BBC David Attenborough First Life 2 Conquest
ความเดิมจากตอนที่แล้วเราได้เห็นการกำเนิดของสัตว์จากสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว เมื่อ 600 ล้านปีก่อน และในตอนนี้เราจะได้สืบเสาะกันต่อว่าลักษณะพื้นฐานของสัตว์โลกต่างๆเกิดขึ้นมาเป็นครั้งแรกได้อย่างไร
โลกในอดีตไม่มีสัตว์หรือพืชอยู่บนบกด้วยซ้ำ สิ่งมีชีวิตยังคงอยู่กันในทะเล พวกที่เหมือนสัตว์กลุ่มแรกๆเคลื่อนที่ไม่ได้ และกินอาหารจากน้ำรอบตัว จนกระทั่งมีสัตว์ที่เคลื่อนที่และมีปาก วิวัฒนาการของสัตว์จึงได้เริ่มต้นขึ้นอย่างจริงจัง
ผู้บุกเบิกโลกของสัตว์ที่น่าทึ่งได้แก่สัตว์ขาปล้อง (arthropods) ที่มันมีตา ขา และเปลือกภายนอก มันยังเป็นสัตว์พวกแรกที่ขึ้นจากทะเลคลานไปตามพื้น และบินขึ้นสู่อากาศ
เทือกเขาร็อคกี้ ประเทศแคนาดา เป็นที่ซึ่งเราสามารถพบหลักฐานการอุบัติขึ้นของสรรพสัตว์อย่างรวดเร็วที่เกิดขึ้นในยุคแคมเบรียน หรือเมื่อ 542 ล้านปีก่อน (Cambrian explosion) ในระยะเวลา 10-20 ล้านปี สัตว์มีจำนวนชนิดมากขึ้น มีขนาดใหญ่ขึ้น และซับซ้อนมากขึ้น ซึ่งซากดึกดำบรรพ์ (fossil) ที่บริเวณ Burgess Shale เคยเป็นทะเลตื้นๆเต็มไปด้วยสิ่งมีชีวิต ซึ่งถูกทับถมโดยตะกอนอย่างรวดเร็ว และกลายเป็นหินตะกอนเช่นหินดินดาน (shale)
เมื่อเกือบร้อยปีที่แล้วนักวิทยาศาสตร์สถาบันสมิทโซเนียน (Smithsonian) สำรวจพื้นที่บริเวณนี้ของเทือกเขาร็อคกี้ และได้พบกับซากดึกดำบรรพ์ของสิ่งมีชีวิตที่เขาไม่เคยเห็นมาก่อนเลยในชีวิต (นาทีที่ 4:46) ซึ่งกลายเป็นหนึ่งในตัวอย่าง (specimen) ทั้งกว่า 65,000 ชิ้นที่พบจาก Burgess Shale
Burgess Shale เป็นหนึ่งพื้นที่ในโลกที่เงื่อนไขของการทำให้เกิดซากดึกดำบรรพ์นั้นสมบูรณ์ยิ่ง แม้ขนาดว่าสัตว์มีร่างกายอ่อนนุ่ม ก็ยังหลงเหลือเป็นซากดึกดำบรรพ์ที่สมบูรณมากให้เราศึกษาได้ในยุคปัจจุบัน แต่สิ่งมีชีวิตที่พบจากที่นี่ ดูเหมือนมีรูปร่างลักษณะที่เราคุ้นเคย แต่มันเป็นสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างจากสิ่งมีชีวิตที่เรามีอยู่ในปัจจุบันมากทีเดียว
ซากดึกดำบรรพ์หนึ่งในสกุล Opabinia แสดงให้เห็นว่ามันดำรงชีวิตอยู่อย่างไรในอดีตกาล มันเป็นซากของสัตว์ที่มีปีกและหางที่กว้าง มันไม่มีขา ที่ทำให้เชื่อว่ามันคงว่ายน้ำมากกว่าคลานอยู่บนพื้น ที่ส่วนหัวของมันน่าจะมีตาถึง 5 ดวง มีขนาดคล้ายเห็ดขนาดเล็ก และมีงวง (probosis) มันเหมือนกับเป็นการทดลองทางวิวัฒนาการที่เอาส่วนต่างๆ แปลกๆ มาใส่ร่วมกันไว้ในสัตว์ตัวเดียว และ Opabinia ไม่ใช่ตัวประหลาดเพียงตัวเดียวของที่นี่
สัตว์ชนิดต่อมาอยู่ในสกุล Wiwaxia ที่ตอนแรกนักวิทยาศาสตร์คิดว่ามันเป็นไส้เดือนแบบหนึ่ง แต่ต่อมาเราเชื่อว่ามันเป็นหอยพวกแรกๆที่อุบัติขึ้นบนโลก
นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าการอุบัติขึ้นมามากมายของสัตว์แปลกๆเหล่านี้ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน และไม่เคยเกิดอีกหลังจากนี้ ซึ่งเราอยากรู้ว่ากำเนิดของความหลากหลายนี้มีสาเหตุมาจากอะไร โดยสิ่งแรกที่ต้องทำคือศึกษาสัตว์แปลกๆเหล่านี้ว่ามันมีลักษณะอย่างไร เพื่อที่จะได้รู้ว่ามันดำรงชีวิตอยู่อย่างไรในอดีต ซึ่งก็ไม่ใช่เรื่องง่าย
สัตว์อีกตัวหนึ่งดูเหมือนจะมีห้าขา มีพูอะไรสักอย่างบนหลังสำหรับหาอาหาร ถึงขนาดว่าที่ผู้ค้นพบคิดว่าเห็นภาพหลอนและตั้งชื่อมันว่า Hallucigenia เมื่อเวลาผ่านไป เราก็เข้าใจว่าดูมันผิดข้าง แท้จริงแล้วขาห้าขาคือหนามบนหลังสำหรับป้องกันตัว แล้วทำไมมันต้องมีวิวัฒนาการของสิ่งที่จะใช้ป้องกันตัว และมันป้องกันตัวมันจากใคร?
ใครคือผู้ล่าของทะเลในยุคนี้? คำตอบมาจากซากดึกดำบรรพ์ที่นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าเป็นของสิ่งมีชีวิตอื่นๆคนละตัวกัน แต่แท้จริงแล้วมันมาจากสัตว์ชนิดเดียวกัน ชิ้นแรกเป็นกุ้งไร้หัว ที่แท้จริงแล้วน่าจะเป็นกรงเล็บของสัตว์ผู้ล่า สิ่งที่คล้ายขากุ้งก็น่าจะเป็นหนามสำหรับจับเหยื่อ สิ่งที่เห็นเหมือนแมงกระพรุน แท้จริงแล้วน่าจะเป็นปาก และภายในนั้นอาจจะมีฟันที่แหลมคมอยู่ด้วย จนเมื่อนักวิทยาศาสตร์พบซากดึกดำบรรพ์อีกชิ้นหนึ่ง พวกเขาจึงสามารถประติดประต่อผู้ล่าแห่งยุคขึ้นมาได้ว่าเป็นสัตว์ที่มีปีกสำหรับว่ายน้ำ มีหาง มีกรงเล็บ และมีปากพร้อมฟัน และได้ชื่อว่า Anomalocaris ซึ่งแปลว่ากุ้งประหลาด
Anomalocaris ในตอนนี้กลายเป็นผู้ล่าขนาดใหญ่แห่งท้องทะเลในยุคนั้น มันมีขนาดได้เป็นเมตร มีแผ่นปีกและหางที่ทำให้ว่ายน้ำได้เร็ว มันคล้ายกันตัวอะไรในปัจจุบันหรือไม่ Prof. Justin Marshall ศึกษาสัตว์ที่คล้าย Anomalocaris ที่ชาวประมงในปัจจุบันเรียกมันว่า thumb splitter หรือกั้งบ้านเรานั่นเอง (mantis shrimp) ซึ่งมีบรรพบุรุษหน้าตาคล้ายกันนี้อุบัติขึ้นเมื่อ 400 ล้านปีที่แล้ว
เมื่อเปรียบเทียบ Anomalocaris กับกั้งจะพบว่ามันมีอะไรบางอย่างที่คล้ายกันเช่นกรงเล็บที่จะใช้ในการจับเหยื่อได้
สิ่งที่ผู้ล่าอย่างมันและกั้งต้องมีคือสายตาที่ดี (มีตัวรับแสงสีถึง 12 แบบ มนุษย์เรายังมีเพียง 3 แบบเท่านั้น) มีความเร็วที่ยอดเยี่ยม มันจู่โจมเหยื่อได้เร็วประหนึ่งลูกปืน และขนาดที่ใหญ่กว่าเหยื่อของมัน หากถามว่าทำมันมันต้องวิวัฒนาการจนมีลักษณะแบบนี้ คำตอบก็คือเพื่อให้มันสามารถจับเหยื่อกินเป็นอาหารได้นั่นเอง
เมื่อผู้ล่าอุบัติขึ้นในทะเลยุคแคมเบรียนแล้ว สัตว์ที่ตกเป็นเหยื่อก็มีวิวัฒนาการไปในรูปแบบของการป้องกันตัวจากผู้ล่าต่างๆนาๆ เช่น Opabinia ที่มีห้าตา Hallucigenia ที่มีหนามบนหลัง
ผู้เชี่ยวชาญสิ่งมีชีวิตดึกดำบรรพ์จาก Burgess Shale อย่างดร.จอน เบอร์นาร์ด คารอน ที่เชื่อว่าการอุบัติขึ้นของผู้ล่านำไปสู่ความหลากหลายของชีวิตในยุคแคมเบรียน ทำให้เกิดการแข่งขั้นกันระหว่างผู้ล่าและเหยื่อในแบบที่เราแข่งขันกันทางแสนยานุภาพอาวุธ (Arms race)
วิวัฒนาการระหว่างผู้ล่ากับเหยื่อ ทำให้เกิดวิวัฒนาการของเกราะป้องกันตัว (armor) สัตว์ดูดซับเอาหินปูนในน้ำทะเลเข้าไปเพื่อสร้างเปลือกป้องกันตัว ไม่ว่าจะเป็น Wiwaxia ที่คล้ายหอย หรือ Ammonite ที่เป็นบรรพบุรุษของหมึกและหอยงวงช้างในปัจจุบัน
สัตว์ขาปล้องกลุ่มหนึ่งสร้างแผ่นเปลือกย่อยๆปกคลุมร่างกาย ซึ่งในขณะเดียวกันนำไปสู่ความได้เปรียบอื่น เช่นใช้เป็นโครงค้ำจุนร่างกาย ยกตัวอย่างเช่นปูแมงมุม (spider crab) ใช้ไคติน (chitin) และหินปูน (calcium carbonate) ในการสร้างเปลือก ที่ไม่ว่าจะเป็นแมงมุม แมลง กิ้งกือ ตะขาบ นั้นต่างก็มีเปลือกแบบนี้ และบรรพบุรุษของมันนั้นก็อยู่ในทะเลมาตั้งแต่ยุคแคมเบรียน สอดคล้องกับการที่พบซากดึกดำบรรพ์ทั้งหมดของ Burgess Shale นั้นมีถึง 50% ที่เป็นสัตว์ขาปล้องไม่แบบใดก็แบบหนึ่ง
ใกล้ยอดเขาสตีเฟน มีก้อนหินที่แทบทุกก้อนมีไตรโลไบต์อยู่ (trilobite) พวกมันอุบัติขึ้นในตอนต้นของยุคแคมเบรียน และในระยะเวลา 250 ล้านปีต่อจากนั้น พวกมันได้เพิ่มจำนวน และความซับซ้อนจนกลายเป็นไตรโลไบต์รูปร่างต่างๆมากมาย
ที่เทือกเขาแอทลาสทางตอนใต้ ในประเทศโมรอคโค ที่ซึ่งมีเนินเขาที่เต็มไปด้วยซากดึกดำบรรพ์ของมัน ที่มีความหลากหลายของรูปลักษณ์ที่แตกต่าง และการขุดมันมาขาย กลายเป็นอุตสาหกรรมย่อมๆเลยทีเดียว ด้วยอายุกว่า 150 ล้านปีหลังยุคของ Burgess Shale หินบริเวณนี้มีความแข็ง และไตรโลไบต์มีไม่มากนัก แต่เมื่อเจอมันแล้ว มันมักจะเป็นไตรโลไบต์ที่มีความพิเศษ และอาจต้องใช้เวลานานมากในการเตรียมตัวอย่างขึ้นโดยผู้เชี่ยวชาญก่อนทำการศึกษา อาจต้องใช้เครื่องกรอฟันของหมอฟันในการเตรียมรายละเอียดที่เล็กจิ๋วของซากดึกดำบรรพ์เหล่านี้เลยทีเดียว
หลังจากที่ได้สกัดเอาเศษหินออกไปจนเหลือเพียงรูปร่างของไตรโลไบต์แล้ว สิ่งที่เราเห็นคือไตรโลไบต์ที่มีเปลือกนอกแสดงรูปร่างที่หลากหลาย ทำให้มันอาศัยอยู่ในแหล่งอาศัยที่หลากหลายเช่นเดียวกันสัตว์ขาปล้องที่เป็นอยู่ในปัจจุบัน
เรารู้จักไตรโลไบต์แล้วกว่า 50,000 ชนิด และอาจจะมีมากกว่าที่รอคอยการค้นพบ
ด้วยโครงร่างแข็งภายนอกของมัน ทำให้มันกลายเป็นซากดึกดำบรรพ์ให้เราพบได้ง่าย นอกจากนี้มันยังบอกอีกว่าสมัยที่มันยังมีชีวิตอยู่นั้นเป็นอย่างไร เราพบว่าไตรโลไบต์ม้วนตัวเป็นก้อนกลมอยู่ก็มาก ซึ่งน่าจะเป็นท่าป้องกันตัวของมัน เช่นเดียวกันที่ตัวกะปิ (woodlice) ในปัจจุบันทำได้ แต่ด้วยท่าทางแปลกๆของเหล่าไตรโลไบต์ที่พบที่เนินแห่งนี้ นักวิทยาศาสตร์สัณนิษฐานว่าพวกมันถูกโคลนถล่มใส่และกลิ้งลงสู่ความลึกก่อนจะถูกฝังทั้งเป็น กลายเป็นซากดึกดำบรรพ์จนกระทั่งถูกค้นพบโดยมนุษย์ในปัจจุบัน
ศ.ริชาร์ด ฟอร์ทีย์ เป็นผู้เชี่ยวชาญเกี่ยวกับไตรโลไบต์ มาที่โมรอคโคเพื่อศึกษาไตรโลไบต์ และคิดว่าความสำเร็จของไตรโลไบต์มาจากเปลือกนอกของมัน (exoskeleton) ซึ่งบ้างก็ปกป้องตัวเองจากหนาม บ้างก็แบนเป็นแผ่นติดกับพื้น บ้างก็หนาและปกคลุมด้วยเม็ดเล็กๆ ก่อนที่จะแผ่กระจายพันธุ์ไปตามระบบนิเวศต่างๆ
ที่พิพิธภัณฑ์เออฟูด มีไตรโลไบต์อยู่นานาชนิด และนอกจากที่เราได้เห็นความหลากหลายของมันจากเปลือกนอกแล้ว สิ่งที่ไตรโลไบต์มีและน่าจะทำให้ประสบความสำเร็จขนาดนี้คือดวงตา ที่ไม่ใช่ตาแบบง่ายที่บอกเพียงแค่มืดหรือสว่าง แต่พวกมันมีตาที่ซับซ้อนเพียงพอที่จะสร้างภาพของสิ่งแวดล้อมรอบตัวขึ้นมาได้เป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์การวิวัฒนาการของสัตว์โลก
ตาของสัตว์มีหลายแบบ ตาของมนุษย์เป็นเนื้อเยื่อ ในขณะที่ตาของไตรโลไบต์นั้นทำมาจากหิน ในที่นี้เราพบว่าเลนส์ตาของมันทำจากแร่แคลไซต์ (calcite) ซึ่งเป็นคริสตัลของหินปูน ซึ่งน่าจะเป็นสัตว์ชนิดเดียวที่ใช้แร่แบบนี้เป็นเลนส์ตา มันยังมีถ้วยบรรจุเลนส์นี้เพื่อช่วยปรับโฟกัสภาพ บางคนบอกว่ามันสามารถสร้างภาพสิ่งแวดล้อมรอบตัวแบบมีมิติได้เพื่อใช้ในการเข้าหาเหยื่อ เช่นเดียวกับที่ตามนุษย์และผู้ล่าอื่นทำได้เช่นกันในปัจจุบัน
การที่มีตาขนาดโดยรวมใหญ่มากวนไปรอบตัวทำให้เชื่อได้ว่ามันไม่ได้คลานอยู่บนพื้นทะเล แต่ว่ายน้ำอยู่สูงกว่าพื้นทะเล และตาที่มีอยู่โดยรอบทำให้เห็นภาพการเคลื่อนไหวของสิ่งรอบตัวได้ 360 องศาเลยทีเดียว
นอกจากนี้เรายังบอกอะไรได้อีกมากจากลักษณะตาของไตรโลไบต์แบบต่างๆ ยกตัวอย่างเช่นไตรโลไบต์ที่มีตาอยู่บนป้อม ทำให้คิดได้ว่ามันอยู่ในน้ำค่อนข้างขุ่น แต่มีแสงพอมองเห็นได้ อีกตัวหนึ่ง มีตาอยู่บนป้อมเหมือนกัน แต่มีลักษณะเหมือนที่กันแดด แสดงว่ามันอยู่ในน้ำตื้นมีแสงสว่างรอบด้าน การมีที่กันแดดป้องกันไม่ได้แสงจ้าทำให้ตาพร่า อีกตัวหนึ่งมีตาขนาดเล็ก ซึ่งคงลดรูปลงไปเพราะมันคงอาศัยอยู่ในที่ที่ไม่ต้องใช้การมองเห็น เช่นอยู่ในโคลน เหมือนกับสัตว์ที่อยู่ในถ้ำอันมืดมิดจึงไม่ต้องใช้ตามาก ตาจึงค่อยๆลดรูปไปตามกาลเวลา อีกตัวหนึ่งมีตาอยู่บนก้าน มันอาจอยู่ในโคลน และมีเพียงตาที่โผล่ขึ้นมามองระวังภัย
บางตัวมีโครงสร้างประหลาดแบบที่นักวิทยาศาสตร์ก็ยากที่จะคาดเดาหน้าที่ของโครงสร้างเหล่านั้นได้
ไตรโลไบต์มีตัวที่โตมากอาจยาวถึงหนึ่งเมตร ซึ่งเป็นเพราะมันอยู่ในทะเลที่หนาวเย็น และสัตว์ที่อยู่ในที่หนาวเย็นมักจะมีตัวใหญ่ ไตรโลไบต์ยักษ์ถูกค้นพบในแอฟริกาที่ซึ่งเคยอยู่ตรงตำแหน่งของขั้วโลกใต้มาก่อนในเวลาที่ไตรโลไบต์มีชีวิตอยู่นั้น
ไตรโลไบต์มีญาติที่ตัวโตใหญ่กว่ามันอีก แต่หายากและไม่ค่อยสมบูรณ์เท่าใดนักเวลาค้นพบ ตัวอย่างหนึ่งที่สมบูรณ์พอถูกเก็บไว้ที่ Edinburgh’s National Museum ในประเทศสก็อตแลนด์ มันคือ Pterygotus anglicus (นาทีที่ 4:10) ซึ่งเป็นพวก Eurypterid หรือแมงป่องทะเล (sea scorpion) หรือแมงป่องน้ำยักษ์ (giant water sorpion) เป็นตัวอย่างของสัตว์ทีมีโครงร่างแข็งภายนอกที่จะเติบโตได้ถึงขนาดนี้
ในช่วงเวลาของมันนั้นแมงป่องน้ำยักษ์นี้อาจโตได้ถึง 2.5 เมตร ซึ่งประมาณเอาจากก้ามที่ใหญ่ที่สุดที่เราค้นพบ มันน่าจะเป็นอสูรร้ายของท้องทะเล ดำรงชีวิตเป็นผู้ล่าขนาดใหญ่ และครองโลกอยู่เมื่อกว่า 420 ล้านปีมาแล้ว
ในขณะที่ในทะเลเต็มไปด้วยสัตว์น้อยใหญ่ แต่บนบกกลับไร้ซึ่งสัตว์โลก มีเพียงพืชรูปลักษณ์ง่ายๆอยู่บนบกเท่านั้นในเวลานี้ แต่แหล่งอาหารบนบกนี้ก็น่าสนใจไม่น้อยในทะเลที่เต็มไปด้วยคู่แข่ง แต่การขึ้นบกนั้น จำเป็นต้องหาทางป้องกันไม่ให้ตัวแห้ง และต้องหาทางที่จะหายใจบกให้ได้ ซึ่งคงไม่ใช่เรื่องง่ายสำหรับสัตว์ที่อาศัยอยู่ในน้ำ
สัตว์โบราณที่ไม่ต้องเคลื่อนที่อาจใช้ออกซิเจนที่ละลายอยู่ในน้ำ แต่เมื่อมันเริ่มเคลื่อนที่ได้และมีกิจกรรมต่างๆเพิ่มขึ้น สัตว์ต้องหาทางเอาออกซิเจนที่มีในน้ำมาใช้ให้มากและเร็วขึ้น ทำให้เกิดอวัยวะที่ช่วยในการหายใจ เช่นเหงือก (gill) แต่เหงือกทำงานไม่ได้ถ้ามันแห้ง ดังนั้นหาสัตว์ในเวลานั้นต้องการมีชีวิตอยู่บนบก มันจะต้องมีวิธีการหายใจแบบใหม่
เรากลับไปที่แหล่งของสิ่งมีชีวิตในอดีตอย่าง Burgess Shale และพบว่ามีซากดึกดำบรรพ์ของสัตว์ที่น่าจะเป็นบรรพบุรุษของสิ่งมีชีวิตที่ขึ้นบกเป็นครั้งแรก ตัวมันนั้นมีชื่อว่า Aysheaia แต่เราไม่ต้องจินตนาการว่ามันหน้าตาเป็นยังไง เพราะปัจจุบันนี้ยังมีสัตว์ที่เหมือนกับมันมีชีวิตอยู่ตามป่าเขตร้อน ไม่เว้นแม้กระทั้งป่าในรัฐควีนสแลนด์ของประเทศออสเตรเลีย
เรากำลังมองหาสัตว์ที่หากินเวลากลางคืน ใช้เวลาหากินอยู่ใต้ขอนไม้ผุพัง ซึ่งอาจจะอยู่ใต้เปือกไม้…ซี่งเรียกว่าหนอนกำมะหยี่ (velvet worm) อยู่ในสกุล Peripatus มันอาจจะเป็นชีวินคงสภาพดึกดำบรรพ์ชนิดหนึ่งก็ได้ (living fossil) เพราะมันเหมือนกับสิ่งที่เราเห็นเป็นซากดึกดำบรรพ์ก่อนหน้านี้ ในตอนแรกเราอาจจะเห็นมันเป็นหนอน แต่การที่มันมีขาด้วย ทำให้มันเหมือนเป็นสิ่งมีชีวิตที่อยู่กึ่งกลางระหว่างหนอนกับแมลง
ซากดึกดำบรรพ์ของ Aysheaia แสดงให้เห็นว่ามันอยู่ในทะเล แต่สำหรับ Peripatus แล้ว มันดำรงชีวิตอยู่บนบก เมื่อสังเกตดูด้านข้างของลำตัว จะพบว่ามีรูอยู่ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งที่ทำให้มันหายใจบนบกได้ และมันคงเป็นสิ่งมีชีวิตในกลุ่มแรกๆที่ขึ้นมาอยู่บนกได้เมื่อนานมาแล้ว
การที่ Peripatus ไม่เปลี่ยนแปลงไปเลยในเวลาที่ผ่านมา เพราะมันมีสิ่งที่แตกต่างไปจากสัตว์ขาปล้องอื่นๆ แทนที่มันจะมีเปลือกแข็ง มันกลับมีผิวหนังปกคลุมร่างกาย การมาอยู่บนบกโดยปราศจากโครงร่างค้ำจุน ทำให้มันโตมากไม่ได้ และมันยังต้องระวังไม่ให้ตัวแห้งเกินไป ทำให้มันต้องอาศัยอยู่ในที่ที่ชื้นแฉะเท่านั้น เมื่อเปรียบเทียบกับแมงป่อง ซึ่งเป็นลูกหลานของแมงป่องน้ำยักษ์ จะเห็นได้ว่าแมงป่องมีเปลือกค้ำจุนภายนอกที่ปกป้องมัน และช่วยค้ำจุนให้มันโตใหญ่โดยไม่ต้องกลัวตัวแห้งได้
แล้วเมื่อไหร่กันที่สัตว์ขาปล้องพร้อมโครงร่างแข็งถึงได้ขึ้นมาอยู่บนบก?
กลับไปที่ซากดึกดำบรรพ์ที่เราพบ มีตัวอย่างหนึ่งที่พบที่อ่าวโควี่ ในประเทศสกอตแลนด์เมื่อปีค.ศ. 2004 ภายใต้กล้องจุลทรรศน์เราจะเห็นส่วนของร่างกายที่เป็นปล้อง ขา และรูอากาศที่เรียกว่าสไปราเคิล (spiracle) ที่ทำให้หายใจได้บนบก และถ้ามันตกน้ำไป มันก็จมน้ำตายได้ มันจึงเป็นสัตว์ชนิดแรกที่ขึ้นมาอยู่บนบกได้จริง เมื่อ 428 ล้านปีที่แล้ว
แล้วมันเป็นสัตว์พวกไหนกัน?
สัตว์ขาปล้องที่มีหลายขาในปัจจจุบันเหมือนกับในซากดึกดำบรรพ์ที่ได้ส่องกล้องจุลทรรศน์ดูกันไปก่อนหน้านี้มีอยู่สองประเภท อย่างแรกคือกิ้งกือ (millipede) และตะขาบ (centipede) ซึ่งขณะนี้เป็นที่รู้กันว่าบรรพบุรุษของพวกมัน เป็นสัตว์กลุ่มแรกที่ขึ้นมาอยู่บนบกได้ และประสบความสำเร็จอย่างงดงามในเวลาต่อมา
กลับมาดูว่าพวกมันประสบความสำเร็จอย่างไรกันที่หมู่บ้านชาวประมงชื่อว่าเครล เมื่อไปที่ชายหาดจะพบซากดึกดำบรรพ์ของไม้ซึ่งเป็นญาติกับหญ้าถอดปล้อง (horsetail) อายุกว่า 335 ล้านปี สูงกว่า 90 ฟุต และบริเวณนี้เมื่อยุคคาร์บอนิเฟอรัส (Carboniferous) มันเป็นป่าผืนใหญ่บนทวีปที่ติดกัน พร้อมปลดปล่อยออกซิเจนมหาศาลขึ้นสู่บรรยากาศ
ชายหาดนี้มีหินทรายอยู่มาก ซึ่งได้บันทึกร่องรอยของสัตว์ดึกดำบรรพ์ที่เคยเดินผ่านมันมาก่อน เราจะเห็นรอยเดินของสัตว์ไปทางนู้นที ไปทางนี้ที แต่ละรอย มีสองแนว แต่ละแนวมีรอยบุ๋มลงไป แสดงว่ามันมีขาเยอะแยะสองแถว และทำให้เราจินตนาการได้ว่าสัตว์ที่เดินบนพื้นทรายแฉะเมื่ออดีตกาล ณ ตำแหน่งนี้น่าจะเป็นกิ้งกือยักษ์ ที่อาจจะเป็นกิ้งกือยักษ์ที่ยาวประมาณ 1.5 เมตร และประกอบด้วย 26-28 ปล้อง
Arthropleura เป็นชื่อของกิ้งกือยักษ์ที่อาจยาวได้ถึง 2.5 เมตร และน่าจะเป็นสัตว์ขาปล้องบกที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยค้นพบกันมา ปริมาณออกซิเจนในบรรยาศของยุคคาร์บอนิเฟอรัสมีมากถึง 35% ในขณะที่สมัยนี้เรามีออกซิเจนในบรรยากาศเพียง 21% เท่านั้น ซึ่งทำให้สัตว์สามารถโตใหญ่ได้
แต่การที่มีตัวใหญ่ไม่ใช่หนทางเดียวสู่ความยิ่งใหญ่ เพราะในป่าเขตร้อนของยุคคาร์บอนิเฟอรัส สัตว์ขาปล้องบนบกได้วิวัฒนาการไปในหลายทิศทาง บ้างก็คล่องแคล่วงว่องไว และเพื่อให้เป็นเช่นนั้นพวกมันตัวสั้นลง มีขาน้อยลง เช่นมีเพียงหกขาดังที่เราเห็นในพวกตัวสามง่าม (silverfish) และตัวสามง่ามป่า (bristletail)
สัตว์ขาปล้องบางกลุ่มวิวัฒนาการจนมีปีก และบินขึ้นสู่อากาศได้เป็นพวกแรก ยกตัวอย่างเช่นแมลงปอยักษ์ Meganeura ปีกกว้าง 3 ฟุต แต่เมื่อป่าตายลง ออกซิเจนลดลง สัตว์ยักษ์เหล่านี้ก็สูญพันธุ์ไป แต่มันชดเชยด้วยการรวมตัวกันของแมลงขนาดเล็กจนเป็นรังหรือโคโลนีขนาดใหญ่ เช่นปลวกที่อยู่กันเป็นกลุ่มใหญ่ พวกมันก็ยังคงครอบครองสิ่งแวดล้อม ในลักษณะของซูเปอร์ออร์กานิสซึม และยังเป็นสัตว์ที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดบนโลก พวกมันวิวัฒนาการไปอยู่ทั่วโลก และมีจำนวนสปีชีส์มากมาย กว่า 80% ของสัตว์ที่เรารู้จักต่างก็เป็นสัตว์ขาปล้อง
ท่ามกลางสิ่งมีชีวิตสารพัดสาระเพที่ Burgess Shale ยังมีซากดึกดำบรรพ์เล็กๆ แต่มีความสำคัญยิ่งใหญ่ โดยเฉพาะต่อมนุษย์เรา เพราะมันคือสิ่งมีชีวิตที่เริ่มมีกระดูกสันหลัง (backbone) ให้เห็น
สัตว์คล้ายหนอนตัวเล็กๆนี้มีชื่อว่า Pikaia ที่ไม่ได้มีอาวุธเพื่อการล่า ไม่ได้มีเกราะไว้ป้องกันตัว แต่ภายในตัวมันมีแกนลำตัวที่จะให้กำเนิดกระดูกสันหลัง ที่พบในสัตว์มีกระดูกสันหลังทั้งหลายรวมถึงมนุษย์เราด้วย มันให้กำเนิดปลาที่ดำรงชีวิตอยู่ในน้ำ ในเวลาต่อมาวิวัฒนาการนำไปสู่สัตว์ที่ผิวหนังเปียกชื้นและขึ้นมาอยู่บนบกได้อย่างสัตว์สะเทินน้ำสะเทินบก (amphibian) และบางกลุ่มได้กลายเป็นสัตว์ที่มีเกล็ดที่ปกป้องมันจากการสูญเสียน้ำได้ จนทำให้มันสามารถไปครอบครองระบบนิเวศที่แห้งแล้งได้ และจากนั้นพวกมันได้ให้กำเนิดนก และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม เราใช้ปอดในการหายใจ และใช้เลือดในการส่งออกซิเจนไปทั่วร่างกาย
สัตว์ที่มีโครงร่างแข็งอยู่ภายในตัว มีข้อได้เปรียบเหนือกว่าพวกที่มีโครงร่างแข็งภายนอก หากลองเปรียบเทียบแรดกับด้วงกว่าง ที่มีโครงร่างแข็งภายนอกดู จะพบว่ามันก็แข็งแรงมาก มันยกน้ำหนักที่หนักกว่าตัวมันได้ถึง 850 เท่า แต่ปัญหาก็คือมันตัวโตมากกว่านี้ได้ยาก หากมันต้องการโตขึ้น มันต้องลอกคราบ และระหว่างนั้นมันจะไม่มีอะไรปกป้องตัวเอง นอกจากนี้เมื่อมันโตขึ้นมากๆ ร่างกายมันจะไม่สามารถรับน้ำหนักตัวเองได้อีกต่อไป
สัตว์มีกระดูกสันหลังเองก็มีวิวัฒนาการเพื่อให้มีลักษณะต่างๆแบบเดียวกับสัตว์ขาปล้อง เช่นการมีฟัน การมีขา การมีเปลือก ตา และปีก เพื่อที่จะยึดครองแหล่งอาศัยที่หลากหลายต่างๆบนโลกนี้
การเดินทางของเรื่องนี้ เริ่มจากป่าชาร์นวูดใกล้บ้านในวัยเด็ก และทำให้ต้องเดินทางไปตามประวัติการวิวัฒนาการของสัตว์โลกกว่า 600 ล้านปี ได้เห็นหลักฐานของการครองโลกของสัตว์เซลล์เดียวจนกระทั่งยุคน้ำแข็งทำให้เกิดสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ขึ้น
สัตว์หลายกลุ่มอาจดำรงสปีชีส์อยู่ได้เป็นล้านปี แต่ในที่สุดพวกมันก็จะสูญพันธุ์ไป และถูกแทนที่ด้วยสปีชีส์ใหม่ที่ปรับตัวได้ดีกว่า มีเพียงสัตว์บางกลุ่มที่อยู่รอดและให้กำเนิดลูกหลายหลากหลายสายพันธุ์ดังที่อาศัยอยู่บนโลกในปัจจุบัน
ชีวิตกำเนิดขึ้นในทะเล จนกระทั่งขึ้นมาบนบก แต่สิ่งมีชีวิตที่กำเนิดขึ้นมาบนโลกนี้ ต่างก็เกิดขึ้นมาได้จากจุดเริ่มต้นของชีวิตในทะเลนั่นเอง
My Biology 