Cá mập săn mồi theo đường bay Lévy

alt

Cá mập da mượt (Carcharhinus falciformis). Ảnh: J Stafford-Deitsch

Chúng đe dọa trước đến nay thế là đủ rồi, nhưng bạn sẽ cảm thấy thế nào nếu bạn biết rằng cá mập sử dụng các khái niệm toán cao cấp trong cuộc đi săn đẫm máu của chúng? Vâng, đúng là như vậy, theo nghiên cứu mới theo dõi chuyển động của những kẻ sát thủ đại dương này cùng với một số loài khác khi chúng đi săn mồi trong Thái Bình Dương và Đại Tây Dương. Các kết quả cho thấy những con vật này săn tìm thức ăn bằng cách xen kẽ giữa chuyển động Brown và đường bay Lévy, tùy vào sự khan hiếm con mồi.

Đường bay Lévy là một loại chuyển động đặc biệt được đặc trưng bởi nhiều bước nhỏ ngắt quãng bởi những di chuyển dài hơn. Vì hình ảnh ấy thể hiện chút ít sự bất biến trên một ngưỡng rộng quy mô khác nhau, nên các quá trình đi cùng với những chuyển động này liên hệ chặt chẽ với hình học fractal. Chẳng hạn, người ta đề xuất rằng các nét nguệch ngoạc nhiều màu sắc đặc trưng cho tác phẩm của Jackson Pollock, một họa sĩ trừu tượng danh tiếng, được tạo ra khi cọ vẽ của ông thực hiện một số đường bay Lévy.

Trong thập niên vừa qua, một vài nhà sinh vật học khẳng định những động vật nhất định cũng có thể đang sử dụng các đường bay Lévy để tăng tối đa cơ hội chạm trán con mồi của chúng khi không có nhiều cơ hội để mà chọn lựa. Đề xuất của họ là con mồi quay trở lại dạng chuyển động này từ một chuyển động ngẫu nhiên, chuyển động Brown, mà chúng đi theo khi con mồi sẵn có lúc dư dật. Tuy nhiên, giả thuyết này chưa bao giờ được kiểm tra trên động vật hoang dã, và thật khó tách rời sự di chuyển của động vật thành những pha khác nhau của nó, trong đó còn bao gồm cả sự nghỉ ngơi và di cư.

Hơn 12 triệu chuyển động

Trong nghiên cứu mới, David Sims tại Đại học Portsmouth ở Anh, cùng với các đồng nghiệp ở châu Âu và Mĩ, đã thực hiện cuộc khảo sát quy mô lớn đầu tiên là theo dõi chuyển động săn mồi của các tay sát thủ đại dương. Đội của Sims gắn các thẻ điện tử vào các con vật từ 14 loài khác nhau, trong đó có cá mập da mượt (Carcharhinus falciformis) và cá ngừ vây vàng (Thunnus albacares). 55 cá thể đã được theo dõi hơn 12 triệu chuyển động ở đông bắc Đại Tây Dương và miền đông và miền bắc Thái Bình Dương.

Bằng cách phân tích các kết quả theo một chuỗi thời gian, các nhà nghiên cứu có thể chia các kết quả thành những phần thể hiện hành vi phù hợp hơn với tổng thể. Họ nhận thấy cá mập, cá ngừ, cá kiếm, và cá thái dương thể hiện kiểu chuyển động phù hợp tốt với sự chuyển động Lévy, nhưng chúng cũng thể hiện chuyển động kiểu Brown. Phân tích kĩ hơn cho thấy các cá thể luân chuyển giữ chuyển động Lévy và Brown, phù hợp với quan điểm cho rằng các tay sát thủ đại dương điều chỉnh chuyển động của chúng tùy thuộc vào sự dồi dào của con mồi.

“Chúng tôi sử dụng các phép phân tích thống kê xác thực nhất và mạnh nhất trên bộ dữ liệu lớn nhất từ trước đến nay được phân tích theo cách này”, Sims phát biểu.

Quản lí các đàn cá hiệu quả hơn

“Các kết quả cho thấy một mức độ nhất định các chuyển động của động vật là có thể tiên đoán trong mối liên hệ với các loại môi trường sống mà chúng gặp phải. Trong trường hợp cá, chúng tôi nghĩ điều này sẽ giúp thông số hóa một làn sóng mới của các mô hình dân cư có cấu trúc không gian sẽ giúp chúng ta quản lí các đàn cá một cách hiệu quả hơn khi đối mặt trước sự cạn kiệt tài nguyên cá và sự biến đổi khí hậu, chẳng hạn”, Sims nói.

Nhưng bất chấp quy mô của nghiên cứu trên, không phải nhà nghiên cứu nào cũng bị thuyết phục rằng nghiên cứu trên mang lại một bức tranh đặc biệt hoàn chỉnh của sự săn mồi đại dương. “Trong nghiên cứu này, các tay sát thủ được xem là hoàn toàn ngu ngốc, không có khả năng xử lí thông tin môi trường và để hành động tương ứng”, phát biểu của Simon Benhamou, một nhà sinh thái học đại dương tại Trung tâm Sinh thái học Chức năng và Tiến hóa ở Pháp. Benhamou cảm thấy các nghiên cứu tương lai sẽ chọn một phương pháp hòa nhập hơn bao gồm cả khoa học thần kinh, sinh thái học và sinh thái học hành vi.

Sims và đội của ông dự định phát triển nghiên cứu của nghiên cứu bằng cách theo dõi đường đi săn mồi của các loài động vật biển khác, ở thấp hơn trong chuỗi thức ăn, bao gồm các loài bạch tuộc và ốc biển.

Nghiên cứu này công bố trên tạp chí Nature.