Nhà tự nhiên học, địa lý học, nhà thám hiểm người Đức Alexander von Humboldt từng nói: “Càng đến gần các vùng nhiệt đới, sự đa dạng của các cấu trúc, hình thức, kiểu dáng và sự kết hợp màu sắc của các loài sinh vật càng đa dạng”. Trong những chuyến thám hiểm châu Mỹ đầu thế kỷ 19, Humboldt và các đồng nghiệp khác như Alfred Russel Wallace và Charles Darwin đều có chung kết luận rằng cả thực vật và động vật đều có nhiều màu sắc hơn ở những vùng gần xích đạo.
Giả thuyết nhiều năm trước của Humbolt nhiều năm trước về việc: các loài chim vùng nhiệt đới có màu sắc sặc sỡ hơn đã được chứng minh qua một nghiên cứu mới đây. Nghiên cứu này phân tích hình ảnh kỹ thuật số độ phân giải cao của 4.500 cá thể chim bộ sẻ hay chim đậu trên khắp thế giới để chỉ ra mối quan hệ giữa màu sắc lông chim và vĩ độ Trái Đất.
Nghiên cứu cho thấy các loài chim sống ở các khu vực rừng thuộc Brazil, New Zealand, Indonesia, Australia, Ecuador và Chile có màu lông sặc sỡ hơn 30% so với các loài được tìm thấy ở Bắc bán cầu. Những loài chim sặc sỡ nhất chủ yếu sống trong các khu rừng rậm và ẩm ướt ở Amazon, Tây Phi và Đông Nam Á.
Các chuyên gia nghiên cứu đến từ Anh và Hungary đã sử dụng các kỹ thuật định lượng phổ màu dựa trên toán học để chỉ ra rằng các loài chim ở các vùng nóng nhất trên thế giới có bộ lông rực rỡ hơn đồng loại của chúng ở các vùng ôn đới. Không chỉ màu sắc lông sặc sỡ hơn, sắc độ tông màu còn đa dạng hơn ở cả con đực và con cái.
Tác giả chính nghiên cứu, nhà sinh vật học Christopher Cooney (Đại học Sheffield) cho biết: “Mặc dù giả thuyết này đã được đưa ra trong một thời gian dài, nhưng cho đến nay, vẫn rất khó để tìm được bằng chứng để chứng minh điều này”. Theo ông, các nghiên cứu trước đây sử dụng mắt nhìn của con người để định lượng màu sắc của các loài hoặc thông tin về màu sắc thu được qua các hướng dẫn thực địa hoặc hình minh họa thủ công. Ông nói: “Mặc dù có nhiều thông tin, nhưng cả hai cách tiếp cận đều có nhược điểm vì chúng ta không thể đo lường trực tiếp màu sắc của loài chim. Chúng tôi đặt mục đích cải thiện phân tích này bằng cách sử dụng máy ảnh kỹ thuật số để định lượng màu sắc của các loài chim dưới góc nhìn của chính loài chim. Chúng tôi đo màu sắc trong cả ánh sáng con người nhìn thấy và cả tia cực tím mà loài chim có thể nhìn thấy. Bằng cách này, chúng tôi có những phân tích sâu hơn về màu sắc của các loài chim và chứng minh mối quan hệ giữa vĩ độ và màu sắc”.
Phương pháp mới để xác định màu sắc của loài chim
Các nhà nghiên cứu chỉ phân tích thứ tự của các loài chim bộ sẻ, chiếm 60% tổng số các loài chim được biết đến, bao gồm cả những loài chim nhỏ quen thuộc nhất như chim sẻ và chim hoàng yến.
Quá trình phân tích cực kỳ phức tạp. Tổng cộng có khoảng 24.000 hình ảnh, mỗi mẫu vật được chụp từ ba góc độ mặt sau, mặt bên và mặt trước. Sau đó, các giá trị pixel được trích xuất từ mỗi bức ảnh và được ánh xạ trong tứ diện màu sắc lông chim. Cuối cùng, hơn 36 triệu phép đo màu lông đã được thực hiện với những chú chim này.
José Alexandre Felizola Diniz Filho, Giáo sư sinh thái học tiến hóa, Đại học Liên bang Goiás (Brazil) cho biết: “Nghiên cứu không chỉ định lượng mỗi loài chim có bao nhiêu màu mà còn xác định được mức độ biến đổi trong mỗi quang phổ màu. Vì vậy, chúng tôi có thể tính toán các chỉ số màu sắc của mỗi cá thể chim”.
Tuy nhiên, các chuyên gia nghiên cứu vẫn không biết vì sao những loài chim đến từ các vùng nóng hơn lại có nhiều màu sắc hơn. Họ đưa ra một số giả thuyết, trong đó giả thuyết mạnh mẽ nhất liên quan đến khái niệm năng lượng sẵn có.
Ông Cooney cho biết: “Những môi trường này thường nóng, ẩm và có năng suất sơ cấp thuần cao. Đây là thước đo lượng năng lượng có sẵn cho những sinh vật sống ở đó. Chúng tôi tin rằng việc hấp thụ năng lượng sẵn có giúp các loài có nhiều năng lượng cho các tín hiệu hình ảnh phức tạp hơn so với những loài sống trong môi trường lạnh với ít năng lượng sẵn có hơn.”
Năng lượng cũng liên quan đến quá trình trao đổi chất và tiến hóa. Theo Diniz Filho: “Cần có sự trao đổi chất mạnh mẽ hơn để có những bộ lông sặc sỡ hơn. Loài chim cần có sự tiến hóa mạnh mẽ hơn ở cấu trúc tế bào để tạo ra nhiều màu sắc hơn, đồng nghĩa với việc chúng cần nhiều năng lượng hơn. Nhìn chung, chim đực ở rừng rậm có bộ lông sặc sỡ hơn để thu hút chim cái. Chiến lược này làm tăng cơ hội giao phối và có lợi hơn xét về quan điểm tiến hóa.”
Trái cây dồi dào góp phần tạo nên màu sắc sặc sỡ cho các loài chim
Một yếu tố khác giúp phân biệt môi trường sống của các loài chim nhiệt đới với những môi trường sống xa xích đạo hơn là sự ổn định của khí hậu. Với nhiệt độ ổn định hơn quanh năm, chim sinh sống ở vùng nhiệt đới có nhiều cơ hội giao phối và tiếp cận với thức ăn, từ đó có nhiều năng lượng hơn.
Trên thực tế, nghiên cứu cũng cho thấy chế độ ăn đa dạng trái cây ở các vùng nhiệt đới cũng ảnh hưởng đến màu sắc của động vật. Những nơi như Amazon có rất nhiều loại trái cây như xoài, sơ ri (Malpighia emarginata), tucumã (Astrocaryum aculeatum) và umari (Poraqueiba sericea), tất cả đều giàu carotenoid, một nhóm sắc tố hữu cơ màu vàng, cam và đỏ.
Theo ông Cooney, những màu sắc sặc sỡ ở chim “thường được tạo ra bởi các sắc tố carotenoid lắng đọng bên trong chúng. Chim không thể tự tổng hợp những hợp chất này nên chúng phải được hấp thụ một phần trong chế độ ăn của chim”.
“Trái cây chứa nồng độ carotenoid tương đối cao, do đó, khả năng các loài chim ăn nhiều trái cây chứa carotenoid có màu sắc rực rỡ hơn các loài chim ăn các loại thực phẩm khác.” – Ông Cooney nói.
Hiện vẫn còn nhiều nghi vấn, chẳng hạn như liệu khả năng này chỉ xảy ra ở chim hay áp dụng cho cả hoa, côn trùng và cá. ÔngCooney cho hay: “các khuynh hướng tương tự có thể xảy ra ở các sinh vật khác, nhưng chúng vẫn chưa được chứng minh. Vẫn còn nhiều điều cần tìm hiểu về các yếu tố sinh thái và tiến hóa dẫn đến sự đa dạng về màu sắc ở các loài nhiệt đới.”
Thùy Dung (Theo Mongabay)
