Cá mập sử dụng từ trường của Trái đất để định hướng

Một nghiên cứu mới cho thấy, một số loài cá mập có thể đọc từ trường của Trái đất như một bản đồ, và sử dụng bản đồ này để điều hướng và tìm đường giữa các vùng biển rộng. Kết quả này bổ sung cá mập vào danh sách dài các loài động vật - bao gồm chim, rùa biển và tôm hùm - có thể định hướng bằng cách cảm nhận từ trường.

Michael Winklhofer - nhà vật lý sinh học tại Đại học Carl von Ossietzky, Oldenburg, Đức, người không tham gia vào nghiên cứu - cho biết: “Thật tuyệt khi cuối cùng họ đã xác nhận được khả năng cảm nhận từ trường ở cá mập".

Năm 2005, các nhà khoa học báo cáo về một con cá mập trắng lớn bơi từ Nam Phi đến Úc và quay trở lại theo một đường gần như đường thẳng - một kỳ tích khiến các nhà khoa học nghĩ rằng cá mập có thể dựa vào cảm nhận từ trường để định hướng. Trước đó, từ những năm 1970, các nhà nghiên cứu đã nghi ngờ rằng một nhóm các loài cá, gọi là phân lớp Cá mang tấm - gồm cá mập, cá đuối, giày trượt và cá cưa - có thể phát hiện ra từ trường. Nhưng chưa có ai chứng minh được cá mập sử dụng từ trường để định vị bản thân hoặc điều hướng khi di chuyển, vì rất khó thực hiện nghiên cứu trên loài động vật to lớn này, Winklhofer nói.

Bryan Keller, nhà sinh thái học tại Đại học Bang Florida, và các đồng nghiệp đã quyết định thực hiện nghiên cứu khó khăn này. Họ tạo ra một chiếc lồng cực lớn, trong lồng đặt một bể nước. Xung quanh lồng được quấn dây đồng. Bằng cách cho dòng điện chạy qua hệ thống dây đồng, họ có thể tạo ra từ trường theo ý muốn trong khu vực hồ bơi. Sau đó, nhóm nghiên cứu đưa lần lượt từng con trong số 20 con cá mập đầu xẻng nhỏ - một loài cá mập thường di cư hàng trăm km - vào hồ bơi và để chúng bơi tự do trong ba kiểu thiết lập từ trường khác nhau, được áp dụng ngẫu nhiên. Một từ trường mô phỏng từ trường tự nhiên của Trái đất tại nơi bắt cá, hai từ trường còn lại mô phỏng từ trường tại các địa điểm cách nơi sinh sống của cá mập 600 km về phía bắc và 600 km về phía nam.

Khi từ trường tương tự như tại địa điểm bắt cá, nhóm nghiên cứu nhận thấy cá bơi theo các hướng ngẫu nhiên. Nhưng khi chịu tác động của từ trường phía nam, cá mập chỉ bơi về phía bắc, hướng về nhà, các nhà nghiên cứu viết trên tạp chí Current Biology. Neil Hammerschlag, nhà sinh thái học cá mập tại Đại học Miami, người không tham gia nghiên cứu, nhận xét: “[Điều này] cho thấy chúng có thể sử dụng từ trường để di cư đường dài".

Đáng ngạc nhiên hơn, nhóm nghiên cứu phát hiện, khi chịu tác động của từ trường phía bắc, những con cá mập không có một hướng bơi nhất định. Theo Keller, có thể là do cá mập đầu xẻng thường không di cư về phía bắc, vì vậy chúng hiếm khi phải tìm đường trở về phía nam. "Điều này cũng ủng hộ lý thuyết cho rằng khả năng định hướng bằng từ trường để về nhà của cá mập là một hành vi mà chúng học được. Có thể chúng không biết phải làm gì trong từ trường phía bắc bởi chưa bao giờ đến đó", ông nói.

Keller nói thêm, giống như cá mập đầu xẻng trong thí nghiệm, những con cá mập khác có thể cũng sử dụng từ trường của Trái đất để điều hướng. Những loài như cá mập trắng lớn, di cư quãng đường xa hơn so với cá mập đầu xẻng, sẽ còn sử dụng khả năng này nhiều hơn.

Một số nhà nghiên cứu cho rằng khả năng điều hướng nhờ cảm nhận từ trường ở động vật dựa vào các tế bào có chứa một khoáng chất sắt từ tính, magnetite; trong khi một số khác thì cho rằng khả năng này dựa vào một loại protein trong võng mạc có tên là cryptochrome. Winklhofer nói: “Câu hỏi quan trọng bây giờ là động vật cảm nhận từ trường bằng cách nào?"