แรง g คืออะไร?
ก่อนจะเข้าเรื่องขออธิบายคร่าวๆ ว่าแรง g คืออะไร …คำว่า แรง g ในทางฟิสิกส์ มันมาจากคำว่า gravity หรือ แรงโน้มถ่วง โดยแรงโน้มถ่วงบนโลกโดยทั่วไปจะเริ่มที่ 0g แน่นอนว่ามันสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตลอดเวลา อย่างเมื่อคุณขึ้นไปบนรถและในช่วงรถออกตัวแรง g ก็จะเพิ่มขึ้นไปที่ 1 หรืออาจมากกว่านั้น …และก็อย่างที่เห็นกันในหนังที่คนขับเครื่องบินเจ็ตอาจสลบเหมือด หากมันเร่งเร็วหรือการหยุดเร็วเกินไป … แรง g ก็ประมาณนี้
การทดลองแรงโน้มถ่วงกับตั๊กแตน
สิ่งที่นักวิจัยค้นพบจากการทดลองคือ แมลงอย่างตั๊กแตน ใช้เวลาเพียงเล็กน้อยในการปรับตัวให้เข้ากลับการเปลี่ยนแปลงของสภาวะแรงโน้มถ่วง พวกมันจะแข็งแรงขึ้น เมื่ออยู่ในแรงโน้มถ่วงที่เหมาะสม แต่! หากแรงโน้มถ่วงสูงเกินไป ตั๊กแตนก็จะอ่อนแอลง และอัตราการตายก็จะสูงขึ้นเช่นเดียวกัน
อย่างไรก็ตาม! การวิจัยนี้ได้แสดงให้เห็นถึงวิธีที่กระดูกภายนอกของแมลงสามารถปรับตัวให้เข้ากับสภาวะต่างๆ ได้ ซึ่งข้อมูลที่ได้มา เราอาจนำไปใช้เพื่อการพัฒนาวัสดุชีวภาพได้
โดยปกติสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม รวมทั้งมนุษย์อย่างเรา หากอยู่ในสภาพแวดล้อมที่ไร้น้ำหนักของสถานีอวกาศ ร่างกายจะสูญเสียความหนาแน่นของกระดูกและกล้ามเนื้อไป ในขณะที่พืชจะตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของแรงโน้มถ่วงได้ดีกว่า ไม่ว่าจะรุนแรงหรืออ่อนลงก็ตาม …แน่นอนว่าที่ผ่านมามนุษย์อย่างเราไม่สามารถทนแรงดึงดูดสูงได้เป็นเวลานาน
ขั้นตอนการทดลอง
ในการทดลองนักวิจัยได้ใช้อุปกรณ์หมุนเหวี่ยงที่ออกแบบมาเพื่อเหวี่ยงทุกสิ่งที่อยู่ภายใน จนทำให้เกิดแรงกดดันเพิ่มขึ้น ซึ่งจะไม่ต่างจากผลของการเพิ่มขึ้นของแรงโน้มถ่วง โดยอุปกรณ์นี้สามารถปรับความละเอียดของแรงโน้มถ่วงได้ตั้งแต่ 1G ไปจนถึง 8G
แมลงที่นำมาทดลองคือ ตั๊กแตนสายพันธุ์โลคัสต้า มิโกเรีย (Locusta migoria) มันเป็นตั๊กแตนขนาดใหญ่ ที่มีหน้าตาเหมือนตั๊กแตนปาทังก้า ซึ่งทั้งหมดเกือบโตเต็มวัย หลังจากการลอกคราบ จึงนำไปใส่ในเครื่องหมุนเหวี่ยง ซึ่งพวกมันยังคงอยู่ในสภาพอ่อนนุ่ม และในทุกสัปดาห์จะมีตั๊กแตนกลุ่มใหม่ถูกใส่ลงไป ในขณะที่กระดูกภายนอกของกลุ่มแรกๆ ก็แข็งตัวมากขึ้น
ในการทดลองนี้ได้จัดกลุ่มของตั๊กแตนออกเป็นสามกลุ่มคือ 3G 5G และ 8G และยังมีกลุ่มที่อยู่ในแรงโน้มถ่วงน้อย ซึ่งก็คือ 1G เพื่อให้สามารถเปรียบเทียบกับตั๊กแตนที่มีอยู่ได้ โดยเครื่องหมุ่นเหวี่ยงจะทำงานต่อเนื่อง โดยจะหยุดทุกๆ 3 วัน นานสุดครั้งละ 15 นาที เพื่อทำดูแลรักษาเครื่องมือ
และระหว่างนั้นก็ทำการตรวจสอบตั๊กแตนด้วย โดยอัตราการตายของตั๊กแตนค่อนข้างน่าสนใจ สำหรับกลุ่มควบคุม 1G อัตราการรอดชีวิต 76% แต่ในระดับ 3G กลับมีอัตรารอดชีวิตที่สูงกว่าคือ 81% แต่จะลดลงเหลือ 51% เมื่ออยู่ในระดับ 5G และเมื่อถึง 8G ก็เหลือเพียง 7% เท่านั้น
ดูเหมือนว่าในระดับ 3G ตั๊กแตนได้สร้างขาที่แข็งแรงมากกว่าระดับ 1G แต่ระดับ 5G และ 8G ความหนาแน่นกลับต่ำกว่า นอกจากนี้ระดับ 8G ยังสูญเสียมวลกายอีกด้วย
ด้วยสิ่งนี้! ได้บ่งชี้ถึงความสามารถในการปรับตัว ให้เข้ากลับภาระทางกลของวัสดุชีวภาพ ซึ่งก่อนหน้านี้เรารู้จักเฉพาะโครงกระดูกภายในและพืชชั้นสูงเท่านั้น แต่ดูเหมือนว่าตั๊กแตนและบางอาจเป็นสัตว์ขาปล้องทั้งหมดด้วยซ้ำ ที่มีความสามารถนี้ และเมื่อคำนึงถึงการวิวัฒนาการที่หลากหลาย ของโครงกระดูกภายนอกและโครงกระดูกในและพืช แรงดึงดูดที่เปลี่ยนแปลงในระดับต่างๆ นี้ อาจเป็นเส้นทางของวิวัฒนาการ จนสร้างสิ่งมีชีวิตอย่างที่เห็นในทุกวันนี้
