Nhiễu loạn sóng siêu âm

Loài dơi có khả năng định vị con mồi thông qua sóng siêu âm (sonar). Đầu tiên, chúng phát ra chuỗi sóng siêu âm vào môi trường xung quanh. Khi bắt gặp loài bướm đêm, nguồn sóng này sẽ bật ngược trở lại giúp dơi định hướng con mồi. Sóng siêu âm của dơi có tần số trên 20.000 Hz, trên ngưỡng con người có thể nghe được.

Những tưởng dơi, loài vật được trang bị khả năng định vị và điều hướng âm thanh như vậy, sẽ không gặp khó khăn khi săn bắt các loài côn trùng kiếm ăn ban đêm. Nhưng thực tế, các loài bướm đêm đã tiến hóa ngày một tinh vi để phòng thủ và bảo vệ bản thân trước kẻ thù.

Nghiên cứu được đăng trên tạp chí khoa học Science Direct đã phát hiện khả năng phòng thủ được cấu tạo từ các bộ phận trên cơ thể loài bướm đêm. Theo đó, loài này sử dụng mồi nhử âm thanh để nhiễu loạn sóng siêu âm của dơi, khiến kẻ săn mồi định hướng lệch vị trí. Nhờ vậy, bướm đêm có thể sống sót trong phần lớn cuộc chạm trán với kẻ thù.

Lợi dụng chính sóng siêu âm do loài dơi phát ra, bướm đêm có thể phát hiện vị trí của kẻ thù và biến mất trước khi chúng phát hiện. Một số loài bướm đêm như bướm hổ đã phát triển thính giác nhạy cảm với sóng siêu âm, cho phép chúng phát hiện một con dơi đang đến gần để kịp thời lảng tránh.

Những con khác hình thành khả năng phát ra âm thanh sóng siêu âm của riêng chúng để cảnh báo đồng loại, thậm chí làm nhiễu sóng âm để loài dơi không thể săn mồi.

Nhiều loài bướm đêm cũng hình thành khả năng phòng thủ thụ động để bảo vệ bản thân khi chúng không biết những kẻ săn mồi đang ở gần. Một trong những biện pháp phòng thủ phổ biến là ngụy trang bằng âm thanh.

Các nhà khoa học phát hiện vảy ngực nằm ở thân trên của bướm có khả năng hấp thụ âm thanh vô cùng hiệu quả. Trên vảy của chúng có lớp màng mỏng, thường rung nhẹ khi quét âm thanh sóng siêu âm.

Điều này giúp chúng nghe thấy âm thanh và định hướng vị trí của dơi. Lớp màng này cũng có thể phát ra sóng siêu âm chặn sóng siêu âm của loài dơi, cho phép con mồi lặng lẽ biến mất vào bầu trời đêm mà kẻ săn mồi không hề hay biết.

Trong nghiên cứu mới nhất, các nhà khoa học đã chứng minh rằng vảy trên cánh của bướm đêm cũng có khả năng bảo vệ và phòng thủ tương tự. Những chiếc vảy này rung ở tần số khác nhau, làm nhiễu loạn phương thức định vị con mồi từ sóng siêu âm của loài dơi.

Nghiên cứu cũng chỉ ra cơ chế này biến cánh của bướm đêm trở thành siêu vật liệu. Một siêu vật liệu là loại vật liệu với mô hình lặp đi lặp lại có thể thay đổi thuộc tính của hiện tượng với bước sóng dài hơn kích thước của các đơn vị trong cơ cấu.

Cụ thể, lớp vảy trên cánh tạo ra âm thanh nhỏ hơn bước sóng loài dơi sử dụng để săn mồi. Lớp vảy này có cấu trúc mỏng, nhẹ nhưng vẫn có thể hấp thụ băng thông rộng của tất cả các tần số mà loài dơi sử dụng.

Đánh lạc hướng kẻ thù

Nhiều loài bướm đêm có cách phòng thủ khác nhau. Đơn cử, có loài tạo ra tiếng đập cánh lớn để thu hút kẻ săn môi nhắm vào đầu cánh của chúng, thay vì cơ thể dễ bị tổn thương. Cách thức này được coi là mồi nhử mang tính sống còn, tuy vẫn đánh động vị trí của bản thân nhưng vẫn giúp chúng bảo vệ cơ thể yếu mềm khỏi kẻ săn mồi.

Đuôi cánh của con ngài cũng là một mồi nhử âm thanh. Với cấu trúc dạng xoắn, phần đuôi dài tạo ra tiếng vang mạnh khi sóng siêu âm quét qua. Cách này đánh lừa dơi tấn công chệch hướng về phía sau. Các nghiên cứu chỉ ra rằng, những con ngài nắm 70% cơ hội sống sót sau những cuộc tấn công vào đuôi cánh.

Trong nghiên cứu mới nhất, các nhà khoa học đã xem xét đầu cánh trước gợn sóng và gấp khúc của các loài bướm đêm khác. Họ giả định rằng, những cánh này có chức năng bảo vệ tương tự như cánh sau thuôn dài của loài ngài.

Để kiểm tra giả thuyết này, các nhà khoa học sử dụng phương pháp chụp cắt lớp âm học để lập bản đồ các vùng trên cơ thể và cánh của một con bướm đêm. Thí nghiệm đánh dấu mẫu vật của loài bướm đêm bằng sóng siêu âm và ghi lại tiếng vọng, giống như cách một con dơi định vị con mồi.

Thực hiện thí nghiệm này từ hàng nghìn góc độ khác nhau, giới khoa học đã tạo ra hình ảnh một con bướm đêm bằng âm thanh. Điều này tiết lộ chính xác bộ phận nào của bướm đêm tạo ra tiếng vang lớn, bộ phận nào tạo ra tiếng vang yếu hơn.

Những loài bướm đêm có hình dạng càng tỉ mỉ, chi tiết, đầu cánh càng tạo ra tiếng vang mạnh hơn so với cơ thể. Sự chênh lệch có thể lên đến 10 decibel. Những tiếng vang này có thể di chuyển sự chú ý của dơi từ cơ thể yếu mềm sang đầu cánh của loài bướm đêm. Do vậy, khi lao đến con mồi, dơi sẽ tấn công hụt.

Việc phát hiện ra sóng siêu âm trên đôi cánh của bướm đêm giúp hiểu rõ hơn về cuộc chiến diễn ra hàng đêm giữa chúng và loài dơi. Liệu dơi có thể phản pháo lại cơ chế phòng thủ của kẻ thù hay không là điều các nhà khoa học muốn biết.