คำตอบซ่อนอยู่ในอากาศรอบตัวพวกเขา โดย KURT SCHWENK/THE CONVERSATION เซ็กซี่บาคาร่า | เผยแพร่ 20 มิ.ย. 2564 17.00 น
สิ่งแวดล้อม
งูหางกระดิ่งสะบัดหางบนพื้นทราย
งูมักจะมีอากาศลึกลับเกี่ยวกับพวกมัน ดันแคน ซานเชซ/อันสแปลช
แบ่งปัน
Kurt Schwenkเป็นศาสตราจารย์ด้านนิเวศวิทยาและชีววิทยาวิวัฒนาการที่มหาวิทยาลัยคอนเนตทิคัต เรื่องนี้เดิมมีอยู่ในThe Conversation
คุณอาจไม่มี DM บนโซเชียลมีเดีย นี่คือวิธีการแก้ไข
ขณะที่ไดโนเสาร์โคจรผ่านป่าปรงชื้นของทวีปอเมริกาใต้โบราณเมื่อ 180 ล้านปีก่อน กิ้งก่าดึกดำบรรพ์ก็วิ่งไปอยู่ใต้เท้าโดยไม่มีใครสังเกตเห็น บางทีเพื่อหลีกเลี่ยงการถูกญาติยักษ์ของพวกมันเหยียบย่ำกิ้งก่ายุคแรกเหล่านี้บางตัวจึงหาที่หลบภัยใต้ดิน
ที่นี่พวกเขาพัฒนาร่างที่ยาวเรียวและแขนขาที่ลดลงเพื่อเจรจาซอกแคบและรอยแยกใต้พื้นผิว หากปราศจากแสงการมองเห็นของพวกมันก็จางลงแต่เมื่อเข้ามาแทนที่ ประสาทสัมผัสด้านกลิ่นที่เฉียบคมโดยเฉพาะอย่างยิ่งก็พัฒนาขึ้น
ในช่วงเวลานี้เองที่งูโปรโต-งูเหล่านี้ได้พัฒนา
ลักษณะเฉพาะที่โดดเด่นที่สุดอย่างหนึ่งของพวกมัน นั่นคือลิ้นที่ยาว สะบัด และงอ สัตว์เลื้อยคลานเหล่านี้กลับคืนสู่ผิวน้ำในที่สุด แต่จนกระทั่งเมื่อหลายล้านปีต่อมาไดโนเสาร์จะสูญพันธุ์ พวกมันจึงแปรสภาพเป็นงูสมัยใหม่หลายประเภท
ในฐานะนักชีววิทยาด้านวิวัฒนาการฉันรู้สึกทึ่งกับลิ้นที่แปลกประหลาดเหล่านี้ และบทบาทที่พวกมันมีต่อความสำเร็จของงู
ปริศนาสำหรับทุกเพศทุกวัย
ลิ้นงูนั้นแปลกมากจนทำให้นักธรรมชาติวิทยาหลงใหลมานานหลายศตวรรษ อริสโตเติลเชื่อว่าเคล็ดลับที่หักได้ทำให้งูได้รับ”ความสุขสองเท่า” จากรสชาติซึ่งเป็นภาพสะท้อนหลายศตวรรษต่อมาโดยนักธรรมชาติวิทยาชาวฝรั่งเศส Bernard Germain de Lacépède ผู้ซึ่งแนะนำว่าปลายทั้งสองข้างสามารถยึดติดกับ ” ร่างกายที่อร่อย ” ของผู้ที่กำลังจะเป็น อาหารว่าง.
Giovanni Battista Hodierna นักดาราศาสตร์และนักธรรมชาติวิทยาในศตวรรษที่ 17 คิดว่างูใช้ลิ้นของพวกมันเพื่อ ” หยิบสิ่งสกปรกออกจากจมูกของพวกมัน … เนื่องจากพวกมันมักจะคลานอยู่บนพื้นเสมอ” คนอื่นๆ โต้แย้งว่าลิ้นจับแมลงวัน “ ด้วยความว่องไวที่ยอดเยี่ยม…ระหว่างส้อม ” หรือ รวบรวมอากาศเพื่อ การยังชีพ
ความเชื่อที่ต่อเนื่องที่สุดอย่างหนึ่งก็คือลิ้นที่พุ่งพล่านเป็นเหล็กในที่มีพิษซึ่งเป็นความเข้าใจผิดที่สืบเนื่องมาจากเชคสเปียร์ที่มีการอ้างถึงมากมายของเขาเกี่ยวกับงูและงูพิษ ” ซึ่งลิ้นคู่ที่สัมผัสได้ถึงความตายจะฆ่า … ศัตรูของคุณ”
นักธรรมชาติวิทยาชาวฝรั่งเศสและนักวิวัฒนาการในยุคแรก Jean-Baptiste Lamarck กล่าวว่าการมองเห็นที่จำกัดของงูทำให้พวกมันต้องใช้ลิ้นที่แยกจากกัน “ เพื่อสัมผัสวัตถุหลายอย่างพร้อมกัน” ความเชื่อของลามาร์คที่ว่าลิ้นทำหน้าที่เป็นอวัยวะของการสัมผัสนั้นเป็นมุมมองทางวิทยาศาสตร์ที่มีอยู่ทั่วไปภายในปลายศตวรรษที่ 19
ดมกลิ่นด้วยลิ้น
เบาะแสถึงความสำคัญที่แท้จริงของลิ้นงูเริ่มปรากฏให้เห็นในช่วงต้นทศวรรษ 1900 เมื่อนักวิทยาศาสตร์หันความสนใจไปที่อวัยวะที่มีลักษณะคล้ายกระเปาะสองอันซึ่งอยู่เหนือเพดานปากของงู ใต้จมูกของมัน อวัยวะแต่ละส่วนรู้จักในชื่อจาคอบสันหรือโวเมอโรนาซอล โดยแต่ละส่วนจะอ้าปากผ่านรูเล็กๆ ในเพดานปาก อวัยวะ Vomeronasal พบได้ในสัตว์บกหลายชนิด รวมทั้งสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม แต่ไม่พบในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมส่วนใหญ่ ดังนั้นมนุษย์จึงไม่ได้สัมผัสกับความรู้สึกใดๆ ที่พวกมันให้มา
แผนภาพแสดงตำแหน่งของอวัยวะ vomeronasal บนงู
ปลายลิ้นส่งโมเลกุลของกลิ่นไปยังอวัยวะ vomeronasal ภาพประกอบ: Kurt Schwenk, CC BY-ND
นักวิทยาศาสตร์พบว่า อันที่จริงอวัยวะของ vomeronasal เป็นหน่อของจมูกที่เรียงรายไปด้วยเซลล์ประสาทสัมผัสที่คล้ายคลึงกันซึ่งส่งแรงกระตุ้นไปยังส่วนเดียวกันของสมองกับจมูกและพบว่าอนุภาคเล็กๆ ที่ปลายลิ้นหยิบขึ้นมานั้นสิ้นสุดภายใน อวัยวะ vomeronasal การค้นพบครั้งยิ่งใหญ่เหล่านี้นำไปสู่การตระหนักว่างูใช้ลิ้นของพวกมันเพื่อรวบรวมและขนส่งโมเลกุลไปยังอวัยวะ vomeronasal ของพวกมัน—ไม่ใช่เพื่อลิ้มรสพวกมัน แต่เพื่อดมกลิ่นพวกมัน
ในปี 1994 ฉันใช้หลักฐานจากฟิล์มและภาพถ่ายเพื่อแสดงว่าเมื่องูสุ่มตัวอย่างสารเคมีบนพื้น พวกมันแยกปลายลิ้นออกจากกันเมื่อสัมผัสพื้น การดำเนินการนี้ช่วยให้พวกเขาสุ่มตัวอย่างโมเลกุลของกลิ่นจากจุดสองจุดที่แยกจากกันอย่างกว้างขวางพร้อมกัน
ปลายแต่ละข้างจะส่งไปยังอวัยวะ vomeronasal แยกกัน ทำให้สมองของงูสามารถประเมินได้ทันทีว่าด้านใดมีกลิ่นแรงกว่า งูมีปลายลิ้นสองข้างด้วยเหตุผลเดียวกับที่คุณมีหูสองข้าง—มันให้กลิ่นทิศทางหรือ “สเตอริโอ” แก่พวกมันทุกครั้งที่สะบัด — ทักษะที่กลายเป็นว่ามีประโยชน์อย่างยิ่งเมื่อเดินตามรอยกลิ่นที่ทิ้งไว้โดยเหยื่อหรือเพื่อนที่อาจเป็นเหยื่อ
กิ้งก่าปากคีบ ลูกพี่ลูกน้องของงู ทำอะไรที่คล้ายคลึงกันมาก แต่งูก้าวไปอีกก้าวหนึ่ง
กลิ่นฟุ้งกระจาย
ต่างจากกิ้งก่า เมื่องูรวบรวมโมเลกุลของกลิ่นในอากาศเพื่อดมกลิ่น พวกมันจะแกว่งลิ้นที่แยกจากกันขึ้นและลงในภาพเบลอของการเคลื่อนไหวอย่างรวดเร็ว เพื่อให้เห็นภาพว่าสิ่งนี้ส่งผลต่อการเคลื่อนที่ของอากาศอย่างไร นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาBill Ryersonและฉันใช้เลเซอร์ที่โฟกัสไปที่แผ่นแสงบางๆ เพื่อให้แสงสว่างกับอนุภาคขนาดเล็กที่ลอยอยู่ในอากาศ
งูสะบัดลิ้นของมันผ่านม่านควันสร้างวงเวียนสองรอบ
การสะบัดลิ้นทำให้เกิดกระแสน้ำวนเล็กๆ ในอากาศ ควบแน่นโมเลกุลที่ลอยอยู่ภายในนั้น ภาพถ่าย: “Kurt Schwenk, CC BY-ND .”
เราค้นพบว่าลิ้นงูที่ริบหรี่นั้นสร้างมวลอากาศหรือกระแสลมหมุนวนเล็กๆ สองคู่ ซึ่งทำหน้าที่เหมือนพัดเล็กๆ ดึงกลิ่นจากแต่ละด้านและพุ่งตรงไปยังทางเดินของปลายลิ้นแต่ละข้าง
เนื่องจากโมเลกุลของกลิ่นในอากาศมีอยู่ไม่มากนัก เราเชื่อว่าการสะบัดลิ้นในรูปแบบเฉพาะของงูจะทำหน้าที่ในการรวมโมเลกุลและเร่งการสะสมของพวกมันไปที่ปลายลิ้น ข้อมูลเบื้องต้นยังชี้ให้เห็นว่ากระแสลมในแต่ละด้านยังคงแยกจากกันเพียงพอที่งูจะได้รับประโยชน์จากกลิ่น “สเตอริโอ” แบบเดียวกับที่มันได้มาจากกลิ่นบนพื้น
เนื่องด้วยประวัติศาสตร์ พันธุกรรม และปัจจัยอื่นๆ การคัดเลือกโดยธรรมชาติมักไม่เพียงพอในการสร้างชิ้นส่วนของสัตว์ที่ได้รับการออกแบบมาอย่างเหมาะสมที่สุด แต่เมื่อพูดถึงลิ้นงู ดูเหมือนว่าวิวัฒนาการจะพุ่งออกมาจากสวนแล้ว ฉันสงสัยว่าวิศวกรคนใดสามารถทำได้ดีกว่านี้ เซ็กซี่บาคาร่า / สอนลูกอ่านหนังสือ
