Giải mã tài ngụy trang của loài cá

Trong nghiên cứu công bố ngày 20/11 trên tạp chí Science, nhóm nghiên cứu tại Đại học Texas Austin cho biết một số loài cá sử dụng các vi cấu trúc trên các tế bào da của chúng để phản xạ ánh sáng phân cực, cho phép chúng dường như biến mất khỏi tầm quan sát của kẻ thù.

Ánh sáng phân cực được tạo thành từ các sóng ánh sáng lan truyền trong cùng một mặt phẳng, chẳng hạn như khi bạn nhìn thấy khi ánh sáng mặt trời phản chiếu trên mặt nước. Dưới bề mặt của nước, ánh sáng có xu hướng được phân cực. Nhiều loại cá có khả năng phát hiện sự thay đổi trong ánh sáng phân cực như vậy.

"Cá đã phát triển các để phát hiện ánh sáng phân cực", Molly Cummings, giáo sư sinh học tại Đại học Khoa học Tự nhiên Texas Austin cho Phys Orgbiết.

"Chúng tôi nghĩ rằng chúng đã tự biến đổi để có thể trốn trong ánh sáng phân cực. Nếu có thể xác định quá trình đó, chúng ta có thể cải tiến công nghệ ngụy trang của con người ở dưới nước".

"Cho dù là một động vật ăn thịt theo đuổi một con cá hay một vệ tinh tìm kiếm một đối tượng, ánh sáng giúp phát hiện các mục tiêu trong các đại dương theo ba cách: thông qua sự tương phản độ sáng, độ tương phản màu sắc và độ tương phản phân cực. Trong đó, độ tương phản phân cực được xem là cách hiệu quả nhất trong đại dương".

Hải quân Mỹ đã mất nhiều năm để tìm hiểu cách ngụy trang trong môi trường nước và tài trợ cho nhóm nghiên cứu của Cummings. Trong một nghiên cứu trước đây ở quy mô phòng thí nghiệm, các nhà khoa học nhận thấy loài cá Lookdown có thể tận dụng sự phân cực ánh sáng nhằm có lợi cho chúng. Nghiên cứu mới tiến hành được thực hiện trong đại dương cho thấy cá Lookdown và cá khác cũng ngụy trang bản thân theo cách này.

Parrish Brady, một cộng sự của Cummings và là tác giả chính của nghiên cứu trên, đã chế tạo một phân cực kế cho phép quy phim và ghi lại ánh sáng phân cực trong thời gian thực, giúp các nhà nghiên cứu quan sát thấy ánh sáng phân cực như cá.

Kết quả nghiên cứu cho thấy hai loại cá từ đại dương, cá Lookdown và cá ngừ mắt to, có thể ngụy trang tốt nhất trong ánh sáng phân cực. Đáng chú ý, các loài cá đại dương có thể ngụy trang tốt nhất ở một góc quan sát nhất định, gọi là "góc săn đuổi", có thể lên tới 45 độ theo tất cả các hướng tính từ đuôi hoặc đầu cá. Đây là những hướng mà từ đó một động vật ăn thịt sẽ đuổi theo những con cá, hoặc từ đó cá sẽ theo đuổi con mồi của mình.

Nhiều loài cá sống trong các đại dương có màu bạc, cho phép chúng phản chiếu ánh sáng như một tấm gương. Trong nhiều năm, các chuyên gia cho rằng đây là phương tiện chính để ngụy trang giữa các loài cá. Nhưng cách tiếp cận ngụy trang này chỉ hoạt động tốt khi môi trường nước xung quanh là đồng nhất, như đối với mắt người.

Các nhà khoa học đang kiểm tra cách mà các loài cá đại dương sử dụng ánh sáng phân cực để ngụy trang. Ảnh: The University of Texas

Ánh sáng phân cực là một thành phần quan trọng của các trường ánh sáng dưới nước, nó không đồng nhất mà biến đổi rất mạnh. Sử dụng lớp da màu bạc để ngụy trang trong một môi trường như vậy có thể gây phản tác dụng và làm cho nó dễ dàng hơn để nổi bật trong đại dương.

Về nguyên nhân thực sự dẫn tới khả năng ngụy trang của loài cá, nhóm nghiên cứu của Cummings cho rằng những vi cấu trúc trong các tế bào da cá đóng vai trò quyết định. Chúng tán xạ ánh sáng phân cực khác nhau tùy thuộc vào góc độ. Các nhà nghiên cứu sẽ tiếp tục nghiên cứu xem liệu cá có thể chủ động vận dụng khả năng này, có lẽ bằng cách thay đổi góc mà chúng bơi hay bằng cách nào đó điều chỉnh các vi cấu trúc trên da của mình.

"Tôi nghĩ rằng đó là một ví dụ tuyệt vời về việc tận dụng lợi thế từ các giá trị sinh học của sự tiến hóa để phát triển thành ứng dụng cho con người", Cummings nói.