จิ้งจกตัวเล็ก ๆ เหล่านี้ผสมผสานกลยุทธ์วิวัฒนาการเพื่อสร้างวิธีการวิ่งที่เป็นเอกลักษณ์ของตัวเอง เซ็กซี่บาคาร่า โดย SARA CHODOSH | เผยแพร่เมื่อ 6 ธันวาคม 2018 22:15 น
ศาสตร์
สิ่งแวดล้อม
ตุ๊กแกน้ำไหล
พอลลีน เจนนิงส์
ตุ๊กแกสามารถวิ่งตรงขึ้นไปบนกำแพงได้ แต่ความสามารถในการวิ่งข้ามน้ำทำให้พวกมันแปลกจริงๆ สัตว์หลายชนิดสามารถเกาะบนพื้นผิวแนวตั้งได้ และใช่ บางชนิดสามารถวิ่งบนน้ำได้ แต่มีไม่มากที่ใหญ่เท่าตุ๊กแก กิ้งก่าตัวน้อยเหล่านี้ต้องรวมกลยุทธ์สามแบบแยกกันเป็นการเคลื่อนไหวแบบรวมเป็นหนึ่งเดียว ซึ่งนักวิทยาศาสตร์คิดว่าอาจมีเอกลักษณ์เฉพาะตัวในอาณาจักรสัตว์
นักชีววิทยากลุ่มหนึ่งจากมหาวิทยาลัยทั่วโลกค้นพบปรากฏการณ์นี้เมื่อหนึ่งในนั้นบังเอิญไปเจอหลักฐานทางวิดีโอขณะไปเที่ยวพักผ่อนที่สิงคโปร์ น่าแปลกใจมากที่ตุ๊กแกสามารถวิ่งบนผิวน้ำได้จึงตัดสินใจศึกษาในเชิงลึกมากขึ้น พวกเขาตีพิมพ์ผลงานของพวกเขาในวารสารCurrent Biologyและเพื่อให้เข้าใจจริงๆ ว่าทำไมมันถึงไม่ปกติ เราจึงต้องศึกษาเพิ่มเติมเล็กน้อย
หากคุณ—สัตว์สมมุติที่อยู่ในกระบวนการพัฒนา
—ต้องการเดินบนน้ำ มีสองกลยุทธ์หลักที่คุณสามารถทำได้ หนึ่งคือต้องมีขนาดเล็กมากจนคุณสามารถใช้แรงตึงผิวสูงของน้ำเพื่อลอยอยู่ด้านบน นี่คือวิธีที่คนเล่นน้ำและแมงมุมทำ หากคุณมองดูแมลงที่ลอยอยู่ใกล้ๆ คุณจะเห็นว่าขาเล็กๆ ของพวกมันทำให้เกิดการกดทับเล็กๆ ที่ผิวน้ำ นั่นคือแรงที่ร่างกายของพวกมันกดลงบนน้ำ แต่ไม่มากพอที่จะทำลายแรงตึงผิว
อีกวิธีหนึ่งคือต้องใหญ่และมีกล้ามเนื้อมากพอที่จะพายเรือได้จนคุณสามารถอยู่เหนือพื้นผิวได้ หงส์ทำเช่นนี้เมื่อบินขึ้นเพื่อออกจากน้ำ และกิ้งก่าบาซิลิสก์ทำเพื่อวิ่งตรงข้ามสระน้ำ สัตว์ทั้งสองมีกำลังเพียงพออยู่เบื้องหลังการตีหรือการตบแต่ละครั้ง (ใช่ นั่นเป็นศัพท์เทคนิค) ที่จะดันตัวเองขึ้นจากน้ำ โดยอยู่บนยอดอย่างมีประสิทธิภาพแทนการว่ายน้ำ
ตุ๊กแกไม่ใหญ่พอที่จะสร้างแรงนั้น แต่ก็ไม่เล็กพอที่จะลอยได้โดยใช้แรงตึงผิวเท่านั้น แล้วตุ๊กแกไปทำอะไร? ทั้งสองอย่าง พวกเขายังใช้กลวิธีที่มักใช้ในการว่ายน้ำ: การเหวี่ยง จระเข้สามารถขับเคลื่อนตัวเองอย่างตื่นตระหนกอย่างรวดเร็วด้วยการโบกร่างกายอันทรงพลังและหางไปมาอย่างรวดเร็ว และกลายเป็นว่าตุ๊กแกสามารถทำได้เช่นเดียวกัน
เพื่อหาทั้งหมดนี้ นักวิจัยต้องกลับไปที่ห้องแล็บเพื่อจับภาพวิดีโอความเร็วสูงของตุ๊กแกที่ใช้เทคนิคการว่ายน้ำและวิ่งแบบไฮบริดของพวกมัน
คุณสามารถเห็นได้ง่าย ๆ ว่าพวกเขาใช้เท้าทุบน้ำอย่างไร นั่นคือการสร้างโพรงอากาศที่ช่วยทุ่นตุ๊กแกควบคู่ไปกับการสร้างแรงขึ้นเพื่อให้หัวของพวกเขาอยู่เหนือพื้นผิว คุณยังสามารถดูได้ว่าพวกมันขับเคลื่อนตัวเองไปข้างหน้าด้วยหางได้อย่างไร สิ่งที่คุณมองไม่เห็นจริงๆ คือปัจจัยที่สามและสี่ เริ่มจากอิทธิพลของแรงตึงผิว สัตว์ตัวเล็กใช้แรงตึงผิวเพื่อให้ลอยได้ แต่คุณไม่จำเป็นต้องเห็นผลกระทบนั้นเมื่อตุ๊กแกเหวี่ยงขาของมันอย่างดุเดือด นักวิจัยจึงนำตุ๊กแกไปแช่ในน้ำสบู่
โดยปกติแรงตึงผิวจะทำงานเนื่องจากโมเลกุลของน้ำมีแรงดึงดูดซึ่งกันและกันมากกว่าที่จะเกิดขึ้นกับอากาศ ดังนั้นพวกมันจึงมักจะเกาะติดกันจนแรงมากพอจะแยกพวกมันออกจากกัน สบู่ป้องกันไม่ให้เกิดขึ้นเพราะมีปลายด้านหนึ่งที่ดึงดูดโมเลกุลของน้ำที่มีขั้วและปลายด้านหนึ่งดึงดูดโมเลกุลที่ไม่มีขั้ว ซึ่งหมายความว่าจะดึงดูดทุกสิ่งที่อยู่รอบ ๆ ตัวเท่าๆ กัน ซึ่งจะช่วยลดแรงตึงผิวได้
เมื่อนักวิจัยติดตุ๊กแกในน้ำสบู่ จิ้งจกสามารถเคลื่อนที่ได้เพียง 58 เปอร์เซ็นต์ของความเร็วปกติเท่านั้น ซึ่งบ่งชี้ว่าแรงตึงผิวโดยปกติสามารถช่วยพวกมันได้
ปัจจัยสุดท้ายคือผิวของพวกมัน ซึ่งไม่ชอบน้ำมาก
ดังนั้นจึงขับไล่น้ำ พื้นผิวไม่ชอบน้ำสามารถเล็ดลอดผ่านพื้นผิวได้ง่ายขึ้น คล้ายกับการทำ Hydroplaning เนื่องจากมีแรงเสียดทานเพียงเล็กน้อยระหว่างน้ำกับสารที่ไม่ชอบน้ำ หากไม่มีแรงเสียดทานดึงพวกมันกลับมา ตุ๊กแกก็จะเร่งความเร็วและไถลข้ามน้ำได้ง่ายขึ้น
กลวิธีทั้งหมดเหล่านี้รวมกันเพื่อให้พวกมันวิ่งบนน้ำได้เร็วกว่าที่พวกมันจะว่ายได้ ซึ่งอาจช่วยให้พวกมันรอดพ้นจากนักล่าที่พยายามจะจับมันให้ได้ ตุ๊กแกก็เจอช่องแปลกๆ นี้พอดี แต่เดี๋ยวก่อน ถ้ามันยังไม่พัง อย่าซ่อมเลย
ทีมของเพียร์ซยังมีส่วนร่วมในการทดลองบรรเทาผลกระทบที่นำโดยดอน แอนเดอร์สัน นักวิจัยด้านสาหร่ายที่เป็นอันตรายที่มีชื่อเสียงระดับโลกซึ่งประจำอยู่ที่สถาบันสมุทรศาสตร์วูดส์โฮลในรัฐแมสซาชูเซตส์ แอนเดอร์สันเป็นผู้สนับสนุนการตกตะกอนของดินเหนียว ซึ่งเป็นกระบวนการที่ฉีดพ่นดินเหนียวที่ผ่านการบำบัดพิเศษลงบนน้ำที่มีดอกพิษ อนุภาคดึงดูดสาหร่ายและลากไปด้านล่าง
ชีววิทยาไม่ใช่ปัจจัยเดียวที่ควบคุมการออกดอก หรือเป็นปัจจัยเดียวที่ไม่ค่อยเข้าใจ สภาพอากาศและพลวัตของมหาสมุทรทางกายภาพมักจะกำหนดในที่สุดว่ากระแสน้ำสีแดงจะคงอยู่หรือแยกย้ายกันไป: ความหนาของชั้นของน้ำอุ่นและน้ำเย็นหรือน้ำเค็มและเค็มน้อยกว่า ปริมาณน้ำฝน และเมื่อใดที่ดอกเบ่งบานจะเกิดขึ้น และความแรง และทิศทางลม ในขณะเดียวกัน เงื่อนไขเหล่านี้หลายอย่างแตกต่างไปจากแบบอย่างทางประวัติศาสตร์ อุณหภูมิของมหาสมุทรกำลังสูงขึ้น กระแสน้ำ ลม และฝนกำลังเปลี่ยนแปลง พายุเฮอริเคนกำลังเกิดขึ้นบ่อยครั้งและรุนแรงขึ้น สิ่งนี้ทำให้ความสามารถของนักวิจัยในการทำความเข้าใจและคาดการณ์ดอกคาเรเนียครั้งต่อไปที่ซับซ้อนและสามารถเปลี่ยนพลวัตของมันได้โดยพื้นฐาน
นักสิ่งแวดล้อมในฟลอริดาหลายคนต้องการมุ่งเน้นไปที่การลดมลพิษ และพวกเขามองว่าสิ่งใดที่น้อยกว่านั้นเป็นการทำให้เกิดมลพิษ “การปรับปรุงคุณภาพน้ำเป็นมาตรการที่ดี” ฮับบาร์ดเห็นด้วย เซ็กซี่บาคาร่า / สอนลูกอ่านหนังสือ
