Buzz
Sở hữu ngoại hình dị biệt không giống bất kỳ loài nào, ve sầu sừng đã trở thành câu đố hóc búa đối với các nhà sinh vật học trong suốt nhiều năm.
Tự nhiên đã tạo ra ve sầu sừng với những mào lưng gai góc kỳ dị, từ hình mũ cho đến các nhánh đinh ba sắc nhọn, khiến giới nghiên cứu phải đau đầu tìm lời giải suốt hàng thập kỷ.
Hơn 3.000 loài ve sầu sừng đang tồn tại, mỗi loài mang hình thù kỳ lạ vượt xa mọi lý thuyết tiến hóa thông thường về ngụy trang hay bắt chước. Nghiên cứu đột phá từ Đại học Bristol đã hé lộ góc nhìn hoàn toàn mới về hiện tượng này.
Phát hiện gây sốc cho thấy cấu trúc cơ thể dị thường của ve sầu sừng có thể là kết quả của quá trình tiến hóa để cảm nhận điện trường. Đây sẽ là trường hợp đầu tiên khả năng cảm ứng tĩnh điện ảnh hưởng đến hình thái cơ thể ở động vật sống trên cạn.
Sam England, nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Đại học Bristol và đồng tác giả nghiên cứu, chia sẻ: "Công trình của chúng tôi mở ra hướng đi mới cực kỳ hứa hẹn trong việc khám phá vai trò của tĩnh điện như yếu tố định hình cấu trúc sinh học".
Với hơn 3.000 loài hiện hữu, mỗi loài sở hữu những chiếc "mũ", núm hay đinh ba gai góc độc đáo trên lưng - những đặc điểm không thể giải thích đơn giản bằng cơ chế ngụy trang hay bắt chước thông thường.
Bí mật về khả năng cảm nhận điện trường ở côn trùng
Xuất phát từ một giả thuyết đầy hấp dẫn: Nếu ong hay bướm có thể nhận biết điện trường yếu, liệu ve sầu sừng có tận dụng cấu trúc cơ thể đặc biệt để tăng cường khả năng này? Để kiểm chứng, nhóm nghiên cứu đã phân tích điện tích của các loài côn trùng khi tương tác với ve sầu sừng .
Thí nghiệm đo điện tích tĩnh điện trên ong bắp cày - kẻ thù tự nhiên của ve sầu sừng - cho thấy chúng mang điện tích đáng kể với cường độ và cực tính thay đổi. Trái lại, ong không ngòi - loài thường bảo vệ ve sầu sừng - lại có điện tích khác biệt và ít nguy hiểm hơn.
Nhóm nghiên cứu tiến hành thử nghiệm phản ứng của ve sầu sừng với điện trường. Kết quả cho thấy chúng di chuyển tránh xa nguồn điện trong môi trường kiểm soát, chứng minh khả năng cảm nhận tĩnh điện rõ rệt. "Chúng tôi đã đo điện tích tĩnh điện của 151 cá thể ve sầu sừng thuộc 11 dòng khác nhau", các nhà khoa học ghi nhận.
Giai đoạn then chốt tiếp theo là mô phỏng máy tính. Các nhà khoa học tạo ra mô hình 3D chi tiết của nhiều loại ve sầu sừng với hình dáng khác nhau để phân tích cách điện trường phân bố xung quanh chúng.
Dù cảm ứng điện phổ biến ở sinh vật thủy sinh như cá mập, hiện tượng này gần như chưa được nghiên cứu ở côn trùng trên cạn. Giả thuyết về việc tĩnh điện - sinh ra từ va chạm hay chuyển động - có thể định hình cơ thể động vật đã thách thức nhiều quan điểm tiến hóa truyền thống.
Kết quả đáng kinh ngạc: những cá thể ve sầu sừng có cấu trúc cơ thể phức tạp tạo ra điện trường mạnh hơn hẳn so với những cá thể đơn giản. Điều này cho thấy hình dáng đặc biệt của chúng hoạt động như bộ khuếch đại tín hiệu, giúp phát hiện sớm các mối đe dọa từ xa thông qua nhiễu loạn điện trường.
Theo Tiến sĩ England: "Công trình của chúng tôi lần đầu tiên chứng minh khả năng cảm nhận điện trường có thể là yếu tố thúc đẩy sự thay đổi hình thái trong tiến hóa".
Cơ thể chúng hoạt động như hệ thống thu phát tín hiệu, gia tăng cường độ điện trường xung quanh, giúp phát hiện sớm các biến động điện từ khi kẻ thù tiếp cận.
Những phát hiện đột phá về hình thái học và điện sinh học
Dù hiện tượng cảm ứng điện phổ biến ở sinh vật biển như cá mập, nó gần như chưa được nghiên cứu ở côn trùng đất liền. Giả thuyết về việc tĩnh điện - sinh ra từ ma sát thông thường - có thể định hình cấu trúc cơ thể đã đặt ra thách thức lớn với các lý thuyết tiến hóa truyền thống.
Cần lưu ý rằng dù nghiên cứu chứng minh ve sầu sừng có khả năng phát hiện điện trường, các nhà khoa học vẫn chưa thực nghiệm được mối liên hệ trực tiếp giữa cảm ứng tĩnh điện và sự hình thành cấu trúc cơ thể đặc biệt của loài này.
Tiến sĩ England nhấn mạnh: "Nếu tìm được mối tương quan giữa hình dạng ve sầu sừng với đặc điểm điện trường trong môi trường sống, như cách kẻ săn mồi di chuyển với điện tích đặc trưng, đó sẽ là bằng chứng thuyết phục cho giả thuyết tĩnh điện thúc đẩy tiến hóa hình thái".
Khám phá này nếu được xác nhận sẽ thay đổi hoàn toàn cách hiểu về các cấu trúc cơ thể dị biệt, không chỉ ở ve sầu sừng mà còn nhiều loài côn trùng khác. "Vô số loài động thực vật sở hữu hình thù kỳ lạ mà khoa học vẫn chưa thể lý giải", Tiến sĩ England bổ sung.
Công trình nghiên cứu này đã được đăng tải chính thức trên tạp chí khoa học danh tiếng Science.
