Bạn có biết cá voi vung đuôi lên xuống, còn cá mập thì vung đuôi sang hai bên?

Tại sao cùng là những sinh vật biển, nhưng cá voi có thân hình to lớn lại bơi theo cách vung đuôi lên xuống còn cá mập và nhiều loài cá khác lại vung đuôi sang hai bên theo chiều ngang?

Đuôi cá voi
Đuôi cá voi vung lên xuống trên mặt nước.

Cá voi, cá heo và cá mập là những loài động vật biển có kích thước khá lớn, khi nhìn từ xa, chúng có vẻ khá giống nhau, vậy làm thế nào để biết được đó là một con cá mập trắng hung dữ hay là một con cá heo ngoan ngoãn? Để có thể phân biệt được điều này, hầu hết mọi người đều dựa theo cách bơi và hình dáng vây đuôi của chúng, nếu đuôi thẳng đứng thì đó là một con cá mập, còn vây đuôi nằm ngang thì chắc chắn đó là một con cá heo. 

Tương tự, khi các nhiếp ảnh gia chụp ảnh từ trên không họ sẽ phân biệt được đó là một con cá mập nếu thân hình của chúng bơi lắc liên tục sang hai bên còn nếu vẫy từ trên xuống dưới thì đó là cá heo hoặc cá voi. Vậy tại sao đều là sinh vật biển, chúng lại có cách bơi khác biệt như vậy?

Mặc dù cá voi và cá heo hiện có cơ thể được tiến hóa để phù hợp với đời sống thủy sinh và trông chúng rất giống các loài cá khác, nhưng về bản chất chúng vẫn là loài động vật có vú, bởi vậy cấu trúc cột sống của chúng rất khác các loài cá.

Cột sống của chúng chủ yếu di chuyển theo hướng lên xuống, trong khi cột sống của cá dao động sang hai bên. Xương ở đuôi của các loài động vật có vú thực chất là đốt sống đuôi, và là một phần của cột sống, bởi vậy hướng di chuyển của đuôi sẽ phải phù hợp với toàn bộ cột sống. 

Vì vậy, các loài động vật có vú, bao gồm cả cá voi, chủ yếu vung đuôi theo hướng lên xuống, trong khi cá vẫy đuôi sang hai bên.


Đuôi cá voi (trái) và đuôi cá mập (phải).

Tại sao có sự khác biệt như vậy? Bởi vì động vật có vú sống trên cạn, mặc dù hiện tại các loài cá voi đã hoàn toàn thích nghi với đời sống thủy sinh, nhưng tổ tiên của chúng lại là động vật có vú ở trên cạn. Để có thể thích nghi với đời sống trên cạn thì điều đầu tiên là phải có khả năng di chuyển nên hầu hết các loài động vật trên cạn đều cần phải có chân. 

Tuy nhiên, chân của chúng muốn di chuyển được thì cần phải có các khớp để nối chân với cơ thể và xoay theo một hướng nhất định để có thể đẩy cơ thể tiến về phía trước.

Động vật có vú phải di chuyển về phía trước nên các chi của chúng cần phải di chuyển theo hướng tiến lên theo đường thẳng. Nếu cột sống xoay sang hai bên thì chuyển động của cột sống và chuyển động của các chi sẽ không nằm trên cùng một mặt phẳng, toàn bộ cơ thể sẽ rất cứng, nhưng nếu nó được thiết kế để có thể chuyển động theo hướng lên xuống thì lúc này các chi sẽ cực kì linh hoạt và có thể di chuyển qua nhiều địa hình khác nhau. Do đó, động vật có vú cuối cùng đã chọn cách tiến hóa để cột sống đung đưa lên xuống.

Còn đối với loài cá, chúng đã sống dưới nước suốt 500 triệu năm qua kể từ khi xuất hiện và chưa bao giờ phải sống trên cạn. Ở dưới nước, chúng không cần phải có chân và cơ thể có thể dễ dàng bơi theo cách di chuyển cột sống sang hai bên, vì vậy cột sống của cá không cần phải thay đổi giống như các loài động vật có vú.

Bởi vậy khi nhìn từ góc độ giải phẫu, cột sống của các loài cá rất cứng khi nhìn từ bên cạnh, trong khi cột sống của động vật có vú lại có độ cong nhất định và linh hoạt hơn rất nhiều.


Cấu trúc xương của cá.

Ở cấu trúc xương của động vật có vú, các xương sườn được kết nối cong sang hai bên để tạo khoang của cơ thể và các gai đốt sống được thay đổi để mở hướng xoay của cột sống, hỗ trợ cơ thể phát triển theo hướng di chuyển lên xuống của cột sống.

Ngoài ra, tất cả các loài động vật có vú đều tiến hóa từ cá (cá → lưỡng cư → bò sát → động vật có vú), nhưng khoảng 50 triệu năm trước, tổ tiên của các loài cá voi quyết định quay trở lại đại dương khi chúng đã rời khỏi mặt nước 250 triệu năm. Cấu trúc cơ thể của chúng đã thích nghi cao với cuộc sống trên cạn và không thể thay đổi kết cấu trở lại hình dạng của tổ tiên chúng như những loài cá.

Kết quả là, chúng phải điều chỉnh và biến đổi cấu trúc hiện có, các chi biến đổi để có được hình dáng giống vây, đuôi thì thoái hóa để trở nên dày hơn, khỏe hơn để có thể hỗ trợ quá trình di chuyển với đời sống thủy sinh.


Cấu trúc xương của các loài cá voi.

Cũng chính bởi sự khác biệt về cấu trúc xương như vậy mà các loài cá di chuyển cột sống sang hai bên còn cá voi thì di chuyển theo hướng quẫy đuôi lên xuống. Ngoài ra thì các động vật có vú biển khác như hải cẩu, sư tử biển đều có cách bơi tương tự như cá voi.

Vậy cấu trúc cột sống nào có hiệu quả sinh tồn hơn? Nếu như ở trên cạn, những lợi thế của chuyển động lên xuống của cột sống là rõ ràng, bởi vì theo cách này, động vật di chuyển nhanh hơn và có khả năng vận động tốt hơn.

Trong số các động vật có xương sống trên cạn hiện có, cá sấu, thằn lằn và rắn là các loài có hướng di chuyển cột sống sang hai bên và chúng chỉ có thể bò sát bụng với mặt đất. Cột sống của động vật bậc cao, chim và động vật có vú chủ yếu là chuyển động lên xuống.

Những loài 4 chân đầu tiên trên Trái Đất (Tetrapod) có nguồn gốc từ cá và ban đầu cột sống của chúng cũng dao động sang hai bên như cá sấu, nhưng để thích nghi hẳn với cuộc sống trên cạn, chúng đã phải thay đổi lại cấu trúc của cột sống.

Trong hơn 200 triệu năm kể từ khi khủng long xuất hiện, những động vật thống trị Trái Đất đều là những loài có cấu trúc xương sống di chuyển lên xuống. Một số người cho rằng sự tiến bộ của khủng long trong cách di chuyển là một trong những lợi thế để chúng trở thành loài động vật từng thống trị hành tinh của chúng ta suốt một thời gian dài.

Tuy nhiên, trong môi trường nước thì lại không có sự khác biệt quá rõ ràng về lợi thế giữa việc chuyển động của cột sống lên xuống hay dao động sang hai bên.

Mặc dù cá đã cai trị đại dương trong 500 triệu năm và vẫn phát triển một cách rất thịnh vượng. Còn cá voi chỉ mới xuất hiện dưới đại dương vài chục triệu năm, nhưng chúng đã tiến hóa để thích nghi hoàn toàn với cuộc sống thủy sinh và có mặt ở khắp mọi nơi, trong đó có những loài phát triển thành những sinh vật to lớn nhất trên hành tinh.

Ngoài ra khả năng bơi lặn của các loài cá voi không hề thua kém so với các loài cá, bởi vậy có thể chứng tỏ rằng việc chuyển động cột sống theo hướng lên xuống hay sang hai bên đều có thể thích nghi tốt với đời sống thủy sinh.

Tri thức trẻ
Đăng ngày 03/06/2020
Đức Khương
Khoa học
Bình luận
avatar

Công nghệ nano giúp và những tiện ích cho ngành NTTS

Ngành công nghiệp thủy sản toàn cầu đang trải qua sự tăng trưởng chưa từng có, do dân số tăng và sở thích về thực phẩm thay đổi. NTTS, là nguồn cung cấp hải sản chính, đóng vai trò quan trọng trong việc đáp ứng nhu cầu này.

Nano bạc
• 10:11 04/09/2024

Thiết lập hệ thống thông tin mới về bệnh tôm

Một phần của chương trình Nền tảng hợp tác tri thức Úc-Indonesia (KONEKSI) 2024, công ty công nghệ nuôi trồng thủy sản Indonesia eFishery đã thiết lập quan hệ hợp tác nghiên cứu với Đại học Padjadjaran (Unpad) nhằm triển khai phát triển một hệ thống thông tin mới về bệnh tôm.

Tôm bệnh
• 10:30 29/08/2024

Astaxanthin được tạo ra bởi vi khuẩn quang hợp

Vi khuẩn quang hợp có khả năng tổng hợp và tích lũy các sắc tố carotenoid, đặc biệt là astaxanthin. Astaxanthin được ngành nuôi trồng thủy sản quan tâm vì chúng tạo nên màu sắc cho một số loài, bao gồm cá tráp biển đỏ, tôm và cua.

Nuôi trồng thủy sản
• 15:51 19/08/2024

IMTA: Kết nối các loài, cân bằng hệ sinh thái

IMTA là cụm từ viết tắt của Integrated Multi - Trophic Aquaculture, đây là môi hình nuôi trồng thủy sản kết hợp nhiều loài thủy sản khác nhau từ các cấp độ dinh dưỡng khác nhau trong cùng một môi trường.

Nuôi trồng thủy sản
• 10:10 16/08/2024

Nguồn gốc Astaxanthin trong chuỗi thức ăn

Các nguồn astaxanthin tổng hợp và tự nhiên có ảnh hưởng lớn đến xu hướng của ngành, gây ra một làn sóng trên thị trường dược phẩm dinh dưỡng thế giới về sản phẩm dạng viên nang.

Astaxanthin
• 10:54 10/09/2024

Liệu giá có giảm khi nguyên liệu không còn phụ thuộc vào thị trường nước ngoài?

Một trong những thách thức lớn mà ngành này phải đối mặt là chi phí thức ăn, chiếm đến 60-70% tổng chi phí sản xuất. Giá thức ăn thủy sản không ngừng gia tăng trong những năm gần đây, một phần do sự biến động của giá nguyên liệu trên thị trường quốc tế. Với thực trạng này, câu hỏi đặt ra là liệu giá thức ăn có giảm khi nguyên liệu sản xuất không còn phụ thuộc vào thị trường nước ngoài?

Thức ăn công nghiệp
• 10:54 10/09/2024

Việt Nam khẳng định vị thế là "siêu cường tôm" nhờ thị trường Hoa Kỳ

Việt Nam tiếp tục khẳng định vị thế là một trong những "siêu cường tôm" toàn cầu nhờ sự tăng trưởng mạnh mẽ của xuất khẩu tôm sang thị trường Hoa Kỳ.

Tôm
• 10:54 10/09/2024

Công thức sử dụng một số thảo dược kháng bệnh cho tôm

Sử dụng chiết xuất thảo dược để tăng cường miễn dịch và kiểm soát bệnh cho tôm nuôi được biết đến từ lâu, và hai năm qua các chuyên gia ở Trường Thủy sản thuộc Trường Đại học Cần Thơ thực hiện chương trình Đổi mới sáng tạo tôm Mekong tập trung nghiên cứu đưa ra một số công thức cụ thể.

Tôm thẻ
• 10:54 10/09/2024

Ngành tôm Ấn Độ mất 500 triệu đô la vì lệnh cấm của Hoa Kỳ

Năm 2024, ngành tôm Ấn Độ đối mặt với một cú sốc lớn khi Hoa Kỳ, một trong những thị trường xuất khẩu chủ chốt, áp đặt lệnh cấm đối với các sản phẩm tôm nhập khẩu từ quốc gia này.

Tôm thẻ
• 10:54 10/09/2024
Some text some message..