Khi quan sát thế giới dưới nước, chúng ta không khỏi thán phục trước cách những chú cá di chuyển một cách nhẹ nhàng và dường như không tốn chút sức lực. Trong khi con người phải vật lộn với lực cản của nước, loài cá lại biến đại dương thành sân khấu cho "vũ điệu" của riêng mình. Bí mật đằng sau khả năng siêu việt này là gì? Hãy cùng khám phá nhé!
Những yếu tố chính giải thích vì sao cá bơi được
Khả năng bơi lội của cá không phải là một phép màu, mà là kết quả của hàng triệu năm tiến hóa, tạo nên một cỗ máy sinh học hoàn hảo.
Để hiểu vì sao cá bơi được, chúng ta cần tìm hiểu ba yếu tố cốt lõi: một cơ thể được thiết kế để lướt đi, một hệ thống "bánh lái" và "động cơ" phức tạp, cùng một "thiết bị" kiểm soát độ nổi độc đáo.
Hầu hết các loài cá đều có thân hình dẹt, thuôn dài và nhọn ở hai đầu (hình con thoi). Trong ngành khí động học (và thủy động lực học), đây được xem là hình dạng tối ưu để giảm thiểu lực cản.
Khi cá bơi, hình dạng này cho phép các dòng nước lướt qua cơ thể một cách trơn tru và dễ dàng, thay vì tạo ra các xoáy nước cản trở ở phía sau. Lớp vảy trơn và chất nhầy bao bọc cơ thể cũng góp phần làm giảm ma sát với nước.
Nhờ vậy, cá có thể tiết kiệm tối đa năng lượng khi di chuyển, dù là đang săn mồi tốc độ cao hay bơi lội thong thả.
>>> Tìm hiểu ngay: Bí mật về đôi cánh và cấu trúc xương giúp các loài chim bay lượn được
Vây và đuôi hoạt động như thế nà?
Nếu thân hình giúp giảm lực cản, thì hệ thống vây cá chính là bộ công cụ đa năng giúp cá điều khiển mọi chuyển động. Mỗi loại vây có một chức năng riêng biệt, phối hợp nhịp nhàng với nhau:
- Đuôi cá (Vây đuôi): Đây là "động cơ" chính. Bằng cách quẫy đuôi từ bên này sang bên kia, cá tạo ra một lực đẩy mạnh mẽ về phía trước. Kích thước và hình dạng của đuôi quyết định tốc độ và sức mạnh của cá.
- Vây lưng và vây hậu môn: Đóng vai trò như những chiếc bánh lái ổn định của thuyền, giúp cá không bị lật nhào hay chao đảo khi bơi nhanh.
- Vây ngực và vây bụng: Đây là hệ thống "lái và phanh". Cá sử dụng chúng để bẻ lái, đổi hướng, dừng lại, bơi lùi và giữ thăng bằng khi đứng yên. Sự linh hoạt của cặp vây này cho phép cá thực hiện những cú di chuyển phức tạp.
>>> Đừng bỏ lỡ: Tìm hiểu cách những chiếc tàu ngầm khổng lồ có thể lặn sâu dưới nước
Bong bóng cá là gì và nó giúp cá chìm hoặc nổi như thế nào?
Ngoài việc di chuyển tới lui, cá còn có khả năng kiểm soát độ sâu một cách tài tình. Bí mật nằm ở một bộ phận gọi là bong bóng cá (hay bóng hơi). Đây là một chiếc túi chứa đầy khí nằm trong khoang bụng của hầu hết các loài cá xương.
Bong bóng cá hoạt động như một thiết bị kiểm soát độ nổi (BCD) của thợ lặn hay khoang dằn của tàu ngầm.
- Khi muốn nổi lên: Cá sẽ tăng lượng khí trong bong bóng, làm tăng thể tích cơ thể và giảm trọng lượng riêng, giúp nó nổi lên dễ dàng.
- Khi muốn chìm xuống: Cá sẽ giảm lượng khí trong bong bóng, làm cơ thể đặc hơn và chìm xuống.
Nhờ cơ chế này, cá có thể lơ lửng ở một độ sâu nhất định mà không cần phải liên tục bơi, giúp chúng tiết kiệm rất nhiều năng lượng. Đây là một bài học thú vị của ngành đại dương học về sự thích nghi của sinh vật.
Khả năng bơi lội của cá là một màn trình diễn ngoạn mục của sự tiến hóa. Từ hình dáng cơ thể được tối ưu hóa để giảm lực cản, hệ thống vây đa chức năng cho đến cơ chế kiểm soát độ nổi tinh vi. Hãy chia sẻ trải nghiệm của bạn và khám phá thêm về thiên nhiên qua các bài viết khoa học của chúng tôi!
>>> Bài viết liên quan: Giải mã 'siêu năng lực' vì sao mèo luôn tiếp đất an toàn bằng bốn chân
