108 ซองคำถามII

ลำดับตอนที่ #111 : นาฬิกาชีวะ

                  นาฬิกาชีวะ

  

อ่านบทความเจอว่า ถ้าเราจับหิ่งห้อยมาขังไว้ในห้องแบบไม่ให้มันได้เห็นเดือนเห็นตะวัน  มันจะกะพริบแสงก็ต่อเมื่อถึงเวลากลางคืนเท่านั้น  ...มันรู้ได้อย่างไรน่ะ

(ภาส นรกานต์ / กรุงเทพฯ)



****************



นาฬิกาชีวะ (biological clock) เป็นชื่อเรียกความรู้สึกสัมผัสด้านเวลาซึ่งสัตว์ส่วนมากมี บางครั้งก็เรียกว่านาฬิกาภายใน หรือ internal clock  นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า \"นาฬิกา\" นี้อยู่ในสมองของสัตว์ และทำหน้าที่ช่วยเตรียมสัตว์ให้พร้อมรับการเปลี่ยนแปลงช่วงเวลาจากกลางวันเป็นกลางคืน หรือจากฤดูร้อนเป็นฤดูหนาว









สัตว์ทุกชนิดจำเป็นต้องตระหนักรู้ถึงช่วงเวลาของวันหรือปีเพื่อให้มันสามารถดำรงชีวิตอยู่รอดได้ นกเช่นนกพิราบอาจตายเพราะอดอาหารถ้ามันตื่นนอนในช่วงใกล้ค่ำ นกพิราบหาอาหารประเภทเมล็ดพืชหรือผลไม้ โดยใช้สายตาสอดส่าย การมองเห็นของมันต้องอาศัยแสงสว่างจากดวงอาทิตย์ ในทำนองเดียวกันถ้านกเริ่มสร้างรังและวางไข่เมื่อฤดูหนาวมาถึงแล้ว คงเป็นความสูญเปล่าอย่างยิ่ง



แม้แต่สัตว์ที่มีองค์ประกอบพื้นฐานที่สุดก็มีกลไกของนาฬิกาภายใน โปรโตซัว สัตว์ขนาดเล็กที่สุดมีเพียงเซลล์เดียวยังมีวงจรของกิจกรรมต่างๆ ในชีวิตประจำวัน  โปรโตซัวจะว่องไวในช่วงเวลากลางวัน มันจะเคลื่อนตัวไปมาเพื่อกินพืชที่มีขนาดเล็กพอ ๆ กับตัวมันเป็นอาหาร  ถ้านำโปรโตซัวไปเก็บไว้ในที่มืดสนิท มันจะยังรักษาวงจรของกิจกรรมหาอาหารและพักผ่อนซึ่งสอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงช่วงเวลาจากกลางวันเป็นกลางคืน เหมือนเมื่อมันอยู่ในสภาวะธรรมชาติ  การทดลองนี้บอกเราว่าสัตว์เซลล์เดียวชนิดนี้ตระหนักรู้ได้เองว่าเมื่อใดกลางคืนสิ้นสุดลง และเมื่อใดกลางวันเริ่มต้นขึ้น พวกมันถูกควบคุมโดยอะไรบางอย่างภายในตัวของมันเองซึ่งไม่ใช่การเปลี่ยนแปลงของสภาวะธรรมชาติภายนอกจากกลางวันเป็นกลางคืนเท่านั้น



สัตว์หลายชนิดดำเนินชีวิตเป็นวงจรของกิจกรรม ๒๔ ชั่วโมง ผึ้ง ผีเสื้อ ค้างคาว นกฮูก และสัตว์อีกหลายชนิด ทำกิจกรรมของมันเฉพาะช่วงเวลาหนึ่งที่แน่นอนของวัน พวกมันจะตื่นตัวว่องไวช่วงที่หาอาหารกินเท่านั้น  ผึ้งและผีเสื้อจำเป็นต้องอาศัยแสงสว่างในเวลากลางวันเพื่อจะได้มองเห็นอาหารของมัน ส่วนค้างคาวและนกฮูกออกหากินในเวลากลางคืนโดยอาศัยเสียงและสายตาที่แหลมคม ล่าเหยื่อของมัน



สัตว์ประเภทอื่นมีวงจรกิจกรรมเป็นไปตามความเปลี่ยนแปลงของกระแสน้ำในทะเล สัตว์ที่อาศัยตามชายฝั่งจะเคลื่อนไหวว่องไวเมื่อกระแสน้ำซัดขึ้นกระทบฝั่งเท่านั้น ตัวเพรียง หอย และปูบางชนิด โผล่ออกจากกระดองหรือรูของมันเพื่อหาอาหารก็ต่อเมื่อกระแสน้ำขึ้นท่วมตัวเท่านั้น  สัตว์ทะเลบางประเภท เช่น ปูก้ามดาบ (fiddler crab) จะออกจากโพรงของมันเมื่อน้ำลง มันจะวิ่งไปมาบนทรายตมแฉะ ๆ เพื่อหาอาหารและสู้กันเองเพื่อแย่งชิงอาณาเขต  ถ้านำสัตว์เหล่านี้มาเลี้ยงไว้ในถังทดลองไกลจากทะเล พวกมันจะยังคงโผล่ออกจาก \"บ้าน\" ในช่วงเวลาที่มันคาดว่ากระแสน้ำกำลังขึ้นหรือลง ภายหลังสองถึงสามสัปดาห์ที่ต้องอยู่ไกลจากทะเล  สัตว์พวกนี้จะค่อย ๆ สูญเสียจังหวะวงจรชีวิต พวกมันจำเป็นต้องอาศัยวงจรธรรมชาติของน้ำขึ้นน้ำลง เพื่อกระตุ้นให้นาฬิกาภายในของมันบอกเวลาที่ \"ถูกต้องเที่ยงตรง\"



ร่างกายของคนเราก็แสดงจังหวะของวงจรชีวิตประจำวันซึ่งควบคุมโดยนาฬิกาภายในของเราเอง เราคุ้นเคยกับการนอนและตื่น ณ ช่วงเวลาที่แน่นอน  กระเพาะอาหารของเราเรียนรู้ที่จะคาดหวังอาหาร ณ ช่วงเวลาที่แน่นอน แม้แต่อุณหภูมิของร่างกายของเรายังเปลี่ยนแปลงตามช่วงเวลากลางวันกลางคืน  คนที่ต้องอาศัยอยู่ในหลุมหลบภัยใต้ดิน หรือห้องจำลองเพื่อการทดลอง จะยังคงรักษาจังหวะวงจรเหล่านี้ไว้ประมาณหนึ่งสัปดาห์หรือนานกว่าเล็กน้อย แต่พวกเขาจะสูญเสีย ความรู้สึกสัมผัสด้านเวลานี้ไปในที่สุด



คนเดินทางซึ่งต้องบินระยะทางไกลข้ามโลกมักเกิดอาการเจ็คแล็ก (jet lag) นี่คืออาการที่เกิดขึ้นเมื่อร่างกายของพวกเขาบอกว่าตอนนี้เป็นเวลากลางดึก แต่มันกลับเพิ่งเป็นเวลาเช้าเท่านั้นในประเทศที่เครื่องบินของเขาลงจอด การบินระยะทางไกลในช่วงเวลาสั้นทำให้นาฬิกาชีวะของคนเราสับสนได้



สัตว์หลายชนิดเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมตามฤดูกาลที่แปรเปลี่ยน หมีจำศีลในช่วงฤดูหนาว (hybernate) ส่วนเต่าบกนอนหลับตลอดช่วงฤดูร้อนที่แล้งจัด (estivate)  ทั้งหมีและเต่าบกต้องสะสมไขมันของร่างกายไว้ให้พอเพียงก่อนเข้าสู่ช่วงหลับยาว  ไขมันนี้จะเป็นแหล่งพลังงานเดียวเท่านั้นของพวกมันในช่วงจำศีล นาฬิกาชีวะทำหน้าที่บอกพวกมันว่าช่วงเวลายากลำบากจะมาถึงเมื่อไร จะได้เตรียมตัวให้พร้อม การเตือนดังกล่าวทำให้สัตว์เหล่านี้มีชีวิตอยู่รอดได้









  



--------------------------------------------------------------------------------