Lươn Điện Và Những Đòn Tấn Công Nhảy

Trong một truyền thuyết, nhà thám hiểm và tự nhiên học nổi tiếng Alexander von Humboldt đã thuật lại 1 trận chiến kịch liệt giữa ngựa và lươn điện (electric eel) mà ông đã chứng kiến trong 1 chuyến thực địa (field trip) đến Amazon. Tuy nhiên, mãi hai trăm năm sau vẫn không có báo cáo khoa học nào  về hành vi tương tự trên lươn điện, cho thấy rằng có lẽ von Humbolt đã phóng đại.

Stieler,_Joseph_Karl_-_Alexander_von_Humboldt_-_1843
Nhà thám hiểm và tự nhiên học Alexander von Humboldt (1769-1859). Nguồn : Wikipedia

Năm ngoái, nhà sinh vật học, giáo sư sinh học Kenneth Cathania thuộc Đại Học Vanberbilt đã vô tình phát hiện ra rằng: dưới điều kiện nhất định, những con lươn điện ông đang nghiên cứu sẽ phản kháng thậm chí kịch liệt hơn von Humboldt mô tả: Khi bị dồn ép bởi 1 đối tượng đe dọa bị ngập 1 phần dưới nước, chúng thường sẽ tấn công bằng cách nhô lên mặt nước, dán chặt cằm lên một bên đối tượng và phóng 1 luồn sốc điện.

Ông đã khái quát mô tả về hành vi này, đánh giá hiệu quả của nó và giải thích lợi thế tiến hóa nó cung cấp cho lươn điện trong bài viết “Leaping eels electrify threats supporting von Humboldt’s account of a battle with horses,” (Các mối đe dọa của lươn điện ủng hộ truyền thuyết về trận chiến với ngựa của von Humboldt) công bố tuần này trên ấn phẩm đầu Proceedings of the National Academy of Sciences.

Ông nói: “Lần đầu tiên tôi đọc câu chuyện của von Humboldt, tôi đã nghĩ nó hoàn toàn kỳ lạ. Tại sao lươn điện tấn công ngựa thay vì bơi tránh xa chúng?”

Nhà sinh vật học nuôi những con lươn điện trong một bể lớn. Ban đầu, ông sử dụng 1 cái lưới với viền kim loại và tay cầm để chuyển con lươn từ vị trí này sang vị trí khác. “Nhìn lại, nó không phải thiết kế tốt nhất để sử dụng với lươn điện” ông thừa nhận. Tuy nhiên, nó là sự lựa chọn tình cờ. Khi ông ấy vớt con lươn điện lớn ông tìm thấy như mọi lần, con lươn ngừng cố gắng trốn cái lưới và tấn công nó bằng cách nhô lên mặt nước trong khi dùng cằm gắn chặt vào tay cầm, cùng lúc phát ra nguồn điện cao áp. (Lúc ấy ông mang găng tay cao su nên không bị sốc.)

Trong nghiên cứu trước, Catania đã tìm ra rằng lươn điện đánh giá rằng các chất dẫn điện nhỏ là những con mồi (prey). Trong trường hợp lưới có viền kim loại, những con lươn dường như “hiểu” rằng chất dẫn điện lớn nổi lên từ mặt nước là kẻ săn mồi (predator) tiềm năng. Catania mô tả rằng hành vi phòng thủ (defensive behavior) của lươn điện là “gây sốc cả nghĩa đen và nghĩa bóng” như “thà giết lầm còn hơn bỏ sót.”

humboldt-horse-electric-eel
Truyền thuyết của Alexander von Humboldt về trận chiến giữa ngựa và lươn điện. Nguồn: Iinternational Business Time

Nghiên cứu trước đây của Catania cũng đã cho thấy khi lươn tấn công một con cá đang bơi tự do, chúng sẽ tung ra một cú vô-lê điện cao tần (high-frequency volley) gồm các xung nhịp chỉ vài mili-giây, điều này không làm nóng con cá lên mà sẽ kích thích các dây thần kinh kiểm soát các cơ và làm cho chúng co lại ­­ làm con mồi “đông cứng” bằng cơ chế giống như một TASER (súng bắn điện). Dĩ nhiên, giống như TASER, các xung điện của con lươn cũng không tránh khỏi việc kích hoạt các dây thần kinh cảm giác gây đau. Gây đau đớn cho con mồi là việc không mấy hữu ích, nhưng như một hàng rào bảo vệ bằng điện, nó là cách duy nhất để xua đuổi kẻ thù đi săn.

Catania đã thiết kế một loạt các thí nghiệm chuyên dụng để xác định điều gì đang xảy ra với hành vi “cú nhảy sốc điện” (shocking leap) mới được miêu tả này

Đầu tiên, ông đã thấy rằng những con lươn không để tâm tới những thứ không dẫn điện, điều này có lý vì các vật sống điển hình đều dẫn điện.

Catania đã xác định được bản chất và lực mạnh của các xung điện do lươn tạo ra khi chúng nhảy lên vật dẫn điện bằng cách treo một vôn kế (voltmeter) và ampe kế (ammeter) vào một đĩa nhôm. Ông thấy rằng cả chỉ số vôn và ampe đều tăng mạnh khi con lươn nhảy bám cao hơn lên đối tượng.

Khi con lươn hoàn toàn nằm dưới nước, năng lượng các xung điện của nó được phân bổ đều trong nước. Tuy nhiên khi cơ thể con lươn vươn ra khỏi nước, dòng điện đi trực tiếp từ cằm của nó vào đối tượng. Sau đó dòng điện sẽ đi xuyên khắp cơ thể đối tượng tới khi nó có thể thoát ra trở lại nước và khép kín một mạch điện với đuôi con lươn.

Video mô phỏng thí nghiệm đòn tấn công nhảy của lươn điện do Giáo sư sinh học Kenneth Cathania thực hiện

“Điều này cho phép lươn truyền các cú sốc điện với lực mạnh tối đa cho các con vật xâm phạm lãnh thổ của chúng mà có một phần cơ thể đang chìm dưới nước,” Catania nói. “Nó cũng cho phép chúng phóng điện tới một phần lớn hơn trên cơ thể của kẻ xâm nhập.”

Để minh họa trực quan hiệu ứng này, nhà nghiên cứu đã cẩn thận bọc một cánh tay nhựa và một cái đầu cá sấu (alligator) bằng nhựa với một thanh kim loại dẫn điện và một mạng lưới đèn LED. Khi một con lươn tấn công các đối tượng này, các xung điện của nó sẽ làm sáng đèn LED.

160606154859_1_900x600
Thí nghiệm của Giáo sư Catania về sự phóng điện của lươn điện. Thứ tự các bức ảnh cho thấy quá trình tấn công mô hình đầu cá sấu gắn được gắn đèn LED giúp ta thấy sự phóng điện của lươn (thứ tự hình từ trái sang phải, từ trên xuống dưới). Kenneth Catania, Trường Đại học Vanderbilt. Nguồn: Science Daily

“Hãy tưởng tượng các đèn LED được thắp sáng là các đầu dây thần kinh cảm giác đau đang được kích thích. Nó sẽ giúp bạn hình dung cách tấn công này hiệu quả thế nào,” Catania nói.

(Trong câu chuyện của von Humboldt, hai con ngựa đã bị đánh choáng và ngã xuống nước chỉ trong 5 phút đầu chạm trán (skirmish) với những con lươn).

Catania đã thấy rằng những con lươn trong thí nghiệm của ông thường tấn công nhất khi mực nước trong bể giảm thấp, có thể do chúng cảm giác như đang bị dồn vào chân tường. Hầu hết lưu vực Amazon nơi những con lươn điện sinh sống đều ngập nước trong mùa mưa, nhưng trong mùa khô hạn, nước rút đi khỏi các ao hồ và các khúc quanh của con sông, làm giới hạn khả năng di chuyển tự do của lươn và làm chúng dễ trở thành đối tượng bị tấn công bởi những thú săn mồi trên mặt đất.

Mặc dù vậy, xung điện mà lương tạo ra khi nó nằm hoàn toàn dưới nước có lẽ không đủ sức để làm sợ hãi một kẻ săn mồi mặt đất đang đói nếu phần lớn cơ thể của kẻ đi săn nằm ngoài mặt nước. Catania nói rằng, “Nếu bạn cho vài ngón tay vào nước khi lương đang phóng xung điện, bạn khó mà cảm nhận thấy được. Nếu bạn nhúng bàn tay vào nước, bạn sẽ cảm nhận nó mạnh hơn.”

Thêm vào đó, ở một vài nơi lươn điện được biết là sinh sản vào mùa khô và có lẽ sẽ có lợi cho chúng khi bảo vệ con non nhờ phương pháp hiệu quả này.

Catania gợi ý rằng, hành vi nhảy vọt của lươn điện tiến hóa theo từng bước. Bằng cách đơn giản là đến gần mục tiêu hơn sẽ giúp tăng tính hiệu quả của các cơn sốc điện. Tiếp xúc trực tiếp với kẻ xâm phạm sẽ làm tăng thêm sức mạnh của các xung điện, tương tự như khi tiếp xúc ở trên mặt nước. Một khi đầu của nó ở trên mặt nước, lươn điện ở càng cao bao nhiêu thì càng nhiều điện được phóng tới mục tiêu.

Catania kết luận rằng, “Mỗi giai đoạn cung cấp một lợi thế kế tiếp, gợi ý về cách mà nó đã tiến hóa.”

“Có vẻ như von Humboldt đã có lý khi viết lại rằng ông đã quan sát một hành vi tương tự của loài lươn vào ngày 19 tháng Ba 1800.”

Anh Phụng, Việt Tiến, và Huy Vũ (chuyển ngữ)

Nguồn hình và video:

  1. Wikipedia
  2. International Business Times
  3. Youtube
  4. Science Daily

Tài Liệu Tham Khảo:

  1. Kenneth C. Catania. Leaping eels electrify threats, supporting Humboldt’s account of a battle with horses.PNAS, June 6, 2016 DOI: 10.1073/pnas.1604009113
  2. Vanderbilt University. (2016, June 6). Electric eels make leaping attacks: Research confirms 200-year-old story by Alexander von Humboldt. ScienceDaily.

Xin mời Quý Độc Giả bỏ ra 2-5 phút để làm một khảo sát mức độ hài lòng về bài viết của IBSG tại đây. IBSG chân thành cảm ơn Quý Độc Giả.

Be the first to comment

Leave a Reply

Your email address will not be published.


*