Đinh Văn Khương
Senior Member
Thủy sinh vật định hướng trong không gian như th
Các sinh vật định hướng trong không gian như thế nào? Chúng ta biết rằng các sinh vật có thể di cư đi rất xa để kiếm thức ăn hoặc là sinh sản, đặc biệt sự di cư của chúng được thực hiện theo một tuyến đường rất chính xác. Vậy, làm sao chúng biết được là chúng đang ở đâu và đang làm gì. Trước khi một loài động vật có thể di chuyển thành công từ nơi này tới nơi khác, chúng phải định hướng được mình trong không gian và theo thời gian.
Hoạt động của đồng hồ sinh học dựa theo nhịp điệu của cơ thể theo chu kỳ ngày đêm và theo những khoảng thời gian dài hơn là một trong những nhân tố quan trọng của quá trình định hướng. Rất nhiều các nhân tố của môi trường là những tín hiệu giúp chúng thích nghi và “cài đặt” lại nhịp điệu cho chính mình. Một trong những tín hiệu quan trọng nhất chính là độ dài của ngày. Nó thay đổi một cách tuần hoàn theo các mùa khác nhau. Bên cạnh đó là nhiệt độ nước, nguồn thức ăn tự nhiên sẵn có cũng là những tín hiệu cho sự di chuyển theo mùa.
Các nhà khoa học thấy rằng, sự định hướng trong không gian dường như phức tạp hơn so với định hướng theo thời gian. Thú và chim dựa vào các đặc điểm có thể nhận dạng được trên mặt đất để định hướng. Cá voi xám khi di cư cũng sử dụng những tín hiệu mặt đất mà chúng có thể nhìn thấy để định hướng. Chúng thường nhô đầu lên cao khỏi mặt nước
Một vài loài chim có khả năng ghi nhớ một cách chính xác những vùng xa lạ hoàn toàn. Keeton đã tìm ra bằng chứng cho thấy, bồ câu nhà có khả năng cảm nhận được chiều của từ trường trái đất. Khi Keeton gắn một nam trâm nhỏ ở cổ chim để làm nhiễu từ trường của trái đất, những con chim này đã không tìm được đường về nhà. Cá mập và cá đuối cũng có khả năng cảm nhận và phản ứng từ trường của trái đất. Nhưng khi nào chúng sử dụng khả năng này để định hướng chúng đang ở đâu trong đại dương thì vẫn còn là một ẩn số.
Một vài loài chim có khả năng định hướng trong đêm nhờ một vài ngôi sao. Các thông tin trực tiếp từ vị trí các vì sao, mặt trăng và mặt trời cũng có thể có vai trò trong sự di cư của những động vật biển nhưng chỉ khi chúng nhìn thấy bầu trời. Cá voi và rùa biển thường ngoi lên mặt để thở và có lẽ cũng để nhận nhữn tín hiệu từ mặt đất và từ các thiên thể. Nhưng những động vật bốn chân ở biển lại là những con vật “cận thị” trong không khí, và như vậy, rất khó có thể nhìn rõ bờ biển hoặc các vì sao.
Người ta biết rằng cá trình, cá hồi, cá mập và nhiều cá khác có khả năng dựa vào khứu giác. Những tiến bộ trong những thập kỷ qua về giải phẫu cơ thể đã tập hợp được những bằng chứng chứng tỏ cá hồi sử dụng những tín hiệu khứu giác để hỗ trợ chúng trong việc quay trở lại dòng sông mà chúng được sinh ra. Mỗi dòng sông và nhánh phụ lưu có mùi vị đặc trưng có khả năng nhận biết từ một khoảng cách rất xa ngoài biển. . Hardin- Joe cho rằng, những con cá hồi con đã ghi đậm mùi vị của dòng sông trong chuyến hành trình xuôi dòng ra biển. Khi trưởng thành, các tín hiệu này được chúng sử dụng để tìm đường quay lại nơi mà chúng được sinh ra.
Các nhà khoa học vẫn chưa tìm ra bản chất hóa học của các “mùi vị” này. Tuy nhiên những “mùi vị” này bị khuếch tán khi ra tới biển và không thể có được một nồng độ đủ lớn để trợ giúp cho cá hồi di cư trở lại. Vậy, cái gì là “cột chỉ đường” cho những con cá này di cư trở lại, trong khi chúng ở dưới mặt nước?
Dòng nước chính là một trong những tín hiệu ổn định nhất ở đại dương. Các hình thức di cư của các loài cá và động vật biển khác dường như liên quan chặt chẽ tới các dòng chảy. Nhưng làm sao chúng có thể phát hiện ra được tốc độ và chiều hướng của dòng chảy khi mà chúng chẳng nhìn thấy mặt nước cũng như mặt đáy biển? Gradient nhiệt độ và nồng độ muối được tìm thấy ở bên lề các dòng chảy cũng có thể được một số loài cá phát hiện, nhưng chỉ khi nó rời khỏi dòng chảy. Nhưng những bằng chứng cho thấy cá hồi, cá ngừ và cá trình trưởng thành thường di cư giữa dòng nước chứ không theo các “mép” của dòng chảy.
Tốc độ và chiều hướng dòng chảy rất khó phát hiện từ bề mặt. Nhưng cá ở dưới bề mặt có thể phát hiện ra tốc độ và chiều của dòng chảy dựa vào s ự di chuy ển theo chi ều ngang của các loài phù du cũng như các chất lơ lửng. Trong đại dương, vận tốc nước thường giảm theo độ sâu. Cá ở gần đáy dòng chảy sẽ thấy các phần tử ở phía trên di chuyển theo chiều dòng chảy và ngược lại. Theo cách này thì chúng có thể định hướng được và di chuyển theo hướng dòng chảy hoặc ngược lại.
Các sinh vật định hướng trong không gian như thế nào? Chúng ta biết rằng các sinh vật có thể di cư đi rất xa để kiếm thức ăn hoặc là sinh sản, đặc biệt sự di cư của chúng được thực hiện theo một tuyến đường rất chính xác. Vậy, làm sao chúng biết được là chúng đang ở đâu và đang làm gì. Trước khi một loài động vật có thể di chuyển thành công từ nơi này tới nơi khác, chúng phải định hướng được mình trong không gian và theo thời gian.
Hoạt động của đồng hồ sinh học dựa theo nhịp điệu của cơ thể theo chu kỳ ngày đêm và theo những khoảng thời gian dài hơn là một trong những nhân tố quan trọng của quá trình định hướng. Rất nhiều các nhân tố của môi trường là những tín hiệu giúp chúng thích nghi và “cài đặt” lại nhịp điệu cho chính mình. Một trong những tín hiệu quan trọng nhất chính là độ dài của ngày. Nó thay đổi một cách tuần hoàn theo các mùa khác nhau. Bên cạnh đó là nhiệt độ nước, nguồn thức ăn tự nhiên sẵn có cũng là những tín hiệu cho sự di chuyển theo mùa.
Các nhà khoa học thấy rằng, sự định hướng trong không gian dường như phức tạp hơn so với định hướng theo thời gian. Thú và chim dựa vào các đặc điểm có thể nhận dạng được trên mặt đất để định hướng. Cá voi xám khi di cư cũng sử dụng những tín hiệu mặt đất mà chúng có thể nhìn thấy để định hướng. Chúng thường nhô đầu lên cao khỏi mặt nước
Một vài loài chim có khả năng ghi nhớ một cách chính xác những vùng xa lạ hoàn toàn. Keeton đã tìm ra bằng chứng cho thấy, bồ câu nhà có khả năng cảm nhận được chiều của từ trường trái đất. Khi Keeton gắn một nam trâm nhỏ ở cổ chim để làm nhiễu từ trường của trái đất, những con chim này đã không tìm được đường về nhà. Cá mập và cá đuối cũng có khả năng cảm nhận và phản ứng từ trường của trái đất. Nhưng khi nào chúng sử dụng khả năng này để định hướng chúng đang ở đâu trong đại dương thì vẫn còn là một ẩn số.
Một vài loài chim có khả năng định hướng trong đêm nhờ một vài ngôi sao. Các thông tin trực tiếp từ vị trí các vì sao, mặt trăng và mặt trời cũng có thể có vai trò trong sự di cư của những động vật biển nhưng chỉ khi chúng nhìn thấy bầu trời. Cá voi và rùa biển thường ngoi lên mặt để thở và có lẽ cũng để nhận nhữn tín hiệu từ mặt đất và từ các thiên thể. Nhưng những động vật bốn chân ở biển lại là những con vật “cận thị” trong không khí, và như vậy, rất khó có thể nhìn rõ bờ biển hoặc các vì sao.
Người ta biết rằng cá trình, cá hồi, cá mập và nhiều cá khác có khả năng dựa vào khứu giác. Những tiến bộ trong những thập kỷ qua về giải phẫu cơ thể đã tập hợp được những bằng chứng chứng tỏ cá hồi sử dụng những tín hiệu khứu giác để hỗ trợ chúng trong việc quay trở lại dòng sông mà chúng được sinh ra. Mỗi dòng sông và nhánh phụ lưu có mùi vị đặc trưng có khả năng nhận biết từ một khoảng cách rất xa ngoài biển. . Hardin- Joe cho rằng, những con cá hồi con đã ghi đậm mùi vị của dòng sông trong chuyến hành trình xuôi dòng ra biển. Khi trưởng thành, các tín hiệu này được chúng sử dụng để tìm đường quay lại nơi mà chúng được sinh ra.
Các nhà khoa học vẫn chưa tìm ra bản chất hóa học của các “mùi vị” này. Tuy nhiên những “mùi vị” này bị khuếch tán khi ra tới biển và không thể có được một nồng độ đủ lớn để trợ giúp cho cá hồi di cư trở lại. Vậy, cái gì là “cột chỉ đường” cho những con cá này di cư trở lại, trong khi chúng ở dưới mặt nước?
Dòng nước chính là một trong những tín hiệu ổn định nhất ở đại dương. Các hình thức di cư của các loài cá và động vật biển khác dường như liên quan chặt chẽ tới các dòng chảy. Nhưng làm sao chúng có thể phát hiện ra được tốc độ và chiều hướng của dòng chảy khi mà chúng chẳng nhìn thấy mặt nước cũng như mặt đáy biển? Gradient nhiệt độ và nồng độ muối được tìm thấy ở bên lề các dòng chảy cũng có thể được một số loài cá phát hiện, nhưng chỉ khi nó rời khỏi dòng chảy. Nhưng những bằng chứng cho thấy cá hồi, cá ngừ và cá trình trưởng thành thường di cư giữa dòng nước chứ không theo các “mép” của dòng chảy.
Tốc độ và chiều hướng dòng chảy rất khó phát hiện từ bề mặt. Nhưng cá ở dưới bề mặt có thể phát hiện ra tốc độ và chiều của dòng chảy dựa vào s ự di chuy ển theo chi ều ngang của các loài phù du cũng như các chất lơ lửng. Trong đại dương, vận tốc nước thường giảm theo độ sâu. Cá ở gần đáy dòng chảy sẽ thấy các phần tử ở phía trên di chuyển theo chiều dòng chảy và ngược lại. Theo cách này thì chúng có thể định hướng được và di chuyển theo hướng dòng chảy hoặc ngược lại.
