ผีเสื้อที่บินข้ามทวีป! ตัวเล็กไม่ถึง 1 กรัม แต่เดินทางไกลกว่า 4,000 กิโลเมตร

ลองนึกภาพสัตว์ที่หนักเพียงประมาณครึ่งกรัม มีปีกบาง ๆ แค่สองคู่ แต่สามารถบินจากแคนาดาและตอนเหนือของสหรัฐฯ ลงไปถึงภูเขากลางประเทศเม็กซิโกได้

มันคือ ผีเสื้อจักรพรรดิ หรือ Monarch butterfly (Danaus plexippus) เจ้าของหนึ่งในการอพยพที่น่าทึ่งที่สุดในโลกของแมลง บางตัวเดินทางได้ไกลถึง ประมาณ 4,000 กิโลเมตร และที่น่าประหลาดยิ่งกว่าคือ มันมี “เข็มทิศ” มากกว่าหนึ่งระบบซ่อนอยู่ในร่างกาย 

✦ เกิดมาไม่เคยไปเม็กซิโก แล้วรู้ทางได้ยังไง?

ช่วงฤดูใบไม้ร่วง ผีเสื้อ Monarch ทางฝั่งตะวันออกของเทือกเขาร็อกกีจะทยอยออกจากพื้นที่ใน แคนาดาและสหรัฐอเมริกา แล้วบินลงใต้ไปยังป่าเฟอร์โอยาเมลบนภูเขาสูงในรัฐ Michoacán และ Estado de México

เรื่องที่ชวนสงสัยคือ ผีเสื้อรุ่นที่กำลังเดินทางลงใต้ ไม่ใช่ตัวเดิมที่บินขึ้นเหนือในฤดูใบไม้ผลิ การเดินทางกลับขึ้นเหนือเกิดขึ้นต่อเนื่องหลายชั่วรุ่น แต่รุ่นที่เกิดช่วงปลายฤดูร้อนกลับสามารถออกเดินทางหลายพันกิโลเมตรไปยังพื้นที่จำศีลของบรรพบุรุษได้ ทั้งที่ตัวมันเองไม่เคยไปที่นั่นมาก่อน 

✦ เข็มทิศหลักของมันคือ “ดวงอาทิตย์”

Monarch ไม่ได้อาศัยสนามแม่เหล็กโลกตลอดการเดินทางตามที่หลายคนเข้าใจ

ระบบนำทางหลักของมันคือ time-compensated sun compass หรือเข็มทิศดวงอาทิตย์ที่ชดเชยตามเวลา ผีเสื้อดูตำแหน่งของดวงอาทิตย์บนท้องฟ้า แล้วใช้ “นาฬิกาชีวภาพ” ช่วยคำนวณว่าช่วงเวลานั้นควรบินไปทางใด

นาฬิกาสำคัญส่วนหนึ่งอยู่บริเวณ หนวด ของมันด้วย นักวิจัยพบว่าหนวดมีบทบาทในการจับเวลาที่จำเป็นต่อการใช้ดวงอาทิตย์นำทาง

✦ ถ้าวันไหนเมฆบังดวงอาทิตย์ล่ะ?

ตรงนี้เองที่ความสามารถอีกอย่างเริ่มทำงาน

งานวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature Communications ปี 2014 แสดงว่า Monarch สามารถใช้ สนามแม่เหล็กโลกเป็นเข็มทิศสำรอง ในช่วงที่มองไม่เห็นทิศทางจากแสงอาทิตย์ เช่น วันที่ท้องฟ้ามีเมฆปกคลุม 

นักวิทยาศาสตร์นำผีเสื้ออพยพเข้าเครื่องจำลองการบิน แล้วสร้างสนามแม่เหล็กขึ้นรอบตัว เมื่อกลับทิศองค์ประกอบแนวดิ่งของสนามแม่เหล็ก ผีเสื้อก็เปลี่ยนทิศการบินไปเกือบ 180 องศา

นี่เป็นหลักฐานสำคัญว่าพวกมันสามารถรับรู้ มุมเอียงของสนามแม่เหล็กโลก และนำข้อมูลนั้นมาใช้รักษาทิศทางระหว่างการอพยพได้ 

✦ ที่แปลกกว่านั้น “เข็มทิศแม่เหล็ก” ต้องใช้แสงด้วย

ฟังดูย้อนแย้ง เพราะถ้าใช้สนามแม่เหล็กแล้ว ทำไมยังต้องใช้แสง?

การทดลองพบว่าเข็มทิศแม่เหล็กของ Monarch ทำงานได้ดีเมื่อมีแสงในช่วง อัลตราไวโอเลต-A และสีน้ำเงิน ประมาณ 380–420 นาโนเมตร

นักวิจัยยังพบหลักฐานว่า หนวดของผีเสื้อ มีส่วนเกี่ยวข้องกับระบบตรวจจับแม่เหล็กที่ไวต่อแสงนี้ด้วย

เพราะฉะนั้น วันที่มีเมฆไม่ได้หมายความว่าต้องมืดสนิท แม้จะมองตำแหน่งดวงอาทิตย์ไม่ชัด แสงบางช่วงความยาวคลื่นยังผ่านเมฆลงมา และช่วยให้ระบบเข็มทิศแม่เหล็กทำงานได้

✦ สนามแม่เหล็กพามันไปถึง “ต้นไม้ต้นเดิม” ได้เลยหรือ?

งานวิจัยล่าสุดระบุว่า Monarch ใช้สนามแม่เหล็กเป็น เข็มทิศบอกทิศทาง ได้ แต่ยังไม่พบหลักฐานว่ามันมี “แผนที่แม่เหล็ก” ละเอียดพอที่จะบอกตำแหน่งป่าจำศีลเฉพาะแห่งในเม็กซิโกได้ด้วยสนามแม่เหล็กเพียงอย่างเดียว

มันน่าจะต้องใช้ข้อมูลอื่นร่วมด้วย ทั้งอุณหภูมิ ภูมิประเทศ กลิ่น และสัญญาณจากสภาพแวดล้อม เพื่อรู้ว่าเมื่อไรควรหยุดการเดินทาง

✦ ปลายทางคือป่าที่เต็มไปด้วยผีเสื้อนับล้าน

เมื่อถึงฤดูหนาว Monarch จำนวนมหาศาลจะรวมกลุ่มกันบนต้น oyamel fir (Abies religiosa) บนภูเขาสูงของเม็กซิโก

บางกิ่งมีผีเสื้อเกาะแน่นจนแทบมองไม่เห็นเปลือกไม้ เมื่ออากาศอุ่นขึ้นในตอนกลางวัน พวกมันนับพันนับหมื่นจะกางปีกสีส้มแล้วบินขึ้นพร้อมกัน จนทั้งป่าดูเหมือนเต็มไปด้วยใบไม้สีส้มที่มีชีวิต

สิ่งที่เกิดขึ้นทุกปีจึงน่าทึ่งตรงที่สัตว์ตัวเล็กซึ่งไม่มี GPS ไม่มีแผนที่ และไม่เคยเห็นปลายทางมาก่อน สามารถเดินทางข้าม แคนาดา สหรัฐฯ และเม็กซิโก เป็นระยะทางหลายพันกิโลเมตรได้

และเมื่อดวงอาทิตย์หายไปหลังเมฆ มันยังมี สนามแม่เหล็กของโลกเป็นเข็มทิศสำรอง คอยบอกว่า ทิศใต้ยังอยู่ทางไหน