Cá barreleye (Macropinna microstoma) là loài cá biển sâu có phần đầu phủ một tấm khiên trong suốt chứa đầy dịch, bên trong là đôi mắt hình ống màu xanh lục có thể xoay từ hướng nhìn thẳng lên trời sang hướng nhìn về phía trước. Hai chấm trông như "mắt" ở phía trước đầu thực ra là lỗ mũi. Đầu trong suốt của nó chỉ được biết tới năm 2009, khi Viện Nghiên cứu Thuỷ cung Vịnh Monterey (MBARI) quay được con cá còn sống ở độ sâu khoảng 600–800 m.
Con cá bị hiểu sai suốt 70 năm
Loài cá này được mô tả khoa học từ năm 1939, dựa trên những mẫu vật kéo lên bằng lưới từ biển sâu. Các mẫu đó đều có đặc điểm chung: đôi mắt hình ống chĩa thẳng lên trên, gắn cứng trong hộp sọ. Các nhà khoa học suy luận một cách hợp lý: con cá chỉ nhìn được phía trên đầu, và cái miệng nhỏ nằm ở phía trước, nên hẳn rất khó nhìn thấy thứ mình sắp ăn.
Điều họ không biết: mẫu vật kéo lên đã bị hỏng. Tấm khiên trong suốt bọc đầu cá rất mỏng manh, bị lưới và sự thay đổi áp suất phá nát trên đường lên mặt nước. Thứ còn lại trên bàn phòng thí nghiệm chỉ là con cá đã mất một phần quan trọng nhất của nó.
Năm 2009: đoạn phim làm thay đổi tất cả
Bruce Robison và Kim Reisenbichler, hai nhà nghiên cứu của MBARI ở California, dùng robot lặn điều khiển từ xa (ROV) để quan sát sinh vật ở vùng nước sâu ngoài khơi California. Họ quay được cá barreleye đang sống, lơ lửng gần như bất động trong nước, vây xoè ngang. Hình ảnh cho thấy rõ một vòm trong suốt bọc trọn phần đầu, phía trong là hai khối mắt xanh lục.
Họ còn đưa được một con cá lên tàu trong bể nước lạnh và quan sát vài giờ trước khi nó chết. Trong thời gian đó, họ thấy đôi mắt xoay được bên trong khiên. Kết quả được công bố trên tạp chí ngư học Copeia năm 2009, kèm đoạn phim được chia sẻ rộng rãi đến mức con cá có đầu trong suốt trở thành một trong những sinh vật biển sâu nổi tiếng nhất trên mạng.
Đôi mắt xoay trong vòm kính
Mắt ống hướng lên
Ở độ sâu 600–800 m, ánh sáng mặt trời gần như đã tắt. Chỉ còn một chút ánh xanh mờ từ trên rọi xuống. Con mồi bơi phía trên sẽ in bóng đen lên nền sáng mờ đó. Mắt ống của barreleye là kiểu mắt thường gặp ở cá biển sâu: ống dài, thu nhiều ánh sáng, nhạy nhưng góc nhìn hẹp, rất hợp để quét bầu trời phía trên tìm bóng con mồi.
Xoay để nhìn thức ăn
Phát hiện quan trọng nhất của Robison và Reisenbichler: khi con cá thấy con mồi và bắt đầu tiến tới, mắt có thể xoay từ hướng thẳng đứng sang hướng về phía trước, nhìn qua vòm trong suốt. Nhờ vậy nó vẫn theo dõi được con mồi khi đưa miệng tới. Chiếc khiên trong suốt vừa bảo vệ đôi mắt nhạy cảm, vừa cho chúng không gian để xoay.
Sắc tố xanh lục lọc ánh sáng
Màu xanh lục của mắt đến từ sắc tố vàng – lục trong thuỷ tinh thể. Các nhà khoa học cho rằng sắc tố này có thể giúp lọc bớt ánh sáng mặt trời yếu ớt từ phía trên, làm nổi bật ánh sáng phát quang sinh học của các sinh vật khác, như sứa và ống chùm phát sáng ở quanh đó.
Nó ăn gì
Trong dạ dày các mẫu vật, người ta tìm thấy những sinh vật nhỏ như động vật giáp xác chân chèo và mảnh của các sinh vật thân mềm dạng keo. Một giả thuyết được MBARI đưa ra là barreleye có thể "ăn cắp" thức ăn bị mắc trong xúc tu của các loài ống chùm (siphonophore), những tập đoàn sinh vật dài như sợi dây có xúc tu độc. Khiên trong suốt có thể bảo vệ mắt khỏi tế bào châm của chúng. Đây là giả thuyết chưa được quan sát trực tiếp đầy đủ, nên cần nói là "có thể".
Cơ thể cá có vây lớn, xoè ngang, giúp nó lơ lửng gần như bất động trong nước, gần giống một chiếc trực thăng nhỏ đang đứng yên. Đó là lối sống tiết kiệm năng lượng điển hình ở vùng nước sâu nghèo thức ăn.
Họ hàng barreleye: những con mắt kỳ lạ
Barreleye là tên chung cho họ Opisthoproctidae, một họ nhỏ gồm vài chục loài cá biển sâu, hầu hết có mắt hình ống. Mỗi loài giải bài toán nhìn trong bóng tối theo cách riêng.
| Loài | Điểm đặc biệt về mắt |
|---|---|
| Macropinna microstoma | Mắt ống xoay được trong khiên đầu trong suốt |
| Dolichopteryx longipes (cá mắt gương) | Mỗi mắt có thêm một nhánh phụ dùng gương sinh học từ tinh thể để hội tụ ánh sáng nhìn xuống dưới, mô tả năm 2009 |
| Opisthoproctus | Mắt ống hướng lên, bụng dẹt có cơ quan phát sáng phản chiếu ánh sáng xuống dưới |
Cá mắt gương Dolichopteryx longipes được nhóm của Hans-Joachim Wagner (Đại học Tübingen, Đức) mô tả trên Current Biology năm 2009: đây là động vật có xương sống đầu tiên được biết dùng gương thay vì thấu kính để tạo ảnh trong mắt. Cùng một năm, hai phát hiện về hai loài cá trong cùng một họ đã thay đổi hiểu biết về mắt ở biển sâu.
Vì sao chuyện "trong suốt" ở đây khác
Barreleye không trong suốt toàn thân. Thân nó màu tối, như nhiều loài cá ở vùng nửa tối. Sự trong suốt chỉ ở phần khiên đầu, và nó không phục vụ việc tàng hình mà phục vụ việc nhìn. Đó là điểm thú vị: trong cùng một vùng biển, có sinh vật trong suốt để không bị thấy, và có sinh vật dùng một "cửa sổ" trong suốt để nhìn thấy kẻ khác. Kính trên đầu barreleye giống kính buồng lái hơn là áo tàng hình.
Góc nhìn hôm nay
Câu chuyện barreleye là lời nhắc về giới hạn của việc nghiên cứu sinh vật biển sâu bằng lưới. Rất nhiều sinh vật mềm, mỏng manh bị phá huỷ khi kéo lên, và hình dung của ta về chúng có thể sai trong nhiều chục năm. Chỉ khi có robot lặn mang camera xuống tận nơi, ta mới thấy chúng sống thật như thế nào.
- Xem đoạn phim gốc: MBARI công bố video cá barreleye trên trang chính thức và kênh video của viện. Đây là cách tốt nhất để hiểu vì sao các nhà khoa học bất ngờ.
- Theo dõi thám hiểm biển sâu: MBARI và một số tàu nghiên cứu thường phát trực tiếp các chuyến lặn ROV, có người bình luận giải thích.
- Đọc thêm: trang tìm hiểu đại dương của Smithsonian và của MBARI có nhiều bài về thị giác ở biển sâu.
Câu hỏi thường gặp
Cá barreleye là cá gì?
Cá barreleye Macropinna microstoma là loài cá biển sâu ở Bắc Thái Bình Dương, sống ở độ sâu khoảng 600–800 m. Đầu nó phủ một tấm khiên trong suốt chứa dịch, bên trong là đôi mắt hình ống màu xanh lục.
Hai chấm trên đầu cá barreleye có phải mắt không?
Không. Hai chấm ở phía trước đầu là lỗ mũi, cơ quan khứu giác. Mắt thật là hai khối xanh lục hình ống nằm bên trong khiên trong suốt.
Cá barreleye được phát hiện khi nào?
Loài này được mô tả khoa học năm 1939 từ mẫu vật kéo lưới. Nhưng tấm khiên đầu trong suốt chỉ được biết đến năm 2009, khi MBARI quay được con cá còn sống bằng robot lặn.
Mắt cá barreleye có xoay được không?
Có. Theo quan sát năm 2009, mắt ống có thể xoay từ hướng nhìn thẳng lên sang hướng nhìn về phía trước, giúp cá theo dõi con mồi khi đưa miệng tới.
Vì sao trước đây không ai thấy đầu trong suốt của cá barreleye?
Tấm khiên trong suốt rất mỏng manh nên bị lưới và sự thay đổi áp suất phá hỏng khi kéo mẫu vật lên. Chỉ khi quan sát con cá sống tại chỗ bằng robot lặn mới thấy đầy đủ cấu trúc này.
