Cá heo là một trong những loài động vật dưới nước thông minh nhất, có thể sử dụng sóng siêu âm để định vị, săn mồi và điều hướng. Chúng phát ra những âm thanh rất cao tần không thể nghe được bằng tai người và phân tích tiếng vang trả về để hiểu môi trường xung quanh. Để hiểu cá heo sử dụng sóng siêu âm như thế nào cùng các yếu tố ảnh hưởng và ý nghĩa sinh học của kỹ năng này, hãy tham khảo những thông tin được Vina Good Tech chia sẻ ngay dưới đây.
Cơ chế sử dụng sóng siêu âm (echolocation) của cá heo
Cá heo sử dụng echolocation qua các xung âm (click) mà chúng phát ra, sau đó lắng nghe tiếng vọng từ các vật thể trong môi trường để “xây dựng bản đồ” âm thanh xung quanh. Đây không phải giao tiếp bình thường như tiếng huýt sáo, mà là hệ thống như sonar, giúp chúng săn mồi, tránh chướng ngại vật hoặc tương tác xã hội hiệu quả.
Cách phát ra sóng siêu âm
Khi cá heo phát ra âm thanh click, nguồn âm bắt đầu từ các túi mũi và “họng” của cá heo, nơi có cấu trúc giải phẫu đặc biệt để gây ra xung âm rất ngắn nhưng cường độ cao. Sau khi phát ra, âm thanh này được điều hướng bởi melon – khối mỡ ở trán cá heo. Melon hoạt động như một thấu kính âm thanh, định hình chùm sóng để hướng vào một vùng mục tiêu cụ thể.
Cách thu nhận tiếng vang (echo)
Sau khi sóng siêu âm va vào vật thể (cá, đáy biển, hay chướng ngại vật), một phần sóng âm dội ngược lại. Cá heo tiếp nhận tiếng vang này qua phần hàm dưới, nơi có các kênh mỡ dẫn âm vào tai. Cấu trúc mỡ trong hàm giúp dẫn truyền tiếng vang hiệu quả đến tai giữa và sau đó đến não để xử lý.
Xử lý thông tin âm thanh trong não cá heo
Khi tiếng vang được thu thập, não cá heo phân tích nhiều khía cạnh như thời gian khứ hồi (echo delay), cường độ, tần số để xác định khoảng cách, hình dạng, kích thước và bản chất vật thể. Nhờ khả năng xử lý nhanh (có khi tới hàng trăm hoặc nghìn clicks mỗi giây), cá heo tạo ra hình ảnh âm thanh môi trường rất chi tiết.
>> Xem thêm:
Các bộ phận vật lý quan trọng trong hệ thống định vị siêu âm của cá heo
Khả năng siêu âm tài tình của cá heo là nhờ vào cấu trúc giải phẫu đặc biệt, giúp phát và thu sóng âm một cách tối ưu. Cụ thể như sau:
Melon – “thấu kính” âm thanh tự nhiên
Melon là khối mỡ lớn nằm ở trán cá heo, có chức năng định hướng sóng âm phát ra. Nhờ mật độ mỡ thay đổi, nó giúp tập trung xung âm thành chùm tia để phát ra xa hơn hoặc nhắm vào mục tiêu cụ thể.
Hàm dưới và “cửa sổ âm thanh”
Phần hàm dưới của cá heo chứa các kênh mỡ dẫn truyền âm thanh hiệu quả đến tai. Xương hàm ở đây rất mỏng tại một số điểm, giúp âm thanh từ tiếng vang dễ truyền vào kênh dẫn mỡ rồi tới cơ quan nghe.
Não bộ – trung tâm xử lý tiếng vang
Sau khi thu tiếng vang, hệ thống thần kinh trung ương của cá heo phân tích dữ liệu âm thanh cực nhanh để tạo hình ảnh về môi trường xung quanh. Khả năng xử lý cao và độ nhạy lớn giúp cá heo xác định con mồi, tránh va chạm và di chuyển chính xác ngay cả trong vùng nước tối hoặc có nhiều chướng ngại vật.
Ứng dụng sinh học và lợi ích của việc sử dụng sóng siêu âm ở cá heo
Echolocation không chỉ là công cụ săn mồi của cá heo mà còn là chìa khóa sống còn, mang lại nhiều lợi ích thiết thực. Bao gồm:
- Săn mồi và định vị con mồi: Nhờ sóng siêu âm, cá heo có thể phát hiện con mồi ngay cả khi chúng ẩn mình trong cát, đáy biển hoặc vùng nước tối.
- Chúng thậm chí có thể điều chỉnh tần số click để “zoom” vào chi tiết con mồi khi tiếp cận gần hơn, giống như cách chúng sử dụng chùm tia âm thanh để quét mục tiêu.
- Điều hướng và tránh chướng ngại vật: Trong môi trường nước đục hoặc khi ánh sáng yếu, thị giác của cá heo không thể hoạt động hiệu quả. Sóng siêu âm trở thành công cụ định hướng chủ yếu, chúng “nhìn bằng tai” để tránh đá, vách san hô hoặc mối nguy hiểm khác.
- Giao tiếp xã hội: Ngoài click để định vị, cá heo còn sử dụng tiếng huýt sáo (whistle) đặc trưng để giao tiếp, nhận diện cá thể và duy trì mối quan hệ trong bầy.
- Khả năng giao tiếp âm thanh này kết hợp với echolocation giúp chúng sống thành nhóm, cộng tác khi săn mồi hoặc di chuyển.
>> Xem thêm:
Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả echolocation của cá heo
Khả năng định vị siêu âm không phải lúc nào cũng giống nhau, nó phụ thuộc vào nhiều điều kiện môi trường và đặc điểm cá thể, gồm:
- Tần số click và độ phân giải âm thanh.
- Tốc độ truyền âm trong nước.
- Môi trường và trạng thái nước.
Hy vọng sau những chia sẻ trên của Vina Good Tech, bạn đã biết cá heo sử dụng sóng siêu âm như thế nào và ứng dụng của kỹ năng này. Khả năng của cá heo không chỉ cho phép chúng săn mồi hiệu quả mà còn giúp định hướng và giao tiếp trong môi trường nước tối. Sự tinh vi trong hệ thống giải phẫu và khả năng điều chỉnh tần số của cá heo chính là minh chứng cho một trong những hệ thống sonar sinh học tiên tiến nhất trong tự nhiên.
