Đây chính là loài cá mù, trong suốt có tên khoa học là Cryptotora thamicola, nằm sâu trong các hang động của Thái Lan.
Khả năng hình thành từ dòng nước chảy xiết
Loài cá không màu, bị mù này có thể di chuyển rất giống với cách di chuyển của bất kỳ loài 4 chân nào trên Trái đất. Chúng không phải là loài phải vật lộn để đi bộ trên cạn và bị đóng băng trong quá trình biến đổi hàng triệu năm trước.
Lực chảy xiết từ các thác nước ngầm có nguy cơ cuốn trôi chúng khỏi vách hang động khiến chúng phát triển một cấu trúc xương độc đáo có thể đi ngược dòng chảy.
Các nghiên cứu trước đây cho rằng hình thái độc đáo của họ
Balitoridae (cá bám đá) đã phát triển khi đối mặt với dòng thác chảy mạnh. Các cấu trúc xương mở rộng không chỉ nâng đỡ cơ thể mà còn tạo ra diện tích bề mặt cơ thể lớn hơn để cơ bắp bám vào và không bị nước cuốn trôi. Điều này cũng giải thích cách loài cá này có thể di chuyển như đi bộ.
“Sự thích nghi mà chúng ta thấy ở những con cá này không giống với quỹ đạo tiến hóa của quá trình chuyển đổi từ vây sang chi. Thay vào đó, những con cá này hội tụ những khả năng thích nghi về cấu trúc để hỗ trợ những chuyển động tương tự.
Giống cá này không phải cố gắng để lên cạn sinh sống mà các yêu cầu về hình thái hỗ trợ sự sống trong môi trường di chuyển nhanh đã diễn ra để tạo điều kiện thuận lợi cho việc di chuyển trên cạn” – nghiên cứu sinh Tiến sĩ Callie Crawford của Viện Công nghệ New Jersey, thuộc ĐH bang Louisiana (Mỹ) và đồng tác giả của nghiên cứu trên cho biết.
Các nhà nghiên cứu chưa chắc chắn làm thế nào mà loài Cryptotora thamicola cuối cùng lại ẩn náu trong các hang động. Điều này có thể tương tự như các loài cá khác sống ở những nơi mà lũ lụt có khả năng cuốn các quần thể tổ tiên của chúng xuống các vùng sâu thẳm.
Họ nhà cá bám đá đều có cấu trúc bộ xương biến đổi liên quan đến khả năng sinh tồn ở vùng nước chảy xiết.
Loài Cryptotora thamicola nổi bật vì chúng tách xa hơn nữa so với những con cá bám đá sống gần mặt nước trong hàng triệu năm. Theo thời gian, nó mất đi thị giác và sắc tố, phát triển bề ngoài kỳ lạ khiến nó giống như một bóng ma dưới nước. Nó là thành viên duy nhất được biết đến trong họ cá bám đá thích nghi để tồn tại trong hang động.
Khác biệt từ cấu trúc bộ xương
“Cấu trúc xương chuyên biệt của họ cá bám đá xuất hiện trong cả họ của chúng và mức độ thay đổi được tìm thấy có liên quan đến tốc độ dòng chảy của nước”, Tiến sĩ Crawford giải thích.
Sự chuyển động của nước trong các hang động rất nhanh, tương tự như các dòng sông và suối nơi người ta thấy các loài cá sống ở bề mặt nước có liên quan. Yếu tố di truyền ảnh hưởng đến cấu trúc bộ xương của họ cá bám đá, nhưng chúng thực sự đã được định hình bởi những dòng sông nơi chúng sinh ra trong nhiều thế hệ.
Khi Tiến sĩ Crawford và nhóm của bà nghiên cứu các loài cá bám đá khác, họ nhận thấy những lợi thế về bộ xương ở vùng xương chậu giúp những con cá này đi lại. Chúng có khung xương chậu cứng và xương sườn dài (hợp nhất với đáy cột sống), được tạo dựng để chống chọi với dòng nước chảy xiết.
Tiến sĩ Brooke Flammang giải thích: “Một hệ quả của những cấu trúc mở rộng này là cho phép chuyển các lực có được từ việc đẩy vây xuống mặt đất lên cơ thể, dẫn đến việc loài cá này có thể nâng cơ thể và tạo ra chuyển động về phía trước theo từng bước đi.
Điều thực sự thú vị về dự án là vật lý không thay đổi theo thời gian. Vì vậy, khi hiểu cách loài cá này hỗ trợ và ổn định lực đi bộ của mình, chúng ta biết được những khó khăn và thách thức mà loài cá 4 chân đầu tiên gặp phải từ 400 triệu năm trước”.
Tiếp theo, Tiến sĩ Crawford có kế hoạch nghiên cứu khả năng thay đổi hiệu suất đi lại giữa các loài cá bám đá với hình thái xương chậu hơi khác nhau. Sức mạnh của vây, xương sườn và xương chậu được cho là sẽ ảnh hưởng tới khả năng đi lại của những con cá này.
Bà và nhóm của mình đang xem xét khoảng cách của mỗi bước đi cũng như chuyển động của vây và đuôi. Những con cá có xương sườn và xương chậu khỏe hơn được kỳ vọng sẽ sử dụng lợi thế của mình để di chuyển nhiều hơn ở những khu vực đó. Đây cũng chính là điều khác biệt giữa người đi bộ và chạy bộ.
“Chúng tôi mong chứng kiến những chuyển động tương tự như đã thấy ở các loài 4 chân trên cạn như kỳ nhông và những loài cá có những thay đổi lớn hơn” – Tiến sĩ Crawford cho biết.
Theo Tiến sĩ Flammang, “dữ liệu chuyển động khi đi bộ sẽ được dùng để thiết kế một robot cá lưỡng cư. Phạm vi của dự án này bao gồm dùng robot đó để điều tra khả năng đi lại của động vật 4 chân thời kỳ đầu bằng cách kết hợp các bản sao hình thái hóa thạch của chúng”.
