Lần đầu tiên trong lịch sử khoa học đo được nhịp tim của loài vật lớn nhất hành tinh - câu hỏi là làm như thế nào?

Đâu là sinh vật to nhất hành tinh? Đó là... một loài nấm tên Armillaria, thuộc chủng nấm ký sinh nằm trong những khu rừng tại Bắc Mỹ. Tuy nhiên nếu chỉ tính riêng các loài động vật, thì ngôi vị ấy chắc chắn thuộc về những con cá voi xanh.

Một con cá voi xanh có thể dài tới 30m, nặng gần 200 tấn - kích cỡ phải nói là hết sức đồ sộ. Ngay đến quả tim của cá voi xanh cũng đã nặng tới 180kg. Qua nhiều năm, các nhà khoa học đã thực hiện rất nhiều nghiên cứu liên quan đến loài vật này, nhưng có một dữ liệu chưa bao giờ được ghi nhận. Đó là về nhịp tim - chưa từng có ai đo được nhịp tim của cá voi xanh cả.

Dù vậy thì mới đây, cái việc "chưa từng" này đã có người làm được, là các chuyên gia từ ĐH Stanford (Mỹ). Họ đã tìm ra cách đo được khả năng bơm máu của quả tim 180kg ở ngay giữa lòng đại dương, mà không gây tổn hại đến bản thân cá voi.

Vấn đề là bằng cách nào?

Để giải quyết câu chuyện này, các chuyên gia quyết định gắn thẻ cho cá voi, bằng một bộ cảm biến có cách thức hoạt động giống như những chiếc giác hút.

Dẫu vậy, đây không phải là việc dễ dàng. David Cade - tác giả nghiên cứu đã phải đứng ở mũi thuyền, tay cầm sợi carbon dài 6m trong khi các cộng sự lái con tàu đặc biệt đến gần cá voi. Một đầu của sợi dây là bộ 2 cảm biến với 4 giác hút. Phải làm sao để gắn được bộ thẻ vào dưới bụng con cá, và phải đủ chắc chắn để nó không bị rơi ra khi sinh vật này lặn xuống.

"Thực sự thì đây là thành quả của cả đội. Bạn không thể gắn thẻ cho một con cá voi khi chỉ có một mình," - Cade cho biết.

"Cộng sự của tôi - James Fahlbusch - là một trong những người lái tàu giỏi nhất, và nhờ thế chúng tôi có thể gắn thẻ cho nhiều con cá voi chứ không chỉ một."

Khó khăn nhất trong câu chuyện này là vị trí gắn thẻ - phải hết sức chính xác. "Chúng tôi phải gắn nó vào đúng vị trí (sâu dưới phần bụng dưới, phía bên trái của con cá), bởi bộ cảm biến cần đặt ở gần tim hết sức có thể mới thu được tín hiệu," - ông giải thích.

Quá trình gắn thẻ theo dõi cho một con cá voi

"Trong khi đó, anh đồng nghiệp Shirel thì lấy mẫu sinh thiết của con cá và chụp thêm vài tấm hình."

Những nỗ lực của họ đã mang lại thành quả. Bộ cảm biến đã thu lại được khối dữ liệu dài 8,5h sau những lần ngụp lặn của cá voi. Dựa trên hình ảnh và phân tích sinh thiết, đây là một con cá voi đực khoảng 15 tuổi, lần đầu xuất hiện vào năm 2003. 

Khi ở độ sâu lớn nhất trong cuộc nghiên cứu, nhịp tim của con cá chỉ rơi vào khoảng 4 - 8 nhịp mỗi phút, thậm chí có lúc tụt xuống 2 nhịp. Đây là tỉ lệ thấp hơn 33% - 50% so với những gì con người dự đoán trước kia.

"Chúng tôi khá hứng thú với việc liệu nhịp tim của con cá có luôn chập như thế, hay là do nhu cầu tiết kiệm năng lượng khi lặn," - Jeremy Goldbogen, chủ nhiệm nghiên cứu cho biết.

"Thử nghiệm cho thấy loài cá voi thường giữ nhịp tim rất chậm khi lặn, nhằm dự trữ oxy và làm tăng hiệu quả khi săn mồi." 

Được biết, cá voi xanh không phải là loài săn mồi hung dữ, mà chúng kiếm ăn nhờ vào phương pháp "lọc". Nhờ hàm răng giống như một tấm lưới, chúng sẽ hút nước vào, sau đó đẩy nước ra khỏi miệng và giữ lại con mồi bên trong - như tôm và phù du. Theo các chuyên gia, nhịp tim quá thấp của cá voi một phần có thể do cơ chế co động mạch khi lặn, nhằm giữ máu lưu thông lâu hơn.

Sau khi trồi lên mặt nước, nhịp tim của cá voi lại rơi vào khoảng 25 - 37 nhịp/phút, để bổ sung lại oxy. Đây có lẽ là nhịp tim cao nhất đối với một loài vật có kích cỡ như cá voi, và điều này giải thích được việc tại sao chúng không thể tiến hóa để có kích cỡ lớn hơn nữa. Một số cá thể lặn nông hơn thì không cần đẩy nhịp tim lên quá cao, chỉ khoảng 20 - 30 nhịp/phút khi nổi thôi.

Minh họa nhịp tim của cá voi

"Nó giống như phương pháp "bồi hoàn" vậy, những con cá voi sẽ đẩy nhịp tim lên tối đa sau các chuyến lặn sâu, để bù đắp cho việc thiếu hụt oxy," - Goldbogen chia sẻ. Tuy nhiên, ông cũng lưu ý rằng chúng ta cần phải thực hiện một số nghiên cứu sâu hơn để lý giải tại sao không có sinh vật nào sở hữu kích cỡ lớn hơn cả cá voi. 

"So sánh một cách đơn giản thì loài chuột - những con thú nhỏ nhất - có nhịp tim lên tới cả ngàn nhịp mỗi phút. Rõ ràng, nhịp độ sống của các sinh vật sẽ thay đổi rõ rệt khi kích cỡ khác nhau."

Nghiên cứu được công bố trên Kỷ yếu Hàn lâm của Viện khoa học Hoa Kỳ

Tham khảo: IFL Science