Vì sao chim cú quay đầu 270 độ sao không bị đứt mạch máu não?

(khoahoc.tv) - Các nhà khoa học đã lí giải được tại sao cú xoay đầu mà không làm đứt nguồn cấp máu cho não.

>>> Video: Khả năng quay đầu của cú

Bộ Cú là một bộ chim săn mồi, thường sống đơn độc và săn mồi vào ban đêm. Bộ Cú có trên 200 loài. Các loài cú săn bắt động vật nhỏ, côn trùng, chim nhỏ, một vài loài săn cả cá. Chim cú sống khắp nơi trên thế giới trừ châu Nam Cực, Greenland và một vài hòn đảo.

Các loài còn sinh tồn trong bộ Cú được chia thành hai họ gồm: Họ cú mèo (Strigidae) gồm các loài cú mèo, cú vọ, dù dì, hù... khoảng 190 loài trong 24 chi và họ cú lợn (Tytonidae) khoảng gần 20 loài trong 2 chi.

Các nhà khoa học thuộc trường Y đại học Jonns Hopkins đã phát hiện ra 4 sự thích nghi chính tạo điều kiện thuận lợi cho loài cú có thể cử động cổ một cách dễ dàng. Họ đã tiến hành nghiên cứu những xác cú tuyết, cú sọc và cú sừng chết do những nguyên nhân tự nhiên.

Những bí ẩn về sinh học cho phép loài cú có thể quay đầu mà không làm đứt sự cung cấp máu của chúng cuối cùng cũng được làm sáng tỏ.

Bốn đặc điểm thích nghi chính giúp loài cú tránh thương tích khi chúng quay đầu một góc lên đến 270 độ. Nghiên cứu cho thấy cấu trúc xương độc đáo của loài chim này và hệ thống mạch máu độc đáo của nó giúp chúng di chuyển linh hoạt.

Các nhà khoa học tại trường y đại học Jonns Hopkins ở Mỹ đã nhận thấy các động mạch ở đốt sống và ở cổ của loài cú nhiều hơn so với các loài chim khác, tạo ra sự chùng hơn. Do vậy loài cú có tầm nhìn rộng mà không cần phải di chuyển cơ thể của chúng và đánh động sự phát hiện bởi con mồi.

Các mối liên kết mạch máu được tìm thấy giữa động mạch cảnh và các đốt sống.

Khi nghiên cứu các xác cú chết do những nguyên nhân tự nhiên, họ nhận thấy không giống như con người, cú có sự kết nối về mạch máu nhỏ giữa các động mạch cảnh và các đốt sống, cho phép máu được trao đổi giữa hai mạch máu. Điều này làm lượng máu đến não không bị gián đoạn ngay cả khi loài cú quay ngoặt đầu.

Ở con người không có đặc điểm thích nghi này, do vậy dễ dàng giải thích được tại sao con người lại dễ bị các chấn thương ở cổ.

Các động mạch cảnh và đốt sống cổ của hầu hết các loài động vật - bao gồm cả loài cú và loài người rất mong manh và nhạy cảm thậm chí với các vết rách tí xíu của thành mạch máu.

Để tiến hành nghiên cứu, các nhà khoa học đã tiêm một chất cản quang để làm nổi bật các mạch máu của loài chim này, sau đó tiến hành mổ xác, moi ra và quét để phân tích chi tiết.

Phát hiện nổi bật nhất thu được sau khi các nhà nghiên cứu tiêm thuốc nhuộm vào động mạch của những con cú, mô phỏng theo dòng chảy của máu và tự quay đầu của các con chim này.

Các mạch máu tại đáy của đầu, ngay dưới xương hàm, tiếp tục rộng dần khi nhiều thuốc nhuộm đi vào hơn, và trước khi các chất lỏng gộp lại trong những chỗ mạch rộng hơn (chỗ phình ra).

Điều này trái ngược hẳn với giải phẫu ở con người, động mạch thường có xu hướng nhỏ dần và không phình ra khi phân nhánh.

Các nhà nghiên cứu cho biết hoạt động co bóp của những chỗ phình ra chứa máu như vậy giống như sự trao đổi cho phép những con cú phân chia máu để đáp ứng với các nhu cầu về năng lượng của bộ não và đôi mắt to của chúng trong lúc chúng quay ngoặt đầu.

Mạng lưới mạch máu hỗ trợ với rất nhiều các mối liên kết và sự thích nghi của chúng giúp giảm thiểu sự bất cứ một gián đoạn nào trong dòng chảy của máu.

Tiến sĩ Gailloud cho biết thêm: "Kết quả nghiên cứu mới của chúng tôi cho thấy chính xác những đặc điểm thích nghi hình thái này là rất cần thiết để xử lý những sự quay tròn đầu và tại sao con người rất dễ bị chấn thương xương bởi các phương pháp trị liệu cột sống".

“Thao tác mạnh của đầu con người là thực sự nguy hiểm vì chúng ta không có nhiều đặc điẻm bảo vệ mạch máu như đã thấy ở loài cú”.

Kết quả nghiên cứu của các tác giả được công bố trên tạp chí Science.