Có phải tắc kè luôn bám dính tốt trên mọi bề mặt?

Tắc kè leo dọc được thân cây, tường và thậm chí là cửa sổ là nhờ những lớp đệm sử dụng những sợi lông và móc nhỏ li ti trên ngón chân của chúng.

Những nhà khoa học từ lâu đã tự hỏi với khả năng bám dính của tắc kè, được mô tả rằng mạnh hơn gấp 100 lần những gì cần thiết để hỗ trợ trọng lượng cơ thể của chúng hay để chạy nhanh trên một bề mặt nào đó.

Nhưng một nghiên cứu lý thuyết (theoretical study) gần đây lần đầu tiên đánh giá giới hạn khả năng bám dính của tắc kè trong điều kiện tự nhiên. Công trình được xuất bản tập san khoa học Journal of the Royal Society Interface, báo cáo rằng trong một số trường hợp khả năng bám dính này không đáp ứng được nhu cầu của tắc kè, ví dụ như khi tắc kè lo sợ cho mạng sống của chúng, nhảy vào không trung, và buộc phải tóm ngay lấy một chiếc lá ở dưới.

“Tắc kè được mệnh danh là có khả năng bám dính đáng kinh ngạc lên các bề mặt.” Karl Niklas, giáo sư về quá trình tiến hóa của thực vật (plant evolution) ở Đại Học Cornell và là đồng tác giả của tờ báo cho hay. Các tác giả chính của nghiên cứu là Timothy Higham ở Đại Học California, Riverside (UC Riverside), và Anthony Russell ở Đại Học Calgary, Canada. Trong dự án này, Niklas góp phần đáng kể dựa trên chuyên môn về sinh-cơ học thực vật (plant biomechanics) của ông.

Niklas cho biết: “Công trình chỉ ra rằng [khả năng bám dính] có thể là hơi bị phóng đại, bởi vì tắc kè cũng có những lúc ngã và một điều kiện cần thiết để bám vào bề mặt lá yêu cầu một lực bám dính dai hơn rất nhiều; bài báo cho thấy trong một vài trường hợp, khả năng bám dính có thể bị phóng đại.”

Trong nghiên cứu lí thuyết, những nhà nghiên cứu đã phát triển mô hình trên máy tính để tìm hiểu xem liệu có những ví dụ phổ biến nào mà khả năng bám lên bề mặt của tắc kè gặp khó khăn hay không, ví dụ khi những con tắc kè bị kẻ săn mồi rượt đuổi và buộc phải nhảy từ trên cây, với hi vọng có thể đáp xuống một cái lá nào phía dưới. Những nhà nghiên cứu đã kết hợp các quan sát sinh thái, các phép đo lực bám dính, và kích thước cũng như hình dáng cơ thể của mẫu vật ở bảo tàng để xây dựng các mô phỏng. Họ cũng cân nhắc đến những đặc tính sinh-cơ học của lá cây, kích thước lá, và góc so với bề mặt mà tắc kè có thể đáp xuống để xác định lực tác động (impact force). Kết quả tính toán cũng dựa trên những tình huống xấu nhất, khi tắc kè đạt đến tốc độ tối đa và không tăng tốc nữa, đó được gọi là “vận tốc giới hạn cuối cùng” (terminal settling force).

Niklas nói: “Lá cây được nâng lên như những tấm ván lặn và chúng trải qua dao động điều hòa (khi bị đập vào), nên ta phải tính đến độ lệch (deflection) và định hướng (orientation) ban đầu, và tiếp theo là cân nhắc đến việc lá sẽ bật lại như thế nào và làm thế nào tắc kè vẫn bám chặt trên lá.”

Kết quả cuối cùng cho thấy rằng trong vài trường hợp tắc kè không thề bám vững để tự cứu bản thân.

Higham và Russel dự định sẽ đến French Guiana để thực hiện các nghiên cứu thực nghiệm (empirical studies) về lực kết dính trên các loài tắc kè sống trong các khu rừng bản địa.

Công trình này giúp chúng ta hiểu rõ được làm thế nào tắc kè bám dính trên bề  mặt và kiến thức thu được có thể giup  ứng dụng trong tương lai mô phỏng các cơ chế sinh học tương tự.

Hồ Ngọc Phương Dung (chuyển ngữ)

Khoa Công Nghệ Sinh Học, Đại Học Quốc Tế

Bài báo:

1. Cornell University. “Despite a great grip, geckos sometimes slip.” ScienceDaily. ScienceDaily, 19 July 2017.