Sao biển, phân bố rộng rãi khắp các đại dương trên thế giới, có thể được tìm thấy trong các môi trường từ các rạn san hô nhiệt đới cho đến vùng nước lạnh của các khu vực cực.

Chúng thu hút sự chú ý không chỉ vì hình thái độc đáo mà còn bởi những đặc điểm sinh lý học hấp dẫn và vai trò sinh thái của chúng, khiến chúng trở thành đối tượng nghiên cứu quan trọng trong sinh học biển.

1. Cấu trúc hình thái

Đặc điểm nổi bật nhất của sao biển là cấu trúc cơ thể đối xứng xuyên tâm, thường có năm cánh tay, mặc dù một số loài có nhiều cánh tay hơn, chẳng hạn như sao biển hoa hướng dương, có thể có tới 40 cánh tay.

Những cánh tay này kéo dài ra từ đĩa trung tâm của sao biển, tạo nên vẻ ngoài đặc trưng giống ngôi sao của chúng. Bề mặt cơ thể sao biển được bao phủ bởi một lớp da dày, thường được cấu tạo từ các tấm canxi, với nhiều gai nhỏ và nốt sần. Một số loài cũng có các gai canxi có thể di chuyển, giúp bảo vệ chúng khỏi kẻ săn mồi.

Mặt dưới của sao biển (thường được gọi là "phần dưới") chứa đầy các chân ống, được điều khiển bởi hệ thống mạch nước của sao biển. Những chân ống này không chỉ quan trọng cho việc di chuyển mà còn thực hiện các chức năng như bám giữ, ăn uống, và cảm nhận môi trường. Mỗi chân ống kết thúc bằng một giác hút có thể gắn chặt vào đá hoặc các vật khác bằng cách thay đổi áp lực nước, giúp sao biển di chuyển chậm rãi và ổn định dọc theo đáy biển.

2. Chức năng sinh lý

Chức năng sinh lý nổi tiếng nhất của sao biển là khả năng tái sinh. Nhiều loài sao biển có thể tái tạo cánh tay mới sau khi mất một hoặc nhiều cánh tay, và trong một số trường hợp, một cánh tay bị đứt rời thậm chí có thể tái sinh thành một con sao biển hoàn chỉnh.

Khả năng tái sinh mạnh mẽ này mang lại cho sao biển lợi thế đáng kể trong việc đối phó với kẻ săn mồi và áp lực từ môi trường. Tuy nhiên, quá trình tái sinh thường chậm, có thể mất vài tháng hoặc thậm chí nhiều năm để hoàn thành hoàn toàn.

Ngoài khả năng tái sinh, sao biển còn có một hệ thống tiêu hóa độc đáo. Miệng của sao biển nằm ở trung tâm của mặt dưới. Khi bắt mồi, sao biển có thể lộn dạ dày của mình ra ngoài qua miệng để bao phủ mồi và tiêu hóa nó bên ngoài. Điều này cho phép sao biển phân hủy mồi lớn thành các phân tử nhỏ có thể hấp thụ mà không cần nuốt, giúp chúng có thể ăn những con mồi lớn hơn nhiều so với miệng của mình, chẳng hạn như hàu.

Hệ thống mạch nước của sao biển không chỉ chịu trách nhiệm điều khiển sự di chuyển của các chân ống mà còn đóng vai trò trong hô hấp và bài tiết. Nước vào hệ thống mạch nước qua một tấm lưới trên bề mặt của sao biển và chảy qua một loạt các kênh vào từng chân ống.

Dòng nước điều chỉnh sự kéo dài và co lại của các chân ống. Đồng thời, hệ thống mạch nước kết nối với hệ thống tuần hoàn của sao biển, tham gia vào việc trao đổi khí và loại bỏ chất thải chuyển hóa.

3. Vai trò sinh thái

Sao biển đóng vai trò quan trọng trong hệ sinh thái biển. Là những kẻ săn mồi, sao biển có vai trò then chốt trong việc kiểm soát quần thể của động vật thân mềm và các sinh vật đáy khác. Ví dụ, sao biển tím là một loài chủ chốt nổi tiếng dọc theo bờ biển Thái Bình Dương.

Bằng cách săn mồi trên các con ngao, chúng giúp duy trì sự đa dạng và ổn định của hệ sinh thái triều. Nếu không có sự săn mồi của sao biển tím, quần thể ngao sẽ mở rộng nhanh chóng, cạnh tranh với các loài khác và dẫn đến một hệ sinh thái kém đa dạng hơn.

Tuy nhiên, sao biển cũng có thể có tác động tiêu cực đến hệ sinh thái. Chẳng hạn, sao biển đỉnh nhọn ăn san hô. Khi quần thể của nó trở nên mất kiểm soát, nó có thể gây thiệt hại đáng kể cho các hệ sinh thái rạn san hô, dẫn đến sự suy thoái của các rạn san hô. Do đó, việc nghiên cứu và quản lý quần thể sao biển là rất quan trọng để bảo vệ sức khỏe của các hệ sinh thái biển.

4. Tầm quan trọng trong nghiên cứu khoa học

Sao biển không chỉ quan trọng trong hệ sinh thái mà còn đóng vai trò then chốt trong nghiên cứu khoa học. Khả năng tái sinh của chúng khiến chúng trở thành một mô hình lý tưởng để nghiên cứu sinh học tái sinh.

Các nhà khoa học hy vọng sẽ khám phá những bí ẩn về sự tái sinh mô thông qua nghiên cứu trên sao biển và áp dụng kiến thức này trong các lĩnh vực y tế, chẳng hạn như thúc đẩy việc chữa lành vết thương và tái sinh cơ quan ở con người.

Hơn nữa, hệ thống mạch nước và hệ thần kinh của sao biển cung cấp những hiểu biết quý giá về sinh lý học và thần kinh học. Mặc dù sao biển không có não, nhưng hệ thần kinh phân tán cao của chúng có thể điều phối các hành vi phức tạp như di chuyển, ăn uống và trốn tránh kẻ săn mồi. Những đặc điểm này khiến sao biển trở thành một đối tượng quan trọng trong nghiên cứu các chức năng của hệ thần kinh động vật không xương sống.

Tóm lại, sao biển là những sinh vật biển hấp dẫn với các cấu trúc hình thái độc đáo, chức năng sinh lý đặc biệt và vai trò sinh thái quan trọng, khiến chúng trở thành một trọng tâm nghiên cứu đáng chú ý trong sinh học và sinh thái học. Khi nghiên cứu về sao biển sâu sắc hơn, chúng ta có thể hiểu rõ hơn và bảo vệ những sinh vật xinh đẹp này, đồng thời thu được những hiểu biết thúc đẩy sự tiến bộ khoa học.