Vai trò sọc vằn trên cơ thể ngựa Zebra

VAI TRÒ SỌC VẰN TRÊN CƠ THỂ NGỰA VẰN ZEBRA

Trần-Đăng Hồng, PhD

Ngựa vằn đồng cỏ Ngựa vằn núi Ngựa vằn Grevy

Cũng có nhiều loài thú cơ thể có sọc, như các loài hưu nai, nhưng không có con thú nào có sọc vằn trên khắp cơ thể và đẹp như giống ngựa vằn (Zebra). Ngựa vằn có 3 loài là Ngựa Vằn đồng cỏ (Equus quagga), Ngựa Vằn Núi (Equus zebra), và Ngựa Vằn Grevy (Equus grevyi).

Ba loại ngựa này có bộ vằn khác nhau về kiểu cách sọc vằn, hình dạng thân thể, môi trường sống cũng như tập quán sinh sống của đàn ngựa.

Một cách tổng quát, sọc vằn thẳng đứng thấy ở phần đầu, cỗ, ngực và phần trước thân, sọc xéo thấy ở phần sau của thân, còn sọc ngang thì ở đùi và chân. Tuy nhiên, cùng trong một loài, hay ngay cả trong cùng gia đình gồm cha mẹ anh chị em, không có con nào giống con nào về bộ sọc. Bộ sọc coi như căn cước (idendity) của mỗi con ngựa, giống như chỉ tay ở loài người.

Bộ lông sọc vằn ở ngựa vằn uốn theo kiểu cách nghệ thuật, sáng ánh ngời tuyệt đẹp lạ thường dưới ánh nắng mặt trời mà không có một loài thú 4 chân nào có được.

Có người cho rằng bộ lông sọc vằn là một kiệt tác nghệ thuật của thượng đế ban cho loài thú hoang dã này. Các nhà khoa sinh học, từ bao thế kỷ nay, đã đưa ra nhiều giả thuyết để lý giải tại sao con ngựa vằn có được một bộ lông sọc tuyệt đẹp, rất riêng biệt mà các thú 4 chân khác không có, mà chỉ có ở Phi Châu chứ không phải ở lục địa khác, và như vậy bộ lông sọc vằn có nhiệm vụ gì?

Có 5 giả thuyết đều dựa trên thuyết tiến hóa Darwin để giải thích. Theo thuyết Darwin, sinh vật trong lúc tiến hóa tạo sinh và phát triển những cơ quan bộ phận nào thích ứng với môi trường khắc nghiệt để có lợi thế sinh tồn, bảo vệ nòi giống. Loài ngựa vằn được tiến hóa từ loài ngựa hoang cách đây 4 triệu năm.

Da ngựa vằn có nền màu đen với sọc vằn màu trắng, chứ không phải nền da trắng với sọc vằn đen, bởi vì khi còn bào thai toàn thân có màu đen, sau khi sanh ra các sọc trắng mới xuất hiện ở những chỗ sắc tố melanin bị ngăn cản hoạt động.

1. Thuyết giả trang (Camouflage). Ở Phi Châu, sư tử và chó sa mạc (hyena) là hai loại thú dữ nguy hiểm nhất, nằm phục kích trong đám cỏ cao để rình mồi. Để sinh tồn, ngựa vằn tiến hóa phát triển thân thể có vằn thẳng đứng ở phần trên cao, còn sọc vằn ngang ở chân thì bị cỏ che khuất. Thú ăn cỏ thường đi uống nước vào chiều tối, là lúc dễ bị thú dữ tấn công. Nhờ sọc đen và sọc trắng kế cận hòa lẫn với nhau khi ngựa nhúc nhích, trong lúc thị giác của loài thú dữ thì kém lúc trời nhá nhem, nên nhìn từ xa chỉ thấy toàn màu xám. Ngoài ra, ngựa vằn di chuyển đều thành đoàn lớn san sát nhau, nên thú dữ chỉ thấy một đám vằn nhúc nhích, không phân biệt được con mồi lẻ loi nào sẽ vồ. Thuyết này không đứng vững, và chính Charles Darwin không công nhận thuyết giả trang này. Ngựa vằn thường sống ở nơi đồng khô cỏ cháy (savanna), nơi không có cỏ cao để giả trang.

2. Thuyết điều hòa thân nhiệt (thermoregulation). Sống nơi khô hạn, dưới ánh nắng gay gắt của mặt trời, lông thì ngắn không đủ dày để chống nhiệt năng mặt trời, nên phải phát triển sọc trắng để giảm thu hút nhiệt lượng.

3. Thuyết chọn phối ngẫu (sexuel selection). Darwin so sánh sự tương tự giữa ngựa vằn với hưu antelope. Antelope có sọc vằn ở cỗ, là nơi biểu tượng để con hưu chọn đối ngẫu để làm tình. Ở ngựa vằn, con đực và con cái đều có vằn, không có con nào giống con nào, nhưng con ngựa có thể thấy con nào “đẹp trai” hay “đẹp gái” hơn để làm bạn.

4. Thuyết nhận dạng (zoological barcode). Bộ sọc vằn ở loài ngựa vằn giống như dạng barcode ghi trên hàng hóa, giúp con thú nhận diện nhau được trong đám đông, như thú con nhận diện thú cha mẹ, v.v.

5. Thuyết xua đuổi ruồi chích hút máu (parasitic fly repellent). Đây là thuyết được công nhận hiện nay. Kể từ 1930. ý tưởng cho rằng các loài ruồi ký sinh như ruồi tsetse, con mòng ở ngựa và trâu bò, không thích chích hút máu ở con thú có sọc vằn. Kể từ đó có nhiều thí nghiệm để chứng minh điều này, và cho rằng chính sọc vằn là do loài ngựa tiến hóa phát triển để sinh tồn ở môi trường Phi Châu đầy ruồi chích hút máu. Các loài ruồi chích hút máu này gây nhiều bịnh giết hại thú như ruồi tsetse gây bệnh ngủ hay tabanid flies (horseflies) gây bịnh, v.v.

Ruồi chích hút máu ở thú

Năm 2012, trên tạp chí Journal of Experimental Biology, các nhà sinh học Hungary và Thụy Điển (Egri và 5 cọng sự) công bố một nghiên cứu cho thấy các loài ruồi chích hút máu xa lánh các động vật có sọc vằn.

Một loạt thí nghiệm được thực hiện trong một trại nuôi ngựa ở Hungary.

Các con ngựa giả có phết keo dính ở ngoài đồng

Trên cánh đồng nơi có nhiều ruồi chích hút máu ngựa, trong thí nghiệm đầu tiên đặt các ngựa giả sơn 3 màu đen, nâu và trắng. Trên thân sơn một lớp keo, hể con ruồi nào bay đến chích thì bị keo dính chặt. Kết quả cho biết có nhiều ruồi bị dính trên ngựa màu đen và màu nâu, ít nhất trên ngựa màu trắng. Các nhà sinh học giải thích là với màu đen và nâu tia sáng phản xạ theo phân cực mặt phẳng ngang (horizontally polarized), con ruồi tưởng rằng nơi đó có nước hay bùn là nơi ruồi đẻ trứng. Ruồi bị hấp dẫn bởi tia sáng phân cực phẳng để bay đến màu đen hay nâu. Ngược lại, ở ngựa màu trắng tia sáng không phân cực, và không hấp dẫn với ruồi.

Thí nghiệm kế tiếp, các nhà sinh học để các ngựa vằn giả có nhiều kiểu sọc vằn có sơn keo dính cùng với ngựa có nhiều màu khác. Kết quả cho thấy là có rất ít ruồi bay dính vào ngựa vằn, so với các màu sậm hay trắng, và các sọc càng nhỏ, tương tự như ngựa vằn thật, thì càng ít ruồi dính hơn. Như vậy, ruồi chích chỉ thích đến da ngựa có một màu, ngược lại không đến ngựa có sọc vằn.

Ngày 1/4/2014, tạp chí điện tử Nature Communications báo cáo một công trình toán thống kê tương quan giữa sọc vằn và ruồi chích hút máu do Caro và 4 cọng sự viên thuộc California University ở Davis thực hiện.

Trước nhất, nhóm nghiên cứu sưu tập từ các viện bảo tàng, bản đồ cỗ hay hiện đại để khảo sát các biến thiên hình dạng sọc vằn ở 20 loài phụ (Sub species) trong số 7 loài ngựa gồm ngựa nuôi, lừa, ngựa vằn, trong đó ghi chú mô tả đầy đủ các vằn trên thân, bụng, đầu, chân. Chiều dài của lông, mật độ lông cũng được ghi chép. Tiếp theo, nhóm nghiên cứu vẽ bản đồ chi tiết nơi có loài ngựa sinh sống, gồm giống hiện tại hay đã diệt chủng, giống có sọc vằn hay không; nơi có các loài ruồi chích hút máu hoạt động; nơi có sư tử và chó sa mạc; nơi có rừng hay đồng cỏ, và tất cả môi trường có thể có ảnh hưởng tới sự hiện diện của sọc vằn trên thân thú. Tất cả các dữ kiện này được đưa vào máy vi tính phân tích theo các mô hình toán học thống kê. Kết quả cho thấy nơi nào có nhiều ruồi chích hút máu thì nơi đó có nhiều loài ngựa có sọc vằn. Mô hình toán học này chối từ 4 giả thuyết 1, 2, 3, 4 nói trên, và bảo vệ giả thuyết 5 là sọc vằn do loài ngựa vằn tiến hóa có mục đích xua đuổi đàn ruồi chích hút máu. Các quan sát ngoài đồng cũng có nhận xét tương tự, trong một đám thú vật ăn cỏ thì đàn ruồi chích hút máu chỉ bao quanh các thú có da một màu, và xa lánh thú nào có sọc vằn.

Tài liệu tham khảo:

Caro T., Izzo, A., Robert C., Reiner Jr., Walker, H. and Stankowich, T. (2014). The function of zebra stripes. Nature Communications. Published 1 April 2014. doi:10.1038/ncomms4535

Egri, A. M. B., Kriska G., Farkas, R., Gyurkovszky, M., Åkesson, S. and Horváth, G. (2012). Polarotactic tabanids find striped patterns with brightness and/or polarization modulation least attractive: an advantage of zebra stripes. Journal of Experimental Biology, 215:736-745.

Reading (UK), 4/2014

Trần-Đăng Hồng, PhD