Chuồn chuồn săn mồi trúng 95%: kẻ săn mồi chính xác nhất tự nhiên

Chuồn chuồn là một trong những kẻ săn mồi hiệu quả nhất được biết đến: trong các thí nghiệm có kiểm soát, nhiều loài bắt trúng con mồi đang bay khoảng 90–95% số lần lao ra, cao hơn hẳn sư tử hay báo săn. Bí quyết không nằm ở tốc độ, mà ở chỗ chuồn chuồn bay thẳng tới điểm con mồi sắp đến, nhờ đôi mắt kép gần như bao trọn tầm nhìn và một bộ não nhỏ xíu nhưng tính toán cực nhanh.

Con số 95%: đo ở đâu, đo thế nào

Năm 2000, nhóm của Robert Olberg (Mỹ) thả ruồi giấm cho chuồn chuồn săn trong phòng bay và quay phim tốc độ cao; chuồn chuồn bắt được phần lớn tuyệt đối số mục tiêu. Năm 2012, nhóm của Stacey Combes (Đại học Harvard) lặp lại với chuồn chuồn bụng dẹt Libellula và ghi nhận tỷ lệ thành công vào khoảng 90–95%.

Cần nói rõ: so sánh này khập khiễng. Chuồn chuồn trong phòng thí nghiệm săn ruồi giấm — con mồi nhỏ, chậm, không có đường thoát. Ngoài tự nhiên, tỷ lệ chắc chắn thấp hơn. Nhưng ngay cả như vậy, độ chính xác của chúng vẫn rất đáng nể.

Đôi mắt gần như nhìn khắp bốn phía

Mắt kép của chuồn chuồn lớn chiếm gần hết phần đầu, mỗi mắt gồm hàng chục nghìn mắt đơn (ommatidium) — ở một số loài lớn khoảng 30.000. Tầm nhìn gần như bao trọn quanh thân, chỉ trừ một khoảng nhỏ phía sau.

• Vùng nhìn sắc nét hướng lên trên. Phần trên của mắt có mắt đơn lớn hơn, nhìn rõ hơn. Chuồn chuồn thường săn bằng cách nhìn con mồi in hình trên nền trời từ phía dưới.
• Nhìn nhanh. Mắt côn trùng bay nhanh xử lý hình ảnh với tốc độ cao hơn mắt người nhiều lần. Những gì ta thấy là một vệt mờ thì chuồn chuồn thấy là chuỗi hình rõ.
• Nhìn màu rộng. Nghiên cứu năm 2015 (Futahashi và cộng sự) tìm thấy ở chuồn chuồn từ 15 đến 33 loại gen opsin — protein nhận ánh sáng — tuỳ loài, nhiều hơn hẳn con người có ba loại tế bào nón. Có nhiều gen không có nghĩa chuồn chuồn "thấy" nhiều màu hơn theo kiểu ta tưởng tượng, nhưng cho thấy thị giác của chúng rất phức tạp.

Bay tới chỗ con mồi sắp đến

Một người chơi bóng chày bắt bóng không chạy về chỗ quả bóng đang ở, mà chạy tới chỗ nó sẽ rơi. Chuồn chuồn làm điều tương tự trên không.

Từ quan sát, chuồn chuồn giữ cho hình ảnh con mồi đứng yên ở một vị trí cố định trong tầm nhìn khi áp sát. Nếu con mồi không trôi đi trong mắt, nghĩa là hai bên đang trên đường va nhau. Đây là nguyên lý chặn đầu mà thủy thủ dùng để biết hai con tàu có đâm nhau không, và cũng gần với cách chim cắt lớn dẫn đường khi bổ nhào.

Năm 2015, nhóm của Anthony Leonardo (Viện Y khoa Howard Hughes) công bố trên tạp chí Nature một phát hiện còn thú vị hơn: chuồn chuồn xoay đầu để giữ con mồi ở giữa tầm nhìn, đồng thời điều chỉnh thân theo dự đoán về chuyển động của chính nó. Nói cách khác, bộ não chuồn chuồn có một "mô hình nội tại" — nó biết trước khi mình đập cánh thế này thì hình ảnh sẽ dịch thế nào, và tách được chuyển động của mình khỏi chuyển động của con mồi.

Mười sáu tế bào thần kinh dẫn đường

Các nhà khoa học (Gonzalez-Bellido và cộng sự, 2013) tìm thấy ở chuồn chuồn một nhóm khoảng 8 cặp tế bào thần kinh chuyên phát hiện mục tiêu nhỏ, chạy từ não xuống các hạch điều khiển cánh. Mỗi tế bào phụ trách một hướng; cùng nhau, chúng mã hoá vị trí con mồi đủ chính xác để điều khiển cú lao. Một bộ máy dẫn đường chỉ bằng vài chục tế bào — đó là lý do giới kỹ sư drone rất quan tâm đến chuồn chuồn.

Bốn cánh, mỗi cánh một động cơ

Khác nhiều côn trùng, chuồn chuồn điều khiển từng cánh bằng cơ riêng gắn trực tiếp vào gốc cánh. Bốn cánh có thể đập lệch pha, đổi góc độc lập. Nhờ vậy chuồn chuồn bay lùi, bay ngang, đứng yên giữa không trung, xoay gắt — những động tác mà ruồi, muỗi khó bì.

Về tốc độ, các loài chuồn chuồn lớn có thể bay vài chục km/h. Những con số rất cao lan truyền trên mạng thường không có phép đo đáng tin đi kèm. Với chuồn chuồn, cũng như báo săn, tốc độ không phải thứ quyết định — sự chính xác mới là.

Thợ săn từ khi còn dưới nước

Chuồn chuồn sống phần lớn đời mình dưới nước, dưới dạng ấu trùng. Giai đoạn này có thể kéo dài từ vài tháng đến vài năm tuỳ loài. Ấu trùng chuồn chuồn có môi dưới biến đổi thành một chiếc "mặt nạ" gập dưới đầu, có móc ở đầu. Khi con mồi tới gần, nó phóng mặt nạ ra trong tích tắc, chộp lấy nòng nọc, ấu trùng muỗi, thậm chí cá nhỏ.

Ấu trùng còn có thể phụt nước qua đường hậu môn để lao đi như tên lửa nước khi cần chạy trốn. Đến lúc trưởng thành, nó bò lên cành cây, lột xác lần cuối và bay đi — để lại vỏ xác bám trên cọng cỏ bờ ao mà trẻ con nông thôn vẫn hay nhặt.

Những kỷ lục đáng tin của chuồn chuồn

• Tổ tiên khổng lồ. Khoảng 300 triệu năm trước, kỷ Than đá, có những côn trùng giống chuồn chuồn như Meganeura với sải cánh khoảng 70 cm. Chúng thuộc một nhóm họ hàng (thường gọi là griffinfly), không phải chuồn chuồn đúng nghĩa.
• Di cư xuyên đại dương. Loài chuồn chuồn lang thang (Pantala flavescens, tiếng Anh gọi là wandering glider), rất phổ biến ở Việt Nam, được ghi nhận di cư vượt Ấn Độ Dương giữa Ấn Độ và châu Phi. Nhà sinh học Charles Anderson (2009) ước tính vòng di cư qua nhiều thế hệ dài khoảng 14.000–18.000 km, một trong những chuyến di cư dài nhất của côn trùng.

Góc nhìn hôm nay: quan sát chuồn chuồn ngay quanh nhà

• Không cần đi xa. Bờ ao, ruộng lúa, kênh mương, công viên có hồ đều có chuồn chuồn. Sáng nắng, ít gió là lúc chúng hoạt động nhiều nhất.
• Xem cú săn. Chọn một con đậu trên ngọn que. Nhiều loài chuồn chuồn bụng dẹt săn theo kiểu "đậu – lao – quay về": lao lên chộp mồi rồi quay lại đúng chỗ đậu cũ. Đếm thử xem nó trúng bao nhiêu lần.
• Câu ca dao và khoa học. "Chuồn chuồn bay thấp thì mưa, bay cao thì nắng, bay vừa thì râm." Câu này có cơ sở: trước mưa, độ ẩm và áp suất thay đổi khiến côn trùng nhỏ bay thấp, và chuồn chuồn bay thấp theo để săn. Nhưng nó chỉ là dấu hiệu tham khảo, không phải dự báo thời tiết.
• Nước sạch. Ấu trùng chuồn chuồn cần nước sạch. Nhiều chuồn chuồn kim và chuồn chuồn ao quanh nhà thường là dấu hiệu ao hồ còn khoẻ.
• Đừng buộc chỉ, cắt đuôi. Trò buộc chỉ cho chuồn chuồn bay quen thuộc với nhiều thế hệ, nhưng làm con vật bị thương và chết. Xem và chụp ảnh là đủ.