ฉลาม Bonnethead ว่ายไปในทิศทางของน่านน้ำบ้านเมื่อวางไว้ในถังที่มีสนามแม่เหล็กไฟฟ้า
ทุกเดือนธันวาคม ฉลามขาวตัวใหญ่แหวกว่ายนอกชายฝั่งแคลิฟอร์เนียมุ่งตรงไปยังจุดลึกลับใจกลางมหาสมุทรแปซิฟิก ราวๆ ครึ่งทางของหมู่เกาะฮาวาย ฉลามเดินทางประมาณ 1,000 ไมล์ไปยัง ร้าน กาแฟฉลามขาว ข้อมูลการติดตามได้เปิดเผยว่าเส้นทางของพวกเขามีความตรงไปตรงมาอย่างน่าทึ่งเมื่อพิจารณาเส้นทางของพวกเขาสำรวจมหาสมุทรเปิดที่ไม่มีลักษณะชัดเจน ฉลามเสือ ฉลามแซลมอนและหัว ค้อน หลาย สายพันธุ์ยังเดินทางไกลไปและกลับจากสถานที่ที่แม่นยำทุกปี
Pete Klimley นักวิจัยฉลามวัยเกษียณที่ทำงานที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เดวิส เรียกความสามารถของสัตว์บางชนิดในการหาทางระบุสถานที่ต่างๆ ทั่วโลก “หนึ่งในความลึกลับที่ยิ่งใหญ่ของอาณาจักรสัตว์”
งานวิจัยชิ้นใหม่ที่ตีพิมพ์ในวันนี้ในวารสารCurrent Biology ได้ ให้การสนับสนุนใหม่สำหรับสมมติฐานที่มีมาช้านานว่าฉลามใช้สนามแม่เหล็กของโลกเพื่อนำทางในระหว่างการอพยพทางไกล นักวิทยาศาสตร์จับฉลามหัวเก๋งนอกชายฝั่งฟลอริดาและใส่ไว้ในถังที่ล้อมรอบด้วยลวดทองแดงซึ่งจำลองสนามแม่เหล็กที่ฉลามจะได้สัมผัสในสถานที่ต่างๆ หลายร้อยไมล์จากน่านน้ำของพวกมัน ในการทดสอบครั้งสำคัญ ฝากระโปรงหน้าถูกหลอกให้คิดว่าพวกมันอยู่ทางใต้ของที่หลอกหลอนตามปกติ และเพื่อตอบโต้ฉลามก็ว่ายไปทางเหนือ
เหล็กและโลหะอื่นๆ ในแกนหลอมเหลวของโลกผลิตกระแสไฟฟ้า ซึ่งสร้างสนามแม่เหล็กที่ล้อมรอบโลก ขั้วเหนือและขั้วใต้ตรงข้ามกับลายเซ็นแม่เหล็กและเส้นแม่เหล็กที่มองไม่เห็นระหว่างกัน แนวคิดที่ว่าปลาฉลามสามารถนำทางได้โดยการสัมผัสพื้นที่เหล่านี้ขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่าสนามแม่เหล็กโลกไม่ได้กระจายอย่างเท่าเทียมกัน ตัวอย่างเช่น สนามแม่เหล็กของดาวเคราะห์อยู่ใกล้ขั้วมากที่สุด หากฉลามสามารถตรวจจับการรบกวนเล็กน้อยของสนามแม่เหล็กโลกได้ พวกมันก็อาจจะรู้ได้ว่าพวกมันมุ่งหน้าไปทางไหนและแม้แต่ตำแหน่งของพวกมัน
เป็นที่ทราบกันดีว่าฉลามมีตัวรับพิเศษ ซึ่งก็คือหลุมเล็กๆ ที่เต็มไปด้วยเยลลี่ที่เรียกว่า ampullae of Lorenzini ซึ่งรวมตัวกันเป็นกระจุกรอบจมูกของพวกมัน ซึ่งสามารถรับรู้ถึงการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าในสภาพแวดล้อมโดยรอบ ตามทฤษฎีแล้ว อิเล็กโทรรีเซพเตอร์เหล่านี้ ซึ่งมักใช้เพื่อตรวจจับแรงกระตุ้นเส้นประสาทไฟฟ้าของเหยื่อ สามารถรับสนามแม่เหล็กของโลกได้ การทดลองก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่าฉลามสามารถรับรู้และตอบสนองต่อสนามแม่เหล็ก ไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง แต่การหาว่าฉลามสามารถใช้พวกมันเพื่อนำทางในระยะทางไกลหรือทำแผนที่เป็นอีกเรื่องหนึ่งได้
เพื่อทดสอบว่าฉลามสามารถใช้สนามแม่เหล็กของโลกเพื่อปรับทิศทางตัวเองได้หรือไม่ นักวิจัยได้จับฉลามหัวหมวกยาวประมาณ 2 ฟุต 20 ตัว นอกชายฝั่งอ่าวฟลอริดาของฟลอริดา ณ จุดที่เรียกว่าTurkey Point Shoal Bonnetheadsเป็นหัวค้อนขนาดเล็กที่รู้จักกันว่าเดินทางหลายร้อยไมล์แล้วกลับไปที่ปากแม่น้ำเดิมที่พวกเขาเกิดมาเพื่อผสมพันธุ์ทุกปี
ไบรอัน เคลเลอร์ นักชีววิทยาทางทะเลจากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐฟลอริดา และผู้เขียนนำของการศึกษากล่าวว่า การเลือกสายพันธุ์เล็กๆ เป็นสิ่งสำคัญ เพราะเขาและผู้เขียนร่วมจำเป็นต้องใส่ปลาฉลามลงในถัง แล้วสร้างโครงสร้างที่สามารถผลิตสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่ พวกมันสามารถจัดการได้ทั้งแนวนอนและแนวตั้งรอบๆ ฉลาม
ทีมงานใช้ไม้ขนาด 2 คูณ 4 และลวดทองแดงหลายฟุตที่ยึดกับอุปกรณ์จ่ายไฟแบบปรับได้ ทีมงานได้สร้างลูกบาศก์ขนาดกว้างประมาณ 10 ฟุต ซึ่งสามารถสร้างสนามแม่เหล็กที่มีเสาและความเข้มที่แปรผันได้ ซึ่งช่วยให้ทีมเลียนแบบสภาพภูมิศาสตร์แม่เหล็กของสถานที่ต่างๆ สามแห่งบนโลกเพื่อดูว่าแต่ละแห่งมีผลกระทบต่อพฤติกรรมของฉลามอย่างไร
ตำแหน่งแม่เหล็กสามแห่งที่ฉลามสัมผัสได้นั้นประกอบด้วยสถานที่ที่พวกมันถูกจับ (การควบคุมการรักษา) ตำแหน่งที่อยู่ทางเหนือประมาณ 370 ไมล์จากจุดที่พวกมันถูกจับ (สถานการณ์ทางเหนือ) และสถานที่ 370 ไมล์ทางใต้ (สถานการณ์ทางใต้) ของ ที่พวกเขาถูกจับ
ตามที่นักวิจัยคาดไว้ เมื่อวางหมวกคลุมไว้ท่ามกลางสนามแม่เหล็กที่มีความเข้มและการจัดวางที่ใกล้เคียงกันกับช่วงบ้าน พวกมันไม่ได้แสดงความพึงพอใจในการว่ายน้ำในทิศทางเดียวเหนืออีกทิศทางหนึ่งในถัง
ต่อมา สถานการณ์ทางเหนือได้จำลองบางสิ่งที่ฉลามไม่เคยพบเจอในป่า นั่นคือ สภาพแม่เหล็กของรัฐเทนเนสซี การทดสอบนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อค้นหาว่าฉลามสามารถปรับทิศทางตัวเองกลับบ้านในบริบททางธรณีแม่เหล็กที่ผิดธรรมชาติโดยสิ้นเชิงซึ่งพวกเขาจะไม่เคยได้รับประสบการณ์มาก่อนหรือไม่ อนิจจา การเคลื่อนไหวของฉลามในการบำบัดทางเหนือไม่พบการมุ่งหน้าที่มีนัยสำคัญทางสถิติ Keller กล่าวว่าผลลัพธ์ที่ไม่ได้ผลนี้ไม่น่าแปลกใจอย่างยิ่ง เนื่องจากหมวกคลุมศีรษะจะไม่จำเป็นต้องหาทางกลับบ้านจากรัฐเทนเนสซีโดยธรรมชาติ
แต่ในสถานการณ์ทางใต้ ซึ่งสนามแม่เหล็กถูกปรับให้ใกล้เคียงกับตำแหน่งประมาณ 100 ไมล์ทางตะวันตกของคีย์เวสต์ ฉลามมักจะหันตัวไปทางเหนือ—กลับบ้าน
“ในการที่จะหันเข้าหาบ้าน ฉลามเหล่านี้ต้องมีแผนที่แม่เหล็กบางอย่าง” เคลเลอร์กล่าว “ถ้าฉันวางคุณไว้ในที่ที่ห่างไกล คุณไม่สามารถชี้ไปที่บ้านของคุณได้ เว้นแต่คุณจะรู้ว่าคุณอยู่ที่ไหนที่เกี่ยวข้องกับบ้าน และนั่นก็หมายถึงแผนที่”
Klimley ผู้ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในบทความนี้และเป็นหนึ่งในต้นกำเนิดของแนวคิดที่ว่าฉลามใช้ geomagnetism เพื่อนำทางการทดลองกล่าวว่า “แสดงให้เห็นว่าถ้าคุณให้สภาพแวดล้อมแม่เหล็กกับฉลามที่แตกต่างจากที่ฉลามมีในช่วงบ้านของพวกมัน พวกเขาจะกลับบ้าน”
แต่นักวิจัยคนอื่นไม่เชื่อว่าคำว่า “แผนที่” นั้นเหมาะสมที่จะอธิบายความสามารถที่ชัดเจนของฉลามในการปรับทิศทางตัวเองด้วยการตรวจจับสนามแม่เหล็ก
“นี่เป็นการศึกษาที่ดี แต่สิ่งที่ฉันไม่อยากซื้อก็คือมันแสดงให้เห็นถึงการใช้แผนที่แม่เหล็ก” เจมส์ แอนเดอร์สัน นักวิจัยที่ศึกษาระบบประสาทสัมผัสของฉลามที่มหาวิทยาลัยรัฐแคลิฟอร์เนีย เมืองลองบีช ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับ กระดาษ. Anderson กล่าวว่าผลการศึกษาของ Keller แสดงให้เห็นว่าหมวกปีกกว้างสามารถหันเข้าหาตัวบ้านได้ แต่เสริมว่า “แผนที่แม่เหล็กบอกเป็นนัยๆ ว่าสัตว์รู้ไม่เพียงแค่ว่ามันอยู่ที่ไหนและกำลังจะไปไหน แต่ยังรวมถึงปลายทางด้วย ตัวอย่างเช่น ‘ฉันต้องไปทางเหนือในราคา 500 ไมล์เพื่อไปยัง Seamount X.’ และฉันไม่แน่ใจว่าพวกเขาแสดงไว้ที่นี่”
บทความนี้ยังได้รับการสนับสนุนสำหรับการค้นพบเกี่ยวกับการนำทางด้วยแม่เหล็กของฉลามจากการสร้างทางพันธุกรรมของประชากรย่อยต่างๆ ของหมวกปีกหมวกที่กระจัดกระจายไปตามปริมณฑลของอ่าวเม็กซิโกและชายฝั่งมหาสมุทรแอตแลนติกของฟลอริดา เคลเลอร์และผู้ร่วมวิจัยได้คำนวณระยะห่างทางพันธุกรรมระหว่างประชากรหมวกฝากระโปรงมากกว่าสิบกลุ่มโดยใช้ตัวอย่างดีเอ็นเอของพวกมัน
เมื่อประชากรถูกแยกจากกันด้วยสิ่งกีดขวาง เช่น ระยะห่างทางกายภาพ หรือสิ่งกีดขวางที่ขัดขวางไม่ให้ผสมและผสมพันธุ์ซึ่งกันและกัน ความแตกต่างทางพันธุกรรมมักจะสะสมเมื่อเวลาผ่านไป และท้ายที่สุดจะนำไปสู่ DNA ที่แตกต่างกันมากขึ้น
เมื่อเคลเลอร์และผู้เขียนร่วมพิจารณา DNA ของไมโทคอนเดรียของหมวกซึ่งสืบทอดมาจากมารดาของแต่ละคนเท่านั้น ทีมงานพบว่าระยะห่างทางกายภาพและความแตกต่างของอุณหภูมิไม่ได้ให้คำอธิบายทางสถิติที่ดีที่สุดสำหรับระยะทางทางพันธุกรรมที่พวกเขาเห็นระหว่างประชากร . ในทางกลับกัน ประชากรที่มีระยะห่างทางพันธุกรรมมากที่สุดระหว่างพวกเขามีแนวโน้มที่จะมีพื้นที่บ้านที่มีลายเซ็นแม่เหล็กที่แตกต่างกันมาก
เนื่องจากหมวกของตัวเมียกลับไปที่ปากแม่น้ำเดิมที่พวกมันเกิดมาเพื่อคลอดบุตร และเนื่องจาก DNA ของไมโตคอนเดรียนั้นสืบทอดมาจากปลาฉลามแม่เท่านั้น ผลลัพธ์เหล่านี้จึงสนับสนุนแนวคิดที่ว่าความรู้สึกของตัวเมียเหล่านี้ต่อสิ่งที่รู้สึกเหมือนอยู่บ้านอาจถูกกำหนดบางส่วนโดยสนามแม่เหล็กในท้องถิ่น .
“สิ่งนี้เน้นให้เห็นถึงความเป็นไปได้ที่ผู้หญิงจะเลือกบริเวณดักแด้โดยอาศัยลายเซ็นแม่เหล็กบางส่วน” เคลเลอร์กล่าว
นักวิจัยฉลามขาวผู้ยิ่งใหญ่ Salvador Jorgensen จากพิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำ Monterey Bay Aquarium กล่าวว่าเขาคิดว่าการค้นพบที่ฉลามใช้สนามแม่เหล็กของโลกเพื่อปรับทิศทางและนำทางนั้นมีแนวโน้มที่จะนำไปใช้กับฉลามส่วนใหญ่ รวมทั้งชนิดฟันใหญ่ที่เขาศึกษา “ฉันรู้สึกทึ่งกับการศึกษาครั้งนี้เพราะเรารู้จักคนกลุ่มเดิมที่กลับมาที่แมวน้ำมือใหม่บนชายฝั่งแคลิฟอร์เนียตอนกลางเป็นเวลา 15 ถึง 20 ปีโดยมีความถูกต้องแม่นยำ” จอร์เกนสันซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับบทความนี้กล่าว “และนั่นคือหลังจากเดินทางหลายพันไมล์ไปและกลับจากร้านกาแฟฉลามขาวหรือฮาวาย”
นักวิทยาศาสตร์เข้าใจมากขึ้นว่าฉลามรับรู้สภาพแวดล้อมของพวกมันอย่างไร แม้ในวันหนึ่งอาจช่วยให้นักวิจัยเข้าใจว่ามนุษย์กำลังปิดกั้นหรือสร้างความสับสนในการนำทางของสัตว์ เนื่องจากโครงสร้างพื้นฐานนอกชายฝั่งยังคงเติบโตในขอบเขตและความซับซ้อน
“สิ่งหนึ่งที่ทำให้งานนี้สำคัญคือพวกเขากำลังสร้างฟาร์มคลื่นและฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่ง และโครงการทั้งหมดเหล่านี้มีสายเคเบิลไฟฟ้าแรงสูงขนาดใหญ่ที่นำไปสู่ชายฝั่ง” Klimley กล่าว “สายเคเบิลเหล่านี้ทำให้สนามไฟฟ้าหลุดออกไป และหากฉลามนำทางเป็นเช่นนี้ เราจำเป็นต้องค้นหาว่าโครงสร้างพื้นฐานใต้ทะเลนั้นอาจส่งผลกระทบต่อฉลามอพยพได้อย่างไร”
