Dơi có thể thay đổi hình dạng lưỡi bằng máu

(khoahoc.tv) - Các nhà khoa học trường Đại học Brown đã phát hiện thấy một loài dơi sử dụng dòng máu của chúng để định hình lại lưỡi của nó trong khi ăn. Hành động nhanh chóng và năng động này làm lưỡi của chúng hiệu quả hơn khi liếm mật hoa và điều này có thể truyền cảm hứng cho những thiết kế công nghiệp mới.

Những con dơi ăn mật hoa và những người trông nhà bận rộn có ít nhất hai điểm chung: Họ muốn lau lượng chất lỏng nhanh nhất mà họ có thể làm được, và có các thiết bị chuyên biệt để thực hiện công việc đó. Một nghiên cứu công bố trên Kỷ yếu của viện hàn lâm khoa học quốc gia (Proceedings of the National Academy of Sciences) mô tả, một công nghệ chưa từng được khám phá được sử dụng bởi loài dơi Glossophaga soricina: một đầu lưỡi dùng lưu lượng máu để dựng đứng các đám cấu trúc giống như tóc chính xác vào đúng thời điểm để con dơi có thể liếm được thêm mật hoa từ trong một bông hoa.

Kỹ thuật “liếm mật huyết động học”, như trong bài báo đặt tên cho cái đầu lưỡi ấy, có những tính năng về tốc độ và tính chính xác mà các nhà thiết kế công nghiệp phải ghen tị, tác giả chính của nghiên cứu, Cally Harper, sinh viên tốt nghiệp Khoa Sinh vật học tiến hóa và Sinh thái tại đại học Brown cho biết. Harper cho rằng đầu lưỡi của dơi linh động một cách đáng ngạc nhiên.

“Thông thường thì các cấu trúc thủy lực trong tự nhiên có xu hướng chậm lại giống như các ống chân của sao biển”. Harper nói. “Nhưng những cái lưỡi của những con dơi này lại thực sự rất nhanh nhạy vì hệ thống mạch máu làm dựng đứng các nhú giống tóc (các lông) được nhúng bên trong một cơ thủy tĩnh, các cấu trúc dạng khối liên tục như lưỡi, vòi voi và các xúc tu của mực".

Nói cách khác, lưỡi của dơi có một mạng lưới các sợi cơ có thể giúp lưỡi trở nên mỏng và dài hơn, (giúp chúng thò lưỡi vào sâu trong bông hoa để liếm được nhiều mật hơn). Bài báo nói trên cho biết, sự co các cơ đã ép máu vào các lông nhỏ giống như tóc trên lưỡi của dơi.

Khi máu được đẩy đến đầu lưỡi, những lông này dựng lên tạo thành góc vuông với trục của lưới. Trong trạng thái cương cứng của chúng, chúng làm tăng diện tích bề mặt tiếp xúc và bề rộng của lưỡi, làm tăng hiệu quả thu thập mật hoa của lưỡi.

Toàn bộ sự mở rộng và co lại của đầu lưỡi chỉ xảy ra trong vòng 1/8 giây. Để thân lơ lửng trong lúc liếm mật hoa làm tốn nhiều năng lượng, do vậy lũ dơi ăn mật hoa cần thu thập một lượng calo lớn trong thời gian thật ngắn để làm lượng calo thu thập được này là có giá trị.

Các nhà khoa học đã biết về các lớp lông đó trước bài báo đăng trên Kỷ yếu của viện hàn lâm khoa học quốc gia, nhưng họ đã luôn nghĩ rằng những lông trên là thụ động giống như những cái dây trên một cây lau sàn. Những kiến thức mới đây của các nhà khoa học khác, về cơ chế hoạt động của lưỡi chim ruồi khiến Harper có một cái nhìn sâu sắc hơn về hình dạng đầu lưỡi của dơi, và cách thức mà nó hoạt động trong quá trình thu thập mật hoa.

Trong các nghiên cứu giải phẫu chi tiết, Harper có thể quan sát các kết nối mạch rõ ràng giữa các động mạch và tĩnh mạch chính của lưỡi và những cái lông. Trong các thí nghiệm, co có thể làm chúng dựng lên bằng cách bơm trong nước muối.

Nhưng những đoạn video màu về cảnh những con dơi ăn mật hoa, trong lúc thách thức để tạo ra, là thực sự rất thuyết phục. Harper nói.

”Đó là một trong những phần tôi yêu thích trong nghiên cứu – khoảnh khắc Aha”, cô nói. “Chúng tôi quay video màu tốc độ cao những con dơi ăn mật hoa, đó là thử thách vì các máy quay màu đòi hỏi nhiều ánh sáng mà loài dơi thì đặc biệt không thích ánh sáng”.

Nhưng cùng với các giáo sư và các đồng tác giả Beth Brainerd và Sharon Swartz, Harper đã tìm ra cách để tập trung rất nhiều ánh sáng đúng tại chỗ đầu lưỡi của dơi mà không hề làm lọt tia sáng nào vào mắt của nó.

Những gì sau đó mà Harper quan sát được là khi những cái lông trên lưỡi mở rộng ra, có một ánh sáng chuyển từ màu hồng thành màu đỏ tươi khi chúng được làm đầy bằng máu.

Harper cho biết, cô không biết chắc chắn liệu những con dơi ăn mật hoa khác cũng có những lông được kích hoạt bởi máu giống như quan sát của họ hay không. Tác giả suy đoán rằng những loài thú có túi ăn mật ong cũng có thể có lưỡi kết cấu như vậy.

Các loài khác như chim ruồi và ong sử dụng các kỹ xảo khác nhau của lưỡi để cải thiện khi ăn mật hoa.

Nghiên cứu được tài trợ từ nhiều nguồn khác nhau, trong đó có quỹ khoa học Quốc gia số 1052700 và 0723392 (National Science Foundation).