Tia tử ngoại: vì sao ong và chim nhìn hoa khác hẳn mắt người

Ong mật và nhiều loài chim nhìn thấy tia tử ngoại — ánh sáng có bước sóng ngắn hơn màu tím, khoảng 300–400 nanomet — thứ mắt người bị thuỷ tinh thể chặn lại. Nhờ vậy, nhiều bông hoa mà ta thấy vàng trơn lại hiện ra trong mắt ong với "hồng tâm" sẫm ở giữa chỉ đường vào mật, và nhiều con chim mà ta thấy trống mái giống hệt nhau lại khác nhau rõ rệt trong mắt đồng loại. Thế giới màu của chúng rộng hơn của ta một dải.

Tử ngoại: thứ ánh sáng ta bị "lọc" mất

Tử ngoại nằm ngay sau màu tím trên phổ điện từ. Ánh sáng Mặt Trời tới mặt đất chứa một phần tử ngoại A (khoảng 315–400 nanomet) và một ít tử ngoại B; phần sóng ngắn hơn bị tầng ozone chặn. Mắt người có tế bào nón nhạy màu lam – tím, về lý thuyết bắt được một chút tử ngoại gần, nhưng thuỷ tinh thể người trưởng thành hấp thụ gần hết tử ngoại trước khi nó chạm võng mạc. Đó vừa là giới hạn vừa là lớp bảo vệ: tử ngoại năng lượng cao về lâu dài có thể hại võng mạc.

Ở ong và nhiều loài chim, các bộ phận quang học của mắt để tử ngoại lọt qua, và chúng có tế bào cảm quang nhạy riêng với dải này.

Ong thấy gì

Ba loại thụ thể, lệch sang phía tím

Người có ba loại tế bào nón nhạy nhất ở vùng tím lam, lục, lục vàng. Ong mật cũng có ba loại thụ thể màu, nhưng cả bộ dịch về phía bước sóng ngắn: một loại nhạy nhất ở tử ngoại (khoảng 340–350 nanomet), một ở lam, một ở lục. Hệ quả:

• Ong thấy tử ngoại như một màu riêng, không chỉ là "tím đậm".
• Ong gần như không phân biệt màu đỏ; đỏ thuần với chúng gần như đen hoặc tối.
• Ong vẫn có những màu "hỗn hợp" mà ta không có, chẳng hạn trộn tử ngoại với lục mà các nhà nghiên cứu gọi là "lục ong".

Ai chứng minh ong thấy màu

Năm 1914, nhà động vật học Áo Karl von Frisch huấn luyện ong tìm nước đường trên một tấm bìa màu lam đặt lẫn giữa nhiều tấm bìa xám đủ sắc độ. Ong tìm đúng tấm lam ngay cả khi không có đường, chứng tỏ chúng phân biệt màu chứ không chỉ độ sáng. Khả năng thấy tử ngoại của ong được Alfred Kühn và cộng sự chứng minh bằng thí nghiệm huấn luyện tương tự vào thập niên 1920. Von Frisch nhận Giải Nobel Sinh lý học – Y khoa năm 1973 (cùng Konrad Lorenz và Nikolaas Tinbergen), chủ yếu vì công trình về "điệu nhảy" của ong.

Hoa có "đường băng" chỉ lối mà ta không thấy

Chụp hoa bằng máy ảnh lọc tử ngoại, nhiều bông hoa hiện ra hoa văn hoàn toàn khác. Phần chóp cánh hoa phản xạ tử ngoại mạnh, còn phần gốc cánh gần nhuỵ hấp thụ tử ngoại, tạo thành hình hồng tâm sẫm ở giữa. Giới thực vật gọi đó là dấu chỉ mật (nectar guide).

Các thí nghiệm cho thấy ong và nhiều côn trùng thụ phấn tìm tới trung tâm hoa nhanh hơn khi dấu chỉ mật còn nguyên. Một nghiên cứu năm 2022 về hướng dương còn gợi ý rằng sắc tố hấp thụ tử ngoại không chỉ để "nói chuyện" với ong, mà còn liên quan đến việc giữ nước của hoa ở vùng khô — nghĩa là một hoa văn có thể đảm nhận nhiều việc cùng lúc.

Chim: bốn loại tế bào nón

Đa số chim có bốn loại tế bào nón dành cho màu, trong đó một loại nhạy tím hoặc tử ngoại tuỳ loài. Mỗi tế bào nón của chim còn có một giọt dầu nhỏ có màu ở phía trước, hoạt động như kính lọc, làm các loại nón tách biệt nhau rõ hơn. Về lý thuyết, chim có thể phân biệt nhiều sắc độ hơn người đáng kể.

Lông có hoa văn ẩn

Ở chim bạc má xanh (blue tit) châu Âu, mảng lông trên đỉnh đầu phản xạ tử ngoại, và mảng của con trống thường mạnh hơn con mái. Mắt người thấy hai giới gần như giống nhau, nhưng các nghiên cứu cuối thập niên 1990 cho thấy chim mái chọn bạn tình có tính tới tín hiệu tử ngoại này. Nhiều loài chim khác cũng có "trang phục" tử ngoại mà ta không thấy.

Quả mọng phủ phấn

Lớp phấn trắng trên vỏ một số quả mọng phản xạ tử ngoại, có thể giúp chim phát hiện quả chín trên nền lá. Đây là một giả thuyết được ủng hộ bởi một số thí nghiệm, nhưng mức quan trọng thực sự vẫn đang được nghiên cứu.

Chuyện chim cắt và nước tiểu chuột: còn tranh cãi

Năm 1995, một nhóm Phần Lan công bố trên Nature rằng chim cắt lưng hung lần theo vệt nước tiểu của chuột đồng nhờ vệt này phản xạ tử ngoại. Câu chuyện được trích dẫn rất rộng. Tuy nhiên, các nghiên cứu về sau đo độ nhạy tử ngoại của mắt chim cắt và cho rằng khả năng này có thể yếu hơn người ta tưởng. Đến nay đây vẫn là chủ đề tranh luận — nên kể như một giả thuyết, không phải sự thật đã chốt.

Đừng nhầm "thấy tử ngoại" với "phát quang dưới đèn tím"

Nhiều video cho thấy bọ cạp, khoáng vật hay tờ tiền phát sáng xanh lục rực rỡ dưới đèn "tia cực tím". Đó là huỳnh quang: vật hấp thụ tử ngoại rồi phát ra ánh sáng nhìn thấy, nên mắt người mới thấy được. Còn ong và chim thì thấy chính ánh tử ngoại bị phản xạ — một màu mà người không có tên gọi. Hai chuyện khác nhau, dù cùng dùng đèn tử ngoại.

Những loài khác cũng thấy tử ngoại

• Nhiều loài bướm, có loài có tới năm, sáu loại thụ thể màu.
• Nhiều loài cá và bò sát.
• Một số loài thú nhỏ như chuột, và tuần lộc: nghiên cứu năm 2011 cho thấy mắt tuần lộc để tử ngoại lọt qua, có thể giúp chúng thấy địa y và lông thú săn mồi nổi trên nền tuyết trắng (tuyết phản xạ mạnh tử ngoại).

Góc nhìn hôm nay: tự xem thế giới tử ngoại

Có vài cách an toàn để hình dung mắt ong:

• Tìm ảnh chụp "hoa dưới tử ngoại" của các nhiếp ảnh gia thực vật; nhiều bộ ảnh so sánh cùng một bông hoa dưới ánh sáng thường và tử ngoại.
• Quan sát ong trong vườn: chúng có ghé hoa đỏ thuần không? Thường ong ưa hoa lam, tím, vàng, trắng, còn hoa đỏ ống dài hay do chim hút mật thụ phấn.
• Khi trồng cây cho ong, chọn hoa đa dạng màu, nhất là lam tím và vàng.

Với mắt người, tử ngoại là thứ cần phòng: đeo kính râm có ghi chặn tử ngoại (UV400) khi trời nắng gắt, không nhìn thẳng vào đèn diệt khuẩn tử ngoại. Người làm việc ngoài trời lâu năm nên khám mắt định kỳ.