Loài ếch gây sốc với khả năng lướt nước siêu đẳng

Nghiên cứu mới đã tiết lộ rằng "điệu nhảy" trên mặt nước này thực chất là một loạt các cú nhảy nhanh khiến ếch dế chìm xuống một phần.

Phát hiện này giúp hiểu rõ hơn về cơ chế di chuyển của động vật, mang lại những ứng dụng tiềm năng để phát triển robot và thiết bị bay không người lái lưỡng cư lấy cảm hứng từ thiết kế tự nhiên.

Loài ếch "nhỏ nhưng có võ"

Một số loài ếch đã thu hút sự chú ý của các nhà khoa học và những người yêu thiên nhiên nhờ khả năng nhảy và lướt trên mặt nước một cách dường như bất chấp trọng lực.

Trong số đó, ếch dế không chỉ gây tò mò mà còn có thể cung cấp những hiểu biết quan trọng để định hình các công nghệ tương lai như robot, thiết kế phương tiện trên mặt nước và nhiều lĩnh vực khác.

Giáo sư Jake Socha, chuyên gia cơ khí tại Đại học Virginia Tech, đứng đầu nhóm nghiên cứu về kỹ năng độc đáo của loài ếch này, gọi đây là "lướt nước".

Thuật ngữ này mô tả khả năng thực hiện nhiều cú nhảy nhanh liên tiếp trên mặt nước của loài ếch dế. Kết quả nghiên cứu, được công bố trên tạp chí Journal of Experimental Biology, có sự tham gia của nghiên cứu sinh Talia Weiss với vai trò tác giả chính.

"Thực ra, 'lướt nước' chưa bao giờ có một định nghĩa chính xác. Một nhà tự nhiên học đã sử dụng thuật ngữ này vào năm 1949 để mô tả hành vi 'nhảy trên mặt nước' của loài ếch. Kể từ đó, cụm từ được dùng trong tất cả các tài liệu nghiên cứu liên quan", Weiss cho biết. 

"Mục tiêu của nghiên cứu không chỉ là tìm hiểu hành vi này ở ếch dế, mà còn cố gắng đưa ra một định nghĩa khoa học chính xác hơn cho thuật ngữ 'lướt nước'".

Cơ chế di chuyển độc đáo

Ếch dế là một trong những loài ếch nhỏ nhất ở Bắc Mỹ, có thể nằm gọn trên đầu ngón tay cái của một người trưởng thành.

Để quan sát chuyển động của chúng, nhóm nghiên cứu đã sử dụng công nghệ quay phim tốc độ cao để ghi lại các cú nhảy của ếch trên mặt đất và dưới nước. Họ quan sát kỹ cách chân chúng vận động khi tiếp xúc với cả hai môi trường.

Điều đáng ngạc nhiên là những con ếch thực ra chìm xuống nước sau mỗi cú nhảy. Trong khi thuật ngữ "lướt nước" gợi lên hình ảnh những con ếch nhảy trên mặt nước và chỉ có chân tiếp xúc với bề mặt thì các đoạn phim quay chậm lại cho thấy một sự thật khác.

Socha, Weiss và nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng mỗi khi ếch tiếp nước sau một cú nhảy, toàn bộ cơ thể của chúng chìm xuống nước. Chuyển động của chúng không giống như nhảy múa trên mặt nước, mà giống với cách một con cá heo lao lên khỏi mặt nước rồi rơi xuống, điều mà nhóm gọi là "bơi kiểu cá heo".

Lý do ếch dế có vẻ như đang "nhảy múa" trên mặt nước khi quan sát bằng mắt thường chủ yếu là do tốc độ chuyển động nhanh của chúng.

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng bể kính 75 lít và thả ếch vào bên trong. Họ đặt camera tốc độ cao, quay tới 500 khung hình/giây, ghi lại cảnh nhảy của ếch từ cả trên và dưới mặt nước. Sau đó họ làm chậm video xuống một phần nhỏ của tốc độ gốc và nhận thấy rằng những con ếch thực sự chìm sau mỗi cú nhảy.

"Thật đáng kinh ngạc khi chúng ta có thể dễ dàng bị đánh lừa bởi những chuyển động nhanh của động vật", Socha nhận xét. 

"Chúng ta nghĩ rằng ếch đang lướt trên nước như một viên đá nảy, nhưng thực chất chúng đang liên tục nhảy và chìm. Ếch nổi tiếng với khả năng nhảy xa, nhưng rất ít loài có kiểu di chuyển đặc biệt như thế này. Chúng tôi vẫn chưa rõ tại sao - đó là do một đặc điểm đặc biệt trong cú nhảy của chúng, hay đơn giản chỉ vì chúng có kích thước nhỏ?".

Nhóm nghiên cứu đã chia mỗi chu kỳ nhảy của ếch thành bốn giai đoạn, bao gồm cất cánh - bắt đầu từ trạng thái chìm dưới nước, bay - tức khoảng thời gian trên không sau khi nhảy, tái tiếp nước - chạm lại mặt nước và hồi phục - chuẩn bị cho cú nhảy tiếp theo.

Họ ghi nhận rằng có những con ếch có thể thực hiện tám cú nhảy liên tiếp, với mỗi cú nhảy được hoàn thành trong chưa đầy một giây.

Khám phá này cung cấp một nền tảng vật lý mới cho robot học lấy cảm hứng từ sinh học, có thể được ứng dụng trong việc phát triển các hệ thống thử nghiệm nước đòi hỏi triển khai nhanh chóng, hay thậm chí là các thiết bị bay không người lái lưỡng cư có thể đo độ sâu của nước.

Phát hiện loài ếch mới ở bán đảo Sơn Trà

TTO - Các nhà khoa học trong nước và chuyên gia quốc tế đã mất hơn 5 năm để tìm ra một loài ếch mới ở bán đảo Sơn Trà, Đà Nẵng.