คณิตศาสตร์มรณะ : ต้นกาบหอยแครงมีการคำนวณว่าเมื่อไรถึงจะฆ่าเหยื่อ

ไม่เหมือนกับพวกสัตว์นักล่าที่ปราดเปรียวทั้งหลาย พืชกินเนื้อสัตว์แบบต้นกาบหอยแครง ต้องรอให้เหยื่อแมลงก้าวเข้าไป “ขากรรไกร” ของพวกมันอย่างแท้จริง ก่อนที่พวกมันจะจับเหยื่อผู้เคราะห์ร้าย แต่พืชเหล่านี้ไม่ได้จัดการทันทีเหยื่อเข้ามาในกับดักของพวกมัน นักวิทยาศาสตร์พบว่าพวกมันจะนับจำนวนการสัมผัสจากเหยื่อผู้เคราะห์ร้ายเพื่อการตอบสนองที่เหมาะสม

สัมผัสแรกจากแมลงบอกกาบหอยแครงว่า “น่าสนใจ แต่ยังทำอะไร” สัมผัสที่สองหมายถึง “น่าจะเป็นอาหาร” กระตุ้นให้มันปิดกับดัก และสัมผัสจากแมลงที่ถูกจับอีกสามครั้งบอกมันว่า “เริ่มย่อยได้!”

กาบหอยแครงเป็นพืชพื้นเมืองของรัฐนอร์ทแคโรไลนาและเซาท์แคโรไลนาในสหรัฐอเมริกา มีขนาดเล็กเจริญเติบโตได้ในที่ชื้นดินปนทราย พวกมันชดเชยการขาดสารอาหารในดินแบบนั้น ด้วยการกินแมลงและแมงมุม พฤติกรรมการกินเนื้อสัตว์เป็นอาหารของพืชชนิดนี้ ทำให้ได้รับความสนใจจากนักธรรมชาติวิทยา ชาร์ลส์ ดาร์วิน ผู้เขียนชื่นชมเกี่ยวกับพวกมัน ตีพิมพ์ในปี 1875 เรียกกาบหอยแครงว่า “พืชกินแมลง หนึ่งในพืชที่น่าประหลาดใจที่สุดในโลก”

ดาร์วินหลงใหลในพืชเหล่านี้มาก ถึงกับระบุไว้ในหนังสืออัตชีวประวัติของเขา “ความจริงที่ว่าพืชจะหลั่งของเหลวที่มีกรดและเชื้อหมักคล้ายกับน้ำย่อยอาหารของสัตว์ เมื่อได้รับการกระตุ้นที่เหมาะสม เป็นการค้นพบที่น่าทึ่ง”

ส่วนที่ใช้จับเหยื่อของกาบหอยแครงนั้น นักวิจัยเรียกว่า “กระเพาะอาหารสีเขียว” มันยื่นต่อออกมาจากปลายใบและมีลักษณะเป็นสองบานพับ กลีบรูปพระจันทร์เสี้ยวจะถูกรายล้อมตามขอบไปด้วยขนที่จะล็อคกันเมื่อกับดักปิด ผิวด้านในของกับดักมีโครงสร้างคล้ายขนของใบงอกขึ้นมา เป็นตัวรับรู้การสัมผัสจากแมลงที่เข้ามา และการแตะขนใบสองครั้งเป็นตัวกระตุ้นให้มันจัดการจับเหยื่อ เมื่อเหยื่อถูกจับได้น้ำย่อย จะหลั่งออกมาทำการย่อยและดูดซับสารอาหาร ทำให้แมลงเหลือแต่เปลือกที่ว่างเปล่า

นักวิทยาศาสตร์รายงานว่าจากการสังเกตพฤติกรรมก่อนหน้านี้พบว่า กาบหอยแครงจะปิดกับดักหลังจากได้รับการสัมผัสที่ขนใบสองครั้ง แต่การศึกษาครั้งใหม่ได้มองลึกลงไปอีกว่ากาบหอยแครงอาจใช้การสัมผัสนี้ในการแยกแยะแมลงที่เข้ามาว่าเป็นอาหาร แล้วจับและกินมัน

ในการแปลสัญญาณเหล่านี้ นักวิจัยได้ต่อสายไฟฟ้าเข้ากับกาบหอยแครง เพื่อบัน​​ทึกกระแสไฟฟ้าที่ปล่อยออกมา แล้วนักวิจัยก็กระตุ้นกาบหอยแครงด้วยตนเอง โดยการจำลองพฤติกรรมการล่าเหยื่อ ในขณะเดียวกันก็ทำการตรวจวัดการตอบสนองของมัน

นักวิจัยพบว่าขนใบเชื่อมโยงกับสองส่วนสำคัญคือ เนื้อเยื่อที่ควบคุมกลไกการปิดกับดักและระบบต่อมไร้ท่อซึ่งทำหน้าที่ย่อยสลายเหยื่อ หลังจากกับดักได้รับการสัมผัสสองครั้ง การดิ้นรนอย่างคลุ้มคลั่งของแมลงทำให้มันสัมผัสกับขนใบซ้ำแล้วซ้ำอีก คล้ายกับเสียงซ้ำๆของระฆังแจ้งอาหารค่ำ “มาเอาไป!” การสัมผัสครั้งหลังๆนี้กระตุ้นให้มันปล่อยน้ำย่อยออกมา

นักวิทยาศาสตร์ยังตั้งข้อสังเกตว่าในระหว่างการย่อย เซลล์ต่อม (เซลล์ย่อยอาหาร) ในกับดักได้ดูดซับและเก็บโซเดียมจากแมลงได้เป็นจำนวนมาก นักวิจัยกล่าวว่าพวกเขาไม่แน่ใจว่าพวกมันจะใช้แร่ธาตุนี้อย่างไร แต่ชี้ว่ามันอาจจะเก็บอยู่ในเนื้อเยื่อลำต้นและใบเพื่อช่วยรักษาสมดุลที่เหมาะสมของน้ำในเซลล์ของพวกมัน


Leave a Reply

Your email address will not be published.