หิ่งห้อย

มนุษย์ได้เห็นหิ่งห้อยมาตั้งแต่สมัยดึกดำบรรพ์ และคงคิดว่ามันเป็นแมลงมหัศจรรย์ เพราะสามารถเปล่งแสงได้ การไม่รู้ธรรมชาติที่แท้จริงของมันทำให้คนโบราณมีตำนานเรื่องเล่าเกี่ยวกับหิ่งห้อยมากมาย เช่น ถ้าแสงหิ่งห้อยเข้าตา ตาจะบอด หรือถ้าหิ่งห้อยบินเข้าบ้านใคร ในวันรุ่งขึ้นบ้านนั้นจะมีคนตาย หรือคนเกิดหนึ่งคน หรือมิฉะนั้นก็จะมีเพื่อนเก่ามาเยี่ยมเยือนในอีกไม่นาน

ชาวอินโดนีเซียบนเกาะ Nias เชื่อว่าเวลาคนจะตาย วิญญาณของคนป่วยจะออกจากร่างในรูปของหิ่งห้อยด้วยเหตุนี้หมอผีที่รักษาคนป่วยจึงวิ่งไล่ตามจับหิ่งห้อยมาวางที่หน้าผากคนป่วย แล้วสวดมนต์ขอให้ผู้ป่วยมีสุขภาพดี ตำราจีนชื่อ Shih Ching ที่มีอายุประมาณ 3,000 ปี ได้กล่าวถึงหิ่งห้อยว่าเป็นแมลงที่มีการกะพริบแสงเป็นจังหวะ ประวัติศาสตร์จีนมีเรื่องเล่าเกี่ยวกับ Che Yin ว่า ในวัยเด็กครอบครัวมีฐานะยากจนมาก แม่ไม่มีเงินซื้อตะเกียงให้ Che Yin อ่านหนังสือ Che Yin จึงต้องใช้วิธีจับหิ่งห้อยใส่ขวดเพื่ออาศัยแสงจากหิ่งห้อยในการเรียนหนังสือในเวลากลางคืน ส่วนคนญี่ปุ่นก็นับถือหิ่งห้อยว่าเป็นวิญญาณของนักรบผู้กล้าหาญที่ได้เสียสละชีพเพื่อชาติ ดังนั้น คนญี่ปุ่นจึงปล่อยให้หิ่งห้อยบินไปมาโดยไม่รบกวนมันเลย

หิ่งห้อยเป็นแมลงอยู่ใน phylum Arthropode (คำนี้ในภาษากรีกแปลว่า ขาเป็นปล้อง) เอกลักษณ์ที่โดดเด่นของสัตว์ในไฟลัมนี้คือลำตัวไม่มีกระดูก หิ่งห้อยถูกจัดอยู่ในชั้น Insecta ซึ่งเป็นชั้นที่ประกอบด้วยแมลงทุกชนิด คือมีขา เขาและหายใจอากาศ ลำตัวแบ่งเป็น 3 ส่วนคือ หัว อก และท้อง หิ่งห้อยเจริญเติบโตโดยเริ่มจากไข่ หนอน ดักแด้ จนโตเต็มที่ การที่หิ่งห้อยอยู่ในอันดับ Coleoptera เพราะมันมีปีก 2 ชุดที่ซ้อนทับกันคือ ปีกนอกแข็ง สำหรับป้องกันตัว ส่วนปีกในนุ่มกว่า ตาหิ่งห้อยเป็นตาประกอบ เพราะประกอบด้วยเลนส์ขนาดเล็กมากมายเรียงรายทำให้สามารถเห็นได้หลายทิศทางพร้อมกัน หนวดของหิ่งห้อยช่วยในการดมกลิ่น นักชีววิทยาจัดหิ่งห้อยอยู่ในวงศ์ Lampyridae เวลาหิ่งห้อยตัวเมียวางไข่ มันจะวางครั้งละหลายร้อยฟองบนดิน กิ่งไม้หรือใบหญ้าในระหว่างเดือนมิถุนายนถึงกรกฎาคม และเมื่อวางไข่แล้ว หิ่งห้อยตัวเมียจะไม่หวนกลับมาดูแลไข่อีก ไข่หิ่งห้อยเรืองแสงได้เล็กน้อย เมื่อเวลาผ่านไปราว 3 สัปดาห์ ไข่จะฟักเป็นหนอน แต่ส่วนใหญ่จะไม่รอดเพราะหนอนมักถูกฝนตกซัดจนน้ำท่วมตาย หรือไม่ก็ถูกสัตว์อื่นกิน หนอนที่รอดชีวิตจะอยู่นิ่งในเวลากลางวัน และออกหากินในเวลากลางคืน โดยมันจะกินอาหารนาน 1-2 ปี เพื่อเปลี่ยนสภาพเป็นดักแด้ จากนั้นมันก็จะฝังตัวใต้ดินเพื่อพักผ่อน และงอกปีก เมื่อปีกสมบูรณ์หิ่งห้อยก็จะออกจากที่ซ่อนเป็นหิ่งห้อยเต็มตัว พฤติกรรมประหลาดอย่างหนึ่งของหิ่งห้อยที่โตเต็มที่คือ การไม่กินอาหาร นอกจากน้ำค้างบนใบหญ้าใบไม้ ดังนั้น ชีวิตมันจึงสั้นคืออยู่ได้นานเพียง 3 อาทิตย์ แล้วมันก็ตาย

เอกลักษณ์สำคัญประการหนึ่งของหิ่งห้อย Photinus pyralis คือพฤติกรรมกะพริบแสง โดยเฉพาะตัวผู้จะบินฉวัดเฉวียนและกะพริบแสงทุก 1-2 วินาที ส่วนตัวเมียไม่บิน แต่ชอบเกาะนิ่งบนใบหญ้า และจะกะพริบแสงก็ต่อเมื่อมันต้องการส่งสัญญาณรับรักจากตัวผู้เท่านั้น และทันทีที่ตัวผู้เห็นสัญญาณ มันก็จะบินตรงเข้าหาตัวเมีย การมีตาใหญ่ทำให้ตัวผู้สามารถรับแสงจากตัวเมียได้ ไม่ว่าตัวเมียจะส่งสัญญาณจากที่ใด หรือด้วยความเข้มที่น้อยนิดเพียงใด

Jean Henri Fabre เป็นนักชีววิทยาที่สนใจหิ่งห้อยมาก เขาเคยทดลองศึกษาว่าอะไรสามารถทำให้หิ่งห้อยหยุดกะพริบแสงได้ โดยได้ทดลองใช้ปืนยิงให้เสียงปืนข่มขู่หิ่งห้อยหยุดกะพริบแสงแต่ก็ไม่เป็นผล นอกจากนี้เขาได้เคยเอาน้ำราดและพ่นควันใส่ แต่หิ่งห้อยก็ยังคงกะพริบแสงต่อไปตามปกติ

ในปี พ.ศ. 2211 Robert Boyle ได้พบว่า ถ้าไม่มีออกซิเจน การกะพริบแสงของหิ่งห้อยก็ไม่มี ในปี 2430 นักสรีรวิทยาชาวฝรั่งเศสชื่อ Raphael Dubois ได้ทดลองนำหอยเรืองแสง Pholas dactyles มาสับให้ละเอียดแล้วเอาน้ำเย็นราด หลังการทดลองเขาได้พบว่า น้ำจะเรืองแสง แต่ถ้าเอาน้ำร้อนราด น้ำร้อนไม่เรืองแสง Dubois จึงอธิบายว่า การเรืองแสงเกิดจากโปรตีน luciferase ที่มีในสัตว์เรืองแสงทุกชนิด (Lucifer คือเทพแห่งแสงของชาวโรมัน) และน้ำเย็นไม่ทำลาย luciferase ในขณะที่น้ำร้อนทำลาย

ณ วันนี้ นักชีวเคมีรู้ดีว่าปรากฏการณ์เรืองแสงต้องการโปรตีน luciferase เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาระหว่าง luciferin กับ oxygen

ตามปกติเวลาเรานั่งกลางแดด ร่างกายจะรู้สึกอบอุ่นก่อน แล้วรู้สึกร้อนขึ้นๆ เมื่อเวลาผ่านไปนานๆ หรือเวลาเรานั่งข้างกองไฟ เราก็รู้สึกร้อนเช่นกัน เพราะแสงเป็นพลังงานชนิดหนึ่งที่สามารถแปรรูปเป็นพลังงานความร้อนได้ ร่างกายเราจึงรู้สึกร้อน ข้อสังเกตหนึ่งเกี่ยวกับแสงเหล่านี้ก็คือ ในกรณีดวงอาทิตย์ 1 ใน 3 ของพลังงานที่ดวงอาทิตย์ปลดปล่อยเป็นพลังงานแสง 2 ใน 3 เป็นพลังงานความร้อน กรณีหลอดไฟฟ้าจากพลังงานไฟฟ้าที่มันได้รับ 90% จะถูกเปลี่ยนไปเป็นความร้อน และ 10% เป็นพลังงานแสง ดังนั้น เวลาอยู่กลางแดดหรือเวลาเอามือจับหลอดไฟ เราจะรู้สึกร้อน นักวิทยาศาสตร์เรียกแสงประเภทนี้ว่า แสงร้อน ซึ่งตรงกันข้ามกับแสงเย็นที่ออกมาจากหิ่งห้อย เพราะ 90% ของพลังงานเคมีในตัวหิ่งห้อยจะถูกเปลี่ยนเป็นแสง และ 10% ที่เหลือถูกเปลี่ยนไปเป็นพลังงานความร้อน และนั่นก็หมายความว่า ถ้าเราต้องการจะให้แสงจากหิ่งห้อยร้อนเท่าแสงจากหลอดไฟ เราต้องใช้หิ่งห้อยถึง 1,000 ตัว และด้วยเหตุผลเดียวกันนี้ ถ้าเราเอามือโอบหิ่งห้อยเพียงตัวเดียว เราจะไม่รู้สึกร้อนมือเลย

หิ่งห้อยที่พบเห็นบ่อยมักให้แสงสีเหลือง เขียว เหลืองฟ้า และแดงส้ม และจังหวะการกะพริบแสงนั้น นักชีววิทยาได้พบว่า ขึ้นกับอุณหภูมิ เช่นที่อุณหภูมิ 21 องศาเซลเซียส ถ้ามันกะพริบนาทีละ 8 ครั้ง เวลาอุณหภูมิสูงขึ้นถึง 28 องศาเซลเซียส มันจะกะพริบ 15 ครั้งต่อนาที เป็นต้น อนึ่งนักชีววิทยาได้พบว่า หิ่งห้อยต่างชนิดกันชอบกะพริบแสงหลังพระอาทิตย์ตกในเวลาต่างกัน และถ้าวันใดอากาศสลัวหรือเมฆทึบ หิ่งห้อยจะเริ่มกะพริบแสงเร็ว เป็นต้น

ในปี พ.ศ. 2270 นักประวัติศาสตร์ Englebert Kaempfert ได้เขียนเล่าเหตุการณ์กะพริบแสงอย่างเป็นจังหวะจะโคนของฝูงหิ่งห้อยในประเทศไทย ในหนังสือ The History of Japan ว่า ตามป่าต้นโกงกางที่ขึ้นบริเวณฝั่งแม่น้ำ เป็นระยะทางยาวประมาณ 400 เมตร เขาได้เห็นหิ่งห้อยจำนวนเรือนหมื่นกะพริบแสงเป็นจังหวะอย่างน่าอัศจรรย์ใจ

ปรากฏการณ์แสงสามัคคีนี้ S.H. Strogatz แห่งสถาบัน MIT (Massachusetts Institute of Technology) ในสหรัฐอเมริกาได้อธิบายว่า เกิดจากการปรับพฤติกรรมของหิ่งห้อยแต่ละตัวเข้าสู่กัน จนได้พฤติกรรมกลุ่มของหิ่งห้อยทั้งฝูง

ในรายงาน Proceeding of The National Academy of Sciences เมื่อเร็วๆ นี้ A.A. Szalay แห่ง Boyce Thompson Institute for Plant Research ที่มหาวิทยาลัย Cornell ในสหรัฐอเมริกา ได้ทดลองนำยีน (gene) 2 ตัวจากจุลินทรีย์ Vibrio harveji ที่อาศัยอยู่ในน้ำทะเลใส่ในต้นยาสูบ เพราะยีนดังกล่าวมีเอนไซม์ luciferase ดังนั้น จึงปรากฏว่าต้นยาสูบเรืองแสงได้ ซึ่งก็ไม่เหมือนกับ Burning Bush (ต้นไม้ที่ลุกเป็นไฟ) ที่ Moses เห็นบนเขา Sendi ขณะเข้าเฝ้าพระเจ้าแน่

สุทัศน์ ยกส้าน ภาคีสมาชิก ราชบัณฑิตยสถาน