ทำไมนกฟลามิงโกจึงยืนขาเดียว ?
(เรียบเรียงโดย ศุภกิจ พัฒนพิฑูรย์)
ถ้าลองสังเกตดูฝูงนกฟลามิงโกที่ยืนเรียงกันอย่างสง่างามกลางทะเลสาบน้ำเค็มกว้างไกลสุดลูกหูลูกตา จะพบว่าพวกมันมักจะยืนขาเดียว นึกดูสิครับว่าถ้าเป็นคนอย่างเราไปยืนขาเดียวนานขนาดนั้นคงจะเมื่อยมากแน่นอน
นักวิทยาศาสตร์จำนวนมากเชื่อว่า นกฟลามิงโกยืนขาเดียวเพื่อลดการสูญเสียความร้อนออกไปจากร่างกาย เพราะขาที่สัมผัสน้ำเพียงข้างเดียวย่อมถ่ายเทความร้อนออกไปสู่ภายนอกได้น้อยกว่า เมื่อเทียบกับการยืนด้วยขาทั้งสองข้าง
แต่นั่นจะเป็นเหตุผลเดียวของธรรมชาติหรือไม่ เพราะยังไม่มีใครศึกษาจริงๆ สักทีว่านกฟลามิงโกต้องออกแรงที่กล้ามเนื้อมากน้อยแค่ไหนเวลายืนขาเดียว
ศาสตราจารย์ Young-Hui Chang จาก Georgia Tech และ Lena H Ting จาก Emory University สหรัฐอเมริกา ได้ร่วมมือกันไขปริศนาที่ยืนยงคงกระพันมาอย่างยาวนานข้อนี้ และตีพิมพ์ผลการวิจัยลงในวารสาร Biology Letters ภายใต้ราชสมาคมแห่งลอนดอน (The Royal Society of London)
Lena Ting,ศาสตราจารย์ Young-Hui Chang และเหล่านกฟลามิงโก้ ณ สวนสัตว์แอตแลนต้า ที่มา : Rob Felt (Georgia Tech)
สำหรับมนุษย์ การยืนขาเดียวอยู่นิ่งๆ นานๆ เป็นเรื่องยาก เพราะสมองจะต้องคอยตรวจจับตำแหน่งและความตึงของกล้ามเนื้อกับเส้นเอ็นตลอดเวลา เพื่อสั่งการให้กล้ามเนื้อมัดต่างๆ ออกแรงอย่างเหมาะสมในการสร้างสมดุล เราคิดว่าเรายืนนิ่งๆ แต่ในความเป็นจริงเราจะโอนเอนไปมาเล็กน้อยตลอดเวลา โดยเฉพาะอย่างยิ่งตอนที่ยืนขาเดียว (คนที่เล่นโยคะจะรู้ดีว่าท่าต้นไม้นั้นทรงตัวยากขนาดไหน) ระดับการโอนเอนของร่างกาย (postural sway) จึงใช้บอกได้ว่า ณ ขณะนั้นๆ เราทรงตัวได้ดีมากน้อยเพียงใด
สองนักวิจัยจึงใช้อุปกรณ์ตรวจจับแรงกดที่ฝ่าเท้า (ซึ่งใช้หลักการเดียวกันกับเครื่องเล่น Wii Balance Board) มาศึกษาระดับการโอนเอนของนกฟลามิงโกวัยรุ่นสายพันธุ์ชิลีของสวนสัตว์แอตแลนตา พวกเขาพบว่าขณะที่นกฟลามิงโกพักผ่อนและหลับตาลง การเคลื่อนไหวที่ฝ่าเท้าส่วนใหญ่เกิดขึ้นในรัศมีแคบๆ เพียง 3 มิลลิเมตร โดยมีจุดศูนย์กลางอยู่ที่ข้อต่อบริเวณฝ่าเท้าเท่านั้น เมื่อลืมตาตื่น การเคลื่อนไหวเพิ่มขึ้นเป็น 4.7 มิลลิเมตร และเมื่อร่างกายส่วนบนขยับเขยื้อน เช่น เมื่อนกไซ้ขนหรือส่งเสียงร้อง ฝ่าเท้าของนกฟลามิงโกจะขยุกขยิกเพิ่มขึ้นออกไปไกลถึง 6 มิลลิเมตร และความเร็วเฉลี่ยก็เพิ่มขึ้นกว่า 7 เท่าเมื่อเทียบกับตอนหลับ
แสดงว่าท่ายืนขาเดียวเป็นท่าที่เหมาะสำหรับการยืนนิ่งๆ และมันแทบไม่ต้องใช้ความพยายามในการทรงตัวจนถึงขั้นยืนหลับได้เลย!
ที่มา : https://royalsocietypublishing.org/doi/full/10.1098/rsbl.2016.0948?fbclid=IwAR2nZqDqUoQsGSJOsjvLGD2DUDCw53rdPoNhI49ZfiA3thaZ0q_KRcA3sn4&
Chang และ Ting ศึกษาต่อไปในแง่ของชีวกลศาสตร์ (Biomechanics) ว่าชิ้นส่วนหรือโครงสร้างใดที่ทำให้นกฟลามิงโกยืนขาเดียวได้อย่างมั่นคง
พวกเขานำซากนกฟลามิงโกคาริบเบียนสดๆ ที่ได้มาจากสวนสัตว์เบอร์มิงแฮม (ไม่ต้องตกใจไป พวกเขาได้รับซากนกที่ผ่านการการุณยฆาตมาจากงานวิจัยชิ้นอื่นอีกที) มาทดสอบ เมื่อจัดท่าทางให้นกอาจารย์ใหญ่ได้ยืนขาเดียวเหมือนกับตอนที่ยังมีชีวิตอยู่โดยมีเพียงตัวยึดจับขาเอาไว้อย่างหลวมๆ พวกเขาพบว่าลำตัวนกสามารถคงสภาพได้เหมือนกับตอนที่ยังมีชีวิตอยู่เป๊ะๆ เมื่อออกแรงกดที่ด้านหน้า ลำตัวจะขยับเขยื้อนเพียงเล็กน้อย แต่ถ้ากดตรงบั้นท้าย ลำตัวกลับเหวี่ยงไปตามแรงกดอย่างง่ายดาย
นอกจากนี้นักวิจัยยังได้ลองใช้มือจับขานกไว้ข้างหนึ่งเหมือนถืออมยิ้มแล้วเอียงไปมาหน้าหลัง พวกเขาพบว่าลำตัวของซากนกยังสามารถคงรูปร่างไว้ได้ แม้จะเอนไปข้างหน้า 45 องศา และหงายหลังไปราว 75 องศาก็ตาม
นกที่ตายแล้ว กล้ามเนื้อย่อมไม่สามารถออกแรงได้ แล้วมันทรงตัวอยู่ได้อย่างไร
ต้องเข้าใจก่อนว่า ข้อต่อบริเวณขาที่เราเห็นจากภายนอก จริงๆ แล้วเป็นข้อเท้า ส่วนข้อเข่าที่แข็งแรงซึ่งจะอยู่ลึกเข้าไปในลำตัว การจัดเรียงข้อต่อในลักษณะนี้ทำให้นกมีกล้ามเนื้อต้นขาที่แข็งแรงไว้ใช้พยุงร่างกายส่วนบน จุดศูนย์ถ่วงซึ่งก็คือน้ำหนักตัวของนกทั้งหมดโดยรวมจะกดค่อนไปทางด้านหน้าของข้อเข่าเล็กน้อย เพราะน้ำหนักของอวัยวะบริเวณทรวงอกและส่วนคอกับหัวที่ยืดยาวออกไป
ข้อสะโพก กระดูกต้นขา และข้อเข่าจึงทำหน้าเป็นระบบคานที่มีจุดหมุน 2 ตำแหน่งคอยสร้างสมดุลให้กับร่างกายของนกเวลายืนขาเดียว น้ำหนักจากจุดศูนย์ถ่วงจะสร้างโมเมนต์ซึ่งทำให้ข้อเข่าเหยียดออก แต่ข้อสะโพกจะงอเข้า ทำให้โครงสร้างนกที่ยืนขาเดียวเป็นระบบที่สมดุล นกฟลามิงโกจึงสามารถทรงตัวอยู่บนขาข้างเดียวได้สบายๆ
ต่อมาทีมนักวิจัยทดลองจัดท่าให้ซากนกได้ยืนสองขา ปรากฏว่าลำตัวเสียสมดุลในทันที นั่นก็เพราะปลายขาของนกได้เลื่อนออกไปจากระนาบตามแนวแกนกลางของลำตัว แสดงว่าเวลาที่นกฟลามิงโกยืนสองขา มันต้องใช้แรงจากกล้ามเนื้อเพื่อช่วยพยุงตัวมากกว่าตอนที่ยืนขาเดียวเสียด้วยซ้ำ
การประสานองค์ความรู้ทางชีววิทยาและฟิสิกส์เข้าด้วยกันทำให้เราเข้าใจในที่สุดว่า การยืนขาเดียวของนกฟลามิงโกนั้นเป็นท่าทางที่แสนสบาย
สามารถดูคลิปได้จากข้างล่างนี้ :
ว่าแต่เราจะรู้เรื่องนกฟลามิงโกยืนขาเดียวได้ไปทำไม?
ระบบทางวิศวกรรมของข้อต่อและท่อนขาที่เคลื่อนที่ได้ดังเช่นที่พบในขากลและหุ่นยนต์ต้องใช้พลังงานสูงมากในการยืน ไม่แน่ว่าวิศวกรอาจจะนำแรงบันดาลใจจากนกฟลามิงโกไปออกแบบขาเทียมกล
หรือหุ่นยนต์ที่ยืนได้อย่างมั่นคง แต่ก็เคลื่อนไหวได้อย่างคล่องแคล่วและมีประสิทธิภาพในอนาคตก็ได้
อ้างอิง
- 5
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
