ไลฟ์สไตล์
100 year

นกจิ๋วบินเร็วเว่อร์! เที่ยวคิวบาตามหา 'ฮัมมิงเบิร์ด' วิหคสายฟ้า

National Geographic2 ส.ค. 2560 16:05 น.
SHARE

เพื่อศึกษาการเกี้ยวพาราสีของนกฮัมมิงเบิร์ดจิ๋วเพศผู้ นักวิทยาศาสตร์จับนกชั่งน้ำหนักตัวและวัดขนาดปีก นกตัวนี้อยู่นิ่งๆ บนเครื่องชั่ง เพราะเมื่อถูกจับให้นอนหงาย นกฮัมมิงเบิร์ดจะสับสนทิศทางไปชั่วคราว แต่เมื่อกลับมายืนตามปกติครู่เดียว มันก็บินได้อย่างรวดเร็วอีกครั้ง

ในการตามหานกขนาดเล็กที่สุดในโลก เรามายังเมืองปัลปีเต ประเทศคิวบา คริสโตเฟอร์ คลาร์ก นักปักษีวิทยา มีข้าวของเต็มรถให้ยกลง ทั้งกล้องถ่ายภาพ อุปกรณ์บันทึกเสียง และกรงโปร่งใสรูปทรงลูกบาศก์ ภายในเวลาไม่กี่นาทีที่มาถึง คลาร์ก ก็หมุนตัววนไปวนมา เขาพยายามติดตามเส้นทางการบินของ “กระสุนติดปีก” ตัวหนึ่ง ขณะมันพุ่งหวือจากดอกไม้ช่อหนึ่งไปยังอีกช่อหนึ่ง ตอนที่นกฮัมมิงเบิร์ดแวะเติมเชื้อเพลิงรสหอมหวานจากดอกไม้ ปีกของมันกระพือต่อเนื่องเห็นเป็นสีเทา พร่ามัว รวดเร็วเกินกว่าดวงตามนุษย์จะแยกแยะได้

ขนาดร่างกายที่ขาดหายไปของมัน ได้รับการชดเชยด้วยความกระตือรือร้น เมื่อมันเห็นว่ามีผู้มาเยือนในถิ่นของมัน เป็นนกเพศเมียตัวงามอยู่ในกรงโปร่งใสที่คลาร์กนำมาวางบนหลังคาสังกะสี แม้นกเพศผู้จะสังเกตเห็นกรงขังนกเพศเมีย แต่นั่นก็ไม่ได้ทำให้ความกระตือรือร้นของมันลดน้อยลงเลย มันโผจากคอนบนกิ่งไม้ บินลอยตัวนิ่งอยู่กลางอากาศ และส่งเสียงรัวๆ ไปยังทิศทางที่นกเพศเมียอยู่

นกฮัมมิงเบิร์ดมักบินฝ่าฝนตกหนักเพื่อกินน้ำต้อย ไม่เช่นนั้นก็อาจอดตาย นกฮัมมิงเบิร์ดหน้าสีชมพูตัวนี้สะบัดน้ำฝนออกจากตัวเช่นเดียวกับสุนัขที่เปียกปอนทำ ด้วยการสะบัดหัวและลำตัวไปมา นักวิจัยที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย วิทยาเขตเบิร์กลีย์ ระบุว่า การสะบัดแต่ละครั้งใช้เวลาเศษสี่ส่วนร้อยของหนึ่งวินาที และทำให้หัวนกได้รับแรง 34 เท่าของแรงโน้มถ่วง
นกฮัมมิงเบิร์ดมักบินฝ่าฝนตกหนักเพื่อกินน้ำต้อย ไม่เช่นนั้นก็อาจอดตาย นกฮัมมิงเบิร์ดหน้าสีชมพูตัวนี้สะบัดน้ำฝนออกจากตัวเช่นเดียวกับสุนัขที่เปียกปอนทำ ด้วยการสะบัดหัวและลำตัวไปมา นักวิจัยที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย วิทยาเขตเบิร์กลีย์ ระบุว่า การสะบัดแต่ละครั้งใช้เวลาเศษสี่ส่วนร้อยของหนึ่งวินาที และทำให้หัวนกได้รับแรง 34 เท่าของแรงโน้มถ่วง

มันไต่ระดับสูงขึ้นไปอีก จนกระทั่งเห็นเป็นจุดเล็กๆ บนท้องฟ้าที่มีเมฆปกคลุม จากนั้น มันพุ่งตัวไปข้างหน้าเหมือนรถไฟเหาะที่ขึ้นไปถึงจุดสูงสุด แล้วทิ้งตัวดิ่งพสุธาลงมา เพียงชั่วครู่เดียว การแสดงผาดโผนท้าความตายก็เกิดขึ้นอีกครั้ง คือไต่ระดับขึ้นไป ทิ้งตัวดิ่งลงมา แล้วโผขึ้น การทิ้งตัวดิ่งเหล่านี้กินเวลาแค่หนึ่งวินาที จากนั้นมันก็หายตัวไป และร่องรอยเพียงอย่างเดียวของเส้นทางที่มันบินผ่าน คือใบไม้ที่สั่นไหวจากการเคลื่อนที่ของมัน

แม้จะตั้งใจจ้องมองการเกี้ยวพาราสีนี้ แต่ผมก็ไม่เห็น

คลาร์กก็ไม่เห็นเช่นกัน แต่เขาทำอะไรที่ดีกว่านั้น เขาบันทึกการเกี้ยวพาราสีนี้ด้วยกล้องถ่ายภาพความเร็วสูง ซึ่งแต่ละวินาทีถ่ายได้ 500 ภาพ หลังจากคลาร์กดาวน์โหลดวิดีโอการทิ้งตัวดิ่งลงมา ซึ่งเป็นครั้งแรกที่มีการบันทึกภาพนกชนิดนี้ด้วยกล้องที่มีความเร็วสูงขนาดนั้น เขาเปิดคลิปให้ผมดูบนแล็ปท็อปคอมพิวเตอร์ โดยคลิกดูไปทีละภาพ ตอนนั้นเองที่เราได้เห็นการบินผาดโผนอันน่าตื่นตาที่ความเร็วของนกฮัมมิงเบิร์ดปกปิดไว้

นกส่วนใหญ่สร้างแรงขึ้นด้านบน หรือที่เรียกว่าแรงยก (lift force) ได้อย่างมากด้วยจังหวะกระพือปีกลงเท่านั้น กุญแจของความสามารถในการบินอยู่กับที่ของนกฮัมมิงเบิร์ดอยู่ที่การเคลื่อนไหว
ซึ่งเกือบสมมาตรของปีก ช่วยให้มันสร้างแรงยกได้ทั้งในจังหวะกระพือปีกขึ้นและลง นักวิจัยใช้เครื่องพ่นหมอกด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง พ่นหมอกบางๆ เข้าไปในอากาศ จึงสามารถสังเกตกระแสลมวนที่นกฮัมมิงเบิร์ดหน้าสีชมพูตัวนี้ทำให้เกิดขึ้นในช่วงสิ้นสุดการกระพือปีกครึ่งจังหวะแต่ละครั้ง คือเมื่อปีกพลิกทำมุมกว่า 90 องศา แล้วกระพือกลับทิศทาง
นกส่วนใหญ่สร้างแรงขึ้นด้านบน หรือที่เรียกว่าแรงยก (lift force) ได้อย่างมากด้วยจังหวะกระพือปีกลงเท่านั้น กุญแจของความสามารถในการบินอยู่กับที่ของนกฮัมมิงเบิร์ดอยู่ที่การเคลื่อนไหว ซึ่งเกือบสมมาตรของปีก ช่วยให้มันสร้างแรงยกได้ทั้งในจังหวะกระพือปีกขึ้นและลง นักวิจัยใช้เครื่องพ่นหมอกด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง พ่นหมอกบางๆ เข้าไปในอากาศ จึงสามารถสังเกตกระแสลมวนที่นกฮัมมิงเบิร์ดหน้าสีชมพูตัวนี้ทำให้เกิดขึ้นในช่วงสิ้นสุดการกระพือปีกครึ่งจังหวะแต่ละครั้ง คือเมื่อปีกพลิกทำมุมกว่า 90 องศา แล้วกระพือกลับทิศทาง

นกฮัมมิงเบิร์ดอาศัยอยู่เฉพาะในทวีปอเมริกา จากทางตอนใต้ของรัฐอะแลสกาไปจนถึงกลุ่มเกาะเตียร์ราเดลฟวยโก มีชนิดพันธุ์ที่รู้จักแล้วราว 340 ชนิด ศูนย์กลางความหลากหลายอยู่ทางตอนเหนือของเทือกเขาแอนดีส ซึ่งมีนกฮัมมิงเบิร์ด 290 ชนิดอาศัยอยู่ในป่าดิบชื้นที่ลุ่ม ป่าเมฆคลุมบนยอดเขา และทุกระบบนิเวศที่อยู่ระหว่างนั้น ชนิดพันธุ์ที่เล็กที่สุดอาจมีน้ำหนักไม่ถึงสองกรัม ส่วนชนิดพันธุ์ที่ใหญ่ที่สุดคือนกฮัมมิงเบิร์ดใหญ่ ซึ่งพบในเปรูและชิลี มีน้ำหนักราว 20 กรัม

นกขนาดเล็กที่สุดในโลกเป็นเพียงความโดดเด่นหนึ่งในหลายอย่างของนกฮัมมิงเบิร์ด พวกมันเป็นนกจำพวกเดียวที่บินอยู่กับที่กลางอากาศได้ 30 วินาที หรือนานกว่านั้น เป็นนกจำพวกเดียวที่มี “เกียร์ถอยหลัง” คือบินถอยหลังได้จริงๆ และเป็นเจ้าของสถิติสัตว์มีกระดูกสันหลังซึ่งมีอัตราเมแทบอลิซึม หรือการเผาผลาญเร็วที่สุดในโลก การศึกษาของมหาวิทยาลัยโทรอนโต เมื่อปี 2013 สรุปว่า ถ้านกฮัมมิงเบิร์ดมีขนาดเท่ามนุษย์โดยเฉลี่ย พวกมันจะต้องดื่มน้ำอัดลมกระป๋องขนาด 330 มิลลิลิตรหนึ่งกระป๋องในแต่ละนาทีที่พวกมันบินอยู่กับที่ เพราะพวกมันเผาผลาญน้ำตาลเร็วมาก จึงไม่น่าแปลกใจที่นกฮัมมิงเบิร์ดจะต่อสู้กันเพื่อครอบครองดงดอกไม้ที่อุดมด้วยน้ำต้อย

ความพยายามวิเคราะห์กลไกการบินของนกฮัมมิงเบิร์ดเป็นครั้งแรกเกิดขึ้นในเยอรมนียุคนาซีเรืองอำนาจ ช่วงปลายทศวรรษ 1930 นักปักษีวิทยาชาวเยอรมันสองคนได้รับกล้องที่สามารถบันทึกภาพได้ 1,500 ภาพต่อวินาที จากสถาบันวิจัยทางการทหาร พวกเขาใช้กล้องนี้ถ่ายภาพนกฮัมมิงเบิร์ดจากอเมริกาใต้สองชนิดที่สวนสัตว์เบอร์ลิน “พวกเขาต้องการรู้ว่า นกฮัมมิงเบิร์ดบินอยู่กับที่ได้อย่างไร” คาร์ล ชุคมันน์ อดีตภัณฑารักษ์แผนกนกที่พิพิธภัณฑ์การวิจัยทางสัตววิทยา อะเล็กซานเดอร์เคอนิกในเมืองบอนน์ กล่าว

ภาพถ่ายเหล่านั้นแสดงให้เห็นว่า นกฮัมมิงเบิร์ดเหมือนกับผึ้งหรือแมลงวันมากกว่านกอื่นๆ ตรงที่พวกมันสร้างแรงยกได้ทั้งจังหวะกระพือปีกลงและกระพือปีกขึ้น

ลิ้นเป็นแฉกของนกฮัมมิงเบิร์ดหน้าสีชมพูตัวนี้มองเห็นได้ผ่านกระเปาะแก้วที่มันดื่มน้ำต้อยเทียม ในแต่ละวัน นกฮัมมิงเบิร์ดอาจกินน้ำต้อยในปริมาณมากกว่าน้ำหนักตัวมันเอง เพื่อใช้เป็น “เชื้อเพลิง” สำหรับการบินที่ต้องการพลังงานสูง โดยใช้ลิ้นจิบน้ำต้อยด้วยการแลบลิ้นเข้าออกเร็วถึง 15 ครั้งต่อวินาที
ลิ้นเป็นแฉกของนกฮัมมิงเบิร์ดหน้าสีชมพูตัวนี้มองเห็นได้ผ่านกระเปาะแก้วที่มันดื่มน้ำต้อยเทียม ในแต่ละวัน นกฮัมมิงเบิร์ดอาจกินน้ำต้อยในปริมาณมากกว่าน้ำหนักตัวมันเอง เพื่อใช้เป็น “เชื้อเพลิง” สำหรับการบินที่ต้องการพลังงานสูง โดยใช้ลิ้นจิบน้ำต้อยด้วยการแลบลิ้นเข้าออกเร็วถึง 15 ครั้งต่อวินาที

ในสหรัฐฯ ครอว์ฟอร์ด กรีนวอลต์ ทำงานด้านวิทยาศาสตร์ให้อีกฝ่ายหนึ่งของคู่สงคราม เขาเป็นวิศวกรในโครงการแมนแฮตตัน ซึ่งเป็นโครงการสร้างระเบิดนิวเคลียร์ลูกแรก ราวสิบสองปีหลังจากนักปักษีวิทยาชาวเยอรมันทั้งสองตีพิมพ์รายงานการวิจัย กรีนวอลต์ก็หันมาจับงานวิจัยเรื่องนี้ต่อ ภาพถ่ายนกฮัมมิงเบิร์ดของเขาตีพิมพ์ครั้งแรกในนิตยสาร เนชั่นแนล จีโอกราฟฟิก ฉบับเดือนพฤศจิกายน ปี 1960

กรีนวอลต์ไม่พอใจกับกล้องถ่ายภาพยนตร์ความเร็วสูงที่มีอยู่ในเวลานั้น จึงสร้างกล้องขึ้นมาเอง เขาถ่ายภาพเคลื่อนไหวการบินของนกฮัมมิงเบิร์ดภายในอุโมงค์ลม โดยจับภาพพวกมันบินด้วยความเร็วถึง 43 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ขณะนกเร่งความเร็วจากตำแหน่งที่บินอยู่กับที่ กรีนวอลต์บันทึกภาพระนาบของปีกที่เอียงจากแนวนอนเป็นแนวตั้ง ซึ่งเป็นการเปลี่ยนทิศทางแรงขับดัน

ภาพถ่ายชุดใหม่เผยการค้นพบที่สำคัญก็จริง แต่ยังไม่สามารถไขปริศนาว่า นกฮัมมิงเบิร์ดกระพือปีกเร็วขนาดนั้นได้อย่างไร โดยปกติแล้ว ยิ่งกล้ามเนื้อหดตัวเร็วเท่าไร ก็ยิ่งทำให้เกิดแรงน้อยลงเท่านั้น ถ้าเช่นนั้น พวกมันสร้างแรงมากพอจะลอยอยู่ในอากาศได้อย่างไร

ในบริเวณที่พืชพรรณขึ้นหนาแน่น นกฮัมมิงเบิร์ดต้องหลบหลีกกิ่งไม้และเถาวัลย์ มาร์ก แบดเจอร์ จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย วิทยาเขตเบิร์กลีย์ เผยความจริงของการบินผาดโผนเช่นนั้นในห้องปฏิบัติการ โดยการให้นกบินผ่านช่องขนาดเล็ก ดังที่ช่างภาพจำลองการทดลองดังกล่าวขึ้นใหม่ในภาพนี้
ในบริเวณที่พืชพรรณขึ้นหนาแน่น นกฮัมมิงเบิร์ดต้องหลบหลีกกิ่งไม้และเถาวัลย์ มาร์ก แบดเจอร์ จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย วิทยาเขตเบิร์กลีย์ เผยความจริงของการบินผาดโผนเช่นนั้นในห้องปฏิบัติการ โดยการให้นกบินผ่านช่องขนาดเล็ก ดังที่ช่างภาพจำลองการทดลองดังกล่าวขึ้นใหม่ในภาพนี้

ในปี 2011 ไทสัน เฮดริก และเพื่อนร่วมงาน ใช้เครื่องไม้เครื่องมือเท่าที่มีอยู่หาคำตอบให้กับคำถามนั้น เฮดริกซึ่งเป็นนักวิจัยผู้เชี่ยวชาญด้านชีวกลศาสตร์ (biomechanics) ในสัตว์ จากมหาวิทยาลัยนอร์ทแคโรไลนา วิทยาเขตแชเพิลฮิลล์ รู้ว่าปีกของนกฮัมมิงเบิร์ดแตกต่างจากปีกของนกนางแอ่น ซึ่งเป็นญาติใกล้ชิดที่สุด กระดูกปีกของนกฮัมมิงเบิร์ดมีขนาดค่อนข้างเล็กกว่า และองค์ประกอบส่วนใหญ่ของปีกเทียบเท่ากับกระดูกมือ เพื่อให้ได้ภาพภายในปีกที่กำลังเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงสุด เฮดริกเชื่อมต่อกล้องซึ่งถ่ายภาพได้หนึ่งพันภาพต่อวินาทีเข้ากับกล้องถ่ายภาพรังสีเอกซ์

เมื่อเฮดริกไล่ดูภาพตามลำดับ การเคลื่อนไหวครั้งละเล็กละน้อยของกระดูกปีกก็ผสานกันเป็นรูปแบบ จากนั้นเป็นภาพเคลื่อนไหวต่อเนื่อง แล้วการทำงานของปีกก็เผยออกมาให้เห็น แทนที่จะกระพือปีกด้วยการขยับไหล่ขึ้น-ลง เฮดริกพบว่า นกฮัมมิงเบิร์ดกระพือปีกด้วยการหมุนไหล่ การปรับเปลี่ยนเช่นนี้ทำให้มันมีสิ่งที่เทียบได้กับ “เกียร์สูง” เพื่อให้การเคลื่อนไหวกล้ามเนื้อระยะหนึ่งมิลลิเมตรมากพอจะขับเคลื่อนปีกเป็นวงกว้าง


เรื่อง เบรนแดน บอร์เรลล์
ภาพถ่าย อานันท์ วรมา

อ่านเพิ่มเติม...

แท็กที่เกี่ยวข้อง

National Geographicนกฮัมมิงเบิร์ดนกขนาดเล็กที่สุดในโลกเบรนแดน บอร์เรลล์อานันท์ วรมา

ข่าวแนะนำ

Most Viewed

คุณอาจสนใจข่าวนี้

thairath-logo

ApplicationMy Thairath

ios-app-logoandroid-app-logohuawei-app-logo
Trendvg3 logo
วันอังคารที่ 24 พฤศจิกายน 2563 เวลา 15:54 น.