กั้งตั๊กแตนทำลายเปลือกหอยด้วยหมัดเร็วแค่ไหน

* รูปภาพใช้เพื่อประกอบเนื้อหาเท่านั้น อาจไม่ใช่ภาพเหตุการณ์จริงหรือภาพจริงจากเรื่องในบทความ ขอบคุณภาพประกอบจาก https://graphic.in.th

บนพื้นทรายของแนวปะการัง กั้งตั๊กแตนสีสดตัวหนึ่งหยิบหอยทากขึ้นมาวางกับก้อนหิน แล้วขาคู่หน้าทรงค้อนก็สะบัดออกไปเร็วเกินกว่าตาจะตามทัน เปลือกที่แข็งอยู่ก่อนหน้าเริ่มร้าว ทั้งที่เจ้าของหมัดมีขนาดเพียงไม่กี่เซนติเมตร

กั้งตั๊กแตน หรือ mantis shrimp ไม่ใช่กุ้งแท้และไม่ใช่แมลงตั๊กแตน มันเป็นครัสเตเชียนกลุ่มสโตมาโทพอด หลายชนิดมีอวัยวะคู่หน้าดัดแปลงต่างกัน บางชนิดปลายแหลมใช้แทงปลา ส่วนกลุ่มที่ใช้ทุบเปลือกมีปลายมนแข็งคล้ายค้อน

ความเร็วระดับ 83 กิโลเมตรต่อชั่วโมงในน้ำ

การถ่ายภาพความเร็วสูงของกั้งตั๊กแตนสีรุ้งชนิด Odontodactylus scyllarus พบว่าปลายค้อนทำความเร็วได้ราว 12–23 เมตรต่อวินาที หรือประมาณ 43–83 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ขณะอยู่ใต้น้ำ การดีดเกิดจากระบบสปริงในเปลือก ล็อก และกล้ามเนื้อที่ค่อย ๆ เก็บพลังงานก่อนปลดออกในเวลาไม่กี่มิลลิวินาที

แรงไม่ได้มาจากกล้ามเนื้อที่หดตัวตรง ๆ เพียงอย่างเดียว ร่างกายมันทำงานคล้ายของเล่นที่กดสปริงไว้จนสุด แล้วปล่อยกลไกล็อกในจังหวะโจมตี งานทดลองวัดแรงกระแทกได้ตั้งแต่ 400 ถึง 1,501 นิวตัน ขึ้นกับตัวสัตว์และผิวที่ถูกทุบ

หอยจึงไม่ได้เจอแรงกระแทกครั้งเดียว การทดลองพบยอดแรงสองระลอกต่อการตีหนึ่งครั้ง ระลอกแรกคือค้อนกระแทกผิวเปลือก ระลอกถัดมาคือสิ่งที่เกิดในน้ำข้าง ๆ จุดชน

ฟองไอที่ยุบตัวกลายเป็นแรงซ้ำ

เมื่อค้อนเคลื่อนที่และสะท้อนกลับอย่างรุนแรง ความดันบริเวณนั้นลดลงจนเกิดฟองไอของน้ำ เรียกว่า cavitation ฟองนี้ก่อตัว ยุบตัว และเด้งกลับในเวลาเสี้ยวของมิลลิวินาที การถ่ายภาพความเร็วสูงและเซ็นเซอร์แรงยืนยันว่าการยุบตัวสร้างแรงกระแทกระลอกที่สองตามหลังการชนราว 390–480 ไมโครวินาที

พลังงานจากการยุบตัวปล่อยออกมาเป็นความร้อน เสียง และแสงจางมากในช่วงเวลาสั้นสุด ๆ ปรากฏการณ์แสงนี้เกี่ยวข้องกับการเรืองแสงจากฟองยุบตัว หรือ sonoluminescence แต่ไม่ใช่แฟลชสว่างที่นักดำน้ำจะเห็นได้ด้วยตาเปล่าในภาพจริง

ส่วนประโยคว่า “หมัดกั้งทำให้น้ำเดือดถึง 4,400 องศาเซลเซียส” ควรแยกออกจากข้อเท็จจริงที่วัดได้ ตัวเลขอุณหภูมิสูงมากมักถูกเล่าปะปนกับการศึกษาฟองคาวิเทชันของกุ้งดีดขัน และไม่ได้หมายความว่าน้ำทะเลรอบตัวกั้งตั๊กแตนร้อนถึงระดับนั้น ฟองมีขนาดเล็กมาก อายุสั้นมาก และความร้อนอยู่เฉพาะจุด

หมัดเดียวมีแรงช่วยซ้ำอีกครั้ง

งานวิจัยในวารสาร Journal of Experimental Biology วัดแรงจากการยุบตัวของฟองได้สูงสุด 504 นิวตัน ในบางการตีแรงจากฟองมีขนาดใกล้เคียงหรือมากกว่าแรงค้อนแรก การโจมตีจึงเหมือนมีแรงซ้ำตามมาติด ๆ หลังหมัดกระทบเปลือก

นี่คือเหตุผลที่กั้งตั๊กแตนสามารถแตกเปลือกหอยหรือครัสเตเชียนขนาดเล็กได้ แม้ตัวมันไม่ได้ใหญ่กว่าเหยื่อมากนัก สิ่งที่ทำลายเปลือกไม่ใช่ “น้ำเดือดทั้งทะเล” แต่เป็นค้อนชีวภาพความเร็วสูงร่วมกับฟองคาวิเทชันที่ยุบตัวตรงจุดเปราะของเปลือกภายในเวลาไม่ถึงหนึ่งมิลลิวินาที