Nuclear Science
STKC 2554

ภาพถ่ายเอกซเรย์ไขปริศนาอาหารมื้อสุดท้ายของหอยดึกดำบรรพ์

ดร. สุวิมล  เจตะวัฒนะ ดร. รพพน พิชา และ นิติพนธ์  น้อยเผ่า
กลุ่มวิจัยและพัฒนานิวเคลียร์
สถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน)

มกราคม ค.ศ. 2011 มีรายงานที่น่าสนใจจากกลุ่มนักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสและอเมริกัน เกี่ยวกับภาพถ่ายเอกซเรย์ ของฟอสซิล แสดงให้เห็นถึงอาหารของสัตว์น้ำโบราณชนิดหนึ่งที่มีชื่อว่า แอมโมไนต์ (ammonite) สัตว์ที่ว่านี้เป็นกลุ่ม ของสัตว์ทะเลที่ไม่มีกระดูกสันหลังที่สูญพันธุ์ไปแล้ว โดยได้รับการจำแนกให้อยู่ภายใต้ไฟลัมหอยหรือ มอลัสกา (Mollusca) อันหมายถึงสัตว์ที่มีลำตัวนิ่ม แอมโมไนต์นี้มีรูปร่างคล้าย หอยงวงช้าง (nautilus) และมีเปลือกแข็งหุ้ม ชั้นนอกเพื่อปกป้อง ลักษณะของเปลือกกระดองมีการขดม้วนเป็นรูปเกลียวคล้ายเขาแกะ แต่มีความสัมพันธ์เป็นญาติที่ ใกล้ชิดกับเหล่า หมึก (squid)  มากกว่าที่จะเป็นพวกหอยงวงช้างที่พบในทะเลปัจุบัน มันจึงถูกจัดให้อยู่ใน ชั้นย่อย แอมโมนอยเดีย (subclass Ammonoidea) ของ ชั้นเซฟาโลพอด (class Cephalopoda) ซึ่งมีลักษณะเด่นคือ มีร่างกาย ที่สมมาตร มีส่วนศีรษะเด่นออกมา และมีการดัดแปลงส่วนของเท้าไปเป็นหนวดหรือแขน การพบแอมโมไนต์เป็นดัชนี ซากดึกดำบรรพ์ที่ดีเยี่ยม และมักจะถูกนำไปเทียบสัมพันธ์กับชั้นหินที่มันถูกค้นพบกับยุคต่าง ๆ ทางธรณีวิทยา

อาหารมื้อสุดท้ายของแอมโมไนต์ที่ถูกค้นพบจากแหล่ง Belle Fourche ในรัฐเซาท์ดาโคตา ประเทศสหรัฐอเมริกานี้ ถูกเปิดเผยโดยนักวิจัยที่นำทีมโดย อิซาเบล ครูตา (Isabelle Kruta) แห่ง พิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติของฝรั่งเศส (France’s national natural history museum) ด้วยการใช้ต้นกำเนิดรังสีอันทรงประสิทธิภาพจาก European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) ในเมือง Grenoble ซึ่งตั้งอยู่ทางทิศตะวันออกเฉียงใต้ของประเทศฝรั่งเศส การใช้เทคนิคการวิเคราะห์ด้วยการสร้างภาพเอกซเรย์สามมิติอันงดงาม แสดงให้เห็นส่วนที่เป็นสีเหลืองที่มีปลายแหลม ๆ ในภาพ คืออวัยวะส่วนที่เรียกว่า ราดูลา (radula) ซึ่งเป็นโครงสร้างทางกายภาพของบรรดาหอยที่ช่วยในการกินอาหาร บางครั้งเปรียบได้กับลิ้นหรือฟันที่มีขนาดเล็กที่ใช้กวาดหรือตัดอาหารก่อนส่งเข้าสู่หลอดอาหาร ส่วนที่แสดงเป็นสีเขียว อมฟ้า คือส่วนที่มีลักษณะคล้ายกับกระดองของปูหรือกุ้ง และส่วนสีม่วงที่อยู่ตรงมุมของภาพเป็นชิ้นส่วนของตัวอ่อน ของ หอยทะเลชนิดฝาเดียว (Gastropod) การค้นพบชิ้นส่วนของอาหารในปากของแอมโมไนต์เป็นการชี้แนะอย่าง ชัดแจ้ง ว่าแอมโมไนต์กินอาหารที่เป็นเหยื่อเล็ก ๆ ที่ลอยอยู่ในน้ำ

ESRF เป็นสถาบันวิจัยระหว่างประเทศที่ทำการศึกษาด้วยโฟตอน เพื่อค้นหาโครงสร้างและรายละเอียดของสิ่งต่าง ๆ ที่ละเอียดจนถึงระดับอะตอมและโมเลกุล โดยมีเครื่องเร่งอนุภาคขนาดใหญ่ติดอันดับหนึ่งในสามของโลก ซึ่งมีขนาด เส้นรอบวงยาว 850 เมตร โดยมีแม่เหล็กเป็นสิ่งช่วยทำให้อิเล็กตรอนวิ่งไปเป็นวงกลมภายในวงแหวนของเครื่อง เมื่อ อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไปรอบวงด้วยความเร็วสูง จะสูญเสียพลังงานบางส่วนออกมา ในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มี ความยาวคลื่นในช่วงตั้งแต่อินฟราเรดไปจนถึงรังสีเอกซ์ ซึ่งจะถูกรวบรวมให้เป็นลำแสงที่สามารถทะลุทะลวงวัตถุในห้อง ที่เตรียมไว้สำหรับทำการทดลอง นับว่าเป็นประโยชน์อย่างยิ่งต่องานวิจัยหลากหลายสาขาทั้งด้านการแพทย์ วิทยาศาสตร์ และธรณีวิทยา

การศึกษาวิจัยตัวอย่างทางธรณีวิทยาด้วยการใช้รังสีเอกซ์ที่ความเข้มสูง ที่ผลิตจาก ต้นกำเนิดแสงซินโครตรอน (synchrotron) นี้มีประโยชน์ในการศึกษาโครงสร้างภายในของวัตถุเพราะเป็นเทคนิคที่ไม่ต้องมีการทำลายตัวอย่าง รายละเอียดที่ได้จากการฉายเอกซ์เรย์ไปยังวัตถุ จะถูกนำมาแปรให้เป็นภาพสามมิติที่เสมือนจริงด้วยคอมพิวเตอร์ หรือส่ง ไปยังเครื่องพิมพ์เพื่อผลิตแบบจำลองพลาสติกขนาดใหญ่ ที่นักวิทยาศาสตร์สามารถสร้างหรือเรียงลักษณะทางกายภาพ ของวัตถุนั้นขึ้นมาใหม่อย่างหมาะสม แม้ตัวอย่างที่สนใจนั้นอาจจะติดอยู่ในกองฟอสซิลที่ปนเปกันอย่างระเกะระกะ

ตัวอย่างแอมโมไนต์ที่นำมาวิเคราะห์ในครั้งนี้ เป็นกลุ่มของแอมโมไนต์ที่เปลือกกระดองไม่มีลักษณะขดม้วน จัดอยู่ใน สกุล บาคูไลต์ (Baculites) ที่เคยมีอายุเจริญเติบโตอยู่ประมาณ 340 ล้านปี ก่อนที่จะสูญพันธุ์ไปเมื่อ 65 ล้านปีที่ ผ่านมา พร้อม ๆ กับไดโนเสาร์ ครูตาและคณะจึงสันนิษฐานว่า อาหารอาจมีส่วนในการสูญพันธุ์ เมื่อแพลงก์ตอน หลายกลุ่ม และกุ้งปูขนาดเล็กที่เป็นอาหารตายลง ทำให้แหล่งอาหารของแอมโมไนต์มีไม่เพียงพอ ในทางตรงกันข้าม กลุ่มสัตว์ จำพวกหอยที่เกี่ยวข้องกันที่อยู่ในกลุ่มเซฟาโลพอดที่รู้จักกันดีคือ หอยงวงช้าง รอดพ้นจากการสูญพันธุ์มาได้ จนถึง ปัจจุบัน อาจเนื่องมาจากการที่มันสามารถกินเหยื่อที่มีขนาดใหญ่และกินอาหารได้หลากหลายชนิด

ที่มา :
http://www.sciencenews.org/view/generic/id/68417/title/An_ammonites_last_supper
http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-12127790
http://www.esrf.eu/

โพสต์เมื่อ : 18 มกราคม 2554