Hải cẩu xám có "máy đo" nồng độ oxy trong máu

Một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Science đã tiết lộ một khả năng đặc biệt của loài hải cẩu xám (Halichoerus grypus): chúng có thể cảm nhận được lượng oxy trong máu của mình, giúp chúng điều chỉnh thời gian lặn dưới nước để tránh bị đuối nước.

Thông thường, hầu hết các loài động vật có vú không thể trực tiếp phát hiện sự hiện diện của oxy trong máu. Thay vào đó, chúng dựa vào tác động của việc tăng nồng độ carbon dioxide như một dấu hiệu cho thấy oxy thấp. Ở người, khi nồng độ carbon dioxide trong máu tăng cao, các cơ quan cảm giác ở động mạch cảnh sẽ phát tín hiệu, dẫn đến khó thở, thèm không khí và hoảng loạn. Nếu tình trạng này kéo dài, người đó sẽ bất tỉnh.

Để tìm hiểu cơ chế đặc biệt này, nhóm nghiên cứu do Tiến sĩ Chris McKnight từ Đại học St. Andrews, Scotland dẫn đầu đã tiến hành thí nghiệm với sáu hải cẩu xám non từ quần thể hoang dã gần đó. Các nhà khoa học cho hải cẩu bơi trong một bể, di chuyển qua lại 60 mét giữa trạm cho ăn dưới nước và buồng thở có kiểm soát nồng độ khí. Trong quá trình thí nghiệm, họ sử dụng bốn loại hỗn hợp khí khác nhau: không khí bình thường với 21% oxy và 0,04% carbon dioxide, không khí có nồng độ oxy gấp đôi bình thường, không khí có nồng độ oxy bằng một nửa bình thường, và không khí có nồng độ oxy bình thường nhưng carbon dioxide cao gấp 200 lần.

Kết quả nghiên cứu cho thấy sau khi hít thở không khí bình thường, hải cẩu lặn trung bình khoảng 4 phút. Điều đáng chú ý là thời gian lặn của chúng tăng lên khi có nhiều oxy hơn trong không khí và giảm xuống khi oxy ít hơn. Đặc biệt, nồng độ carbon dioxide cao không ảnh hưởng đến thời gian lặn của chúng.

Tiến sĩ McKnight giải thích rằng vì hải cẩu tự quyết định thời gian lặn và không bao giờ bị thiếu oxy ở mức nguy hiểm (do thời gian lặn ngắn), điều này cho thấy chúng có khả năng nhận biết được mức oxy trong máu và điều chỉnh thời gian lặn phù hợp. Các nhà nghiên cứu cho rằng hải cẩu xám có thể đã tiến hóa để có phản ứng giảm với carbon dioxide, vì chất này tích tụ trong cơ thể chúng qua nhiều lần lặn liên tiếp.

Một giả thuyết thú vị được đặt ra là hải cẩu xám có thể sử dụng cùng một "phần cứng" theo dõi carbon dioxide như ở người và các loài động vật có vú khác để phát hiện mức oxy của chúng. Sự khác biệt có thể nằm ở cách não bộ của chúng xử lý thông tin về thành phần trong máu. Khám phá này không chỉ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về cách các loài động vật biển thích nghi với môi trường sống của chúng, mà còn mở ra những hướng nghiên cứu mới về sinh lý học và tiến hóa của các loài động vật có vú dưới biển.