Tại sao "thanh gươm" trước mũi của cá kiếm rất khó bị gãy?

Một báo cáo được công bố trên "Tạp chí của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ" chỉ ra xương hàm của cá kiếm rất khác biệt, giúp hỗ trợ duy trì độ cứng cáp của "thanh gươm" trước mũi.

Động vật có vú thường có tế bào tái tạo xương

Những loài thuộc "họ Billfish" – tức cá săn mồi có kích thước lớn như cá búa, cá cờ xanh và cá kiếm, thường dễ dàng khiến người ta nhận ra bởi đặc trưng của chúng: bộ phận xương hàm trên, vũ khí chúng sử dụng để làm tê liệt và bắt con mồi.

Xương cần phải chắc khỏe, không những có thể chịu được các va chạm khủng khiếp mà còn phải có khả năng tự lành nhanh chóng nếu bị hư hại.

Thông thường thì đối với động vật có vú, để xương lành lại sau khi bị gãy, vỡ thì đòi hỏi hoạt động của hai loại tế bào khác nhau: một tế bào có thể phân rã và hấp thụ xương bị tổn thương, nói cách khác là "tiêu hóa" được xương bị hỏng; một loại tế bào khác là để thúc đẩy rồi tạo ra xương mới khỏe mạnh. Quá trình này, được gọi là "tái tạo xương".

Tuy nhiên, loại tế bào như vậy lại không có trong xương của cá kiếm. Ron Shahar, nhà sinh vật học tại Đại học Hebrew ở Jerusalem, Israel đặt ra câu hỏi: "Nếu ‘mũi kiếm’ của cá kiếm không có 2 loại tế bào như vậy, làm thế nào chúng có thể sử dụng nó để săn mồi nhiều lần?". Bởi mỗi lần săn mồi có thể sẽ đều làm chúng bị thương ít nhiều.

Mô phỏng hình thái cấu tạo của xương hàm trên cá kiếm (bên trái) và cá cờ xanh (Ảnh: pnas.org)

Hàm trên siêu cứng

Để nghiên cứu điều này, anh cho rằng cần lấy được xương của một con cá. Nhưng điều này không dễ dàng, bởi vì nhiều loài cá kiếm thuộc danh mục được bảo tồn. Để có thể đạt được mục đích, Ron Shahar đã thuyết phục được nghiên cứu sinh tại Đại học California là Maria Laura Habegger. Maria đã tham gia cuộc thi câu cá ở Mỹ mà ngay cả khi người chơi câu được một loài cá quý hiếm thì họ cũng được cho phép giữ cá thể đó lại để nghiên cứu.

Kết quả, sau nhiều nỗ lực, làm những thủ tục phức tạp cũng như vượt qua các bước kiểm tra hải quan nghiêm ngặt từ Florida, Mỹ cho tới Tây Ban Nha rồi họ mang xương cá kiếm đến được Israel.

"Chúng tôi không nói quá nhiều với nhau, đó là một chuyến đi dài hơn 12 tiếng đồng hồ", Shahar chia sẻ.

Khi Shahar đặt mẩu xương nhỏ từ xương hàm cá kiếm dưới kính hiển vi, Shahar đã tìm thấy sự bất thường. Có dấu hiệu tái sinh xuất hiện trên xương, và Shahar kiểm tra một số mẫu khác, tất cả đều giống nhau. Để xác nhận rằng các quan sát này chính xác, Shaha đã sử dụng những loại kính hiển vi khác nhau để nghiên cứu.

Điều khác biệt là mặc dù cá kiếm không có loại tế bào cần thiết được sử dụng để làm lành xương, nhưng tất cả các mẫu này cho thấy xương hàm cá kiếm vẫn có dấu hiệu được "tái tạo".

"Tôi thực sự ngạc nhiên khi thấy kết quả này. Tôi không nghĩ nó có thể xảy ra", Shaha nói.

Hình ảnh một con cá kiếm dưới đại dương (Ảnh: seahistory.org)

Ấn tượng rõ ràng để lại trong việc tái sinh lại xương cá kiếm là quá trình này chỉ hoạt động bằng một phần tần suất trong bộ xương của các loài động vật có vú bình thường. Shahar muốn biết sự khác biệt này sẽ ảnh hưởng đến sức mạnh của xương.

Và anh cho rằng so với xương ngựa (vốn rất cứng cáp), xương hàm trên của cá kiếm còn cứng hơn và cần những siêu mạnh mới có thể bị phá vỡ. Đó chính là lí do dù không có tế bào tái tạo, "thanh gươm" của cá kiếm vẫn bền chắc.

Có thể nói đơn giản là vì xương hàm trên quá cứng và mạnh, rất khó để tổn thương nên chúng... chẳng cần nhiều tế bào tái tạo như loài khác.

Tham khảo: NATGEOMEDIA.COM