โซนาร์ล่าเหยื่อ-ระบบสื่อสารในสังคม ไขปริศนาโลมา-วาฬกินเนื้อใช้อวัยวะอะไรสร้างเสียงร้อง

โลมา วาฬเพชฌฆาต วาฬสเปิร์ม และวาฬกินเนื้อชนิดอื่นๆ ซึ่งมีคำเรียกอย่างเป็นทางการว่า ‘วาฬมีฟัน’ (Toothed Whale) สามารถสร้างเสียงร้องได้หลากหลายรูปแบบ ทั้งเพื่อสื่อสารกับพวกเดียวกัน หรือใช้ค้นหาตำแหน่งของเหยื่อในน้ำลึก กลไกที่ใช้สร้างเสียงร้องนี้เป็นปริศนามายาวนาน จนกระทั่งบัดนี้ทีมนักวิทยาศาสตร์สามารถไขความกระจ่างได้แล้ว

ปีเตอร์ แมดเซน ศาสตราจารย์ด้านสรีรวิทยาประสาทสัมผัส และผู้เชี่ยวชาญด้านชีววิทยากลุ่มสัตว์ประเภทวาฬแห่งมหาวิทยาลัย Aarhus ในเดนมาร์ก และทีมงาน เสนอคำอธิบายที่ครอบคลุมถึงกลไกการสร้างเสียงของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในกลุ่มวาฬมีฟัน (Odontocetes) ว่าเสียงร้องทั้งหลายทั้งปวงที่สัตว์ในกลุ่มนี้สร้างขึ้นมานั้น ทั้งหมดเกิดขึ้นในช่องหายใจ หรือ ‘จมูก’ ของมันเท่านั้นเอง

ภายใต้น้ำทะเลดำมืดที่ลึกนับกิโลเมตร วาฬมีฟันจะใช้ระบบโซนาร์ที่เรียกว่า Echolocation คล้ายกับโซนาร์ที่ค้างคาวสร้างขึ้นมาเพื่อหาตำแหน่งของเหยื่อ โดยมันจะสร้างเสียงร้องดังคล้ายเสียง ‘คลิก’ แบบถี่ๆ กระจายออกไปในน้ำ แล้วรอรับการสะท้อนกลับของเสียงนี้ผ่านทางขากรรไกรเข้าสู่หูชั้นใน วาฬมีฟันทั้งหลายก็จะรู้ได้ในทันทีว่าเหยื่อของมัน ซึ่งอาจเป็นหมึกตัวใหญ่หรือปลาชนิดต่างๆ กำลังว่ายไปในทิศทางไหน ทำให้การล่าของมันประสบความสำเร็จได้โดยง่าย นอกจากนั้นพวกมันซึ่งเป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่มีมันสมองขนาดใหญ่และซับซ้อน ยังสามารถสร้างเสียงได้อีกหลากหลายรูปแบบเพื่อสื่อสารกันในสังคมของมันด้วย

ศาสตราจารย์แมดเซนอธิบายว่า “วาฬมีฟันจะบังคับอากาศในปอดของมันให้ไหลผ่านอวัยวะพิเศษในจมูกที่เรียกว่า Phonic Lip โดยมีอัตราความเร็วในการเปิด-ปิดชิ้นส่วนสร้างเสียงในระดับมิลลิวินาที ผลคือเกิดการสั่นสะเทือนกลายเป็นเสียงออกไปทางด้านหน้า จากนั้นเสียงจะผ่านอวัยวะบริเวณหน้าผากที่เรียกว่า Melon ซึ่งจะขยายเสียงนี้ให้ดังพุ่งออกไปในน้ำ”

ศาสตราจารย์โคเอน อีเลมันส์ ผู้เชี่ยวชาญด้านชีววิทยาอะคูสติก ซึ่งเป็นหนึ่งในทีมวิจัย อธิบายเพิ่มเติมว่า “ที่แตกต่างจากมนุษย์ ค้างคาว หรือสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่อาศัยอยู่บนบกก็คือ สัตว์ที่อาศัยอยู่บนบกจะใช้อากาศในการทำหน้าที่ทั้งเป็นตัวขับเคลื่อนอวัยวะสร้างเสียง และเป็นตัวกลางของเสียงที่เดินทางออกไป แต่สำหรับสัตว์ที่อาศัยอยู่ในทะเลอย่างวาฬมีฟัน อากาศจะถูกใช้เป็นแค่ตัวขับเคลื่อนอวัยวะสร้างเสียงเท่านั้น ตัวกลางในการเดินทางของเสียงจะเป็นน้ำทะเล ซึ่งแน่นอนว่าเสียงจะถูกถูกขยายให้ดังขึ้นมาก

“เนื่องจากต้องกลั้นหายใจในน้ำเป็นเวลานาน พวกวาฬมีฟันจะต้องถนอมอากาศในปอดให้อยู่นานที่สุด พวกมันจึงวิวัฒนาการให้มีการใช้อากาศน้อยมากต่อการสร้างเสียงในแต่ละครั้ง และมันยังหมุนวนนำอากาศกลับมาใช้ใหม่ได้ด้วย” ศาสตราจารย์อีเลมันส์กล่าวเสริม

ทีมนักวิจัยใช้วิดีโอจากกล้องเอนโดสโคปที่ติดตามการส่งเสียงร้องของวาฬมีฟันสารพัดชนิด รวมทั้งการผ่าดูซากของโลมาเกยตื้นอย่างละเอียด และยังใช้แท็กบันทึกเสียงของวาฬสเปิร์ม วาฬเพชรฆาต และโลมาปากขวดจนพบว่า ที่มาของเสียงร้องของวาฬมีฟันนั้นแตกต่างอย่างแน่นอนกับวาฬบาลีน ซึ่งเป็นวาฬกินแพลงตอนเป็นอาหาร

“วาฬมีฟันไม่ร้องเพลงแบบวาฬบาลีน” ศาสตราจารย์แมดเซน หัวหน้าทีมวิจัยกล่าว “เชื่อกันว่าวาฬบาลีนใช้เส้นเสียงในกล่องเสียงเหมือนสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบนบกบางชนิด และเรายังไม่รู้แน่ชัดว่าวาฬบาลีนส่งเสียงออกมาได้อย่างไร แต่ที่แน่ๆ ระหว่างเส้นทางวิวัฒนาการอันยาวนานนับล้านปี วาฬมีฟันได้สูญเสียเส้นเสียงไป

“พวกมันวิวัฒนาการแหล่งกำเนิดเสียงชุดใหม่ในจมูกของมันขึ้นมาแทน” ศาสตราจารย์แมดเซนทิ้งท้าย

ทีมงานตีพิมพ์ผลงานครั้งนี้ลงในวารสาร Science ฉบับวันที่ 2 มีนาคม 2023 https://www.science.org/doi/10.1126/science.adc9570

ภาพ: Francois Gohier / VW Pics / Universal Images Group via Getty Images

อ้างอิง: