Buzz
Có sự hợp tác—NASA đưa con người lên mặt trăng, ví dụ, hoặc Đội Vịt mạnh mẽ chiến thắng trước Đội Iceland—và sau đó là sự hợp tác. Một sinh vật biển nhão như gelatin gọi là salp hiểu điều này hơn bất cứ ai, hình thành chuỗi dài các cá thể kết nối thần kinh làm việc cùng nhau vì lợi ích lớn hơn. Đó là, ăn và không chết.
Một nghiên cứu mới giúp làm sáng tỏ những phức tạp của lối sống tập hợp của salp, cho thấy cách một sinh vật thực sự là hàng chục cá thể quản lý cách di chuyển. Thật là điều hấp dẫn và có thể là tin tức lớn cho những người thiết kế phương tiện ngầm.
Salps có cách sống kỳ cục. Mỗi cá thể trong một chuỗi có thể sinh sản theo cách hình thức để tạo ra một cá thể đơn lẻ, mà bạn có thể coi là một thùng. Qua một đầu nó hút nước, lọc ra thức ăn phù sa. Nó bắn nước ra phía đầu kia như một tia, đẩy chính nó đi về phía trước. Salp đơn lẻ này sinh sản không sinh dục để tạo ra một chuỗi salps khác.
Cách một salp đơn lẻ di chuyển hoàn toàn khác biệt so với cách cá di chuyển. “Khi cá muốn tạo ra sức đẩy, nó ‘lăn’ cơ thể và vây, với tác dụng phụ là tăng cản trở từ hình dạng động lực lý tưởng, thẳng và căng,” như kỹ sư hàng không Daniel Weihs của Viện Công nghệ Israel Technion, một trong những tác giả của nghiên cứu, nói. Ngược lại, salps giữ nguyên hình dạng của chúng khi chúng phun nước. Ngoài ra, sống cùng nhau trong chuỗi dài giảm diện tích bề mặt tiếp xúc với nước, giảm cản trở thêm nữa.
Vì vậy, với tập hợp này, bạn có thứ gì đó đơn giản là một chuỗi máy móc, có thể bạn nghĩ có thể trở nên lộn xộn—nói về mặt hợp lý. Vậy cá thể salps có phối hợp các phát nổ của chúng không? Như đúng như tên gọi, không, thường không. Chuyển động của chúng không đồng bộ.
“Những gì chúng tôi chỉ ra với các thí nghiệm là trong khi đang bơi ổn định trạng thái bình thường, mỗi cá thể đang hành xử như một cá thể,” như nhà sinh học và tác giả nghiên cứu Kelly Sutherland của Đại học Oregon nói. “Nó đập theo nhịp riêng của nó, nhưng từ hành vi cá thể này, bạn có được hành vi nổi lên này thực sự hiệu quả.” (Tập hợp tuy nhiên, sẽ phối hợp các phát nổ khi cảm thấy bị đe dọa và cần phải chạy.)
Điều này xảy ra vì bạn kết thúc với một cộng đồng mà thông qua cách phun nước tập hợp của mình có thể duy trì một tốc độ ổn định tốt hơn so với, ví dụ, một con sứa, có một cơ chế phát nổ đang diễn ra nhiều hơn. Hãy nghĩ về nó như việc lái xe trong thành phố so với lái xe trên xa lộ—bạn sẽ có được hiệu suất xăng tốt hơn ở tốc độ ổn định 65 mph so với việc giảm tốc và tăng tốc liên tục. (Tôi không nói rằng con sứa không hiệu quả, nhưng nó thực sự khá hiệu quả theo cách riêng của nó.)
Weihs và Sutherland cũng nghiên cứu cấu trúc của dòng nước mà cá thể để lại. Cuối cùng, hiệu quả có thể bị ảnh hưởng nếu những dòng nước đó bị trộn lẫn. “Khi bạn so sánh giữa cá thể đơn lẻ và tập hợp, dòng nước phun thực sự trông khá giống nhau,” như Sutherland nói. “Điều chính là bạn không có tương tác giữa những dòng nước phun đó.” Mọi thứ dường như diễn ra suôn sẻ.
Vậy nên cuối cùng bạn có một tập hợp salp hưởng lợi từ sự đập không phối hợp nhưng vẫn quản lý tạo ra dòng nước hiệu quả. Điều đó có thể hữu ích cho bất kỳ ai thiết kế phương tiện ngầm. Có chỗ cho cánh quạt, tất nhiên—chúc may mắn khi di chuyển một con tàu du lịch với những phát nổ giống salp—nhưng một số tình huống đòi hỏi một cách tiếp cận tinh tế hơn, như khám phá những con tàu đắm hoặc lảng tránh cho mục đích đen tối.
Không phải là bạn nên đi và đập một đống động cơ phun theo kiểu salp trên robot dưới nước của bạn. Nhưng bằng cách nhìn vào thiên nhiên, kỹ sư có thể mô phỏng những kỳ tích tập thể của sinh vật biển nhão như gelatin. Cuối cùng, không có chữ “i” trong đội—hoặc salp để ý.
