TôiCon rắn là loài bò sát có vẻ đẹp chết người và luôn thu hút sự quan tâm của các nhà khoa học trên thế giới. Rắn có thể di chuyển ở nhiều địa hình khác nhau, từ bò trên mặt đất, bơi dưới nước cho đến quấn thân vào cành cây cao hay thậm chí là tường thẳng đứng. Tuy nhiên, nếu rắn không dùng chân để kẹp thì làm sao nó có thể bò lên thân cây mà không bị trượt? Mới đây, các nhà nghiên cứu tại Đại học Cincinnati và Cao đẳng Siena đã vén màn bí ẩn trên.
So với việc di chuyển trên mặt đất bằng phẳng, việc leo trèo trên bề mặt thẳng đứng hoặc thân cây là một nhiệm vụ khá khó khăn đối với động vật. Chìa khóa để làm được điều này là tìm cách ngăn cơ thể trượt xuống dưới tác dụng của trọng lực. Và mỗi loài động vật khác nhau đã tìm ra cách riêng để giải quyết vấn đề này.
Ví dụ, một số loài động vật có vú sử dụng móng vuốt của chúng để bám vào các thân cây. Trong khi đó, thằn lằn hay ếch lại chọn cách sử dụng miếng đệm đặc biệt trên bàn chân với vô số lông nhỏ để tạo lực Van der Waals bám vào thân cây. Và rắn cũng chọn một cách độc nhất là có thể bám và di chuyển dễ dàng trên các bề mặt khó.
Ở đâu, rắn sử dụng ma sát để bò trên bề mặt dốc hoặc thẳng đứng. Nhưng rắn không thể đeo bám như côn trùng, ếch nhái hay thằn lằn mà phải dùng chuyển động của cơ thể để tạo lực bám. Cụ thể hơn, họ liên tục kéo căng cơ thể của họ trong một chuyển động được gọi là phong trào hòa tấu (Được đặt tên cho đàn organ, đàn accordion, một loại nhạc cụ sử dụng phương pháp bơm không khí từ hộp gấp, thổi không khí qua các van có phím bấm vào sậy kim loại để tạo ra âm nhạc.)
Vì lý do đó, rắn chỉ có thể bò trên bề mặt dốc và có nhiều điểm bám ví dụ như thân cây, nơi chúng có thể cuộn lại và tạo thành móc với cơ thể của chúng để treo cổ.. Trong trường hợp leo tường thẳng đứng, bề mặt phải gồ ghề hoặc có vết lõm nhỏ để tạo điểm tựa như tường gạch, v.v. Khi đó, các cơ khỏe của cơ thể như bụng, lưng và hai bên được vận động để tạo ra lực. giúp rắn bám vào.
TôiGreg Byrnes, một nhà sinh vật học tại Đại học Siena ở New York, cho biết: “Về cơ bản, một phần cơ thể rắn sẽ được giữ cố định trong khi phần kia sẽ vươn ra phía trước. Thao tác này tương tự như khi chơi đàn accordion. Đến nay, người ta vẫn chưa biết rắn sử dụng bao nhiêu sức mạnh cơ bắp để thực hiện các động tác concertina khi leo các bề mặt dốc ”.
Để tìm hiểu sâu hơn về vấn đề này, Byrnes đã hợp tác với đồng nghiệp của mình là Bruce Jayne tại Đại học Cincinnati, Ohio. Hai nhà nghiên cứu đã xây dựng một cột hình trụ đặt thẳng đứng, trên bề mặt có khắc một số đường vân khác nhau để tạo và điều chỉnh độ ma sát cần thiết. Đồng thời, bề mặt còn được trang bị dải cảm biến áp suất cho các phép đo trong thí nghiệm.
Tiếp theo, các nhà nghiên cứu yêu cầu 10 con rắn thuộc 5 loài khác nhau bò lên một cột trụ thẳng đứng và đo lượng áp lực tác động lên thân hình trụ. Mỗi con rắn sẽ được leo lên 10 lần và kết quả đo sẽ được ghi lại. Sau mỗi lần rắn bò về trụ, lực ma sát trên thân trụ giảm dần cho đến khi rắn không bám được nữa. Cuối cùng, nhóm sẽ tính toán để xác định lực tối thiểu cần thiết, đủ để ngăn cơ thể con rắn trượt xuống khi nó leo lên, và đặt tên lực là “yếu tố của sự an toàn”.
Rắn luôn sử dụng nhiều lực hơn mức cần thiết để đảm bảo an toàn
Trong quá trình tính toán, nhóm nghiên cứu đã kết hợp độ lớn của lực với góc nghiêng để xác định “hệ số ma sát” giữa vật rắn và bề mặt. Hệ số này giúp ta có thể tính được lực mà một con rắn cần để hỗ trợ cơ thể của nó. Đồng thời, nhóm cũng nghiên cứu độ lớn của lực cản hướng xuống và phản lực tác dụng lên cơ thể con rắn trong quá trình leo lên khối trụ. Ban đầu, nhóm nghiên cứu cho rằng rắn là loài động vật luôn biết cách sử dụng sức mạnh cơ bắp một cách hợp lý nhất, và lực dùng để giữ cơ thể không bị trượt khi leo trèo tương tự như khi siết chặt con mồi. Tuy nhiên, kết quả tính toán của anh lại khác với suy nghĩ ban đầu của anh.
TôiTrong một số trường hợp, “hệ số an toàn” gần bằng 1, tương ứng với việc sử dụng lực ít nhất có thể để giữ chặt cột và không bị trượt. Trong khi đó, ở những trường hợp khác, độ lớn của lực lên tới 20, xấp xỉ lực siết con mồi và lớn hơn 20 lần lực cần thiết để chống trượt. Đôi khi, rắn cũng sử dụng một lực mạnh gấp 2,5 đến 5 lần sức mạnh tối thiểu. Vậy tại sao sự phân bố công suất lại không đồng nhất và khác nhau? Tác dụng của việc sử dụng công suất lớn hơn là gì?
Các nhà nghiên cứu cho rằng việc sử dụng nhiều lực hơn mức cần thiết giúp rắn đảm bảo rằng chúng an toàn hơn khi leo lên. Trên thực tế, việc đặt sự an toàn lên hàng đầu cũng khá phổ biến trong vương quốc động vật. Thay vì chọn cách tiết kiệm nhất để thực hiện hành vi, động vật có xu hướng luôn đảm bảo an toàn cho chính chúng tốt hơn.
Thông thường, thằn lằn hay các loài bò sát khác luôn sử dụng một lực lớn gấp 10 lần lực giữ tối thiểu để giữ cơ thể không bị trượt. Thậm chí, con người luôn sử dụng lực co gấp 2 đến 4 lần để chống lại khi leo trên dây hoặc trên vách đá. Vấn đề trên cũng tương tự như khi bị săn đuổi bởi kẻ săn mồi, sinh vật sẽ luôn chạy với tốc độ tối đa, đây là tốc độ mà chỉ khi trong tình huống nguy hiểm mới có cơ hội bùng nổ.
Nguồn: Tinhte.vn