มันเหมือนกับว่า มันจะดำกว่านี้ได้อีกสักแค่ไหนกัน?
โดย DAKOTA MCCOY/THE CONVERSATION | เผยแพร่เมื่อ 10 มกราคม 2018 21:00 น
สิ่งแวดล้อม
สุดยอดนกสวรรค์ตัวผู้
สุดยอดสล็อตเว็บตรงนกแห่งสวรรค์ตัวผู้แสดงขนนกสีน้ำเงินเข้มสุดยอดของเขาแก่ผู้หญิงที่มองเห็น เอ็ด สโคลส์ CC BY-ND
แบ่งปัน
ขนสีดำสุดยอด
ขนสีดำสนิทบนตัวพวกนี้ราวกับมองเข้าไปในถ้ำที่มืดมิด นาตาชา เบากัส CC BY-SA
วิศวกรด้านนกและการบินและอวกาศมีอะไรที่เหมือนกัน? ทั้งสองได้คิดค้นพื้นผิว “สีดำสนิท” ที่มืดอย่างไม่น่าเชื่อซึ่งดูดซับแสงสุดท้ายที่กระทบพวกเขาเกือบทั้งหมด แน่นอนว่านักวิทยาศาสตร์ตั้งใจทำงานเพื่อประดิษฐ์วัสดุเหล่านี้ เป็นวิวัฒนาการที่ทำให้นกมีลักษณะพิเศษที่น่าทึ่งนี้ ผู้เขียนร่วมของฉัน Teresa Feo, เพื่อนร่วมงานของเรา Todd A. Harvey และ Rick Prum และฉันได้ตรวจสอบขนสีดำสุดยอดในสัตว์ที่แปลกประหลาดที่สุดในโลก: Birds of Paradise นกเหล่านี้เป็นนกที่รุ่งโรจน์ซึ่งมีถิ่นกำเนิดในปาปัวนิวกินีและพื้นที่โดยรอบ เพศผู้มีสีสันฉูดฉาดด้วยการเต้นรำผสมพันธุ์ที่ซับซ้อน ตัวเมียจะดูจืดชืดและเป็นสีน้ำตาล ให้ตรวจดูเครื่องประดับและการเต้นของผู้ชายอย่างรอบคอบก่อนจะเลือกคู่ครอง เราต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับขนนกสีดำสนิทของนกเหล่านี้และวิธีการทำงาน
สุดยอดนกสวรรค์ตัวผู้
สุดยอดนกแห่งสวรรค์ตัวผู้แสดงขนนกสีน้ำเงินเข้มสุดยอดของเขาแก่ผู้หญิงที่มองเห็น เอ็ด สโคลส์ CC BY-ND
ขนนกสุดวิเศษ ใต้กล้องจุลทรรศน์
Birds of Paradise ได้พัฒนาลักษณะเด่นมากมาย แต่ไม่มีสิ่งใดลึกลับไปกว่าขนนกสีดำนุ่มของตัวผู้
สีดำนี้มืดมากจนดวงตาของคุณไม่สามารถโฟกัสที่พื้นผิวได้ ดูเหมือนถ้ำหรือหลุมดำคลุมเครือในอวกาศ เมื่อใช้การวัดด้วยแสง เราพบว่าแผ่นแปะขนนกเหล่านี้ดูดซับแสงที่ตกกระทบโดยตรงได้ถึง 99.95เปอร์เซ็นต์ ซึ่งเปรียบได้กับวัสดุสีดำสนิทที่มนุษย์สร้างขึ้น เช่น แผงโซลาร์เซลล์ เยื่อบุของกล้องโทรทรรศน์อวกาศ และแม้แต่วัสดุที่ “ดำที่สุด” อย่างVantablackซึ่งดูดซับแสงได้ 99.96 เปอร์เซ็นต์
ขนสีดำธรรมดา vs ขนสีดำสุด
ด้านซ้ายเป็นขนนกสีดำธรรมดาจาก Lesser Melampitta ทางด้านขวา ขนนกสีดำสนิทจาก Paradise Riflebird Dakota McCoy, CC BY-ND
ขนปกติจะแบนและดูเหมือนเศษส่วน เมื่อคุณซูมเข้าโดยใช้กล้องจุลทรรศน์ ขนแต่ละกิ่งจะดูเหมือนขนนกเล็กๆ แบนๆ ภายใต้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดอันทรงพลัง เราประหลาดใจที่เห็นว่าขนนกสีดำสนิทนั้นดูเหมือนแนวปะการัง ขนาดเล็ก แปรงขวด หรือต้นไม้ที่มีใบหนาแน่น
เศษเล็กเศษน้อยที่มีรูปร่างพิเศษเหล่านี้เกาะติดกันเป็นพื้นผิวขรุขระและซับซ้อน ร่วมกันทำหน้าที่เป็นกับดักแสงด้วยกล้องจุลทรรศน์ เมื่อรังสีของแสงกระทบโครงสร้างจุลภาคบนพื้นผิวเหล่านี้ พวกมันจะกระจัดกระจายไปรอบๆ รูปร่างและถูกดูดซับซ้ำแล้วซ้ำเล่า แทนที่จะสะท้อนกลับไปยังผู้สังเกต เป็นกระบวนการที่ทำซ้ำๆ: ทุกครั้งที่เกิดเหตุการณ์กระเจิง แสงส่วนหนึ่งจะถูกดูดกลืนจนเกือบดูดกลืนจนหมด
วัสดุซุปเปอร์แบล็คที่มนุษย์สร้างขึ้น เช่น “ ซิลิกอนสีดำ ” ก็อาศัยวัสดุที่นักวิทยาศาสตร์เรียกว่าการดูดซับเชิงโครงสร้างเช่นกัน เช่นเดียวกับขนนกสีดำพิเศษ “กับดักแสง” ด้วยกล้องจุลทรรศน์ของพวกมันเกิดจากพื้นผิวที่ขรุขระซึ่งกระจายแสงซ้ำแล้วซ้ำเล่า แต่รูปร่างพื้นผิวจริงที่พวกเขาใช้นั้นแตกต่างกัน แทนที่จะเป็นรูปทรงขวดของขนแปรง วิศวกรของมนุษย์ได้ออกแบบกรวยและหลุมขนาดเล็กที่มีระยะห่างอย่างสม่ำเสมอ วัสดุที่มีโครงสร้างสีดำเหล่านี้แทบจะไม่มีพื้นผิวเรียบเลย จึงอยู่ตรงข้ามกับกระจก
เพิ่มเติมเกี่ยวกับสัตว์:
โครงสร้างจุลภาคขนนก
เนื่องจากโครงสร้างจุลภาคที่ผิดปกติ ขนจาก Paradise Riflebird (ด้านขวา) ยังคงเป็นสีดำสนิทเมื่อเคลือบด้วยทองคำ เมื่อเทียบกับขนนกสีดำทั่วไป (ด้านซ้าย) Dakota McCoy, CC BY-ND
ขนนกสีดำสนิทของ Birds of Paradise ดูดซับแสงได้ดีมาก แม้ว่าเราจะเคลือบมันด้วยทองคำ ซึ่งเป็นโลหะแวววาว พวกมันก็ยังดูเป็นสีดำ นั่นเป็นเพราะว่าขนภายในไม่ได้สร้างสีโดยใช้เม็ดสีหรือโครงสร้างนาโนที่สั่ง เช่นเดียวกับซิลิกอนสีดำ ที่มนุษย์สร้างขึ้น super black นั้นมาจากโครงสร้างพื้นผิวทางกายภาพ วิวัฒนาการและความเฉลียวฉลาดของมนุษย์มาถึงแนวทางเดียวกัน
ข้อดีของขนสีดำสนิท
แต่ทำไมนกเหล่านี้ถึงมีหย่อมสีดำเข้มอย่างเหลือเชื่อ? ความได้เปรียบในการคัดเลือกอะไรทำให้ลักษณะนี้พัฒนาขึ้น เป็นการดึงดูดให้คิดว่า super black ช่วยในการพรางตัว เพื่อไม่ให้ผู้ล่าออกไป อันที่จริงงูบางตัวมีเกล็ดสีดำสนิทที่เลียนแบบเงาระหว่างใบไม้ ช่วยให้พวกมันกลมกลืนไปกับพื้นป่า ตัวอย่างงูแสดงให้เห็นวิวัฒนาการโดยการคัดเลือกโดยธรรมชาติ—”การอยู่รอดของผู้ที่เหมาะสมที่สุด”
แต่ปัจจัยอื่นๆ ยังมีอิทธิพลต่อวิถีวิวัฒนาการ เช่น โอกาสสุ่มหรือการเลือกทางเพศ อย่างที่เพื่อนร่วมงานของฉัน Rick Prum ชี้ให้เห็นในหนังสือเล่มใหม่ของเขา “ The Evolution of Beauty: How Darwin’s Forgotten Theory of Mate Choice Shapes the Animal World – and Us ” การเลือกคู่ครองเป็นพลังอันทรงพลังที่ขับเคลื่อนวิวัฒนาการ ใน Birds of Paradise ขนนกสีดำสนิทช่วยให้นกตัวผู้ดูสวยขึ้นในสายตาของผู้หญิง
เพื่อให้เข้าใจว่าการดูการเต้นรำผสมพันธุ์ Bird of Paradise ช่วยได้อย่างไร เพศผู้จะแสดงจุดสีดำสนิทให้ตัวเมียดูอย่างแรง เพื่อให้แน่ใจว่าตัวเมียจะไม่สามารถมองเห็นจากด้านข้างได้ เนื่องจากขนเหล่านี้มีทิศทางสูง และดูมืดที่สุดเมื่อมองจากทางตรง
และแผ่นแปะสีดำพิเศษจะอยู่รอบๆ หรือติดกับแผ่นสีสดใสเสมอ กรอบป้องกันแสงสะท้อนสีดำสนิททำให้สีที่อยู่ใกล้เคียงดูสว่างขึ้นเกือบเรืองแสง กล่าวอีกนัยหนึ่ง super black เป็นภาพลวงตาที่พัฒนาขึ้นซึ่งอาศัยวิธีที่ดวงตาและสมองของสัตว์ปรับการรับรู้ของเราตามแสงโดยรอบ
ในเกมที่เดิมพันสูงในการเลือกคู่ครอง ขนนกเพียงตัวเดียวที่ไม่ค่อยเป็นสีฟ้าอาจเพียงพอที่จะปิด Bird of Paradise ตัวเมียได้ เห็นได้ชัดว่า Birds of Paradise เพศเมียชอบเพศผู้ที่มีขนสีดำสนิท ในขณะที่ผู้หญิงเลือกเพศผู้ที่น่าประทับใจที่สุดเพื่อผสมพันธุ์ยีนขนนกอันตระการตาเหล่านั้นจะถูกส่งต่อไปยังคนรุ่นต่อๆ ไป ในขณะที่ยีนของผู้ชายที่สง่างามน้อยกว่าที่ผู้หญิงมองข้ามไปนั้นไม่ใช่ การเลือกทางเพศขับเคลื่อนวิวัฒนาการไปสู่ขนนกสีดำสนิท
วิวัฒนาการไม่ใช่กระบวนการที่เป็นระเบียบและสอดคล้องกัน การแข่งขันด้านอาวุธเชิงวิวัฒนาการสามารถสร้างนวัตกรรมที่ยอดเยี่ยมได้ บางทีขนนกสีดำสนิทเหล่านี้ที่มีโครงสร้างจุลภาคอันเป็นเอกลักษณ์สามารถสร้างแรงบันดาลใจให้กับแผงโซลาร์เซลล์ที่ดีขึ้นหรือสิ่งทอใหม่ได้ในที่สุด ปีกผีเสื้อสุดดำมีแล้ว วิวัฒนาการมีเวลาหลายล้านปีให้คนจรจัด เรายังต้องเรียนรู้อีกมากจากวิธีแก้ปัญหา
Dakota McCoy เป็นนักศึกษาระดับปริญญาเอกด้านชีววิทยาเชิงอินทรีย์และวิวัฒนาการที่มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด บทความนี้มีเนื้อหาเกี่ยวกับThe Conversationสล็อตเว็บตรง / เคล็ดลับ
