Cá mập dùng gì để định vị mùi?

Cá mập được biết đến là loài có khứu giác rất thính, một điều rất quan trọng để tìm ra thức ăn ở nhiều loài. Tuy nhiên, theo một nghiên cứu mới từ các nhà sinh vật học biển của trường đại học Boston, cá mập không thể sử dụng mỗi chiếc mũi của mình để định vị con mồi, mà chúng còn cần phải nhờ đến da của mình nữa – đặc biệt là ở hàng vẩy thứ 3.

Hàng vẩy thứ 3 (lateral line) là một bộ phận tất cả các loài cá đều sử dụng để dò, bằng độ nhạy tinh tế, các chuyển động và dao động trong nước xung quanh chúng. Theo nhóm nghiên cứu, điều này tương tự như cách con người cảm nhận luồng không khí bằng những sợi lông nhỏ trên mặt. Nhưng cho đến hiện giờ, người ta cũng chưa chứng minh được là hàng vẩy thứ 3 còn giúp các loài cá tìm ra các luồng mùi nữa.

“Các luồng mùi là một cấu trúc 3 chiều hoạt động mạnh và phức tạp được các nhiều loài động vật sử dụng để xác định vị trí của thức ăn, bạn tình và nơi ở. Tuy nhiên, bản thâm mùi không có các tính chất định hướng nên động vật phải sử dụng nhiều loại giác quan khác nhau để lấy thông tin định hướng cho một mùi nào đó,” bà Jelle Atema, giáo sư sinh học của trường đại học Boston và đồng tác giả nghiên cứu này, phát biểu.

Nghiên cứu mới này đã kiểm tra sự đóng góp của hệ thống khứu giác, hàng vẩy thứ 3 và thị giác trong việc định vị và dò ra nơi có nguồn mùi ở loài cá nhám. Kết quả nghiên cứu, được đăng trong tạp chí Experimental Biology số ra ngày 1 tháng 6, đã chứng minh được loài cá mập này có khuyết tật rất lớn ở khả năng định vị nguồn phát ra mùi khi không có đủ thông tin nhận được từ hàng vẩy thứ 3 của chúng, đặc biệt là trong bóng tối.

Theo bà Atenma, vì hầu hết các luồng mùi phân tán mùi theo từng mảng nên cá định vị các nguồn mùi thông qua một cách thức được gọi là “hóa hướng động xoáy nước” nghĩa là dò tìm mùi và sự dao động trong nước cùng một lúc.

“Chúng ta có thể nhận thấy mùi và các xoáy nước xáo động trong đường rẽ nước có dầu sau một chiếc thuyền. Tương tự, một con vật di chuyển sẽ để lại dấu vết của các xoáy nước mang mùi của cơ thể nó,” bà Atema giải thích.

Trong máng nước dài 8 mét trong phòng thí nghiệm, bà Atema và bà Jayne Gardiner đã tạo ra hai luồng mùi với dòng nước mạnh song song nhau - một máng nước sử dụng mùi của mực ống và máng còn lại là nước biển không mùi. Các nguồn “rò rỉ” mùi của mực ống và nước biển không mùi có dòng nước chảy nhẹ được tách ra khỏi các nguồn nước chảy mạnh bằng cách đặt một viên gạch theo hướng dòng nước chảy ở mỗi nguồn rò rỉ mùi để tạo ra hai đường rẽ nước chảy mạnh với một trong hai đường, đường này hoặc đường kia, có mùi thức ăn. Điều này tạo ra bốn “mục tiêu” tách biệt nhau để cá mập định vị.

“Ngoài ra, chúng tôi còn kiểm tra các con cá mập trong hai điều kiện ánh sáng - huỳnh quang và hồng ngoại – và trong hai điều kiện giác quan – với hàng vẩy thứ 3 của chúng còn nguyên vẹn hoặc bị tổn thương do streptomycin,” bà Gardiner giải thích.

Theo các nhà nghiên cứu, streptomycin là một loại thuốc kháng sinh làm cản trở chức năng bình thường của “các tế bào lông” nhạy cảm hay các tế bào nhận cảm của hàng vẩy thứ 3. Với liều lượng cao, nó còn gây ra các vấn đề về thính giác và thăng bằng ở người, các giác quan mà cũng dựa trên tế bào lông.

Các con cá mập với hàng vẩy thứ 3 còn nguyên vẹn dành sự ưu tiên cho luồng mùi của mực ống hơn là nguồn nước biển không mùi, và cụ thể hơn nữa là dành sự ưu tiên cho nguồn mùi có dòng nuớc chảy mạnh hơn là nguồn chỉ có duy nhất một mùi. Sự ưu tiên dành cho luồng mùi và thời gian tìm kiếm mục tiêu không bị ảnh hưởng nhiều bởi điều kiện ánh sáng.

Trong ánh sáng, hàng vẩy thứ 3 bị tổn thương làm tăng thời gian tìm kiếm nhưng không ảnh hưởng đến tỉ lệ thành công hay sự ưu tiên dành cho luồng mùi. Tuy nhiên, những con cá bị tổn thương này không thể phân biệt giữa nguồn mùi có dòng nước chảy mạnh và nguồn chỉ có duy nhất một mùi. Trong bóng tối, thời gian tìm kiếm của những con cá bị tổn thương hàng vẩy thứ 3 còn tăng lên nhiều nữa và rất ít con cá định vị được một trong các mục tiêu và chúng cũng không thể phân biệt được giữa nguồn mùi của mực ống và nguồn nước biển không mùi, chứ đừng nói chi đến là định vị được mục tiêu.

“Các kết quả này cho thấy, cá mập cần dùng cả cơ quan khứu giác và hàng vẩy thứ 3 để tìm kiếm chính xác và thành công các đường rẽ nước mang mùi và và sự trợ giúp của cơ quan thị giác có thể cải thiện việc tìm kiếm thức ăn khi không có được thông tin từ hàng vẩy thứ 3,” ba Atema phát biểu. Các kết quả này thật thú vị. Chúng giúp cho chúng ta hiểu được sự định hướng của các loài cá dưới nước và giúp cho việc phát triển các phương pháp chế tạo những phương tiện tự động dưới nước.

Thanh Vân