Nếu bạn cầm một chiếc đèn pin tia cực tím (UV) bước vào rừng rậm vào ban đêm, bạn có thể mong đợi nhìn thấy nấm rêu phản quang, hoặc có chăng là vệt máu của một con bọ. Nhưng thực tế, vệt sáng đập vào mắt bạn có thể là màu hồng rực của một con sóc bay, hoặc màu xanh ngọc bích của một con ếch. Suốt nhiều thập kỷ, giới khoa học đã vô tình phát hiện ra một bộ sưu tập khổng lồ các loài động vật có khả năng biến ánh sáng vô hình thành những màu sắc rực rỡ nhất trên dải quang phổ.
Thông tin cơ bản – động vật phát quang
| Đặc điểm | Thông tin |
| Tên tiếng Anh | Fluorescent animals |
| Tên khoa học | Không áp dụng (chủ đề chung) |
| Phân loại | Đa dạng (Thú, Chim, Bò sát, Lưỡng cư, Côn trùng) |
| Phân bố | Toàn cầu (Từ châu Phi, châu Mỹ, Úc đến Việt Nam) |
| Môi trường sống | Đa dạng (Thảo nguyên, rừng mưa nhiệt đới, sa mạc cát) |
Cơ chế biến rác ánh sáng thành màu dạ quang
Con bọ cạp này có màu đen khi nhìn dưới ánh sáng bình thường. và phát sáng xanh khi được chiếu sáng bởi ánh sáng cực tím
Khác với phát quang sinh học (bioluminescence) – nơi động vật như đom đóm tự tạo ra ánh sáng từ các phản ứng hóa học bên trong cơ thể, hiện tượng chúng ta đang nhắc đến là phát huỳnh quang (fluorescence). Trong quá trình này, các sắc tố trên lông, da hoặc xương của con vật hấp thụ ánh sáng tia cực tím. Vốn dĩ, con người và nhiều loài thú không thể nhìn thấy tia UV. Các sắc tố này “nuốt” lấy tia UV có năng lượng cao, làm biến đổi bước sóng và phản xạ ngược lại ra môi trường thứ ánh sáng mà mắt thường nhìn thấy được.
Đối với phần lớn các trường hợp, các nhà khoa học vẫn đang gãi đầu bứt tai không hiểu tại sao động vật lại cần khả năng này. Nó có thể là một cơ chế tiến hóa phức tạp, hoặc chỉ đơn giản là một sự “ngẫu nhiên” của vật lý do cấu tạo protein trên cơ thể chúng.
Dải màu kỳ lạ của động vật có vú
Loài thỏ nhảy (Pedetes spp.) sống trên các thảo nguyên ở Đông và Nam Phi vốn sở hữu bộ lông màu be chìm nghỉm vào môi trường. Nhưng dưới đèn UV, bộ lông ấy phát ra màu hồng neon chói lọi với các mảng lốm đốm. Các nhà nghiên cứu đưa ra giả thuyết rằng sự phân bố không đồng đều của màu hồng này giúp chúng ngụy trang. Nếu kẻ săn mồi của thỏ nhảy có đôi mắt nhạy cảm với tia UV, việc hấp thụ thứ ánh sáng đó rồi phát ra ở một bước sóng khác sẽ giúp thỏ nhảy “tàng hình” tốt hơn là để tia UV dội thẳng vào mắt kẻ thù.
Làn sóng săn lùng thú có vú phát sáng được khơi mào bởi nhà sinh học Jonathan Martin một cách hoàn toàn tình cờ. Trong lúc soi đèn UV tìm nấm lichen ở sân nhà tại Wisconsin, một tia sáng màu hồng kẹo cao su xẹt qua mắt ông. Đó là một con sóc bay (Glaucomys spp.). Các thử nghiệm sau đó xác nhận cả ba loài sóc bay ở Bắc Mỹ đều khoác trên mình lớp áo dạ quang màu hồng rực này.
Năm 2020, thú mỏ vịt (Ornithorhynchus anatinus) cũng chính thức gia nhập hội động vật phát quang. Dưới tia cực tím, bộ lông màu nâu trầm tĩnh của chúng chuyển sang sắc xanh mòng két rực rỡ. Trước khi giới khoa học chính thức xác nhận điều này, những người hái nấm ở vùng nông thôn Úc thỉnh thoảng đã báo cáo về việc nhìn thấy xác thú mỏ vịt phát sáng bên đường khi họ rọi đèn đêm. Quay ngược thời gian về thập niên 1980, một cuộc rà soát các bảo tàng lịch sử tự nhiên tại Mỹ bằng đèn blacklight đã chỉ ra rằng gần như mọi loài thú có túi Opossum đều có khả năng phát sáng. Có loài mang sọc hồng và tím, loài khác có bụng màu oải hương điểm đốm vàng, hoặc lưng màu hạt dẻ kết hợp bụng màu quả đào.
Vũ khí tán tỉnh dưới ánh trăng
Trong khi ở thú có vú, mục đích của việc phát sáng còn mơ hồ, thì chim, bò sát và côn trùng dường như biết rất rõ chúng đang làm gì. Vẹt Yến Phụng (Melopsittacus undulatus) có các đốm trên má và đỉnh đầu phát ra ánh sáng vàng. Trong một thí nghiệm năm 2002, các nhà khoa học đã bôi kem chống nắng (chất chặn tia UV) lên những đốm này. Kết quả là những con vẹt bị bôi kem lập tức trở nên kém hấp dẫn hẳn trong mắt bạn tình, chứng tỏ chúng không chỉ nhìn thấy mà còn chủ động đánh giá nhau qua các tín hiệu dạ quang này.
Trên các đụn cát khô cằn, thằn lằn cát Namib (Pachydactylus rangei) vạch ra những đường viền dạ quang màu xanh lục quanh mắt và dọc theo hai bên sườn. Những vệt này cực kỳ rực rỡ, phản xạ lại tới 12,5% lượng ánh sáng chúng tiếp nhận. Các chuyên gia tin rằng các đốm xanh này gom nhặt và khuếch đại ánh trăng. Nhờ đó, thằn lằn có thể dễ dàng định vị nhau trong đêm tối mù mịt để giao tiếp, hoặc tụ tập lại và liếm những giọt sương ngưng tụ trên cơ thể nhau để sinh tồn.
Nhện nhảy (Cosmophasis umbratica) cũng dùng màu sắc để “cưa cẩm”. Con đực giấu những mảng xanh lá dạ quang trên cơ thể, và chỉ bật chúng lên khi tạo dáng tán tỉnh: gồng bụng, uốn cong chân và ngọ nguậy các chi trước. Con cái cũng phát sáng nhưng ở vị trí khác. Nếu chặn hết tia UV trong môi trường, cả hai bên lập tức mất hứng thú và bỏ đi.
Ở rừng mưa Nam Mỹ, ếch cây đốm (Boana punctata) tự biến mình thành những cục xanh ngọc bích lốm đốm. Da của chúng vốn trong suốt, nhưng một hợp chất hóa học tên là hyloins chảy trong hệ bạch huyết đã giúp chúng sáng lên tới 30% vào thời điểm chạng vạng – lúc chúng hoạt động mạnh nhất.
Kỷ lục độ sáng nằm tại khu rừng Việt Nam
Thật bất ngờ, kỷ lục phát sáng trên cạn mạnh nhất hiện nay không thuộc về bất kỳ loài vật to lớn nào, mà thuộc về lớp chất tiết của một loài côn trùng tại Việt Nam. Ấu trùng của loài ong giấy (Polistes brunetus) tự nhả ra những sợi tơ để đan kén. Lớp tơ này phát sáng mạnh gấp ba lần so với bất kỳ động vật phát quang trên cạn nào từng được biết đến.
Những cụm kén treo lơ lửng trên cành cây trong rừng nhiệt đới Việt Nam tỏa sáng như những quả bóng tennis dạ quang, ngay cả khi không bị ánh sáng chiếu trực tiếp. Các nhà nghiên cứu suy đoán rằng hợp chất hóa học bên trong sợi tơ hoạt động giống như một chiếc kính chống ánh sáng xanh. Nó che chắn cho ấu trùng đang phát triển bên trong khỏi sự tàn phá của tia cực tím cường độ cao từ mặt trời, trong khi vẫn cho phép những tín hiệu ánh sáng cần thiết xuyên qua để kích hoạt quá trình lột xác.
Tự nhiên vẫn giấu kín rất nhiều lăng kính bí mật ngay trước mắt chúng ta. Lần tới khi đi dạo trong rừng, có lẽ một chiếc đèn pin UV sẽ giúp bạn nhìn thấy một thế giới rực rỡ hoàn toàn khác biệt đang âm thầm vận hành dưới màn đêm.
Câu hỏi thường gặp
Tại sao con người không thể nhìn thấy động vật phát quang bằng mắt thường? Mắt người không có tế bào nón cảm nhận được tia cực tím (UV). Chúng ta chỉ nhìn thấy được hiện tượng này khi dùng đèn chuyên dụng chiếu tia UV vào động vật, khiến các sắc tố trên cơ thể chúng phản xạ lại ánh sáng lọt vào dải quang phổ nhìn thấy được (như màu hồng, xanh lá).
Phát huỳnh quang và phát quang sinh học có giống nhau không? Không. Phát quang sinh học (bioluminescence) là tự tạo ra ánh sáng từ bên trong cơ thể nhờ phản ứng hóa học (như đom đóm). Phát huỳnh quang (fluorescence) là khả năng hấp thụ ánh sáng từ bên ngoài (tia UV) và phản xạ lại thành một màu sắc khác.
Thỏ nhảy dùng bộ lông phát sáng màu hồng để làm gì? Giới khoa học vẫn chưa có câu trả lời chắc chắn. Giả thuyết hàng đầu hiện nay là để ngụy trang. Việc hấp thụ tia UV và đổi bước sóng thành màu hồng giúp chúng làm nhiễu loạn tầm nhìn của những kẻ săn mồi có đôi mắt nhạy cảm với tia cực tím.
Loài vật nào phát sáng mạnh nhất trên cạn? Kỷ lục hiện thuộc về kén của loài ong giấy (Polistes brunetus) được tìm thấy tại rừng nhiệt đới Việt Nam. Lớp tơ bao bọc kén phát sáng mạnh gấp ba lần bất kỳ loài động vật trên cạn nào từng được ghi nhận.
Tia cực tím có hại cho ấu trùng ong giấy không? Có, bức xạ UV mạnh từ mặt trời có thể phá hủy DNA và gây hại cho ấu trùng đang phát triển. Lớp kén dạ quang của ong giấy Việt Nam được cho là đóng vai trò như một lớp màng lọc, cản tia UV độc hại nhưng vẫn cho ánh sáng an toàn đi qua.
Nguồn tham khảo
– [Sách Đỏ IUCN] – Thông tin phân bố sinh thái học của một số loài có khả năng phát huỳnh quang (như thú mỏ vịt, thú có túi) (2021) – [Wikipedia tiếng Anh] – Tổng hợp các cơ chế khoa học về hiện tượng phát huỳnh quang sinh học ở động vật (Fluorescence) (2024) – [Tạp chí Journal of the Royal Society Interface] – Nghiên cứu công bố kỷ lục kén ong giấy phát sáng mạnh nhất thế giới được tìm thấy tại Việt Nam (2021)
