Vì sao chim di cư?
Với sự nghiên cứu chuyên sâu của các nhà khoa học, chúng ta sẽ thấy rằng sự di cư của các loài chim đầy những bí ẩn và thách thức sự hiểu biết của con người hết lần này đến lần khác. Và hãy cùng đi tìm hiểu trường hợp đầu tiên.
Ancient murrelet là một loài chim vô cùng kỳ lạ, mỏ của chúng giống như loài chim sẻ, cơ thể giống như một con chim cánh cụt, đôi cánh thì giống như của loài vịt và chim non thì trông giống như những con gà con. Điều khác biệt nhất so với các loài chim khác là chân của chúng ở rất gần đuôi và có dáng đứng thẳng.
Tuy nhiên, chúng có vẻ khá vụng về. Loài chim này bay khoảng 8.000 km mỗi năm trên toàn bộ khu vực Bắc Thái Bình Dương và giữa các quốc gia Hoa Kỳ và Châu Á.
Chúng sinh sản ở miền tây Canada, sau đó bay hàng ngàn dặm băng qua đại dương ở khu vực Nhật Bản và Hàn Quốc để trú đông. Đây cũng là loài chim duy nhất được biết đến trên khắp Bắc Thái Bình Dương.
Lúc đầu, mọi người nghĩ rằng chim di cư là để tránh cái lạnh của mùa đông, tuy nhiên, nghiên cứu gần đây đã phát hiện ra rằng điều này không hoàn toàn đúng. Những nơi mà loài chim này di cư tới so với nơi chúng sinh ra đều có khí hậu ôn đới khá tương đồng tại cùng một thời điểm.
Về mặt lý thuyết mà nói, nếu chúng ở lại nơi chúng được sinh ra và mùa đông thì điều khiên khí hậu ở đó không ảnh hưởng nhiều và chúng vẫn có thể sống sót bình thường.
Vậy tại sao chúng vẫn phải thực hiện một hành trình dài để di cư hàng năm? Về vấn đề này, các nhà khoa học vẫn cảm thấy bối rối và không thể tìm được câu trả lời.
Tuy nhiên, ví dụ này rõ ràng đã phản bác lại quan điểm chim di cư là để tránh cái lạnh giá của mùa đông.
Chim di cư vì đói?
Một số nhà khoa học đã suy đoán rằng sự di cư của loài chim có thể bắt nguồn từ thời kỳ băng hà 10.000 năm trước Công nguyên. Khi mùa băng ở Bắc bán cầu và tuyết rơi khiến một số loài chim buộc phải rời khỏi nơi cư trú để tìm những nơi có điều kiện sống tốt hơn để kiếm thức ăn. Khi giá lạnh qua đi, chúng sẽ lại trở về nơi sinh sống trước đấy.
Nhưng khi mùa động lại ập đến vào năm sau, hết năm này đến năm khác, nhóm chim di cư dần dần mở rộng và cuối cùng đã hình thành sự di cư hàng năm của các loài chim di cư.
Nói cách khác, sự xói mòn và đóng băng định kỳ của sông băng đã khiến các loài chim hình thành một bản năng di truyền thường xuyên từ thế hệ này sang thế hệ khác.
Tuy nhiên, lý thuyết này vẫn có những lỗ hổng nhất định. Nó không thể giải thích tại sao một số loài chim không di cư, và thời kỳ băng hà chỉ chiếm 1% trong lịch sử sinh tồn của loài chim. Một khoảng thời gian ngắn như vậy tại sao lại có thể có tác động di truyền của chim?
Trong những năm gần đây, hai nhà khoa học, W. Alice Boyle và Courtney Conway thuộc Đại học Arizona, đã đưa ra những ý tưởng mới để nghiên cứu di cư của loài chim.
Lý do tại sao di cư xảy ra là do tình trạng thiếu lương thực xảy ra ở một số khu vực trong thời tiết lạnh, buộc chúng phải rời khỏi nhà và di chuyển đến những khu vực có nhiệt độ cao và lượng thức ăn phong phú hơn.
Họ dựng một "siêu cây phả hệ" cho thấy mối quan hệ tiến hóa chính xác giữa các loài khác nhau. Máy tính sau đó sẽ xác định liệu một loài cụ thể nào đó di cư theo "truyền thống gia đình" hay môi trường sống của chúng thay đổi buộc chúng phải bay đi theo mùa.
Các nhà nghiên cứu tin rằng giả thuyết mới này cũng có thể được áp dụng cho hầu hết các loài chim. Lấy bán cầu bắc làm ví dụ, phần phía bắc của bán cầu bắc thích hợp cho chăn nuôi chim vào mùa hè. Vào thời điểm này, nhiệt độ ở phía nam quá cao và tác động từ các hoạt động của con người khá lớn nên không phù hợp cho đại đa số các loài chim giao phối cũng nhưng sinh nở và nuôi con non.
Tại sao đàn chim di cư lại bay theo đội hình chữ V ngược?
Hàng năm cứ vào mùa đông, nhiều loài chim lại kéo nhau bay về phương Nam để tránh rét và tìm kiếm thêm thức ăn. Thú vị là ở chỗ, nhiều loài chim như nhạn, ngỗng trời,… có tập tính bay đội hình duy nhất – đội hình chữ V. Vì hành trình dài và tốn rất nhiều thời gian nên chúng phải sắp xếp đội hình bay một cách tối ưu về mặt năng lượng cũng như để dễ dàng liên lạc với nhau.
Vậy nguyên nhân nào khiến những loài chim lại sử dụng đội hình bay như vậy?
Các nhà khoa học Anh đã tìm ra câu trả lời sau khi tiến hành thực nghiệm trên 14 con cò đen đầu hói bằng cách đeo thiết bị để xác định vị trí đường bay, tốc độ và nhịp cánh của mỗi chú cò.
Đội hình chữ V được xem là đội hình tối ưu về mặt khí động lực học, con chim bay ở đầu mũi tên hay hình chữ V thường là đầu đàn và có sức khỏe hơn hẳn những con phía sau. Khi bay theo đội hình như vậy, các chú chim thường tận dụng luồng không khí đi qua đôi cánh của chúng bao gồm: luồng khí hướng lên (có lợi) từ phía dưới lên mép sau của đôi cánh giữ cho chú chim ở trên không trung mà không phải quạt cánh vất vả và luồng không khí hướng xuống (không có lợi) từ phía trên đến mép sau đôi cánh.
Khi bay, con chim dẫn đầu vỗ cánh làm cho không khí hai bên cánh chuyển động, luồng khí này truyền ra phía sau. Những con chim bay sau tận dụng luồng khí từ con đầu đàn để nhận luồng khí có lợi và giảm thiểu luồng khí hướng xuống bất lợi để giảm thiểu sức lực mà chúng phải sử dụng trong suốt thời gian dài. Đó là mục đích chính của đội hình chữ V: “Những con chim bay sau chỉ đơn giản cảm nhận được đâu là vị trí của luồng không khí hướng lên và đâu là vị trí của luồng không khí hướng xuống. Từ đó chúng sẽ xác định được vị trí thích hợp để không phải mất nhiều sức lực khi bay”.
Nhờ sự liên kết khí động lực học mà rất hiếm khi một chú chim nào phải rời đàn vì kiệt sức, nếu con đầu đàn không còn sức lực thì sẽ có một con to khỏe khác thay thế ngay lập tức.
Theo một nghiên cứu năm 2001, những chú bồ nông trắng khi bay theo đội hình chữ V có nhịp tim thấp và nhịp vỗ cánh thấp hơn 14% khi chúng bay một mình. Nghiên cứu từ những năm 1970 cho thấy khi bay thành đàn thì những chú chim có thể bay nhanh hơn một chú chim đơn độc tới 71% nên con chim đầu đàn phải có sức khỏe và ý chí cao hơn những con chim còn lại.
Ngoài ra, khi bay theo đội hình chữ V giúp giữ liên lạc tốt hơn bởi các chú chim đằng sau dễ dàng nhìn thấy các chú chim phía trước. Điều này rất quan trọng để chúng không bị lạc đàn mỗi khi chú chim bay đầu ra tín hiệu dừng lại để nghỉ, tìm thức ăn hoặc đổi hướng bay.
Con người cũng có thể học tập cách bay theo đội hình chữ V của loài chim bởi lợi ích tiết kiệm năng lượng khi bay đội hình khá phổ biến với cả phi công dân sự và quân sự. Theo tờ báo Nature, tờ báo chuyên công bố kết quả của những nghiên cứu mới nhất cho biết: “Bằng cách giữ đầu mũi cánh trong vùng xoáy của máy bay phía trước, mỗi chiếc bay sau có thể tiết kiệm tối đa 18% lượng nhiên liệu.”
Video về cảnh tượng tuyệt đẹp về đàn chim di cư ở Trung Quốc: