Vì sao côn trùng bay quanh bóng đèn?

Quan sát những chuyển động này khiến chúng ta cảm thấy có điều gì đó không đúng: tại sao đám con côn trùng bay đêm không đi tìm thức ăn và né tránh kẻ săn mồi, mà lại luẩn quẩn quanh ánh sáng?


Hàng thế kỷ trôi qua, cảnh tượng này vẫn tiếp diễn mà chúng ta vẫn chẳng hiểu được nguyên do. Song giờ đây, nhờ sử dụng các kỹ thuật truy dấu tốc độ cao và tìm hiểu về tình trạng bay, thị lực, sự tiến hóa, các nhà nghiên cứu tới từ Anh, Mỹ và Costa Rica đã có thể đem lại cho chúng ta câu trả lời.

Thiêu thân bay vào lửa

Ông bà ta có nhiều cách lý giải cho hành vi như bị thôi miên này, nhưng chúng đều chưa làm rõ được nguyên do. Một quan điểm sơ khai cho rằng côn trùng bị thu hút tới nguồn nhiệt của ngọn lửa. Đúng là có nhiều loài côn trùng rất ưa nhiệt. Chúng bị hấp dẫn bởi ngọn lửa và đã tiến hóa để tận dụng điều kiện ở những khu vực mới đốt lửa. Song, đa số côn trùng bay quanh ngọn đèn (kể cả đèn có ánh sáng trắng lạnh) không nằm trong nhóm này.

Một ý kiến khác là lũ côn trùng đã nhầm ánh sáng gần đó thành Mặt trăng khi chúng cố sử dụng khả năng định hướng theo vị trí thiên thể. Nhiều loài côn trùng sử dụng Mặt trăng làm mốc để bay đúng hướng trong đêm.

Chiến lược này dựa vào hiện tượng các vật thể ở khoảng cách xa trông như lơ lửng tại chỗ khi bạn di chuyển theo một con đường thẳng. Mặt trăng yên vị trên cao cho côn trùng biết chúng không lỡ rẽ nhầm ở đâu, điều có thể xảy ra khi một cơn gió mạnh cuốn chúng đi. Tuy nhiên, các vật thể ở gần hơn dường như không dõi theo chúng ta trên bầu trời, mà trôi ra đằng sau khi ta đi qua.

Lý thuyết định hướng theo vị trí thiên thể cho rằng côn trùng cố gắng giữ cho nguồn sáng này ổn định, nhưng lại thường ngoặt đi khi cố gắng bay thẳng. Nghe thì có vẻ hợp lý, nhưng mô hình này dự đoán nhiều đám côn trùng sẽ bay thành hình xoắn ốc vào trong và dẫn tới cảnh chúng đâm sầm vào nhau, điều đó lại thường không khớp với quỹ đạo bay mà chúng ta thường thấy. Vậy thì, chuyện gì đang thực sự diễn ra?

Quay lưng về ánh sáng

Để tìm hiểu chi tiết, các nhà nghiên cứu đã quay video tốc độ cao khi các loài côn trùng bay quanh những nguồn sáng khác nhau để xác định đường bay và tư thế cơ thể. Thí nghiệm này diễn ra cả trong phòng thí nghiệm của Trường Hoàng gia London và tại hai khu thực địa ở Costa Rica là CIEE và Estación Biológica. Họ phát hiện kiểu hình bay của chúng không hề giống với bất kỳ mô hình nào hiện có.

Thay vào đó, đàn côn trùng lớn luôn quay lưng về phía ánh sáng. Hành vi này được gọi là phản ứng ánh sáng mặt lưng. Trong tự nhiên, ánh sáng từ trên cao chiếu xuống sẽ nhiều hơn ánh sáng từ dưới mặt đất hắt lên, phản ứng này giúp cho côn trùng có hướng bay thích hợp.

Nhưng việc quay lưng về phía ánh sáng nhân tạo sẽ làm thay đổi đường bay của côn trùng. Giống như máy bay chao nghiêng khi đổi hướng, đôi khi nghiêng tới nỗi bạn sẽ thấy mặt đất dường như ngay bên ngoài cửa sổ, thì đám côn trùng chao nghiêng cũng y như vậy. Khi côn trùng hướng lưng về phía nguồn sáng gần đó, chúng sẽ liên tục lặp lại các lần bay nghiêng quanh ánh đèn, bay vòng vòng song hiếm khi va phải nhau.

Những đường bay quỹ đạo này không phải hành vi duy nhất mà nhóm nghiên cứu quan sát được. Khi côn trùng bay dưới ánh sáng, chúng thường lượn theo đường cong về phía trên khi bỏ lại bóng đèn đằng sau, lưng vẫn hướng về phía ánh sáng, cho tới khi chúng ngừng bay và rơi xuống từ không trung. Thú vị hơn nữa là khi bay thẳng qua ngọn đèn, côn trùng có xu hướng lật người, quay lưng về phía ánh sáng nhưng rồi đột ngột lao xuống.

Vì sao lại có phản ứng ánh sáng mặt lưng?

Tuy ánh sáng vào ban đêm có thể gây hại cho các loài động vật khác (chẳng hạn, khiến những loài chim đang di cư chuyển hướng về các khu vực thành thị), song các loài động vật lớn hơn dường như không mất đi khả năng định hướng theo chiều dọc. Thế thì tại sao các con côn trùng, nhóm côn trùng bay lâu đời nhất và phong phú nhất, lại dựa vào phản ứng khiến chúng dễ bị tổn thương như vậy?

Có thể điều này liên quan tới kích thước cơ thể nhỏ bé của chúng. Những con vật với hình thể lớn hơn có thể cảm nhận trực tiếp lực hấp dẫn do gia tốc trọng lực tác động lên các giác quan, hoặc do bất kỳ gia tốc nào khác. Ví dụ như con người chúng ta sử dụng hệ thống tiền đình bên trong tai, nó điều chỉnh cảm giác thăng bằng và thường báo hiệu cho chúng ta biết về hướng đi xuống.

Tuy nhiên, côn trùng lại chỉ có các cấu trúc giác quan bé nhỏ. Và nhất là khi chúng thực hiện các chuyển động bay nhanh chóng, thì gia tốc lại đưa ra chỉ dẫn tồi về hướng bay xuống. Thay vào đó, dường như chúng đặt cược vào độ sáng của bầu trời.

Trước khi ánh sáng hiện đại xuất hiện, bầu trời thường rạng hơn mặt đất, dù là ban ngày hay ban đêm, vì thế bầu trời mang lại một hướng dẫn khá là đáng tin cậy cho các sinh vật bay bé nhỏ muốn giữ phương hướng ổn định. Không may thay, ánh sáng nhân tạo đã hủy hoại khả năng này khi ra hiệu cho chúng bay thành vòng tròn, và hiện tượng như vậy diễn ra tương đối gần đây.

Ô nhiễm Ánh sáng

Khi công nghệ mới phổ biến, ánh sáng tỏa rạng màn đêm lan tràn nhanh hơn bao giờ hết. Khi các bóng đèn LED giá rẻ, sáng rõ, có quang phổ rộng ra đời, nhiều khu vực, chẳng hạn như các thành phố lớn, không bao giờ nhìn thấy đêm đen nữa. Hơn 1/3 dân số thế giới sống ở những khu vực ô nhiễm ánh sáng trầm trọng tới nỗi không bao giờ nhìn thấy Dải Ngân hà.

Tuy nhiên, côn trùng mắc bẫy phải bay quanh một bóng đèn dường như chịu ảnh hưởng tồi tệ nhất. Không thể tìm kiếm thức ăn, dễ dàng bị kẻ săn mồi phát hiện và thường bị kiệt sức, nhiều con chết trước khi bình minh tới.

Trên nguyên tắc, ô nhiễm ánh sáng là một trong những vấn đề dễ dàng khắc phục nhất, chúng ta chỉ cần ấn tắt công tắc là xong. Hạn chế ánh sáng ngoài trời, chỉ dùng loại có ánh sáng ấm, không quá sáng hơn mức cần thiết, chỉ dùng khi cần, có thể cải thiện đáng kể tình trạng sức khỏe của các hệ sinh thái ban đêm. Đồng thời, hành động này cũng giúp côn trùng phục hồi lại tầm nhìn về bầu trời đêm.

Nguồn: theconversation.com