Buzz
Lớp da mỏng của ếch không chỉ giúp chúng thở mà còn hấp thu nước, nhưng quá trình này hoạt động ra sao?
Khác với con người và đa số động vật phụ thuộc hoàn toàn vào phổi, ếch cùng các loài lưỡng cư sở hữu khả năng đặc biệt: trao đổi chất và hấp thụ nước trực tiếp qua da.
Không chỉ là đặc điểm sinh học kỳ thú, khả năng này còn giúp chúng sinh tồn trong nhiều môi trường khắc nghiệt, từ vùng đầm lầy ẩm ướt đến những nơi khô hạn hàng tháng trời. Tuy nhiên, chính đặc điểm này khiến chúng trở nên nhạy cảm trước tác động của biến đổi khí hậu và ô nhiễm.
Christopher Raxworthy, chuyên gia bò sát tại Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Hoa Kỳ, tiết lộ rằng da ếch có cấu tạo đặc biệt với lớp màng mỏng, xốp cùng các tuyến tiết chất nhầy giữ ẩm. Cấu trúc này cho phép oxy thẩm thấu qua da vào cơ thể đồng thời đào thải CO₂ ra ngoài.
Quá trình này được gọi là hô hấp qua da - phương thức trao đổi khí tương tự phổi, giúp ếch hấp thu oxy từ cả không khí lẫn nước, cho phép chúng sống sót trong điều kiện mà phổi thông thường không thể đáp ứng.
Kurt Schwenk, nhà sinh vật học tiến hóa tại Đại học Connecticut với nhiều năm nghiên cứu về hô hấp ở ếch, cho biết ngay dưới lớp da là mạng lưới mao mạch dày đặc có nhiệm vụ hấp thu oxy và thải CO₂. Chỉ cần da đủ ẩm và môi trường giàu oxy, ếch có thể duy trì sự sống mà không cần thêm hoạt động nào.
Khả năng hô hấp qua da ở các loài ếch không đồng đều. Một số chỉ sử dụng da như phương thức hỗ trợ bên cạnh phổi và màng nhầy khoang miệng. Dù vậy, cơ chế này giúp chúng tồn tại qua mùa đông giá lạnh khi ngủ đông hoặc sống hoàn toàn dưới nước trong thời gian dài.
Ngay từ khi là nòng nọc, ếch con đã thể hiện khả năng thích nghi đáng kinh ngạc. Ở giai đoạn đầu đời, chúng quá nhỏ bé để phá vỡ sức căng mặt nước như các sinh vật sống trên cạn.
Nghiên cứu năm 2020 của Schwenk ghi nhận hiện tượng nòng nọc tạo bong bóng khí - chúng bơi lên mặt nước, hít không khí tạo bong bóng rồi đẩy vào cơ thể để lấy oxy. Đây là minh chứng cho thấy ngay những sinh vật nhỏ nhất cũng có cơ chế tiến hóa tinh vi để thích nghi.
Da ếch không chỉ giúp hô hấp mà còn đóng vai trò thiết yếu trong hấp thụ nước. Thay vì uống như động vật khác, chúng hấp thu nước trực tiếp qua lớp da xốp ẩm.
Nước thẩm thấu qua các lỗ nhỏ trên da, xuyên màng tế bào vào hệ tuần hoàn. Nhiều loài còn có 'vùng hút nước' đặc biệt với mao mạch dày đặc, giúp hấp thu lượng nước lớn trong thời gian ngắn.
Đặc biệt quan trọng với ếch sống vùng khô hạn như ếch rung và ếch giữ nước ở sa mạc Australia. Chúng hấp thụ nước tối đa khi mưa xuống, tạo lớp nhầy bao quanh như 'kén sinh tồn' để sống nhiều tháng, thậm chí năm trời không cần nước.
Tính thấm cao của da ếch lại trở thành điểm yếu chí mạng trong môi trường hiện đại. Như Schwenk chỉ ra, da chúng dễ dàng hấp thụ cả chất độc như thuốc trừ sâu, hóa chất công nghiệp và vi nhựa từ môi trường.
Tình trạng lạm dụng hóa chất cùng với hạn hán và nắng nóng gia tăng do biến đổi khí hậu đang làm thu hẹp môi trường sống của ếch. Các khu rừng mưa như Amazon hay Đại Tây Dương ở Nam Mỹ - từng là thiên đường lý tưởng cho loài lưỡng cư - nay đang trở nên quá khô hạn đối với sự sinh tồn của chúng.
Theo chuyên gia Raxworthy, ếch thuộc nhóm sinh vật đầu tiên phản ánh rõ rệt sự suy giảm đa dạng sinh học. Vai trò kép của ếch vừa là thiên địch kiểm soát côn trùng, vừa là mắt xích quan trọng trong chuỗi thức ăn khiến sự biến mất của chúng không chỉ là mất đi một loài mà còn gây ra những xáo trộn sinh thái khó lường.
Khả năng thích nghi của ếch trước biến đổi khí hậu vẫn là câu hỏi lớn. Schwenk nhận định: "Tốc độ biến đổi khí hậu vượt xa khả năng thích nghi tự nhiên của đa số loài vật. Với lớp da vừa là lợi thế vừa là điểm yếu, ếch đang ở tuyến đầu của cuộc chiến sinh tồn thầm lặng này".
