูปร่างลู่ลมและคล่องตัว. ขนคอนทัวร์ซึ่งรวมไปถึงขนปีกและขนหางสำคัญต่อการบินเป็นอย่างยิ่ง. นกฮัมมิงเบิร์ดอาจมีขนชนิดนี้ไม่ถึง 1,000 ก้าน ส่วนหงส์อาจมีมากกว่า 25,000 ก้าน.
ขนนกได้รับการออกแบบอย่างน่าทึ่ง. ส่วนที่อยู่ตรงกลางเรียกว่าก้านขน (rachis) ซึ่งโค้งงอได้และแข็งแรงอย่างน่าทึ่ง. ส่วนที่งอกออกมาจากก้านขนเรียกว่ากิ่งขน (barb) ซึ่งจะเรียงกันเป็นแถวและเกาะเกี่ยวกันกลายเป็นแผงขน (vane) ที่ราบเรียบ. กิ่งขนเกี่ยวติดซึ่งกันและกันได้โดยอาศัยกิ่งขนย่อย (barbule) หลายร้อยอันที่ยึดเกี่ยวเข้าด้วยกันกับกิ่งขนย่อยข้าง ๆ กลายเป็นเหมือนซิปแบบหนึ่ง. ถ้ากิ่งขนย่อยเกิดหลุดออกจากกัน เพียงแค่นกไซ้ขนก็ทำให้กิ่งขนย่อยยึดเกาะกันได้เหมือนเดิม. คุณอาจทำอย่างเดียวกันนั้นได้โดยใช้นิ้วมือรูดเส้นขนที่ลุ่ยออกจากกันเบา ๆ.
แผงขนทั้งสองด้านโดยเฉพาะของขนปีกที่ใช้ในการบินมีลักษณะที่ไม่สมมาตรกัน นั่นคือ ขอบขนด้านหน้าจะแคบกว่าขอบขนด้านหลัง. รูปแบบขนปีกที่เอื้อให้เกิดแรงยกเช่นนี้ทำให้ขนนกแต่ละก้านเป็นเหมือนปีกเล็ก ๆ ในตัวมันเอง. นอกจากนี้ ถ้าคุณพินิจดูที่ขนปีกก้านใหญ่ ๆ คุณจะเห็นร่องยาวใต้ก้านขน. การออกแบบที่เรียบง่ายนี้เสริมความแข็งแรงให้กับก้านขนนก และช่วยให้ขนนกโค้งและบิดงอได้โดยไม่หัก.
ขนนกมีหลายหน้าที่
นกหลายชนิดมีขนที่แทรกอยู่ระหว่างขนคอนทัวร์ซึ่งมีลักษณะเรียวยาวเรียกว่าขนเส้น (filoplume) และขนพาวเดอร์ (powder feather). เชื่อกันว่าจุดรับความรู้สึกที่รากของขนเส้นช่วยเตือนให้นกรู้เมื่อมีบางสิ่งมารบกวนที่ขนด้านนอก และอาจช่วยให้นกรู้ว่ามันบินด้วยความเร็วเท่าไรด้วย. กิ่งขนของขนพาวเดอร์ ซึ่งเป็นขนชนิดเดียวที่เจริญเติบโตได้เรื่อย ๆ และไม่มีการผลัดขน จะสลายกลายเป็นแป้งเนื้อละเอียดที่เชื่อกันว่าช่วยให้ขนนกกันน้ำได้.
นอกจากหน้าที่อื่น ๆ แล้ว ขนนกยังช่วยป้องกันนกจากความร้อน, ความเย็น, และแสงอัลตราไวโอเลต. ตัวอย่างเช่น เป็ดทะเลดูเหมือนอยู่ได้สบายแม้ต้องเผชิญกับลมทะเลที่เย็นจัด. เป็นไปได้อย่างไร? ใต้ขนคอนทัวร์มีชั้นขนหนาที่แทบไม่มีอะไรแทรกเข้าไปได้ ชั้นขนหนานุ่มนี้เรียกว่าขนอุย (down feather) ซึ่งอาจหนาถึง 1.7 เซ็นติเมตรปกคลุมเกือบทั่วทั้งตัวเป็ด. ขนอุยที่เกิดขึ้นตามธรรมชาตินี้เป็นฉนวนที่มีประสิทธิภาพดีเยี่ยมถึงขนาดที่ยังไม่มีวัสดุสังเคราะห์ชนิดใดเทียบได้ในตอนนี้.
เมื่อขนนกฉีกขาด นกก็จะผลัดขน ซึ่งก็คือการถ่ายขนเก่าและมีขนใหม่งอกขึ้นมาแทน. นกส่วนใหญ่จะผลัดขนปีกและขนหางตามลำดับที่สมดุล คาดล่วงหน้าได้ เพื่อว่ามันยังคงบินได้อยู่เสมอ.
“สิ่งเล็ก ๆ ที่สมบูรณ์แบบเกินไป”
เครื่องบินที่ปลอดภัยเป็นผลผลิตที่เกิดจากการออกแบบ, งานวิศวกรรม, และงานฝีมือที่ละเอียดประณีต. จะว่าอย่างไรกับนกและขนนก? เนื่องจากขาดหลักฐานฟอสซิล จึงเกิดการโต้เถียงกันอย่างรุนแรงท่ามกลางนักวิวัฒนาการในเรื่องที่ว่าขนนกกำเนิดขึ้นได้อย่างไร. วารสารไซเยนซ์ นิวส์ กล่าวว่า “การระเบิดอารมณ์อย่างรุนแรง,” “การใช้วาจาเชือดเฉือน,” และ “ความเดือดดาลของนักบรรพชีวินวิทยา” มีให้เห็นตลอดการอภิปราย. นักชีววิทยาด้านวิวัฒนาการคนหนึ่งซึ่งเป็นผู้จัดการประชุมอภิปรายเรื่องวิวัฒนาการของขนนกได้สารภาพว่า “ผมไม่คิดเลยว่าเรื่องวิทยาศาสตร์จะก่อให้เกิดพฤติกรรมส่วนตัวที่น่ารังเกียจและการทะเลาะเบาะแว้งเช่นนี้.” ถ้าขนนกเกิดจากวิวัฒนาการจริง ๆ เหตุใดการอภิปรายเกี่ยวกับกระบวนการดังกล่าวจึงกลายเป็นการปะทะคารมกันอย่างรุนแรงเช่นนี้?
หนังสือคู่มือวิชาปักษีวิทยา—โครงสร้างและหน้าที่ของสัตว์ปีก (ภาษาอังกฤษ) ของมหาวิทยาลัยเยลกล่าวว่า “ขนนกคือสิ่งเล็ก ๆ ที่สมบูรณ์แบบเกินไป—นั่นแหละคือปัญหา.” ไม่มีข้อบ่งชี้ว่าขนนกเคยมีข้อบกพร่องที่จำเป็นต้องมีการปรับปรุงให้ดีขึ้น. ที่จริง “ฟอสซิลขนนกชิ้นแรกสุดที่รู้จักกันมีลักษณะเหมือนกับขนนกในยุคปัจจุบันมากจนแยกไม่ออก.” * กระนั้น ทฤษฎีวิวัฒนาการสอนว่า ขนนกต้องเป็นผลจากการเปลี่ยนแปลงแบบสะสมทีละน้อยโดยวิวัฒนาการมาจากผิวหนัง. ยิ่งกว่านั้น หนังสือคู่มือ นั้นกล่าวว่า “ขนนกไม่อาจวิวัฒนาการขึ้นมาได้หากขั้นตอนระหว่างการวิวัฒนาการแต่ละขั้นจะมีการเปลี่ยนแปลงอย่างเหมาะสม.”
กล่าวง่าย ๆ ก็คือ ถ้าว่ากันตามทฤษฎีแล้ววิวัฒนาการไม่อาจทำให้เกิดขนนกขึ้นมาได้นอกเสียจากว่าแต่ละขั้นตอน ของการเปลี่ยนแปลงในโครงสร้างขนนกซึ่งได้รับการถ่ายทอดมาและเป็นแบบสุ่มเลือกอันยาวนาน จะช่วยเพิ่มโอกาสในการรอดชีวิตของสัตว์ได้มากขึ้น. แม้แต่นักวิวัฒนาการหลายคนก็พบว่า เป็นไปไม่ได้ที่บางสิ่งซึ่งซับซ้อนและทำงานได้อย่างสมบูรณ์แบบอย่างขนนกจะเกิดขึ้นในลักษณะนั้น.
นอกจากนี้ หากขนนกค่อย ๆ วิวัฒนาการขึ้นโดยใช้เวลายาวนาน ก็น่าจะมีฟอสซิลที่เผยให้เห็นการเปลี่ยนแปลงในช่วงระหว่างนั้นด้วย. แต่ไม่มีใครเคยพบฟอสซิลเช่นนั้น มีแต่ฟอสซิลขนนกที่สมบูรณ์แล้ว. หนังสือคู่มือ กล่าวว่า “นับเป็นเรื่องน่าลำบากใจสำหรับทฤษฎีวิวัฒนาการ เนื่องจากขนนกมีความซับซ้อนมาก.”
การบินของนกไม่ได้อาศัยแค่ขนนก
ขนนกที่สมบูรณ์แบบเป็นเพียงปัญหาอย่างหนึ่งของนักวิวัฒนาการ เพราะที่จริงแล้วอวัยวะทุกส่วนของนกถูกออกแบบมาเพื่อการบิน. ตัวอย่างเช่น กระดูกของนกกลวงและเบา อีกทั้งระบบหายใจของนกก็มีประสิทธิภาพอย่างยิ่งและมีกล้ามเนื้อพิเศษที่ช่วยในการกระพือและควบคุมปีก. มันมีกระทั่งกล้ามเนื้อหลายมัดที่ช่วยควบคุมตามตำแหน่งของขนนกแต่ละก้าน. และมีเส้นประสาทที่เชื่อมต่อระหว่างกล้ามเนื้อแต่ละมัดกับสมองของนกซึ่งแม้จะเล็กแต่ก็น่าทึ่ง และสมองของนกถูกตั้งโปรแกรมไว้ล่วงหน้าให้ควบคุมระบบเหล่านั้นอย่างพร้อมเพรียงกัน, โดยอัตโนมัติ, และแม่นยำ. ใช่แล้ว องค์ประกอบที่ซับซ้อนอย่างไม่น่าเชื่อทั้งหมดนี้คือสิ่งจำเป็นสำหรับการบิน ไม่ใช่ขนนกเพียงอย่างเดียวเท่านั้น.
พึงระลึกไว้ด้วยว่า นกทุกตัวเติบโตมาจากเซลล์เล็ก ๆ เซลล์เดียวที่บรรจุคำสั่งครบชุดซึ่งทำให้มันเจริญเติบโตและมีสัญชาตญาณ เพื่อวันหนึ่งมันจะบินทะยานขึ้นไปบนท้องฟ้า. สิ่งต่าง ๆ ทั้งหมดนี้จะเกิดจากความบังเอิญที่ดีซึ่งเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องและยาวนานไหม? หรือคำอธิบายที่ง่ายที่สุดทั้งยังมีเหตุผลและเป็นวิทยาศาสตร์มากที่สุด นั่นคือ นกและขนนกเป็นเครื่องบ่งชี้อย่างชัดเจนว่ามีพระผู้สร้างผู้ทรงเชาวน์ปัญญาสูงสุดไหม? หลักฐานที่เราเห็นให้คำตอบในตัวเองอยู่แล้ว.—โรม 1:20.
[เชิงอรรถ]
^ วรรค 12 ฟอสซิลขนนกดังกล่าวมาจากอาร์เคออปเทอริกซ์ สัตว์ที่สูญพันธุ์ไปแล้วซึ่งบางครั้งมีการเสนอว่าเป็น “ตัวเชื่อมที่ขาดหายไป” ในกระบวนการวิวัฒนาการจนมาเป็นนกในปัจจุบัน. อย่างไรก็ดี บรรดานักบรรพชีวินวิทยาไม่ถืออีกต่อไปว่าอาร์เคออปเทอริกซ์เป็นบรรพบุรุษของนกในปัจจุบัน.
[กรอบ/ภาพหน้า 24]
“หลักฐาน” ปลอม
“หลักฐาน“ ฟอสซิลบางชิ้นที่ครั้งหนึ่งเคยถูกใช้เป็นข้ออ้างอิงที่หนักแน่นในการพิสูจน์ว่า นกวิวัฒนาการมาจากสัตว์อื่น ได้รับการเปิดเผยในเวลานี้ว่าถูกปลอมแปลงขึ้น. ตัวอย่างเช่น ในปี 1999 วารสารเนชั่นแนล จีโอกราฟฟิก มีบทความหนึ่งเกี่ยวกับฟอสซิลของสัตว์ชนิดหนึ่งที่มีขนนกพร้อมทั้งมีหางคล้ายไดโนเสาร์. วารสารนั้นประกาศว่าสัตว์ตัวนี้เป็น “ตัวเชื่อมที่ขาดหายไปของแท้ ในห่วงโซ่อันซับซ้อนที่เชื่อมต่อระหว่างไดโนเสาร์กับนก.” อย่างไรก็ตาม ปรากฏว่าฟอสซิลนั้นเป็นของปลอมที่ทำจากฟอสซิลสองชิ้นของสัตว์ต่างชนิดกัน. ที่จริงแล้ว ไม่เคยมีการค้นพบ “ตัวเชื่อมที่ขาดหายไป” เช่นนั้น.
[ที่มาของภาพหน้า 24]
O. Louis Mazzatenta/National Geographic Image Collection
[กรอบหน้า 25]
มองด้วยตาของนก
สีสันที่เจิดจ้าและมักจะมีสีเหลือบของขนนกทำให้มนุษย์รู้สึกประทับใจ. แต่ขนนกอาจดูน่าสนใจยิ่งกว่านั้นอีกในสายตาของนกด้วยกันเอง. นกบางชนิดมีเซลล์รูปกรวยในเรตินาที่ไวต่อแสงสีถึงสี่ชนิดในตาของมัน ขณะที่มนุษย์มีเพียงสามชนิด. การมีตาที่ดีเยี่ยมเช่นนี้ทำให้นกมองเห็นแสงอัลตราไวโอเลตได้ขณะที่มนุษย์มองไม่เห็น. นกเพศผู้และเพศเมียบางชนิดอาจดูเหมือนกันในสายตาของมนุษย์ แต่ขนนกเพศผู้จะสะท้อนแสงอัลตราไวโอเลตต่างไปจากขนนกเพศเมีย. นกสามารถมองเห็นสีที่ต่างออกไปซึ่งอาจช่วยให้มันรู้ว่าควรจะเลือกตัวใดเป็นคู่.
[แผนภูมิหน้า 23]
(รายละเอียดดูจากวารสาร)
กิ่งขน
กิ่งขนย่อย
ก้านขน
[ภาพหน้า 24]
ขนคอนทัวร์
[ภาพหน้า 24]
ขนเส้น
[ภาพหน้า 25]
ขนพาวเดอร์
[ภาพหน้า 25]
ขนอุย
[ภาพหน้า 24, 25]
นกแกนเนต
เรื่องที่คุณอาจสนใจ
หนังสือและจุลสาร
มีใครสร้างสิ่งมีชีวิตไหม?
สิ่งที่คุณเชื่อเกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิตเป็นเรื่องสำคัญ
ตื่นเถิด!
ขนที่เป็นเหมือนเสื้อคลุมของเพนกวินจักรพรรดิ
นักชีววิทยาทางทะเลค้นพบอะไรเกี่ยวกับขนของนกชนิดนี้?
