เอาตาเขามาใส่ตาเรา ไปดูกันว่าสัตว์อื่นมองเห็นยังไง

80% ของการรับรู้โดยประสาทสัมผัสของคนเรา มาจากการมองเห็นผ่านดวงตา แต่ดวงตาบนโลกของเราไม่ได้มีแค่รูปแบบเดียว สัตว์นานาชนิดต่างมีดวงตาที่แตกต่างกันไปตามรูปแบบของวิวัฒนาการ ที่จะทำให้พวกมันอยู่รอดได้ในสิ่งแวดล้อม ดวงตาของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้เป็นแบบไหน มองเห็นภาพเป็นเช่นไร ไปพิสูจน์กันได้ในงานมหกรรมวิทย์

"มหัศจรรย์แห่งดวงตา" หนึ่งในนิทรรศการหลักของงานมหกรรมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ ประจำปี 2552 ที่ได้รับความสนใจจากผู้ร่วมงานจำนวนมาก และทีมข่าววิทยาศาสตร์ ASTVผู้จัดการออนไลน์ ได้เข้าร่วมชมและเก็บข้อมูลมาฝากกัน ตั้งแต่ดวงตาแรกของโลก วิวัฒนาการของดวงตา และดวงตาของสัตว์นานาชนิด

การมองเห็นของมนุษย์ช่วยให้เรารับรู้ได้มากถึง 80% จากประสาทสัมผัสทั้งหมดของเรา ดวงตาจึงเป็นอวัยวะที่สำคัญและมีการทำงานที่ซับซ้อนมาก ขณะเดียวกันก็เป็นอวัยวะที่บอบบางมากด้วย แต่เราก็มีเบ้าตา เปลือกตา และขนตา ช่วยปกป้องดวงตาของเราจากอันตรายต่างๆ

เมื่อแสงจากวัตถุสะท้อนเข้าสู่ตาของเรา อวัยวะที่เกี่ยวข้องกับการมองเห็นจะทำงานร่วมกันอย่างอัตโนมัติ และทำให้เราเห็นภาพของวัตถุนั้น ดวงตาจึงเป็นแบบอย่างของการทำงานของกล้องถ่ายภาพ แต่ก็ยากยิ่งที่กล้องถ่ายภาพใดจะมีประสิทธิภาพการทำงานอันซับซ้อนได้ทัดเทียมกับดวงตาของเรา

ตาคู่แรกของโลก รู้แค่มืดหรือสว่าง

ตาดวงแรกของโลก ถือกำเนิดขึ้นเมื่อประมาณ 540 ล้านปีที่แล้ว ในกลุ่มสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง ซึ่งนักวิทยาศาสตร์สันนิษฐานว่า ดวงตาแบบแรกของโลก สามารถรับรู้ได้เพียงความสว่างและความมืดเท่านั้น ซึ่งตาแบบ "อาย สปอต" (eye spot) ของพานาเลีย ก็จัดว่าเป็นแบบเดียวกับตาดวงแรกของโลก

ตาแบบ "อาย สปอต" ในยุคเริ่มแรกเริ่มมีลักษณะเป็นแบบแผ่น และค่อยๆ วิวัฒนาการไปเป็นแบบถ้วย ต่อมาจึงมีการพัฒนาเลนส์ตาขึ้น เพื่อให้รับภาพได้สมบูรณ์และมีประสิทธิภาพมากขึ้น จนกลายเป็นรูปแบบของดวงตาที่มองเห็นภาพและสีสันได้ชัดเจนอย่างในปัจจุบัน

ดวงตาหนึ่งในวิวัฒนาการเพื่อความอยู่รอด

ดวงตามนุษย์ เป็นเพียงรูปแบบหนึ่งของดวงตาสิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลก ที่ผ่านการวิวัฒนาการมาอย่างยาวนานเพื่อให้เหมาะสมกับการอยู่รอดในแต่ละสภาพแวดล้อม ดวงตาของสัตว์จึงมีหลายรูปแบบที่ต่างกันไป ทั้งขนาดและตำแหน่งของดวงตา แต่มีองค์ประกอบที่สำคัญเหมือนกัน หนึ่งในนั้นคือ เซลล์รับภาพ ได้แก่ เซลล์รับแสง และเซลล์รับสี โดยตาของสัตว์ที่หากินกลางคืนจะมีเซลล์รับแสงมาก ทำให้เห็นภาพได้ในที่มืด ส่วนสัตว์ที่หากินกลางวันจะมีเซลล์รับสีมากกว่า เพื่อให้แยกแยะสีของเหยื่อและศัตรูได้

ดวงตาขนาดใหญ่ ช่วยเพิ่มปริมาณของเซลล์รับแสงที่ช่วยรับแสงเข้าสู่ดวงตา จึงมักพบในสัตว์ที่หากินเวลากลางคืน หรืออาศัยอยู่ในที่ที่มีแสงน้อย เช่น นกฮูก ลิงลม

ตาที่อยู่ด้านข้าง ช่วยให้เห็นภาพมุมกว้างได้ทั้งด้านหน้าและด้านหลังโดยไม่ต้องหันหัว มักพบในสัตว์ที่เป็นผู้ถูกล่า เช่น ปลาขนาดเล็ก สัตว์กีบจำพวกเก้ง กวาง

ตาที่อยู่ด้านหน้า มักพบในสัตว์ที่ล่าเหยื่อเป็นอาหาร เพราะช่วยให้เห็นและกะระยะของเหยื่อได้ชัดเจน

ตาที่อยู่ด้านบน มักพบในสัตว์ที่หากินใกล้พื้นดิน เพื่อช่วยให้มองเห็นเหยื่อหรือศัตรูที่อาจมาเหนือหัวได้

ตาที่ค่อนไปทางด้านล่าง ช่วยให้มองเห็นเหยื่อที่อยู่ต่ำลงไปจากตัว เช่น นกยาง

ตาที่ค่อนไปทางด้านหลังของนกปากซ่อม ทำให้มองเห็นศัตรูที่มีจากด้านหลังได้ในขณะที่มันก้มหัวและทิ่มปากลงดินเพื่อหาอาหาร

โอ้โห! ตาแบบนี้ก็มีในโลก

งู ดวงตาที่ไร้เปลือก งูไม่มีเปลือกตา จึงหลับตาไม่ได้ ทำให้เราเห็นงูลืมตาโพลงอยู่ตลอดเวลา ซึ่งดวงตาที่เปิดกว้างอยู่ตลอดเวลาของงูนั้นมีเกล็ดใสครอบอยู่เพื่อปกป้องดวงตาเวลาที่เลื้อยลงไปใต้ดิน ขณะที่งูจำพวกงูเขียวหางไหม้ และงูเหลือม มีโครงสร้างรับสัมผัสที่เรียกว่า พิต ออร์แกน (Pit organ) อยู่ระหว่างดวงตากับจมูกช่วยเสริมการมองเห็นภาพ โดยรับสัมผัสคลื่นความร้อนจากตัวเหยื่อ และแปลข้อมูลจากความต่างของอุณหภูมิแวดล้อม ทำให้งูเชื่อมโยงการมองเห็นภาพด้วยดวงตา และความร้อนเข้าด้วยกัน จึงล่าเหยื่อได้ดีแม้ในยามกลางคืน

ตาวาฬและโลมา มีเยื่อหุ้มตาขาวหนา และมีกระจกตาหนา มีกล้ามเนื้อตามาก ช่วยปกป้องดวงตาเมื่ออยู่ใต้น้ำและน้ำเย็น เลนส์ตาเป็นทรงกลม ทำให้มองเห็นภาพใต้น้ำลึกที่มีแสงน้อยได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ตานกแสก, นกเค้าแมว มีดวงตา กระจกตา และรูม่านตาขนาดใหญ่ มีเซลล์รับแสงจำนวนมาก เพิ่มประสิทธิภาพในการมองเห็นได้ดีในที่มืด จึงรับรู้ได้ไวต่อการเคลื่อนไหวแต่ไม่ไหวต่อสี

ตาของนก นกเกือบทุกชนิดมีหนังตาแผ่นที่ 3 ที่เป็นเยื่อบางๆ คลุมดวงตาของนกไว้ ซึ่งคอยทำความสะอาดดวงตา และปกป้องดวงตาจากลมและแสงแดดในขณะบินโต้ลมแรง ส่วนนกที่ต้องดำน้ำหาอาหาร หนังตานี้จะช่วยกันน้ำได้ หนังตาพิเศษนี้จึงเปรียบเสมือนแว่นกันแดด แว่นกันลม และแว่นตาดำน้ำของนกก็ว่าได้

ตาแมงมุม แมงมุมกระโดดมีตาทั้งหมด 8 ดวง เพื่อช่วยในการล่าเหยื่อได้อย่างดีเยี่ยม ตารองด้านข้างและด้านบนของหัวช่วยหาตำแหน่งของเหยื่อได้ไวแม้ให้ภาพไม่ชัดเจนนัก เมื่อพบตำแหน่งเหยื่อแล้วจะใช้ตาหลักที่อยู่ด้านหน้าแยกแยะรายละเอียดเพื่อระบุตำแหน่งที่แน่ชัดอีกครั้งก่อนจู่โจม โดยมีตารองอีกชุดที่อยู่ใกล้กับตาหลักช่วยกะระยะได้อย่างแม่นยำ

หมึกยักษ์ สุดยอดดวงตาแห่งโลกสีคราม หมึกยักษ์เป็นสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังที่มีดวงตาพัฒนาสูงสุดในกลุ่มสัตว์น้ำ แต่ใกล้เคียงกับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่อาศัยในทะเล มีปมประสาทตาขนาดใหญ่ ดวงตาไวต่อแสงมากกว่ามนุษย์ 5 เท่า มองเห็นได้ดีในที่มืดอย่างใต้ทะเลลึกที่แสงอาทิตย์ส่องลงไปไม่ถึง และสามารถปรับโฟกัสของดวงตาได้

แมลงปอ ดวงตาในดวงตาดวงตาของแมลงปี มีขนาดใหญ่มากถึง 2 ใน 3 ของส่วนหัว เป็นตารวม 1 คู่ ประกอบด้วยเลนส์รูปหกเหลี่ยมขนาดเล็กจำนนหลายพันเลนส์เรียงต่อกันคล้ายรังผึ้ง คล้ายกับมีดวงตาขนาดเล็กจำนวนมากมารวมกันเป็นตาใหญ่ดวงเดียว แมลงปอจึงมองเป็นภาพจากเลนส์แต่ละส่วนมาประกอบเป็นภาพเดียวกัน คล้ายภาพจิ๊กซอหรือภาพโมเสก

เหยี่ยว นักล่าแห่งเวหา เหยี่ยวมีดวงตาขนาดใหญ่ที่ค่อนไปทางด้านหน้าของศีรษะ มองเห็นภาพได้ในมุมกว้าง มุมมองตรงกลางจะถูกขยายออกเพื่อมองเห็นเหยื่อได้ในระยะไกลเหมือนกับมองด้วยกล้องส่องทางไกล เห็นภาพแบบ 3 มิติ ที่มีความคมชัดทั้งภาพและสีสัน

นี่เป็นส่วนหนึ่งของมหัศจรรย์แห่งดวงตาของสัตว์โลก ที่ช่วยในการมองเห็นและเอาตัวรอดอยู่ได้ ในสภาพแวดล้อมที่ดำรงชีวิตอยู่ ภายในนิทรรศการมหัศจรรย์แห่งดวงตา ยังมีสัตว์อีกหลากหลายชนิดที่รอน้องๆ เยาวชน และผู้สนใจไปร่วมพิสูจน์กันว่าดวงตาของพวกเขามองเห็นได้เหมือนหรือต่างจากดวงตาของเราอย่างไร ไม่ว่าจะเป็นสุนัข ผึ้ง ปลา ม้า กิ้งก่า ตัวตุ่น กระทิง สัตว์เลื้อยคลาน วาฬ และโลมา

นอกจากนี้น้องๆ ยังจะได้เรียนรู้เทคโนโลยีที่ช่วยลดข้อจำกัดในการมองเห็นของมนุษย์ด้วย เช่น กล้องถ่ายภาพ กล้องจุลทรรศน์ กล้องโทรทรรศน์ และกล้องเพอริสโคพ หรือกล้องเรือดำน้ำนั่นเอง หากใครสนใจเรื่องของดวงตาและการมองเห็น ไปชมกันได้ในนิทรรศการชุดมหัศจรรย์แห่งดวงตา ที่งานมหกรรมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ ประจำปี 2552 ที่อิมแพ็ค เมืองทองธานี ฮอลล์ 2-8 ระหว่างวันที่ 8-23 ส.ค. 2552 เวลา 9.00-20.00 น.