Ginger, một con đà điểu đầu mào phương nam cao gần 2m, có tính khí khá điềm tĩnh, khiến nó dễ dàng hợp tác trong các thử nghiệm. Vào tháng 3/2021 tại bang Florida (Mỹ), các nhà khoa học muốn tìm hiểu xem liệu keratin - một loại protein được tìm thấy trong da và tóc người - bên trong cấu trúc giống chiếc sừng trên đầu nó có phát quang dưới ánh sáng tia cực tím hay không. Hiện tượng này chưa từng được ghi nhận ở loài chim khổng lồ không biết bay này.
Ông Todd Green, một nhà giải phẫu học và cổ sinh vật học, đã mang theo một chiếc đèn pin tia cực tím trong chuyến thăm Dự án Bảo tồn Đà điểu đầu mào ở Florida, nơi Ginger sinh sống. Ánh sáng tia cực tím vốn vô hình đối với con người, nhưng lại có thể được nhìn thấy bởi nhiều loài chim.
Ông Green, chuyên gia về đà điểu đầu mào tại Trường Y khoa Xương khớp thuộc Viện Công nghệ New York tại Đại học bang Arkansas, chia sẻ: “Đêm đó, tôi ra ngoài cùng một người quản lý, và anh ấy thực sự đã trêu đùa tôi đôi chút vì nghĩ rằng sẽ chẳng có chuyện gì xảy ra cả. Nhưng sau khi rọi đèn pin UV vào khu vực rào chắn nơi Ginger được nuôi nhốt, câu chuyện đã hoàn toàn thay đổi. Đó là một trong những luồng ánh sáng phát quang rực rỡ nhất mà tôi từng thấy và tôi đã phải thốt lên kinh ngạc”.
Đà điểu đầu mào là một trong những loài chim lớn nhất Trái Đất. Chúng có nguồn gốc từ các khu rừng mưa và dãy núi ở Australia và Papua New Guinea, sở hữu những móng vuốt dài sắc nhọn như dao găm và có thể nặng tới hơn 63 kg. Nghiên cứu mới do ông Green dẫn đầu, được công bố đầu năm nay trên tạp chí Scientific Reports, tập trung vào những chiếc mào sừng của đà điểu đầu mào, phần cấu trúc bằng xương được bao phủ bởi lớp keratin phát triển trên đỉnh sọ của loài chim này. Đây là nghiên cứu đầu tiên chứng minh được phản ứng và khả năng phát sáng dưới tia cực tím của những chiếc mào sừng.
Ông Darren Naish, nhà cổ động vật học tại Đại học Southampton, nhận định: “Đây là một trong những khám phá to lớn, mang tính đột phá và có thể định hướng cả sự nghiệp. Đó là một bộ kết quả cực kỳ tuyệt vời”.
Mỗi loài trong số ba loài đà điểu đầu mào được biết đến đều sở hữu những chiếc mào sừng này, nhưng chúng khác nhau về kích thước, hình dáng và màu sắc. Mào sừng thường lớn dần lên theo tuổi đời của con vật và đạt kích thước tối đa khi loài chim này bước vào giai đoạn trưởng thành về mặt sinh dục.
Ông Green chia sẻ: “Đó là một cấu trúc kỳ lạ. Khi nhìn vào, nó trông giống như một chiếc sừng, nhưng thực chất lại không hề giống với bất kỳ loại sừng nào của các loài động vật khác”.
 |
Chiếc mào sừng từ thời tiền sử
Các nhà khoa học từ lâu đã dành sự quan tâm đặc biệt cho đà điểu đầu mào và mào sừng của chúng. Ông Naish cho biết: “Đà điểu đầu mào là một trong những bản sao sống hoàn hảo nhất của nhiều loài khủng long đã tuyệt chủng. Các nhà cổ sinh vật học thường nghiên cứu những chiếc mào sừng này để hiểu rõ hơn về các cấu trúc kỳ lạ trên đầu của những loài khủng long đã tuyệt chủng như khủng long mỏ vịt hay khủng long mặt sừng”.
Tuy nhiên, đà điểu đầu mào vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ và mào sừng của chúng vẫn là một bí ẩn. Các giả thuyết về chức năng của cấu trúc giống sừng này rất đa dạng, từ vai trò phòng vệ, điều hòa thân nhiệt, giao tiếp thị giác, cho đến việc giúp chúng phát ra những âm thanh tần số thấp đặc trưng. Trong tiếng Pháp, "casque" có nghĩa là "mũ bảo hiểm", nhưng ông Green cho biết cấu trúc này thực chất khá mỏng manh, cho thấy chúng có lẽ không tiến hóa vì mục đích phòng vệ. Và không giống như gạc hươu tiến hóa để giúp con đực cạnh tranh giành con cái trong mùa động dục, cả đà điểu đầu mào đực và cái đều có mào sừng. Giả thuyết hàng đầu hiện nay là chúng đóng một vai trò nào đó trong việc giao tiếp thị giác.
Để tìm hiểu sâu hơn, nhà nghiên cứu Todd Green cùng các đồng nghiệp muốn kiểm tra xem mào sừng của đà điểu đầu mào có phát sáng dưới ánh sáng tia cực tím hay không. Các nghiên cứu đã phát hiện ra rằng hầu hết các loài chim đều có thể nhìn thấy các bước sóng tia cực tím. Vì vậy, nếu mào sừng phát sáng dưới ánh sáng UV, điều đó có thể chứng tỏ cấu trúc này đóng vai trò trong việc phát tín hiệu thị giác.
Công trình nghiên cứu bắt đầu vào năm 2020, thời điểm nhiều nơi trên thế giới đang áp dụng các lệnh phong tỏa và hạn chế đi lại do đại dịch COVID-19. Nhóm nghiên cứu đã tìm cách sử dụng các nguồn tài nguyên sẵn có mà không cần phải đi đâu xa.
Ông Paul Gignac, nhà giải phẫu học tại Đại học Arizona (đồng tác giả của nghiên cứu), cho biết: “Chúng tôi không thể đến Papua New Guinea, nơi loài chim này sinh sống, nhưng chúng tôi có quyền tiếp cận các mẫu vật trong bảo tàng và trong phòng thí nghiệm”.
Gignac đã đặt mua một vài loại đèn tia cực tím khác nhau để quét các mào sừng đà điểu đầu mào đang được bảo quản và nhanh chóng phát hiện ra rằng các mẫu vật trong bảo tàng - một số đã hơn 100 năm tuổi - đều phát ra ánh sáng rực rỡ dưới các bước sóng UV.
Ánh sáng phát quang đầy bất ngờ
Bước tiếp theo là kiểm tra xem các cá thể đang sống có phát ra ánh sáng tương tự hay không. Đó là lý do đưa ông Green đến thăm “người bạn cũ” Ginger, con đà điểu đầu mào còn sống đầu tiên được phát hiện có khả năng phát quang trong nghiên cứu này.
Các thử nghiệm với những con đà điểu đầu mào khác ngay sau đó tiết lộ rằng các loài khác nhau phát ra ánh sáng có màu sắc tương tự, nhưng với các họa tiết phân bố khác biệt trên mào sừng của chúng. Loài đà điểu đầu mào lùn, vốn sở hữu chiếc mào sừng đen tuyền, hoàn toàn không phát quang, trong khi đà điểu đầu mào phương nam và phương bắc, với những chiếc mào sừng mang màu xanh lục thẫm, vàng và nâu, lại phát sáng ở những vị trí khác nhau.
Ông Naish nhận xét: “Nếu bạn yêu cầu tôi dự đoán xem những chiếc mào sừng sẽ trông như thế nào, tôi chắc chắn sẽ không thể nghĩ ra được bất cứ điều gì giống với những gì thực sự được khám phá. Tôi đã từng nghĩ rằng có lẽ tất cả các cấu trúc keratin đều sẽ phát quang giống hệt nhau.”
Nhưng để khẳng định rằng sự phát quang này không chỉ đơn thuần là một điểm kỳ lạ về mặt giải phẫu, Green cùng các đồng nghiệp phải xác nhận xem liệu các bước sóng tia cực tím phản xạ từ mào sừng có thể được nhìn thấy bởi chính loài chim này hay không. Kết quả của họ chỉ ra rằng các bước sóng phản xạ nằm trong khoảng từ 365 đến 385 nm, đồng nghĩa với việc đà điểu đầu mào có khả năng nhìn thấy chúng. Tuy nhiên, vẫn cần có thêm các thử nghiệm để xác định xem những dải ánh sáng rực rỡ này hiển thị rõ ràng đến mức nào trong điều kiện sống tự nhiên dưới những tán rừng mưa.
Kết luận lại, khám phá mới này dường như phù hợp với quan điểm cho rằng những chiếc mào sừng phục vụ cho một loại mục đích thị giác nào đó, có lẽ là giúp đà điểu đầu mào phân biệt giữa các loài với nhau.
Trong các nghiên cứu tương lai, ông Green hy vọng sẽ tìm ra liệu những tín hiệu tia cực tím này có hiển thị trong môi trường tự nhiên của đà điểu đầu mào hay không và khám phá thêm các chi tiết về mục đích tiềm năng của chúng. Ông cũng kỳ vọng nghiên cứu này có thể trở thành chất xúc tác cho các nỗ lực bảo tồn và công tác phân loại tại các bảo tàng, bởi những chiếc mào sừng phát quang độc đáo này có thể đóng vai trò như một phương thức nhanh chóng và dễ dàng để theo dõi và phân biệt giữa các loài.
