Bạn đã bao giờ thấy một con thạch sùng chạy thẳng lên tường và tự hỏi: “Làm sao nó có thể làm được điều đó?” Hay khi chứng kiến một con cá voi khổng lồ lao vọt khỏi mặt nước, bạn có từng nghĩ đến sức mạnh phi thường ẩn chứa trong những khối cơ của nó?

Sinh lý học động vật — ngành khoa học nghiên cứu cách cơ thể động vật vận hành — không chỉ hấp dẫn mà còn hé lộ những thiết kế tinh vi, linh hoạt đến mức con người thường phải học hỏi và ứng dụng lại trong khoa học hiện đại.

Hô hấp vượt ngoài giới hạn của con người

Hãy lấy chim làm ví dụ. Không giống phổi của con người hoạt động theo kiểu co giãn để đưa không khí vào rồi đẩy ra, phổi của chim giống như một “đường một chiều” liên tục. Không khí di chuyển theo vòng tuần hoàn khép kín qua hệ thống túi khí nhỏ, giúp oxy tươi luôn được lưu thông ngay cả khi chim thở ra. Nhờ cơ chế này, chim có thể bay ở những độ cao mà con người khó có thể chịu đựng. Những loài ngỗng di cư thậm chí đã được ghi nhận bay qua các dãy núi cao hơn 7.500 mét, nhờ hệ hô hấp siêu hiệu quả này. Đó là minh chứng rõ ràng cho việc tiến hóa đã tạo ra những giải pháp vượt xa trí tưởng tượng của chúng ta.

Sức mạnh đến từ những cấu trúc kỳ lạ

Cơ bắp trong thế giới động vật tồn tại dưới những hình thức đầy bất ngờ. Bạch tuộc, chẳng hạn, không hề có xương nhưng vẫn có thể chui qua một khe hở nhỏ bằng đồng xu, đồng thời dùng xúc tu tạo ra lực đủ mạnh để mở nắp lọ. Bí mật nằm ở cấu trúc gọi là “thủy tĩnh cơ”, nơi các sợi cơ hoạt động dựa trên áp lực chất lỏng bên trong, tạo nên sức mạnh và độ linh hoạt mà không cần đến khung xương cứng. Voi cũng sở hữu cơ chế tương tự trong chiếc vòi của mình. Không có xương, nhưng chiếc vòi chứa tới khoảng bốn mươi nghìn bó cơ, đủ tinh tế để nhặt một hạt lạc, nhưng cũng đủ mạnh để bật gốc cả một thân cây. Những ví dụ này cho thấy sức mạnh không nhất thiết phải đến từ cấu trúc cứng nhắc, mà có thể xuất phát từ sự mềm dẻo và linh hoạt.

Những giác quan tái định nghĩa nhận thức

Sinh lý học động vật còn mở rộng cách chúng ta hiểu về giác quan. Dơi, chẳng hạn, không hề “mù” như nhiều người lầm tưởng, nhưng khả năng nổi bật nhất của chúng lại nằm ở định vị bằng sóng âm. Chúng phát ra những âm thanh tần số cao và lắng nghe tiếng vọng dội lại, từ đó xác định chính xác vị trí của côn trùng đang bay trong bóng tối hoàn toàn. Cá mập thì có thể cảm nhận được các điện trường cực nhỏ phát ra từ nhịp tim của con mồi thông qua những lỗ nhỏ trên mũi. Với chúng, việc ẩn nấp gần như là điều bất khả thi. Những “siêu giác quan” này nghe có vẻ như khoa học viễn tưởng đối với con người, nhưng với động vật, đó chỉ là công cụ sinh tồn hằng ngày.

Những thiết kế đáng để con người học hỏi

Điều khiến sinh lý học động vật càng trở nên thú vị là những gì con người có thể học được từ đó. Khoa học gọi hướng tiếp cận này là mô phỏng sinh học, và nó đã dẫn đến nhiều phát minh ấn tượng. Hình dạng cánh chim giúp các kỹ sư thiết kế cánh máy bay hiệu quả hơn. Lớp đệm ngón chân của thạch sùng, với hàng triệu sợi siêu nhỏ, đã truyền cảm hứng cho các loại băng dính tái sử dụng và robot leo tường. Hình thể thuôn gọn của cá heo góp phần định hướng thiết kế tàu ngầm và đồ bơi tốc độ cao. Những thành tựu này không chỉ thông minh mà còn chứng minh rằng thiên nhiên đã giải quyết các bài toán phức tạp suốt hàng triệu năm và con người vẫn đang trong quá trình học lại.

Suy ngẫm cuối cùng

Lần tới khi bạn bắt gặp một con thằn lằn bám ngược trên trần nhà hay một chú chim lướt nhẹ trên bầu trời, hãy nghĩ đến hệ sinh lý phi thường đứng sau những chuyển động ấy. Cơ thể động vật không chỉ hoạt động hiệu quả, mà còn là những kiệt tác của tiến hóa, được “thiết kế” hoàn hảo cho mục đích sinh tồn. Khi quan sát kỹ hơn, chúng ta không chỉ thêm trân trọng những sinh vật cùng chung sống trên Trái Đất, mà còn mở ra cánh cửa cho những ý tưởng có thể thay đổi cách con người sáng tạo trong tương lai. Thiên nhiên đã viết sẵn bản thiết kế — phần còn lại là chúng ta học hỏi và tiếp nối nó.