Cá huỳnh quang hay còn được biết tới với cái tên cá phát quang sinh học nhờ khả năng hấp thụ năng lượng từ ánh sáng mặt trời và tạo thành một màu khác. Sinh vật biển thú vị này có xu hướng sống trong môi trường nhiệt đới. Và mới đây nhất, các nhà nghiên cứu của Bảo tàng đã lần đầu tiên ghi nhận được sự xuất hiện của loài cá phát quang sinh học này tại Bắc Cực. Đặc biệt hơn, chúng còn có thể phát ra hai màu là màu đỏ và xanh lục được xác định trong quá trình lặn giữa các môi trường sống của tảng băng trôi ngoài khơi bờ biển phía đông Greenland trong Chuyến thám hiểm Constantine S. Niarchos năm 2019.
Mục lục
Phát quang sinh học là gì?
Phát quang sinh học là sự tạo và phát xạ ánh sáng bởi một sinh vật sống. Đây là một dạng ánh sáng hóa học. Phát quang sinh học xảy ra rộng rãi ở động vật có xương sống và động vật không xương sống biển. Cũng như trong một số loại nấm, vi sinh vật bao gồm một số vi khuẩn phát quang sinh học và động vật không xương sống trên mặt đất như đom đóm. Ở một số loài động vật, ánh sáng có được là do vi khuẩn, được sinh ra bởi các sinh vật cộng sinh như vi khuẩn Vibrio. Ở những loài khác, nó là tự sinh, được sản xuất từ chính động vật đó.
Nói chung, phản ứng hóa học chủ yếu trong phát quang sinh học liên quan đến một số phân tử phát quang và một enzyme. Thường được gọi tương ứng là luciferin và luciferase. Vì đây là những tên gọi chung, các luciferin và luciferase thường được phân biệt bằng cách thêm các loài hoặc nhóm, ví dụ như là luciferin Đom đóm. Trong tất cả các trường hợp đặc trưng, enzyme này xúc tác quá trình oxy hóa của luciferin.
Cá ốc Bắc Cực phát quang đầy huyền bí
Nhóm chuyên gia tại Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Mỹ lần đầu tiên ghi nhận hiện tượng huỳnh quang sinh học ở một loài cá Bắc Cực, Phys hôm 19/3 đưa tin. Họ nghiên cứu vùng nước lạnh giá ngoài khơi Greenland. Và sau đó đã tìm thấy một loài cá ốc (snailfish) tỏa ra ánh sáng đỏ và xanh lá. Nghiên cứu mới xuất bản trên tạp chí American Museum Novitates.
“Nhìn chung, chúng tôi thấy huỳnh quang biển khá hiếm tại Bắc Cực. Cả ở động vật có xương sống lẫn không xương sống. Vì thế, chúng tôi rất ngạc nhiên khi thấy cá ốc chưa trưởng thành phát ra ánh sáng huỳnh quang. Thậm chí tới hai màu. Một loài phát quang hai màu như vậy rất hiếm”. Theo John Sparks, quản lý Khoa Ngư học tại Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Mỹ. Đồng thời là thành viên nhóm nghiên cứu, cho biết.
Hơn 180 loài cá huỳnh quang được tìm thấy
Năm 2014, Sparks cùng giáo sư sinh học David Gruber nhận diện hơn 180 loài cá mới có thể phát huỳnh quang sinh học. Khả năng chuyển các bước sóng xanh lam thành ánh sáng xanh lá, đỏ hay vàng. Một số loài vật sử dụng nó cho những hành vi như giao tiếp hoặc giao phối. Các nhà khoa học đã nắm được nhiều thông tin về khả năng này ở cá nhiệt đới. Chúng sống tại những vùng quanh năm có lượng ánh sáng ban ngày như nhau.
Nhưng ở Bắc Cực, ngày có thể vô cùng dài hoặc vô cùng ngắn. Do đó, các nhà nghiên cứu muốn quan sát trực tiếp xem việc sống lâu trong bóng tối ảnh hưởng thế nào đến khả năng phát huỳnh quang sinh học. “Mùa đông ở vùng cực, trời gần như hoàn toàn tối nên việc phát huỳnh quang sinh học sẽ không diễn ra. Nhưng trong những tháng hè với hiện tượng Mặt Trời nửa đêm. Chúng tôi cho rằng nó có thể xuất hiện”, Gruber nói.
Huỳnh quang biển là hiện tượng rất hiếm
Năm 2019, Sparks và Gruber tới vùng băng trôi ở ngoài khơi bờ biển Đông Greenland để kiểm tra giả thuyết của mình. Họ nhận thấy hiện tượng huỳnh quang biển rất hiếm. Đồng thời phát hiện nhóm cá phát quang ở những vùng ôn đới và nhiệt đới. Ví dụ cá mù làn và cá thân bẹt, không tỏa ra ánh sáng huỳnh quang trong nước lạnh. Tuy nhiên, cũng có một trường hợp đặc biệt.
Đó là hai con cá Liparis gibbus chưa trưởng thành thuộc họ cá ốc. Chúng có thể phát quang sinh học hai màu. Các nhà khoa học đang tập trung nghiên cứu công dụng của huỳnh quang ở nhiều nhóm cá khác nhau. Ví dụ, họ nhận thấy cá nhám mèo phát ra ánh sáng huỳnh quang xanh lá làm tăng độ tương phản trong các sắc tố. Điều đó giúp các cá thể nhìn nhau dễ hơn dưới biển sâu.