Xác định vị trí qua âm thanh
Các nhà nghiên cứu đặt ra câu hỏi, bằng cách nào loài chuột sóc lùn này có thể tìm kiếm thức ăn khi gần như không thể nhìn thấy? Nghiên cứu mới được công bố vào đầu tháng 6 trên tạp chí Science đã lý giải điều này.
Cụ thể, Peng Shi, tác giả chính của bài nghiên cứu, làm việc tại Viện Động vật học Côn Minh, thuộc Viện Khoa học Trung Quốc giải thích, loài chuột mù sử dụng phương pháp định vị bằng tiếng vang để “ngắm nhìn” vạn vật xung quanh.
Echolocation, phương pháp định vị bằng tiếng vang của âm thanh, xảy ra khi một vật thể phát ra sóng âm thanh vào không gian xung quanh. Lúc này, âm thanh sẽ vọng lại, từ đó chủ thể có thể xác định được khoảng cách, kích thước của những vật xung quanh.
Chuột sóc lùn (tên khoa học là Typhlomys) gồm 4 loài, sống tại Trung Quốc, Việt Nam, gần như bị mù và có khả năng định vị bằng tiếng vang. Cụ thể, chúng nhận biết môi trường xung quanh và di chuyển bằng cách phát ra những tiếng rít ở tần số cao, sau đó lắng nghe tiếng vọng từ các vật thể gần đó.
Trước đó, các nhà khoa học đã tìm thấy hơn 1.000 loài định vị bằng tiếng vang nhưng hầu hết là dơi và động vật giáp xác, như cá voi, cá heo. Nhiều loài động vật sống về đêm, sống trong hang hay sống ở đại dương phải dựa vào khả năng định vị tiếng vang để tìm thức ăn trong môi trường ít hoặc không có ánh sáng. Chúng tạo ra tiếng vang từ cổ họng hoặc vỗ cánh.
Peng Shi cho biết: “Chúng tôi rất bất ngờ khi nhận ra giống chuột mù cũng có thể định vị bằng tiếng vang. Một số bằng chứng cho thấy chuột chù, chuột cống, cũng có thể định vị bằng tiếng vang dù hiệu quả không chính xác như dơi hay động vật giáp xác. Tuy nhiên, khả năng này đã phát triển tương đối lâu dài trong các loài chuột mù”.
Trước nghiên cứu của Peng Shi, năm 2016, nhà sinh vật học Aleksandra Panyutina, làm việc tại Viện Sinh thái và Tiến hóa Severtsov, Nga, phát hiện loài chuột sóc lùn Việt Nam có thể tránh chướng ngại vật trong bóng tối. Trong bóng tối, chúng phát ra tiếng kêu có âm vực rất cao, lặp đi lặp lại gần giống tiếng kêu của dơi.
Tuy nhiên, tần số âm thanh của chuột sóc lùn khác với dơi nên nhà nghiên cứu Panyutina chưa thể phân tích âm thanh này. Cô chuyển sang nghiên cứu mắt của loài sóc chuột và phát hiện ra trong mắt có rất ít tế bào có thể cảm nhận ánh sáng.
Nghiên cứu của Peng Shi là nghiên cứu đầu tiên tập hợp nhiều bằng chứng khác nhau và chứng minh khả năng định vị âm thanh bằng tiếng vang ở cả 4 loài được biết đến trong chi Typhlomys.
Cụ thể, Peng Shi và các đồng nghiệp đã thu thập 4 loài chuột trong chi Typhlomys. Mỗi loài chỉ có kích thước vài cm, được bao phủ bởi bộ lông mềm màu nâu xám. Họ thực hiện nhiều thí nghiệm khác nhau trong bóng tối để kiểm tra khả năng định vị tiếng vang của loài chuột này.
Đầu tiên, các nhà nghiên cứu so sánh hành vi của chuột sóc lùn trong không gian nhiều chướng ngại vật và không gian thoáng. Họ phát hiện rằng trong môi trường nhiều chướng ngại vật, loài chuột này phát ra nhiều tiếng rít hơn. Chúng có thể tìm đường nhưng chỉ sau khi tạo ra âm thanh.
Khi so sánh cấu trúc xương của loài chuột sóc lùn và cấu trúc xương của loài dơi, Peng Shi và các cộng sự phát hiện nhiều điểm tương đồng đáng ngạc nhiên trong cấu trúc họng, khoang mũi, miệng.
Các gene liên quan đến thính giác của chuột sóc lùn và dơi, cá heo có sự tương đồng cao. Trong khi gene liên quan đến thị lực không hoạt đông ở cả bốn loài Typhlomys. Như vậy, có thể chứng minh rằng chúng gần như bị mù hoàn toàn.
Trong tương lai, Peng Shi và các đồng nghiệp dự kiến tiếp tục nghiên cứu về loài chuột sóc lùn và họ hàng của chúng. Những nghiên cứu về Typhomys còn rất mới mẻ và có thể có nhiều hơn bốn loài trong chi này.
Nhà nghiên cứu bày tỏ: “Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy mối liên quan giữa đa dạng sinh học và đặc điểm thích nghi của các loài. Chúng tôi tin rằng, vẫn còn nhiều loài động vật điều hướng môi trường xung quanh bằng tiếng vang đang chờ được phát hiện”.
Lợi ích khi điều hướng âm thanh
Việc điều hướng môi trường xung quanh bằng tiếng vang đem lại rất nhiều lợi ích cho những loài có thị lực kém hoặc phải di chuyển vào ban đêm.
Đầu tiên, chúng sử dụng để di chuyển trong môi trường ồn ào, chẳng hạn như trong những khu rừng chứa đầy âm thanh của các loài vật khác. Loài cá heo sống trên sông Amazon phát ra âm thanh để di chuyển xung quanh các cành cây hoặc chướng ngại vật khác do lũ lụt theo mùa gây nên.
Với loài dơi, chúng phát ra tiếng vang để truy đuổi con mồi vào ban đêm. Tiếng vang của các loài dơi là rất khác nhau, cho phép chúng phân biệt âm thanh của mình và đồng loại, đồng thời để “đánh lừa” con mồi. Ví dụ, loài dơi châu Âu phát ra tiếng rít ở tần số rất thấp để bướm đêm, thức ăn yêu thích của chúng, không phát hiện.
Điều hướng bằng tiếng vang là chiến lược hữu hiệu ở đại dương, nơi âm thanh truyền đi nhanh hơn gấp 5 lần so với không khí. Cá heo, một số loài cá voi, thường phát ra âm thanh không chỉ để dò đường mà còn để gọi bạn tình. Chúng cũng điều hướng âm thanh để phát hiện con mồi như cá hoặc mực.
Bên cạnh đó, hầu hết người khiếm thị, người bị suy giảm thị lực sử dụng điều hướng âm thanh để sinh hoạt thường nhật. Họ có thể sử dụng một cây gậy để phát ra âm thanh và điều hướng thông qua tiếng vọng lại từ các vật thể xung quanh.
Việc nghiên cứu về cách các loài động vật sử dụng âm thanh để “nhìn” có thể góp phần vào nghiên cứu về công nghệ cải thiện chất lượng nghe, nhìn cho người mù.
