อัปเดตข่าวสารวิทยาศาสตร์ในรอบสัปดาห์ ประจำวันที่ 18 พฤศจิกายน 2565

สัญญาณชีพที่สำคัญอย่างหนึ่งก็คือ การเต้นของหัวใจ เมื่อหัวใจยังเต้น นั่นแปลว่า เรายังมีชีวิตอยู่ ซึ่งเรื่องที่เกิดขึ้นอย่างอัตโนมัติแบบไม่รู้ตัว และไม่ได้อยู่ภายใต้อำนาจบังคับของสมองนี้ เมื่อเทียบกันระหว่างสัตว์ชนิดต่าง ๆ ยังมีความน่าสนใจเพิ่มขึ้นไปอีกครับ พบว่า สัตว์บกที่เลี้ยงลูกด้วยนมทุกชนิด ตลอดชั่วชีวิตหนึ่ง จะมีจำนวนการเต้นของหัวใจใกล้เคียงกัน มนุษย์เราหัวใจเต้นราว 1,500 ล้านครั้ง ก่อนที่จะสิ้นอายุไข ซึ่งใกล้เคียงกับหนูที่ตัวเล็กกว่า และช้างที่ตัวใหญ่กว่าเช่นกัน

โดยสิ่งที่ต่างกันก็คือ สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่มีขนาดเล็ก เช่น หนู จะสูญเสียความร้อนเร็ว เนื่องจากมีพื้นที่ผิวมากเมื่อเทียบกับพื้นที่ความจุของร่างกาย ดังนั้นมันจึงเผาผลาญเปลี่ยนอาหารเป็นพลังงานได้เร็วมาก และมีอัตราการเต้นของหัวใจที่เต้นเร็ว ถึง 500 ครั้งต่อนาที ส่วนมนุษย์เรา หัวใจเต้นช้ากว่า คือ ราว 70 ครั้งต่อนาที ในขณะที่ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมขนาดใหญ่ อย่างช้างนั้น พวกมันจะสูญเสียความร้อนช้า เนื่องจากมีพื้นที่ผิวน้อยเมื่อเทียบกับพื้นที่ความจุ จึงเผาผลาญเปลี่ยนอาหารเป็นพลังงานได้ช้ามาก และมีการเต้นของหัวใจช้า เพียง 28 ครั้งต่อนาที เมื่อมีจำนวนการเต้นของหัวใจรวมตลอดทั้งชีวิตพอๆ กัน ดังนั้น สัตว์ที่มีการเต้นของหัวใจเร็วกว่า อย่างหนู จึงมีอายุสั้นกว่าสัตว์ที่มีการเต้นของหัวใจช้า อย่างช้าง ส่วนมนุษย์เราก็อยู่ประมาณกลาง ๆ ระหว่างสัตว์ทั้งสองชนิดนี้ การเต้นของหัวใจกับความยืนยาวของชีวิต เป็นความสัมพันธ์ที่น่าประหลาดใจจริง ๆ ครับ

อะไรเอ่ย…อยู่ไกลที่สุดในจักรวาล

คนเราทุกคนมีผู้ให้กำเนิดคือ พ่อ แม่ รวม 2 คน มีปู่ ย่า ตา ยาย รวม 4 คน พ่อแม่และปู่ย่าตายายของเราแต่ละคนต่างก็มีพ่อแม่ผู้ให้กำเนิด 2 คน และ ปู่ย่าตายายรวม 4 คนเช่นกัน ซึ่งนั่นหมายความว่านับย้อนไปหนึ่งรุ่น จำนวนบรรพบุรุษของเราจะเพิ่มขึ้นสองเท่า คือ จาก 2 เป็น 4 เป็น 8 ต่อไปเรื่อย ๆ ซึ่งหากนับถอยไป สิบรุ่น เราจะมีบรรพบุรุษถึง 1,024 คน และหากรุ่นพ่อแม่มีอายุเฉลี่ย มากกว่าลูก 25 ปี นั่นหมายความว่าภายในช่วงระยะ 250 ปี บรรพบุรุษของเราทั้งสิบรุ่น หรือทั้ง 1,024 คนอาจจะยังอยู่ครบ

ข้อสันนิษฐานนี้ ใช้ได้กับทุกคนในโลก เพราะฉะนั้นทุกคนจึงมีบรรพบุรุษ ที่มีชีวิต 1,024 คน ภายในช่วง 250 ปี คำถามก็คือ ถ้าเป็นแบบนี้ ทำไมจำนวนประชากรโลกเมื่อ 250 ปีก่อน จึงน้อยกว่าในปัจจุบันมาก ข้อสันนิษฐานนี้ผิดพลาด ตรงไหนกัน?

คำตอบก็คือ จำนวนที่ว่ามาตามทฤษฎีนั้นถูกต้อง แต่สิ่งที่เราลืมคำนึงถึงก็คือ แต่ละครอบครัวอาจมี ลูก หลาน เหลน โหลน ได้หลายคน ซึ่งจะมีบรรพบุรุษชุดเดียวกัน เช่น ถ้าเรามีพี่สาว เราและพี่สาวต่างก็มีปู่ย่าตายายรวม 4 คน แต่ว่าปู่ย่าตายายของเราและพี่สาวนั้นเป็นคนเดียวกัน ส่วนคนสองคนที่เป็นลูกพี่ลูกน้องกัน จำนวนปู่ย่าตายายของสองคนรวมกันก็มี 6 คน เท่านั้น

จริงอยู่ ที่ในช่วง 250 ปี เราแต่ละคนมีบรรพบุรุษราว 1,000 คน แต่บรรพบุรุษส่วนใหญ่เหล่านั้นก็เป็นบรรพบุรุษของเพื่อนๆ และของคนอื่นที่เราไม่รู้จักด้วย นี่จึงเป็นเหตุผลว่าทำไมคนยุคก่อน ถึงมีจำนวนน้อยกว่าปัจจุบันมากนั่นเอง และความจริงอีกข้อที่ปฏิเสธไม่ได้ ก็คือเราทุกคนล้วนเกี่ยวข้อง เป็นญาติกัน ไม่ทางใดก็ทางหนึ่งครับ

แมลงวันผลไม้มีขนาดเล็กเพียงครึ่งมิลลิเมตร แต่มันสามารถแพร่พันธุ์ได้อย่างรวดเร็ว

ตลอดวงจรชีวิตของแมลงวันผลไม้ 3-4 สัปดาห์ ตัวเมียแต่ละตัวจะวางไข่ได้ 1300 ฟอง เฉลี่ยประมาณสัปดาห์ละ 500 ฟอง ซึ่งภายใน 2-3 สัปดาห์ ไข่จะฟักเป็นหนอนกลายเป็นดักแด้ และพัฒนาเป็นแมลงวันตัวเต็มวัย ที่จะสามารถวางไข่ต่อไปได้อีกสัปดาห์ละ 500 ฟอง ซึ่งหากไข่ทั้งหมดฟักออกมาเป็นตัวเมีย มันจะเพิ่มจำนวนประชากรเป็น 250,000 ตัว ภายในสัปดาห์ที่สอง และในสัปดาห์ที่สาม พวกมันจะเพิ่มขึ้นเป็น 125 ล้านตัว เพียงเดือนเดียว ก็จะเพิ่มเป็น 62.5 พันล้านตัว

ฟังดูอาจจะเกินจริงไปสักหน่อย แต่ลองคิดว่า หากสักครึ่งหนึ่งเป็นตัวผู้ ก็ยังเยอะอยู่ดีครับ เพราะในสัปดาห์ที่สอง จะเพิ่มเป็น 62,500 ตัว / สัปดาห์ที่สาม เป็นประมาณ 15 ล้านตัว และในหนึ่งเดือน ก็จะเพิ่มเป็นเกือบ 4 พันล้านตัวเลยทีเดียว

การที่แมลงวันผลไม้มีลูกดกทวีคูณแบบนี้ โดยเฉพาะในช่วงผลไม้สุก ที่มีพืชอาหารมากมาย อาจจะไม่ใช่เรื่องดีกับเกษตรกรสักเท่าไหร่นะครับ เพราะพวกมันจะวางไข่ไว้ในผลไม้ ซึ่งจะกลายเป็นตัวหนอนที่อาศัยและชอนไชอยู่ภายในนั้น ทำให้ผลไม้เน่าเสียและร่วงหล่นลงพื้น ไม่สามารถเก็บเกี่ยวได้ เกษตรกรจึงต้องหมั่นทำความสะอาดบริเวณแปลงเพาะปลูก ตรวจตราและทำลายผลไม้ที่เน่าเสียจากการถูกแมลงวันผลไม้เข้าทำลาย เพื่อหยุดยั้งการเพิ่มจำนวนประชากรอย่างรวดเร็วของพวกมันนั่นเองครับ

อัปเดตข่าวสารวิทยาศาสตร์ในรอบสัปดาห์ ประจำวันที่ 11 พฤศจิกายน 2565

เราคงเคยได้ยินว่าในมหาสมุทรนั้น มีสิ่งมีชีวิตเล็กๆ ที่เรียกว่า แพลงก์ตอน อยู่มากมาย นับไม่ถ้วน และการที่มหาสมุทรมีพื้นที่ถึง ¾ ของผิวโลก แพลงก์ตอนจึงเป็น สิ่งมีชีวิตที่มีจำนวนมากที่สุดในโลก แพลงก์ตอนนั้นสามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่มใหญ่ ๆ คือ แพลงก์ตอนที่เป็นพืช เรียกว่า ไฟโตแพลงก์ตอน และแพลงก์ตอนที่เป็นสัตว์ เรียกว่า ซูแพลงก์ตอน ที่รวมไปถึงสัตว์เซลล์เดียวต่าง ๆ เช่น แมงกะพรุนและสัตว์ที่มีเปลือกแข็ง

แพลงก์ตอนส่วนใหญ่จะลอยไปตามกระแสน้ำในมหาสมุทร แต่ก็มีบ้างที่เป็นนักว่ายน้ำที่แข็งแรงอย่างน่าอัศจรรย์ เช่น ดิโนเฟลเจอเลต ซึ่งเป็นแพลงก์ตอนสัตว์ชนิดหนึ่งที่มีจุดซึ่งมีความไวต่อแสง มักจะลอยตัวสู่ผิวน้ำตอนกลางวัน และดำลงสู่ก้นมหาสมุทรตอนกลางคืน โดยสามารถว่ายน้ำได้ 45 เมตร ใน 24 ชั่วโมง เทียบได้กับการที่มนุษย์ว่ายน้ำไกล 3,500 กิโลเมตรในหนึ่งวันเลยทีเดียว

ส่วนไฟโตแพลงก์ตอนนั้น พบได้ในทุกมหาสมุทรและเป็นสิ่งมีชีวิตประเภทพืชที่มีจำนวนมากที่สุดในโลก ไฟโตพวกมันจะถูกซูแพลงก์ตอนกินเป็นอาหาร และซูแพลงก์ตอนก็จะถูกปลาขนาดเล็กกิน จากนั้นปลาเล็กๆ ก็ถูกปลาใหญ่ และสัตว์น้ำอื่นๆ ต่อกันไปเป็นทอด ๆ จึงนับได้ว่า แพลงก์ตอนนั้นเป็นจุดเริ่มต้นของห่วงโซ่อาหารในทะเลเลยล่ะครับ

เรื่องน่าทึ่งคล้าย ๆ กับการทำงานร่วมกันของเซลล์มากมายเพื่อประกอบกันขึ้นเป็นสิ่งมีชีวิตหน่วยหนึ่ง อย่างมนุษย์ หรือสัตว์ขนาดใหญ่นั้น ก็คือ สัตว์บางสายพันธุ์ต้องทำงานร่วมกันเป็นหน่วยชีวิตหน่วยเดียว เช่น ผึ้ง ปลวก หรือ มด

ผึ้งในรวงฝูงหนึ่งอาจมีถึง 40,000-50,000 ตัว โดยจะต้องพึ่งพากันเพื่อความอยู่รอด โดยผึ้งนางพญาเป็นผู้วางไข่ ผึ้งทหารทำหน้าที่ดูแลตัวอ่อน และผึ้งงานทำหน้าที่หาอาหาร ทั้งหมดประกอบกันเป็นหน่วยชีวิตหน่วยเดียว ซึ่งมดและปลวกก็มีวิถีเช่นเดียวกัน

มดที่ทำงานร่วมกันเพื่อความอยู่รอด ที่ใหญ่ที่สุดในโลกเท่าที่เคยพบ คือ อาณาจักรของมดอาร์เจนทีน ซึ่งทอดยาวตั้งแต่ทางตะวันออกเฉียงเหนือของประเทศอิตาลี เรื่อยไปตามฝั่งทะเลเมดิเตอร์เรเนียนของฝรั่งเศส และสเปน เลยไปถึงชายฝั่งทวีปแอตแลนติกของสเปนและโปรตุเกส กินระยะทางทั้งสิ้นเกือบ 6000 5,953 กิโลเมตร

โดยมดอาร์เจนทีนจะร่วมมืออย่างสมัครสมานสามัคคีกับอาณาจักรที่มีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกัน และจะไม่ต่อสู้กันเอง แต่กับสมาชิกของอาณาจักรอื่นๆ พวกมันจะสู้ขาดใจเลยทีเดียวหนึ่งอาณาจักรนั้นมีมดนับล้านล้านตัว หรือมากกว่าจำนวนดวงดาวในกาแล็กซี่ทางช้างเผือกของเราอย่างน้อยสิบเท่า และหากนับจำนวนประชากรมดในโลกทั้งหมด พบว่า มีมากถึงราวหนึ่งพันล้านล้านตัว มากกว่ามนุษย์เกือบ 170,000 เท่า168,000 เท่า พูดง่าย ๆ คือ มีประชากรมดเกือบ 170,000 168,000 ตัว ต่อมนุษย์หนึ่งคน ถือว่า การใช้ชีวิตแบบร่วมด้วยช่วยกันอย่างมดนี่ได้ผลดีมากในการอยู่รอดและขยายอาณาจักรเลยล่ะครับ

หลายคนน่าจะเคยสงสัยนะครับว่า พืชต่าง ๆ นั้น แพร่พันธุ์กระจายออกไปที่ไกล ๆได้อย่างไร พวกมันอาศัยสัตว์ในการนำพาเมล็ดไปตามที่ต่าง ๆ ด้วยการกินพืชชนิดนั้น ๆ และถ่ายเป็นมูลออกมาเท่านั้นหรือ? 

ความจริงยังมีพืชอีกจำนวนไม่น้อยที่ไม่ได้แพร่พันธุ์ด้วยดอกหรือเมล็ด พืชบางชนิดขยายพันธุ์ ด้วยการแพร่สปอร์ ซึ่งมีขนาดเล็กมาก และพร้อมจะปลิวไปตามสายลมที่พัดพามันออกไป เจริญเติบโตแพร่พันธุ์ในโลกกว้าง

เฟิร์นเป็นพืชประเภทหนึ่งที่แพร่พันธุ์ ด้วยสปอร์ โดยเราจะเห็นสปอร์ของมันเกาะเป็นกลุ่มอยู่ด้านหลังของใบที่เรียกว่า ซอรัส (sorus) เมื่อสปอร์แก่จัด ซอรัสจะแตกออก ปล่อยสปอร์ปลิว ไปตามลม เฟิร์นขนาดใหญ่สามารถผลิตสปอร์ได้ถึงหนึ่งร้อยล้านสปอร์ (100,000,000) ต่อปี แต่จะมีไม่กี่สปอร์เท่านั้นที่ อยู่รอดและเติบโตต่อไปเป็นต้นเฟิร์นได้ 

นอกจากพืชอย่างเฟิร์นแล้ว เห็ดก็แพร่พันธุ์ด้วยสปอร์เช่นกัน เห็ด คือ รา หรือฟังไจขนาดใหญ่ที่มองเห็นได้ เห็ดทุกพันธุ์มีสปอร์ โดยส่วนใหญ่ จะซ่อนอยู่ในจีบที่อยู่ใต้ดอกเห็ด การที่ธรรมชาติสร้างให้ดอกเห็ด ต้องอยู่เหนือจากพื้นดินก็เพื่อที่ว่าสปอร์ของมันจะได้หลุดลอยไปตามลมได้ง่าย

ในขณะที่เห็ดพัฟบอลล์ซึ่ง มีลักษณะคล้ายถุงพองๆ จะปล่อยสปอร์พุ่งออกจากรูด้านบน คล้ายกับภูเขาไฟพ่นลาวา ปกติเห็ดชนิดนี้สามารถพ่นสปอร์ออกมาได้ประมาณ 7 ล้านล้านสปอร์ แต่ต้นที่มีขนาดใหญ่เท่าลูกฟุตบอลจะสามารถผลิตสปอร์ได้ถึง 10 ล้านล้านสปอร์ เห็ดพัฟบอลล์ยักษ์ต้นหนึ่งที่เคยพบในประเทศแคนาดา ซึ่งเป็นเห็ดกินได้ขนาดใหญ่ที่สุดนั้น หนักถึง 22 กิโลกรัม ซึ่งคาดว่าน่าจะมีสปอร์นับพันล้านล้านสปอร์เลยทีเดียว

แม้ว่าช้างแอฟริกันจะตัวใหญ่ มีพลังเยอะ พอที่จะสามารถยกขอนไม้ขึ้นมาได้ และอาจจะยกของหนักได้ถึง 3,000 กิโลกรัม หรือ 3 ตัน แต่นั่นก็เป็นเพียงน้ำหนักแค่หนึ่งในสี่ของน้ำหนักตัวพวกมันเท่านั้น ซึ่งคงง่ายดายพอๆ กับการที่มนุษย์เราหยิบเป้ขึ้นจากพื้น  

แต่ทว่าสัตว์ที่แข็งแรง ไม่จำเป็นต้องมีขนาดใหญ่เสมอไป อย่างเช่น “กว่าง” ที่บางคนอาจจะเรียกว่า ด้วงกว่าง แมงกว่าง แมงกวาง หรือแมงคาม กว่างเป็นสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่วางบนฝ่ามือของเราได้ พวกมันมีอยู่กว่า 300 สายพันธุ์ ส่วนใหญ่อยู่ในพื้นที่แถบเส้นศูนย์สูตรอย่างประเทศไทยของเรา รวมถึงในแถบอเมริกาเหนือก็มีอยู่บ้างเช่นกัน รูปร่างหน้าตาของกว่าง อาจจะดูน่ากลัวสำหรับคนที่ไม่เคยเห็น เพราะมันเป็นหนึ่งในแมลงที่มีขนาดใหญ่ที่สุด แถมกว่างตัวผู้ยังมีเขาและนอคล้ายแรด ที่ดูเหมือนจะเป็นอาวุธสำหรับโจมตีเราได้ แต่ความจริงแล้ว กว่างไม่เป็นอันตรายใดๆ เลยต่อมนุษย์และยังเป็นมังสวิรัติหรือกินพืชเป็นอาหารด้วย 

บางครั้งกว่างตัวผู้สองตัวจะต่อสู้แย่งพื้นที่หากินด้วยการเอาเขาชนกัน โดยกว่างตัวเมียจะเลือกตัวผู้ ที่เป็นเจ้าของพื้นที่หากินที่อุดมสมบูรณ์ที่สุด ดังนั้น การที่บรรดาตัวผู้ต่อสู้กัน จึงไม่ใช่เพื่ออาหารเท่านั้น แต่เพื่อจะได้สาวๆ มา ครอบครองด้วย

เขาของกว่างยังมีประโยชน์ในการเจาะเปลือกไม้ที่หล่นตามป่า และเคลื่อนย้ายสิ่งกีดขวางที่มีขนาดใหญ่กว่าตัวให้พ้นทางเมื่อถึงคราวจำเป็น ซึ่งกว่างตัวผู้จะสามารถแบกรับน้ำหนักได้มากกว่าน้ำหนักของตัวมันเองถึง 850 เท่า ซึ่งหากเปรียบเทียบกับมนุษย์ ก็เท่ากับว่า เรากำลังแบกรถยนต์ขนาดใหญ่จุที่นั่งสำหรับครอบครัวมากถึง 78 คัน เลยทีเดียว แม้กว่างจะตัวเล็ก แต่ก็มีพลังเกินตัว มีความแข็งแรงสูงไม่แพ้สัตว์ขนาดใหญ่ ถือว่าแข็งแกร่งจริง ๆ ครับ