Cá voi săn mồi có cấu tạo giải phẫu bảo vệ chúng khi chúng nuốt thức ăn.
Xem một con cá voi phàm ăn lao theo con mồi dưới nước và thật khó tin là con cá voi đó không bị chết đuối. Cá voi nuốt rất nhiều “gallon” nước khi chúng bơi với tốc độ nhanh, ngoạm từng ngụm nước đầy nhuyễn thể. Các nhà nghiên cứu gần đây đã khám phá ra bí mật giải phẫu khiến nước không vào phổi của cá voi khi chúng kiếm ăn rất nhanh dưới nước.
Các nhà khoa học quan tâm đến việc ăn thịt của những loài cá voi – bao gồm cá voi xanh, cá voi vây, cá voi “minke”, cá voi lưng gù – và cách đường hô hấp của chúng được bảo vệ khi nuốt thức ăn. Họ đã biết rất nhiều về các loài cá voi có răng bao gồm cá voi sát thủ, cá nhà táng, cá heo và cá heo chuột, giải phẫu về cách thức hoạt động của sự giao nhau giữa đường tiêu hóa và đường hô hấp đồng thời muốn xem nó trông như thế nào.
“Nhưng điều này vẫn còn là bí ẩn. Chúng tôi đã giải phẫu một vài cấu trúc trong cổ họng, như thanh quản, nhưng không chắc chắn cách nó hoạt động để bảo vệ đường hô hấp”, Kelsey Gil, nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại khoa động vật học tại Đại học British Columbia ở Vancouver, British Columbia, nói với Treehugger.
“Đây là một câu hỏi quan trọng để chúng tôi trả lời bởi vì việc duy trì bảo vệ đường hô hấp trong quá trình săn mồi dưới nước và nuốt thức ăn là cần thiết. Cũng là câu trả lời cho khối lượng thức ăn khổng lồ mà chúng nạp mỗi ngày”
Khi cá voi ăn thức ăn
Khi một con cá voi săn mồi phát hiện con mồi trong nước, nó sẽ tăng tốc lên khoảng 3 mét/giây (10 feet/giây), há miệng rộng một góc mở khoảng 90 độ và hút vào lượng nước rất lớn, lực hút con mồi có thể lớn bằng như kích thước của chính cơ thể của nó.
“Sau đó, nó đóng miệng lại và đẩy nước ra ngoài qua các tấm chắn. Các tua ở mặt trong của các tấm chắn này không cho bất kỳ con mồi nào bị đẩy ra khỏi miệng cùng với nước. Con mồi sau đó sẽ bị nuốt chửng và như thế một cú há miệng khác diễn ra. Đối với một con cá voi vây, quy trình này sẽ diễn ra khoảng 4 lần trước khi cá voi nổi lên mặt nước” Gil nói.
“Khi một con cá voi há miệng hút dòng nước, lượng nước được đưa vào thực sự nhiều để tối đa lượng thức ăn cuốn theo – nó không cố nuốt hết lượng nước đó. Chúng tôi không biết có bao nhiêu nước thực sự được nuốt cùng với con mồi từ mỗi lần nó săn mồi, nhưng chúng tôi cho rằng nó không nhiều lắm”.
Để tìm hiểu cơ chế cơ thể nào đã cho phép điều này xảy ra thành công, các nhà nghiên cứu đã kiểm tra những con cá voi vây đã chết từ một trạm săn cá voi thương mại ở Iceland. Họ đo, chụp ảnh, mổ xẻ một số vùng nhất định và phân tích hướng của mô cơ.
Gil nói: “Trả lời câu hỏi của chúng tôi giống như ghép các mảnh ghép lại với nhau – một khi chúng tôi xác định được cách một cấu trúc có thể di chuyển, chúng tôi phải xác định xem các cấu trúc xung quanh sẽ di chuyển như thế nào để đáp ứng điều đó. Nhìn vào hướng của các sợi cơ sẽ giúp ích trong trường hợp này, bởi vì nó cho bạn thấy cấu trúc sẽ chuyển động như thế nào khi cơ đó co lại.”
Các nhà nghiên cứu nhận thấy có một “nút chặn” ở họng của vài loài cá voi giúp che kín đường thở hoặc thực quản khi cần, giúp chúng khỏi bị chết đuối. Bên cạnh đó cá voi cũng có thêm một mô sụn – còn gọi là phích ngăn giống con người (phích là một khối mô phồng lên chặn đường lưu thông giữa miệng và yết hầu khi nuốt thức ăn). Bàn về “nút chặn”, các nhà khoa học cho rằng có một khối thịt đóng vai trò như “nút chặn” ở phía sau miệng của cá voi vây. Khi con vật hít thở, “nút chặn” nằm ở cuối lưỡi cho phép không khí truyền từ hốc mũi vào đường hô hấp dưới, đồng thời chặn bất cứ thứ gì ở miệng tràn qua. Con người cũng có một vùng phích hầu trong cổ họng được khi thực quản được dùng cho cả hai đường hô hấp và tiêu hóa. Nhưng cách hoạt động của toàn bộ hệ thống nuốt thì không giống nhau. Khi cá voi lao tới tìm mồi, nút chặn sẽ treo ở phía sau khoang miệng và nằm trên đầu lưỡi. Nó được giữ cố định bởi các cơ, được kéo căng ra khi nước vào miệng, không cho nước tràn vào thực quả và đường hô hấp.
“Một khi nước đã được đẩy ra khỏi miệng qua các tấm chắn như đề cập ở trên, khi con mồi cần được nuốt, có nghĩa là “nút chặn” phải mở ra để cho phép con mồi được chuyển từ miệng, qua hầu, đến thực quản và dạ dày” Gil nói.
“Nút chặn này bên cạnh việc có thể đóng ngăn khoang miệng với thực quản, nó có thể dịch chuyển lên chắn lỗ hô hấp bên dưới các hốc mũi, chặn chúng lại khi cá voi nuốt con mồi, vì vậy không con mồi nào vô tình đi lên mũi cá voi”.
Ngoài ra, để giữ thức ăn hoặc nước uống không vào phổi, mô sụn (phích) sẽ đóng cửa vào thanh quản. Với việc đóng kín cả đường hô hấp trên bởi nút bịt miệng và đường hô hấp dưới bởi phích, cá voi có thể đưa con mồi vào thực quản một cách an toàn. Sau khi cá voi nuốt chửng, phích và “nút chặn” sẽ giãn ra, và cá voi đóng khoang miệng, sau đó cá voi có thể thực hiện lại động tác hút nước.
Các phát hiện đã được công bố trên tạp chí Current Biology .
Các nhà nghiên cứu hy vọng một ngày nào đó sẽ nghiên cứu về cá voi sống, bằng cách phát triển một camera nhỏ tự hủy và vô hại với cá voi, có thể bị cá voi nuốt chửng một cách an toàn và sau đó chúng ta có thể quan sát cách khoang miệng hoạt động.
Và họ muốn tìm hiểu thêm về các chức năng cơ thể của cá voi, bao gồm cả việc liệu chúng có thể thực sự ợ hơi trong quá trình này hay không.
Gil nói, “Cá voi lưng gù thổi bong bóng ra khỏi miệng, nhưng chúng tôi không chắc chắn chính xác không khí từ đâu ra – điều đó có thể mang nhiều ý nghĩa hơn và an toàn hơn so với việc để cá voi ợ hơi ra khỏi lỗ thổi của chúng.”
Nhóm nghiên cứu cho biết cấu tạo đặc biệt trên là chìa khóa giúp cá voi trở thành động vật lớn nhất từng sống trên Trái Đất. Kiếm ăn bằng cách lọc nước để săn những đàn nhuyễn thể là cách duy nhất để cung cấp năng lượng khổng lồ giúp chống đỡ kích thước cơ thể lớn như vậy. Các nhà nghiên cứu đang lên kế hoạch tiếp tục tìm hiểu đặc điểm cơ thể của cá voi, nhằm hiểu rõ hơn về chúng và ảnh hưởng từ hoạt động của con người tới thói quen kiếm ăn của chúng.
