Sự thật gây sốc về cá voi: Thứ được phun ra từ lỗ thở trên đầu không phải là nước biển

Đại đa số công chúng thường bị đánh lừa bởi những thước phim tài liệu khi cho rằng cá voi nổi lên mặt nước để phun ra một cột nước khổng lồ. Tuy nhiên, thứ dâng lên từ biển khơi ấy hoàn toàn không phải là nước biển. Nếu nước thực sự lọt vào phổi, cá voi sẽ phải đối mặt với cái chết tức tưởi giống như con người.

Bản chất của cột nước tráng lệ đó chính là luồng không khí ẩm nóng gần 37°C được thở ra từ phổi cá voi. Khi gặp nhiệt độ lạnh buốt của mặt biển, luồng khí này lập tức ngưng tụ thành lớp sương mù dày đặc. Nó mang theo chất nhầy, dầu, tế bào bong tróc từ đường mũi và một chút nước biển đọng lại trên lỗ thở.

Nhằm giải mã những bí mật sinh học này, tổ chức Ocean Alliance đã triển khai dự án máy bay không người lái mang tên SnotBot. Dự án độc đáo này được thiết kế để bay lượn trên đỉnh đầu cá voi và thu thập các mẫu dịch nhầy quý giá. Từ đó, các nhà khoa học có thể phân tích cấu trúc DNA, hormone căng thẳng và các vi sinh vật cư trú trong đường hô hấp của chúng.

Điều thú vị là cấu trúc lỗ thở của cá voi mang đậm dấu ấn của quá trình tiến hóa và sự bất đối xứng. Các loài cá voi có răng như cá voi nhà táng và cá heo sở hữu hộp sọ bị lệch hẳn sang một bên. Đường mũi bên phải của chúng đã biến đổi thành kênh phát âm chuyên biệt, chỉ chừa lại đường bên trái đảm nhận nhiệm vụ hô hấp.

Sự chuyên biệt hóa này dẫn đến một sự thật tàn khốc: miệng của cá voi vĩnh viễn mất đi chức năng như một đường thở dự phòng. Thanh quản của cá voi có răng sở hữu một cấu trúc hình ống cắm chặt vào khoang tỵ hầu. Kết cấu này tách biệt hoàn toàn đường tiêu hóa và đường hô hấp, cho phép chúng nuốt chửng con mồi mà không sợ sặc nước.

Trái ngược với con người, lỗ thở của cá voi luôn đóng chặt theo mặc định để ngăn nước xâm nhập khi lặn sâu. Chúng phải tiêu tốn năng lượng để chủ động co cơ mặt và kéo nút chặn mũi ra mỗi khi muốn hít thở. Một nghiên cứu năm 2020 của chuyên gia Kelsey N. Gil đã chỉ rõ các van cơ bắp này hoạt động tương tự như một cánh cửa lò xo tự động đóng kín.

Sự chủ động này không chỉ diễn ra ở cấp độ cơ bắp mà còn chi phối toàn bộ hệ thần kinh và ý thức của cá voi. Chúng là loài sinh vật thở chủ động, nghĩa là mỗi nhịp thở đều cần bộ não phát lệnh trực tiếp. Nếu mất đi ý thức do thiếu oxy hoặc tác động ngoại cảnh, cá voi sẽ lập tức ngừng thở và đối mặt với án tử.

Để sinh tồn, cá voi đã tiến hóa ra cơ chế giấc ngủ sóng chậm đơn bán cầu vô cùng kỳ diệu và độc đáo. Chúng chỉ cho phép một nửa bộ não chìm vào giấc ngủ, trong khi nửa còn lại vẫn tỉnh táo để duy trì hô hấp và cảnh giác. Khả năng nhịn thở xuất chúng dưới đáy biển sâu của chúng hoàn toàn phụ thuộc vào việc dự trữ oxy trong cơ bắp thông qua hệ thống protein chuyên biệt.

Thế nhưng, khi lỗ thở bị tắc nghẽn, mọi cơ chế bảo vệ tối ưu này lại biến thành một cái bẫy tự hủy diệt. Trong cơn hoảng loạn, cá voi sẽ tiêu hao lượng oxy dự trữ với tốc độ chóng mặt và không thể đi vào chế độ lặn chuyển hóa chậm. Khi ý thức dần trở nên mơ hồ, mệnh lệnh hô hấp cuối cùng cũng tan biến, khép lại mọi cơ hội sống sót.

Các hồ sơ bệnh lý thú y đã ghi nhận những minh chứng đau lòng về thảm kịch ngạt thở này trên nhiều cá thể. Năm 2015, nhà nghiên cứu Lonneke L. IJsseldijk đã khám nghiệm tử thi hai con cá voi vây ngắn tại Hà Lan. Họ bàng hoàng phát hiện ra nguyên nhân tử vong là do những con cá bơn mắc kẹt sâu bên trong đường mũi của chúng.

Trong khoảnh khắc cá voi nới lỏng thanh quản để nuốt mồi, con cá bơn đã tìm thấy kẽ hở tử thần để chui tọt vào đường thở. Ngoài ra, việc mắc cạn khiến cát lấp đầy lỗ thở hay bị lưới đánh cá quấn chặt cũng là những nguyên nhân phổ biến gây tử vong. Một ký sinh trùng nguy hiểm có tên Nasitrema sp. còn gây viêm não, làm chậm phản xạ mở lỗ thở và đẩy cá voi đến gần cái chết.

Trải qua năm mươi triệu năm tiến hóa, cá voi đã từ bỏ khả năng thở tự động và đánh mất lối đi qua đường miệng. Đại dương đã trao cho loài động vật có vú này một hệ thống sinh tồn hoàn hảo nhưng lại tước đi mọi phương án dự phòng an toàn. Lỗ thở trên đỉnh đầu chính là sợi dây sinh mệnh duy nhất và mong manh nhất kết nối chúng với sự sống.