Giải mã vũ khí đáng sợ của tôm búa

Bún bề bề rất ngon nhưng mấy ai biết sinh vật này có thể đấm càng cua rụng lả tả
  •   32
  • 6.096

Với chiếc càng cứng, to và khả năng ra đòn chớp nhoáng, tôm búa là những sát thủ đáng sợ trong đại dương.

Được mệnh danh là "sát thủ đại dương", loài tôm tít nhỏ bé mang tên Peacock Mantis Shrimp (Tôm bọ ngựa) sở hữu một "vũ khí " có khả năng đập nát con mồi một cách thần tốc với lực lớn hơn 1000 lần trọng lượng của chính nó.

Càng là vũ khí lợi hại của tôm búa. Hình dạng của càng giống như chùy.
Càng là vũ khí lợi hại của tôm búa. Hình dạng của càng giống như chùy.

Gọi là tôm bọ ngựa nhưng loài Peacock Mantis Shrimp này không phải tôm, cũng chẳng có họ hàng gì với loài bọ ngựa. Chẳng qua, ngoại hình của chúng mỗi nửa đều giống tôm và bọ ngựa nên được gọi như vậy. Thực chất chúng thuộc loài chân đốt, có họ hàng xa với tôm, tôm hùm.

Tôm búa (Stomatopoda) - hay tôm tít, tôm tích, tôm thuyền - là nhóm động vật giáp xác bao gồm hơn 400 loài thuộc bộ Tôm chân miệng. Người ta còn gọi chúng là tôm bọ ngựa vì chúng giống tôm và có cặp càng như bọ ngựa. Chúng phân bố tại các vùng biển ôn đới và nhiệt đới trên khắp hành tinh. Chiều dài cơ thể của tôm búa có thể đạt tới 30cm.

Càng là vũ khí lợi hại của tôm búa. Hình dạng của càng giống như chùy. Chúng tấn công mồi bằng cách bung càng thật nhanh và mạnh. Với cua, ốc, hàu, sò và những con mồi có vỏ cứng, chúng dùng càng để đập vỡ vỏ. Con mồi có thể mất mạng ngay sau khi hứng đòn tấn công của tôm búa, song khi chống trả đồng loại, cú giáng của chúng lại không gây tử vong.

Tôm búa vung càng với tốc độ cực nhanh (lên tới 23m/giây) và tạo ra lực 1.500 Newton lực cho mỗi cú đấm. Các nhà khoa học khẳng định, khi tôm búa bung càng, gia tốc của càng tương đương với gia tốc của viên đạn.

Maya deVries, phó giáo sư khoa học sinh học tại Đại học bang San Jose, giải thích: “Tôm bọ ngựa có một hệ thống trữ năng lượng đặc biệt, nằm tại nơi nó co cánh tay của mình. Nó có một hệ thống "chốt" để khóa năng lượng tại đó. "Chốt" này được kiểm soát bằng cơ. Vì vậy, khi con vật sẵn sàng ra đòn, nó sẽ co các cơ gấp để nhả chốt. Khi chốt được nhả ra, tất cả năng lượng được tích trữ trong các cơ và bộ xương ngoài sẽ được giải phóng, đồng thời các càng có hình dạng như chiếc búa sẽ lao về phía trước với tốc độ và gia tốc đáng kinh ngạc.”

Chúng tấn công mồi bằng cách bung càng thật nhanh và mạnh.
Chúng tấn công mồi bằng cách bung càng thật nhanh và mạnh.

“Hãy nghĩ đến việc đấm vào tường vài nghìn lần với tốc độ đó và không làm gãy nắm đấm của bạn. Điều đó khá ấn tượng. Nó khiến chúng tôi suy nghĩ làm thế nào tôm bọ ngựa có thể làm được”, nhà khoa học vật liệu David Kisailus từ Đại học California cho biết.

Khi kiểm tra kỹ hơn, nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra một điều đáng kinh ngạc đó là tôm bọ ngựa có một lớp phủ hạt nano đặc biệt chống va đập cho phép hấp thụ và tiêu tán năng lượng.

Vì bung càng quá nhanh, tôm búa tạo ra những bong bóng khí trong khoảng không gian giữa càng và mục tiêu. Khi các bong bóng vỡ, chúng tạo nên một lực khá mạnh. Lực này hỗ trợ lực bung của càng khiến cho khả năng diệt mồi tăng đáng kể. Nếu càng không trúng mục tiêu, con mồi vẫn có thể chết bởi lực mà các bong bóng tạo ra khi chúng vỡ.

Nghiên cứu cho thấy sự sắp xếp hình xoắn ốc của các sợi α‐chitin kết hợp với cấu trúc xương cá, có thể làm lệch hướng và thay đổi sự lan truyền vết nứt.

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng Kính hiển vi điện tử truyền qua - thiết bị nghiên cứu vi cấu trúc vật rắn, sử dụng chùm điện tử có năng lượng cao chiếu xuyên qua mẫu vật rắn mỏng và sử dụng các thấu kính từ để tạo ảnh với độ phóng đại lớn và Kính hiển vi lực nguyên tử để có được cái nhìn cận cảnh đặc biệt về vũ khí của tôm bọ ngựa. Đồng thời các nhà khoa học phát hiện ra rằng lớp phủ được làm từ một ma trận dày đặc của một khoáng chất gọi là hydroxyapatite hình thành một cấu trúc tinh thể nano.

"Ở tốc độ biến dạng tương đối thấp, các hạt biến dạng gần giống như kẹo dẻo và phục hồi khi giảm tác động. Trong khi ở độ căng cao, các hạt cứng lại và đứt gãy tại các bề mặt tinh thể nano, mở ra những bề mặt mới tiêu tán một lượng năng lượng đáng kể”, Kisailus giải thích.

Cơ chế này thực sự khá ấn tượng, đánh bại nhiều vật liệu về độ cứng và đàn hồi. Nó có thể có một số ứng dụng đáng kinh ngạc trong tương lai.

Tôm búa vung càng với tốc độ cực nhanh (lên tới 23m/giây) và tạo ra lực 1.500 Newton
Tôm búa vung càng với tốc độ cực nhanh (lên tới 23m/giây) và tạo ra lực 1.500 Newton.

“Đó là một sự kết hợp hiếm có, vượt trội hơn hầu hết các kim loại và gốm kỹ thuật. Chúng ta có thể học tập để tạo ra những cách chế tạo các hạt tương tự thêm các bề mặt bảo vệ nâng cao để sử dụng trong ô tô, máy bay hay áo giáp”, Kisailus nhấn mạnh.

"Kẻ đập phá" có ngoại hình sặc sỡ

Sở hữu bộ cánh sặc sỡ sắc màu từ xanh lục, nâu đỏ đến hồng, vàng nhạt càng làm tăng thêm vẻ oai vệ của kẻ săn mồi dưới biển sâu. Hùng hổ đập con mồi là vậy nhưng hơi tiếc cho "sát thủ đại dương" này lại... "mù màu". Mặc dù vậy, đôi mắt sắc bén của loài tôm tít đuôi công này có cấu trúc đặt biệt, khá phức tạp.

Mắt chúng có cơ quan cảm thụ ánh sáng chứa đến 16 tế bào cảm thụ, cho phép chúng phân biệt được các rạn san hô, thậm chí cả những loài trong suốt. Đặc biệt, tôm tít bọ ngựa này có thể nhìn thấy ánh sáng phân cực, điều mà hiếm loài động vật khác nhìn thấy được. Hệ thống thị giác vừa phi thường vừa kỳ lạ, nói chúng mù màu thì hơi quá, chúng có thể phân biệt được nhiều màu sắc, nhưng những màu gần nhau, chẳng hạn như vàng với xanh vàng, thì chúng chịu.

Sống bí mật, đơn độc và không thích "ngoại tình"

Chẳng biết kẻ săn mồi nguy hiểm này có kế hoạch sống như thế nào, nhưng chúng sống rất bí ẩn và có phần đơn độc. Tôm tít công dành phần lớn cuộc đời để sống trong hang hốc của mình. Hơn nữa, chúng cũng không thích "ngoại tình" khi nhiều loài trong số chúng có thể kết đôi với bạn tình và gắn bó với nhau suốt đời. Quãng đời ấy có thể kéo dài không quá 5 năm.

Nói về cách chúng tồn tại, tôm tít công có thể được coi là một cỗ máy săn mồi tàn nhẫn. Chúng thích luồn lách và tập kích bất ngờ. Đặc biệt, chúng vô cùng quyết tâm và cố chấp khi săn mồi, khi tấn công không thành, chúng sẽ truy đuổi đến khi nào bắt được con mồi thì thôi.

Tôm bọ ngựa thích ăn động vật nhuyễn thể và giáp xác có kích thước nhỏ. Có hơn một lý do khiến tôm bọ ngựa trở thành "chiến thần" săn mồi chuyên nghiệp dưới đại dương. Nào phải bắt được rồi sẽ trân trọng, nếu là món không quen thuộc, chúng vẫn lôi vào hang, sau đó ném ra ngoài một cách khinh thường. Dường như ảnh hưởng bởi lối sống ẩn dật, không thị phi, chúng cũng thích ăn tụi sò điệp, nghêu, ốc,.. những loài lười vận động và không mấy di chuyển.

Tôm bọ ngựa thích ăn động vật nhuyễn thể và giáp xác có kích thước nhỏ.
Tôm bọ ngựa thích ăn động vật nhuyễn thể và giáp xác có kích thước nhỏ.

Tôm bọ ngựa thường thay móng vuốt mỗi tháng vài lần nhưng điều đó không ảnh hưởng gì đến khả năng tấn công hàng chục ngàn lần trong khoảng thời gian đó của chúng. Những nhà khoa học đã tìm ra bí mật khủng liên quan đến sức mạnh của loài tôm bọ ngựa này.

Bề mặt móng vuốt của chúng do các khoáng chất hydroxyapatite tạo nên độ cứng và xếp thành các trụ vuông góc với bề mặt móng. Còn điều khiến các trụ này có sức bật đẩy là nhờ chất chitosan - một phân tử carbohydrate tạo thành chuỗi dài chất vỏ giáp xác. Chúng được xếp chồng lên nhau lệch góc theo nhiều hướng, điều đó giúp chúng tránh được các vết nứt khi đổi hướng vuốt.

Nhờ khả năng tuyệt vời đó, các nhà nghiên cứu dự định thiết kế những chiếc búa mô phỏng theo cơ chế móng vuốt của tôm bọ ngựa để ứng dụng trong kỹ thuật hàng không vũ trụ, ô tô,... Với nhiều đặc điểm như vậy, chúng đã chinh phục được biết bao trái tim người yêu sinh vật biển, dù chúng có... mù màu đi chăng nữa.

Cập nhật: 10/03/2022 Tổng Hợp
  • 32
  • 6.096

Theo dõi cộng đồng KhoaHoc.tv trên facebook