Bí ẩn thế kỷ về chiếc lỗ trên đầu loài cá đầu đá được giải mã

Sự tiến hóa của tự nhiên đôi khi tạo ra những cấu trúc giải phẫu kỳ lạ đến mức khiến giới khoa học phải mất hàng trăm năm mới có thể thấu hiểu. Cá đầu đá - rockhead poacher ( Bothragonus swanii ) là một ví dụ điển hình như vậy.

Loài cá nhỏ bé, có lớp giáp cứng và hình dáng ngụy trang hoàn hảo như một hòn đá này sở hữu một đặc điểm không giống ai: trên đỉnh đầu của nó là một cái hố sâu, nhẵn thín. Nó trông như thể ai đó đã dùng muỗng múc kem để lấy đi một mảng xương sọ quan trọng rồi bỏ đi.

Kể từ khi được mô tả lần đầu vào năm 1876, chức năng của cái "hố sọ" này vẫn là một ẩn số. Các giả thuyết về ngụy trang hay thính giác đều chưa từng được kiểm chứng, một phần vì loài cá này sống ẩn mình rất kỹ trong các vùng triều đá nông từ Alaska đến California.

Tuy nhiên, một nghiên cứu mới đây từ Đại học Bang Louisiana đã đưa ra một lời giải thích đầy bất ngờ: loài cá này có thể đang sử dụng đầu của mình như một cái trống để giao tiếp.

Để giải mã bí ẩn này, nhà nghiên cứu Daniel Geldof và các đồng nghiệp đã phải thực hiện những chuyến đi thực địa gian khổ tại những nơi như Vịnh Deadman ở Washington. Họ phải lập thành những "biệt đội xô chậu", dùng tay tát cạn nước trong các vũng triều khi thủy triều xuống thấp mới có thể bắt được mẫu vật.

Thay vì sử dụng phương pháp giải phẫu truyền thống có thể làm hỏng các mô mềm mỏng manh, nhóm nghiên cứu đã áp dụng công nghệ quét micro-CT độ phân giải cao. Phương pháp này cho phép họ tạo ra các mô hình 3D chi tiết của mẫu vật, nhìn thấu bên trong để quan sát sự sắp xếp của xương, cơ và dây thần kinh mà không cần đụng đến dao kéo.

Những hình ảnh quét 3D đã tiết lộ bằng chứng quan trọng. Cặp xương sườn đầu tiên của cá rockhead poacher có kích thước khổng lồ so với tỷ lệ cơ thể. Chúng có hình dạng dẹt, linh hoạt và được đặt ngay sát cạnh hố sọ nhưng không hề gắn liền với nó. Những xương sườn này được neo giữ bởi hệ thống cơ và gân cực kỳ khỏe mạnh.

Daniel Geldof nhận định: "Khi bạn phóng to, bạn sẽ thấy rất nhiều cấu trúc nhỏ bên trong cái lỗ đầu kỳ quái đó. Có những thanh que và gai xương cực nhỏ hướng vào trong. Về cơ bản, loài cá này dường như đã tích hợp một nhạc cụ gõ ngay trong đầu nó".

Cơ chế hoạt động của "nhạc cụ" này khá độc đáo: khi con cá rung các xương sườn đặc biệt, chúng sẽ đập vào phần bát xương cứng của hố sọ, tạo ra âm thanh vo vo hoặc các xung động trầm thấp. Geldof chia sẻ trải nghiệm thực tế: "Nếu bạn cầm một con cá này dưới nước, nó thường sẽ khó chịu và bắt đầu 'nói chuyện'. Cảm giác giống hệt như bạn đang cầm một chiếc điện thoại di động đang rung vậy".

Tại sao một con cá lại cần tích hợp trống vào đầu? Câu trả lời nằm ở môi trường sống ồn ào của chúng. Vùng nước ven bờ là nơi sóng biển đánh liên tục, đá lăn và âm thanh dội lại hỗn loạn. Trong môi trường mà các nhà khoa học ví như một "hộp đêm" này, việc cố gắng giao tiếp bằng tiếng kêu qua môi trường nước là vô cùng khó khăn và kém hiệu quả.

Do đó, cá rockhead poacher có thể đã chọn một con đường khác: truyền âm thanh qua chất rắn. Bằng cách áp đầu xuống đáy biển và "đánh trống", chúng gửi các tín hiệu rung động (địa chấn) truyền qua nền đá. Âm thanh truyền qua chất rắn nhanh và hiệu quả hơn nhiều so với qua nước, giúp tín hiệu của chúng đi xa hơn mà không bị tiếng sóng biển lấn át.

Ngoài chức năng phát tín hiệu, các bản quét micro-CT cũng cho thấy hố sọ này là một công cụ đa năng. Một nhánh của dây thần kinh đường bên - hệ thống cảm biến áp suất của cá - chạy thẳng vào khoang này. Các gai xương nhỏ bên trong có thể giúp cá cảm nhận sự thay đổi của dòng nước, từ đó phát hiện kẻ săn mồi hoặc con mồi đang đến gần.

Dù chưa có bản ghi âm nào về tiếng trống của loài cá này trong tự nhiên, nhưng phát hiện này đã mở ra một hướng đi mới trong việc nghiên cứu hành vi giao tiếp của động vật biển. Việc hiểu cách thiên nhiên giải quyết vấn đề giao tiếp trong môi trường ồn ào có thể mang lại những bài học quý giá cho các kỹ sư trong việc thiết kế hệ thống liên lạc dưới nước của con người trong tương lai.