Đổi màu mắt theo mùa
Bắc Cực có thể chìm trong bóng tối trong nhiều tháng liên tiếp. Do vậy, những sinh vật sống ở nơi đây phải thay đổi để thích nghi với màn đêm u tối. Một trong những loài động vật có khả năng thích nghi tuyệt vời nhất chính là tuần lộc. Trong số động vật có vú, chúng là loài duy nhất có khả năng đổi màu mắt theo mùa.
Là nhà thần kinh học tại Trường Đại học College London, ông Glen Jeffery đã dành nhiều năm nghiên cứu về đôi mắt của tuần lộc và cơ chế hoạt động của chúng.
Ông kể lại: “Khoảng 20 năm trước, tôi bắt đầu phát hiện sự khác biệt trong mắt của tuần lộc. Điều này khiến giới khoa học gần như ngã ngửa. Tôi chưa bao giờ thấy một loài động vật có thể thay đổi màu mắt”.
Theo nhà khoa học này, vào mùa hè, đôi mắt của tuần lộc có màu vàng và nâu. Nhưng khi sang đông, cảnh vật chìm trong đêm tối một thời gian dài, mắt của chúng chuyển sang màu xanh đậm. Sự thay đổi này không dễ dàng nhận thấy ở tuần lộc vì đôi mắt của chúng được bảo vệ bởi một lớp lông mi rất dày.
Nhưng đến khi ông Jeffery cùng các đồng nghiệp giải phẫu những con tuần lộc chết vào mùa đông và mùa hè, họ phát hiện đôi mắt của chúng có sự khác biệt rõ rệt. Kể từ đó, giới khoa học nhận thấy sự biến đổi của đôi mắt đóng vai trò đặc biệt quan trọng. Nó điều chỉnh màu sắc phù hợp với ánh sáng của mỗi mùa để tuần lộc có thể nhìn rõ trong không gian u tối.
Bà Kate Myrna, bác sĩ Nhãn khoa thú y tại Trường Đại học Georgia, Mỹ, nhận xét: “Chúng tôi coi mắt là cơ quan tương đối đặc biệt. Bạn được sinh ra với đôi mắt sáng nhưng dần dần mờ đi theo thời gian. Nhưng những con tuần lộc đã phá vỡ quy luật này. Chúng không chỉ sử dụng đôi mắt để ngắm nhìn thế giới, mà còn để bảo vệ bản thân khỏi những thay đổi của tự nhiên”.
Sau nhiều năm, các nhà nghiên cứu phát hiện câu trả lời cho sự biến đổi kỳ lạ này nằm ở tapetum lucidum, một lớp mô phản chiếu ánh sáng ở sau võng mạc, giúp phản chiếu các bước sóng ánh sáng khác nhau. Ở các loài động vật có vú sống về đêm, tapetum lucidum chính là thứ khiến đôi mắt chúng sáng lên và nhìn rõ môi trường xung quanh vào ban đêm. Riêng con người không sở hữu tapetum lucidum.
Khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời vào mùa hè, lớp tế bào tapetum lucidum của tuần lộc chuyển sang màu vàng, phản chiếu phần ánh sáng quan trọng trở lại thông qua võng mạc. Vào mùa đông ở vòng Bắc Cực, nơi tuần lộc sinh sống, ánh sáng ban ngày rất hiếm và yếu. Vì vậy, để nhìn rõ mọi thứ, tuần lộc cần giữ ánh sáng tự nhiên đi vào mắt nhiều nhất có thể, ít nhất là phải nhiều hơn lượng ánh sáng bị phản chiếu ra ngoài.
Lớp mô tapetum lucidum của tuần lộc có khả năng thay đổi màu sắc để hạn chế ánh sáng hắt ngược ra khỏi võng mạc. Màu xanh lam phản chiếu ánh sáng kém hơn màu nâu và vàng. Đó là lý do mắt tuần lộc đổi màu khi sang đông.
Cấu trúc biến đổi linh hoạt
 |
| Tuần lộc có thể thay đổi màu mắt theo mức ánh sáng trong môi trường sống. |
Tapetum lucidum là một lớp mô chứa các sợi collagen dài, xếp thành hàng dọc và treo lơ lửng sau võng mạc. Vào mùa hè, khi mắt của động vật có màu nâu và vàng, các sợi tapetum lucidum tách rời lỏng lẻo như một lớp gương bao quanh võng mạc. Nhờ đó, khi ánh sáng đi qua mắt, tapetum lucidum có thể phản xạ với một loạt bước sóng từ đỏ, cam, vàng đến xanh lá cây.
Tuy nhiên, cách thức tổ chức và phản xạ ánh sáng này không còn hữu ích vào mùa đông, khi Bắc Cực phủ trong tông màu đen và xanh mòng két. Hầu như không nguồn sáng nào xuất hiện giữa đêm đen thăm thẳm.
Vì vậy, tapetum lucidum phải tự điều chỉnh cấu trúc tổ chức để đảm bảo tuần lộc vẫn thu được nhiều ánh sáng nhất có thể trong không gian tối. Các sợi collagen trong lớp mô tapetum lucidum đang từ cấu trúc lỏng lẻo chuyển sang tập trung lại gần nhau cho đến khi chúng gần như chạm vào nhau.
Điều này giúp thu hẹp phạm vi ánh sáng mà tapetum lucidum có thể phản chiếu, nhờ đó làm tăng độ nhạy cảm của võng mạc trong những tháng mùa đông.
Nếu không có tapetum lucidum, tuần lộc sẽ không thể tìm thấy địa y – món ăn chủ yếu của chúng giữa Bắc Cực, cũng không thể phát hiện ra kẻ thù ẩn náu xung quanh.
Tuy nhiên, cách thức tapetum lucidum làm sao thay đổi màu mắt của tuần lộc vẫn chưa được làm rõ dù các nhà khoa học cho biết đây có thể là kết quả của sự thay đổi áp suất bên trong mắt.
Vào mùa đông, áp suất tăng, ngăn tràn dịch từ nhãn cầu và nén lớp tế bào tapetum lucidum. Từ đó, lớp collagen trong mô phải thu hẹp không gian và phản chiếu các bước sóng ánh sáng ngắn có màu xanh lam đặc trưng tại Bắc Cực vào mùa đông.
Một giả thuyết khác là trong màn đêm u tối, tuần lộc phải kéo căng đồng tử, ít nhất gấp 13 lần kích thước đồng tử vào mùa hè nhằm tối đa hóa lượng ánh sáng đi vào mắt trong nhiều tuần, nhiều tháng trời.
Điều này gây tắc một bộ ống dẫn lưu chất lỏng ra khỏi mắt, khiến đôi mắt sưng lên như một quả bóng. Sự giãn nở đột ngột này cũng có thể làm thay đổi áp suất bên trong mắt.
Dù tapetum lucidum hoạt động bằng cách thức nào, chúng vẫn khiến giới khoa học thán phục khi giúp tuần lộc thích nghi với điều kiện sống khắc nghiệt giữa Bắc Cực.
“Đây là lần đầu tiên chúng tôi chứng kiến sự thay đổi màu sắc của mắt ở động vật có vú. Bằng cách thay đổi màu sắc của tapetum lucidum trong mắt, tuần lộc có thể linh hoạt khi ứng phó với sự khác biệt của các mức ánh sáng trong môi trường sống tùy theo mùa. Đây là một lợi thế khi giúp chúng phát hiện kẻ thù và giữ mạng sống”, ông Glen Jeffery bày tỏ.
