พวกเราส่วนใหญ่มัก ไม่มีโอกาสเห็นความมหัศจรรย์พันลึกของธรรมชาติด้วยตาตัวเอง จะมีใครสักกี่คนที่ได้เห็นดวงตาขนาดเท่าลูกบาสเกตบอลของหมึกยักษ์ ทว่ายังมีสิ่งมหัศจรรย์ทางธรรมชาติอย่างหนึ่งที่เราเกือบทุกคนสามารถมองเห็น ได้เพียงแค่ก้าวออกไปนอกบ้านเท่านั้น นั่นคือไดโนเสาร์ที่โบยบินด้วยขนบนปีกทั้งหลาย
ความ ที่นกมีอยู่ทุกหนทุกแห่งบนโลก ทำให้เรามักมองข้ามมรดกที่พวกมันสืบทอดมาจากไดโนเสาร์ และประดิษฐกรรมอันชาญฉลาดอย่างเรือนขนที่ช่วยให้พวกมันบินได้ ขนที่ใช้บินมีรูปร่างไม่สมมาตรเพื่อต้านแรงลมขณะบิน ขนส่วนปลายก้านเป็นเส้นบางและแข็ง แต่ตรงโคนก้านขนจะเป็นเส้นยาวและยืดหยุ่น เพื่อให้เกิดแรงยก สิ่งที่นกทำก็เพียงแค่ปรับองศาของปีกซึ่งจะส่งผลต่อทิศทางของกระแสอากาศทั้ง เหนือและใต้ปีก
ปีก ของเครื่องบินอาศัยหลักการทางอากาศพลศาสตร์บางประการเหล่านี้เช่นกัน แต่ปีกนกมีความสลับซับซ้อนมากกว่าหลายขุม ก้านขนนกแต่ละก้านจะประกอบด้วยเส้นขนซึ่งมีกิ่งขนย่อยแตกแขนงออกจากส่วนปลาย และเส้นขนคล้ายตะขอเล็กๆแตกออกจากปลายกิ่งขนย่อยอีกทีหนึ่ง เมื่อตะขอบนกิ่งขนย่อยแต่ละกิ่งเกาะเกี่ยวกัน ก็จะเกิดเป็นโครงตาข่ายที่เบาแต่แข็งแรงยิ่ง ครั้นนกไซ้ขนเพื่อทำความสะอาด เส้นขนแต่ละเส้นจะแยกออกจากกันอย่างง่ายดาย แล้วกลับมาเรียงตัวเข้าที่เข้าทางใหม่อีกครั้ง
ต้นกำเนิดกลไกแสนมหัศจรรย์นี้เป็นปริศนาอันยืนยงที่สุดประการหนึ่งของวิวัฒนาการ เมื่อปี 1861 เพียงสองปีหลังจากหนังสือ กำเนิดแห่งชีวิต ของ ชาร์ลส์ ดาร์วิน ได้รับการตีพิมพ์ คนงานเหมืองแห่งหนึ่งในเยอรมนีก็ขุดพบฟอสซิลอันน่าตื่นตาของนกซึ่งมีขนาดไล่ เลี่ยกับอีกา และต่อมาได้รับการตั้งชื่อว่า อาร์คีออปเทอริกซ์ นกโบราณซึ่งเคยมีชีวิตอยู่เมื่อ 150 ล้านปีก่อนชนิดนี้ไม่เพียงมีขนและลักษณะอื่นๆเหมือนนกในปัจจุบันเท่านั้น แต่ยังมีร่องรอยลักษณะของสัตว์เลื้อยคลานในอดีต ได้แก่ ปากมีฟัน ปลายปีกมีกรงเล็บ หางยาวและมีกระดูกเป็นแกน อาร์คีออปเทอริกซ์ ดูประหนึ่งหลักฐานของการเปลี่ยนรูปร่างครั้งสำคัญในวิวัฒนาการ เช่นเดียวกับฟอสซิลวาฬมีขา
กรณี ศึกษาดังกล่าวอาจทรงคุณค่ากว่านี้ หากนักบรรพชีวินวิทยาค้นพบสิ่งมีชีวิตที่เก่าแก่กว่าและมีขนโบราณกว่าซึ่ง เป็นสิ่งที่พวกเขาพยายามค้นหาอย่างไร้ผลตลอดช่วงเกือบ 150 ปีต่อมา ระหว่างนั้น นักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆพยายามเสาะหาคำอธิบายเรื่องต้นกำเนิดของขนนกโดยการ ศึกษาเกล็ดของสัตว์เลื้อยคลานยุคใหม่ ซึ่งนับว่าเป็นญาติใกล้ชิดที่สุดที่ยังมีชีวิตอยู่ของนก ทั้งเกล็ดของสัตว์เลื้อยคลานและขนนกต่างก็เรียบแบน จึงอาจเป็นไปได้ว่าเกล็ดของบรรพบุรุษนกอาจค่อยๆแผ่ออกจากรุ่นสู่รุ่น หลังจากนั้นขอบเกล็ดอาจแตกออกเป็นฝอยและแยกออกจากกันจนกลายเป็นขนนกยุคแรก
หาก การเปลี่ยนรูปร่างดังกล่าวเป็นการปรับตัวเพื่อออกบินแล้วก็ฟังดูสมเหตุสมผล ลองนึกภาพบรรพบุรุษนกซึ่งเป็นสัตว์เลื้อยคลานสี่ขาตัวเล็ก มีเกล็ดปกคลุมลำตัว อาศัยอยู่บนยอดไม้ กระโดดจากต้นไม้หนึ่งไปอีกต้นหนึ่ง ถ้าเกล็ดของมันงอกยาวขึ้น ย่อมช่วยให้ลอยตัวได้ดียิ่งขึ้น ซึ่งจะทำให้บรรพบุรุษนกร่อนไปได้ไกลกว่าเดิมเล็กน้อย ต่อจากนั้นขาหน้าของมันก็ค่อยๆวิวัฒน์เป็นปีกซึ่งสามารถกระพือขึ้นลงได้ เปลี่ยนโฉมหน้าพวกมันจากสัตว์ที่ร่อนได้กลายเป็นนักบินผู้ทรงพลัง จึงอาจสรุปได้ว่าวิวัฒนาการของขนนกดำเนินควบคู่ไปกับวิวัฒนาการของการบิน นั่นเอง
แนว คิดเรื่องขนนกที่พัฒนาไปสู่การบินนี้เริ่มกระจ่างชัดขึ้นในทศวรรษ 1970 เมื่อจอห์น ออสตรอม นักบรรพชีวินวิทยา บันทึกความเหมือนอันโดดเด่นระหว่างโครงกระดูกนกกับไดโนเสาร์ที่ใช้ชีวิตหา กินบนพื้นดิน เรียกว่า เทอโรพอด ออสตรอมฟันธงว่านกเป็นลูกหลานที่ยังมีชีวิตอยู่ของเทอโรพอดอย่างแน่นอน แม้เทอโรพอด หลายชนิดที่รู้จักกันจะมีขาหลังขนาดใหญ่ ขาหน้าสั้น ตลอดจนหางที่ป้อมและยาว ซึ่งไม่น่าจะเป็นลักษณะทางกายวิภาคของสิ่งมีชีวิตที่กระโดดไปมาระหว่าง ต้นไม้
ใน ปี 1996 นักบรรพชีวินวิทยาชาวจีนค้นพบหลักฐานน่าทึ่งที่สนับสนุนสมมุติฐานของออสตรอม นั่นคือฟอสซิล เทอโรพอดขนาดเล็กที่มีขาหน้าสั้น คือ ไซโนซอโรเทอริกซ์ อายุ 125 ล้านปี ซึ่งมีลักษณะพิเศษประการหนึ่งคือ มีชั้นขนบางๆภายในกลวงปกคลุมส่วนหลังและหาง ในที่สุดเราก็ค้นพบหลักฐานของขนนกยุคเริ่มแรก โดยเป็นของเทอโรพอดที่อาศัยอยู่บนพื้นดิน จึงอาจสรุปได้ว่าต้นกำเนิดของขนนกอาจไม่มีความเกี่ยวข้องกับจุดกำเนิดของการ บินแต่อย่างใด
ถ้าขนนกไม่ได้วิวัฒน์ขึ้นมาเพื่อการบินตั้งแต่แรก แล้วมันมีประโยชน์อื่นใดต่อสัตว์ที่เป็นเจ้าของกันเล่า นักบรรพชีวินวิทยาบางคนชูประเด็นว่า ในตอนแรกขนนกอาจมีไว้เพื่อเป็นฉนวนสร้างความอบอุ่นให้ร่างกาย อีก สมมุติฐานหนึ่งที่มีน้ำหนักมากในช่วงไม่กี่ปีมานี้คือ ขนนกวิวัฒน์ขึ้นเป็นครั้งแรกเพื่อใช้โอ้อวดกัน ขนนกที่พบเห็นในปัจจุบันมีเฉดสีและรูปแบบหลากหลาย รวมไปถึงสีเหลือบวาววับและสีสันฉูดฉาดอีกมากมาย อาทิ นกยูงเพศผู้ รำแพนหางสีสันสดสวยเพื่อดึงดูดความสนใจจากเพศเมีย ความเป็นไปได้ที่เทอโรพอดจะวิวัฒน์ขนเพื่อประโยชน์ดังกล่าวได้รับแรงหนุน ครั้งใหญ่ในปี 2009 เมื่อนักวิทยาศาสตร์เริ่มพินิจพิเคราะห์โครงสร้างขนของเทอโรพอด พวกเขาค้นพบกระเปาะขนาดเล็กจิ๋วภายในขนที่เรียกว่า เมลาโนโซม ซึ่งมีรูปทรงสอดคล้องอย่างเหมาะเจาะกับโครงสร้างที่เกี่ยวข้องกับการสร้าง สีสันเฉพาะในขนนกปัจจุบัน เมลาโนโซมเหล่านี้อยู่ในสภาพดีเยี่ยมถึงขนาดที่นักวิทยาศาสตร์สามารถนำ มาสร้างสีขนของไดโนเสาร์ขึ้นใหม่ได้ อาทิ หางของไซโนซอโรเทอ ริกซ์ ที่มีสีแดงคาดขาว เป็นต้น
ไม่ ว่าแรกเริ่มเดิมทีขนจะวิวัฒน์ขึ้นเพื่อประโยชน์อันใดก็ตาม พวกมันอาจดำรงอยู่นานนับล้านๆปี ก่อนที่ไดโนเสาร์กลุ่มใดกลุ่มหนึ่งจะใช้ขนเพื่อการบิน นักบรรพชีวินวิทยากำลังศึกษาเทอโรพอดพวกที่เป็นญาติใกล้ชิดที่สุดของนกอย่าง พินิจพิเคราะห์เพื่อหาร่องรอยว่า การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวเกิดขึ้นได้อย่างไร การค้นพบอันน่าอัศจรรย์ที่สุดครั้งหนึ่ง เมื่อไม่นานมานี้ คือการค้นพบ แองกิออร์นิส ซึ่ง เคยมีชีวิตอยู่เมื่อ 150 ล้านปีก่อน มันมีขนาดตัวไล่เลี่ยกับไก่ ขาหน้ามีขนปีกสีขาวสลับดำ บนหัวมีหงอนสีแดง หากพิจารณาจากโครงสร้างแล้ว เรือนขนของ แองกิออร์นิส นั้นเหมือนกับ ขนปีกที่ใช้ในการบินแทบทุกประการ เว้นแต่ว่าขนของมันสมมาตรกันแทนที่จะไม่สมมาตร และการที่ปลายขนไม่ได้มีลักษณะบางและแข็ง ขนของมันจึงอาจอ่อนแรงเกินไปสำหรับขึ้นบิน
วิธี การที่นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงขั้นสุดท้ายยังคงกระตุ้นให้เกิดการถกเถียงอย่าง เผ็ดร้อน นักวิทยาศาสตร์บางคนเสนอว่า ไดโนเสาร์ที่มีขนปีกพัฒนาการบินด้วยการทะยานขึ้นจากพื้นโดยกระพือขาหน้าที่ มีขนขึ้นลงขณะวิ่ง ขณะที่คนอื่นๆท้าทายแนวคิดนี้โดยเสนอว่า “ปีกขา” ของ แองกิออร์นิส และ ญาติสนิทของนกชนิดอื่นๆ อาจทำให้พวกมันวิ่งได้อย่างยากลำบาก นักวิจัยกลุ่มหลังนี้หันกลับไปปัดฝุ่นแนวคิดเดิมที่ว่า นกโบราณใช้ขนปีกเพื่อช่วยให้พวกมันกระโดดไปมาระหว่างต้นไม้ ร่อน และออกบินในที่สุด
ทะยาน ขึ้นจากพื้น ร่อนลงจากต้นไม้ หรือว่าทั้งสองอย่างนั่นแหละ เคน ไดอัล นักวิจัยด้านการบิน แย้งว่า การบินไม่ได้วิวัฒน์ขึ้นจากสองแง่มุมนี้ในลักษณะตายตัว เขาชี้ให้เห็นว่าในสัตว์ปีกหลายชนิด ลูกนกจะกระพือปีกที่ยังไม่โตเต็มที่เพื่อเพิ่มแรงฉุดขณะวิ่งหนีศัตรูขึ้นไป ตามที่สูงชัน เช่น ต้นไม้หรือหน้าผา แต่ในเวลาเดียวกัน การกระพือปีกยังช่วยให้ลูกนกร่อนลงสู่พื้นที่ต่ำกว่าได้อย่างมั่นคงปลอดภัย อีกด้วย เมื่อนกน้อยเติบใหญ่ขึ้น การร่อนลงโดยอาศัยการกระพือปีกช่วยนี้ค่อยๆ พัฒนาไปสู่การบินอย่างมีประสิทธิภาพในที่สุด
กุมภาพันธ์ 2554
