ผลการวิจัยจากสหรัฐฯ ค้นพบว่า แมงมุมใยกรวยสามารถปรับโครงสร้างใยของตัวเองเพื่อลดการรับเสียงรบกวนจากสิ่งแวดล้อม โดยเฉพาะเสียงที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์
นับตั้งแต่ยุคปฏิวัติอุตสาหกรรม โลกได้เผชิญกับมลภาวะทางเสียงที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วจากกิจกรรมของมนุษย์ ไม่ว่าจะเป็นเสียงรถยนต์ที่วิ่งไม่ขาดสาย เครื่องบินที่บินอยู่เหนือศีรษะหรือเสียงก่อสร้างที่ดังซ้ำ ๆ เสียงเหล่านี้ยังสามารถรบกวนความสามารถของสัตว์ในการส่งและรับสัญญาณสำคัญ ซึ่งเป็นกระบวนการที่จำเป็นต่อการดำรงชีวิตและการสืบพันธุ์
ล่าสุด ทีมนักชีววิทยาจากมหาวิทยาลัยเนแบรสกา-ลินคอล์น (UNL) ของสหรัฐฯ ได้เผยแพร่ผลการวิจัยชิ้นแรก ๆ ที่แสดงให้เห็นว่าสัตว์บางชนิดสามารถตอบสนองต่อเสียงรบกวนจากมนุษย์ด้วยการปรับเปลี่ยนวิธีการรับรู้เสียงของตัวเองได้
บทความที่เผยแพร่ในวารสาร Current Biology นั้น นักวิจัยแบรนดี เพสแมน (Brandi Pessman) และไอลีน เฮเบตส์ (Eileen Hebets show) พบว่า แมงมุมใยกรวยสามารถเปลี่ยนแปลงวิธีการที่ใยแมงมุมของพวกมันส่งผ่านการสั่นสะเทือนเพื่อตอบสนองต่อเสียงรบกวนในพื้นที่
ผลการค้นพบนี้แสดงให้เห็นว่าแมงมุมอาจเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของใยเพื่อรับมือกับความยุ่งเหยิงทางเสียงรอบตัวของพวกมัน เนื่องจากการทำเช่นนี้จะช่วยให้พวกมันได้รับสัญญาณสำคัญจากคู่ผสมพันธุ์ เหยื่อหรือผู้ล่าที่อาจจะเข้ามาใกล้ได้
การค้นพบสำคัญเกี่ยวกับการปรับโครงสร้างใย
จากการทดลองในห้องปฏิบัติการ การศึกษาครั้งนี้ได้ค้นพบข้อสังเกตที่ไม่คาดคิดประการหนึ่ง คือ วิธีที่ใยแมงมุมส่งผ่านการสั่นสะเทือนจะแตกต่างกัน โดยขึ้นอยู่กับว่าแมงมุมที่สร้างใยตัวนั้นมาจากพื้นที่ชนบทหรือพื้นที่เมือง ความแตกต่างนี้ชี้ให้เห็นว่าประสบการณ์ในอดีตของแมงมุมกับเสียงรบกวน ซึ่งอาจจะถ่ายทอดผ่านรุ่นสู่รุ่น อาจมีผลต่อความยืดหยุ่นของแมงมุมในการทอใย
“เพสแมน” นักวิจัยหลังปริญญาเอกด้านวิทยาศาสตร์ชีวภาพและผู้เขียนหลังของรายงาน เปิดเผยว่า สิ่งที่น่าสนใจที่สุดอย่างหนึ่งที่พบก็คือแมงมุมในเมืองและในชนบทมีปฏิกิริยาตอบสนองที่แตกต่างกันเมื่ออยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีเสียงดัง ซึ่งหมายความว่าแมงมุมที่มีประสบการณ์เกี่ยวกับเสียงแตกต่างกัน ไม่ว่าจะเสียงที่ได้ยินเองหรือเสียงที่ได้รับการถ่ายทอดจากแม่ ผ่านรุ่นสู่รุ่น มีการตอบสนองต่อเสียงที่ไม่เหมือนกัน
ใยแมงมุมเป็นส่วนขยายของระบบรับความรู้สึก
เป็นที่ทราบกันดีว่าสัตว์บางชนิด เช่น นกและกบ สามารถเปลี่ยนเสียงร้องหรือเปลี่ยนจังหวะในการเปล่งเสียงเมื่อเผชิญเข้ากับเสียงรบกวนของมนุษย์ที่เพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม ยังมีข้อมูลน้อยมากว่าสัตว์ปรับเปลี่ยนวิธีการรับสัญญาณทางเสียงหรือแรงสั่นสะเทือนได้อย่างไร
ความท้าทายหลักคือธรรมชาติที่ซ่อนอยู่ของระบบรับความรู้สึกของสัตว์ส่วนใหญ่ ซึ่งอยู่ภายในร่างกายของพวกมัน แต่กับแมงมุมทอใยนั้นมีความพิเศษเฉพาะตัว เนื่องจากใยของพวกมันทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพเหมือนกับส่วนขยายของระบบรับความรู้สึกภายนอกที่รับแรงสั่นสะเทือนจากสิ่งแวดล้อม
ความแตกต่างนี้ทำให้แมงมุมใยกรวยที่รู้จักกันในชื่อ Agelenopsis pennsylvanica เป็นกลุ่มตัวอย่างที่เหมาะสมอย่างยิ่ง เนื่องจากพวกมันพึ่งพาสัญญาณการสั่นสะเทือนเป็นหลักเพื่อรับข้อมูลที่สำคัญ ใยของพวกมันเชื่อมต่อกับพื้นผิวต่าง ๆ เช่น ต้นไม้ ก้อนหินหรืออาคาร ซึ่งสามารถส่งผ่านแรงสั่นสะเทือนที่เกิดจากการจราจร กิจกรรมเชิงอุตสาหกรรมและอื่น ๆ ได้
ทีมนักวิจัยตั้งสมมติฐานว่าแมงมุมใยกรวยชนิดนี้อาจจะสามารถลดระดับเสียงรบกวนที่ไม่ต้องการหรือกรองแรงสั่นสะเทือนที่ไม่เกี่ยวข้องซึ่งเกิดจากเสียงรบกวนที่เกี่ยวข้องกับมนุษย์ และมักจะอยู่ในช่วงความถี่เดียวกับสัญญาณสำคัญที่แมงมุมเหล่านี้ต้องการใช้เพื่อการสื่อสารที่มีประสิทธิภาพ
แมงมุมในเขตเมือง
“เพสแมน” เริ่มต้นด้วยการเก็บตัวอย่างแมงมุมใยกรวย จำนวน 60 ตัวจากพื้นที่ทั้งในและรอบเมืองลินคอล์นของรัฐเนแบรสกา โดยแบ่งเป็นแมงมุมจากเขตเมืองและเขตชนบท ก่อนจะนำไปไว้ในสภาพแวดล้อมควบคุมของห้องปฏิบัติการ ซึ่งแบ่งเป็นพื้นที่เงียบและพื้นที่ที่มีเสียงดังรบกวนในขณะที่พวกมันทอใยเป็นเวลา 4 คืน
เมื่อเสร็จสิ้น นักวิจัยได้ทดสอบการสั่นสะเทือนที่ส่งผ่านใย เพื่อวัดการเคลื่อนที่ของพลังงานในสภาวะต่าง ๆ
ทีมนักวิจัยสังเกตเห็นว่าแมงมุมจากเขตเมืองมักจะสร้างใยที่สามารถลดพลังงานจากแรงสั่นสะเทือนระยะสั้นได้มากขึ้นในช่วงความถี่ที่กว้างขึ้นเมื่ออยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีเสียงดัง
หากตีความในทางปฏิบัติ ใยแมงมุมเหล่านี้ทำหน้าที่ “ปิดกั้น” เสียงรบกวนจากสิ่งแวดล้อม ซึ่งอาจช่วยป้องกันแมงมุมจากการประสบภาวะที่ได้รับรับความรู้สึกมากเกินไป (Sensory overload) และสามารถรับสัญญาณที่ชัดเจนขึ้นจากเหยื่อหรือการสั่นสะเทือนของสัญญาณที่เกี่ยวข้องอื่น ๆ ในบริเวณใกล้เคียง
แมงมุมที่เจอเสียงรบกวนน้อยกว่า
ในขณะเดียวกัน แมงมุมจากพื้นที่ชนบทจะสร้างใยในลักษณะที่ช่วยรักษาพลังงานจากแรงสั่นสะเทือนระยะไหลที่มีความสำคัญทางชีวภาพ ซึ่งบางชี้ว่าแมงมุมอาจพยายามขยายหรือเพิ่มช่วงความถี่บางช่วง เพื่อเลือกแรงสั่นสะเทือนที่มีความหมายได้ดีขึ้นเหนือเสียงรบกวนพื้นหลัง
“เพสแมน” ระบุว่า แมงมุมในชนบทไม่ค่อยคุ้นเคยกับเสียงรบกวนมากนัก เมื่อแมงมุมกลุ่มนี้ต้องเผชิญกับเสียงดังมากขึ้นแบบฉับพลัน พวกมันอาจพยายามเพิ่มระดับเสียงในใยของพวกมันหรือขยายเสียงที่เข้ามาเพื่อรับฟังสัญญาณสำคัญให้ชัดเจนขึ้น
ภาพจาก Current Biology
ผลกระทบต่อระบบนิเวศและการศึกษาวิจัยในอนาคต
เมื่อพิจารณาถึงบทบาทของใยแมงมุมในฐานะโครงสร้างรับความรู้สึกภายนอก ผลการค้นพบเหล่านี้เปิดมุมมองใหม่ให้เห็นว่าสัตว์สามารถปรับกระบวนการรับสัญญาณของพวกมันได้อย่างไร ซึ่งเป็นหัวข้อการวิจัยที่ยังไม่ชัดเจนจนกระทั่งปัจจุบัน
ความสามารถในการเปลี่ยนโครงสร้างใยแมงมุมเพื่อตอบสนองต่อสภาพแวดล้อมที่มีเสียงรบกวนที่แตกต่างกันอาจเป็นปัจจัยสำคัญในการอยู่รอดของแมงมุมในขณะที่เสียงรบกวนจากมนุษย์ยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องทั่วโลก
ในอนาคต ทีมนักวิจัยวางแผนที่จะศึกษาว่าแมงมุมเปลี่ยนแปลงใยของพวกมันอย่างไรในระดับโครงสร้าง เช่น การปรับความตึงของเส้นใยบางเส้น การเปลี่ยนตำแหน่งจุดยึดหรือการปรับรูปแบบใยเพื่อกรองหรือเพิ่มความถี่เป็นการเฉพาะ
นอกจากนี้การถ่ายวิดีโอความเร็วสูงในการบันทึกกระบวนการทอใยและวิธีการติดตามแบบดิจิทัลจะช่วยให้สามารถวิเคราะห์รายละเอียดเชิงลึกของกระบวนการสร้างใยได้มากขึ้นด้วย
การรับมือของแมงมุมกับเสียงรบกวนในสิ่งแวดล้อม
“เฮเบตส์” ศาสตราจารย์ด้านชีววิทยาที่มหาวิทยาลัยเนแบรสกา-ลินคอล์นและผู้ร่วมวิจัย เปิดเผยว่า งานวิจัยนี้เน้นย้ำถึงบทบาทของผู้รับสัญญาณในการรับมือกับเสียงรบกวนจากสิ่งแวดล้อม การศึกษานี้ยังเปิดประตูสู่แนวทางการวิจัยใหม่ ๆ เช่น แมงมุมหรือสัตว์อื่น ๆ วางตำแหน่งตัวเองในสภาพแวดล้อมที่ที่สามารถรับสัญญาณได้ดีขึ้นหรือลดเสียงรบกวนได้หรือไม่
ด้วยการเปิดเผยว่าสัตว์บางสายพันธุ์สามารถปรับเปลี่ยน “เซ็นเซอร์” ของตัวเองเพื่อรับฟังเสียงได้ ทีมวิจัยหวังว่างานศึกษานี้จะเป็นแรงบันดาลใจให้เกิดการวิจัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับการรับมือของสัตว์ต่อมลภาวะทางเสียงที่เพิ่มขึ้น
ใยที่สร้างโดยสัตว์ตัวเล็กเหล่านี้อาจดูไม่น่ามีความหมายสำหรับผู้คนที่เดินผ่านไปมาในเมือง แต่จากการศึกษาพบว่า แต่ละเส้นของใยแมงมุมนั้นสามารถปรับแต่งได้อย่างแม่นยำเพื่อช่วยให้แมงมุมสามารถเจริญเติบโตได้ในโลกอันแสนวุ่นวายใบนี้
ที่มา: Earth.com
