Bí mật đằng sau vũ điệu của loài hồng hạc khi kiếm ăn

Trong chuyến đi cùng gia đình đến Atlanta, Víctor Ortega Jiménez, nhà nghiên cứu cơ sinh học tại Đại học California, Berkeley (Mỹ) đã chụp ảnh và quay video những con hồng hạc đang kiếm ăn trong hồ. Điều thu hút ông không chỉ là màu lông hồng hay đôi chân dài, mà còn là những gợn sóng lan trên mặt nước khi chim cúi đầu ăn.

Những hành vi đẹp mắt của loài hồng hạc trong khi kiếm ăn thu hút sự chú ý của các nhà khoa học.

Ortega Jiménez mất hơn 4 năm để tìm hiểu hiện tượng này. Kết quả nghiên cứu cho thấy hồng hạc chủ động điều khiển dòng nước để đưa con mồi đến gần mỏ, thay vì chỉ đơn giản lọc những gì tình cờ trôi qua.

Hồng hạc thường kiếm ăn với đầu cúi ngược xuống nước, chiếc mỏ đặt theo hướng đặc biệt so với mặt nước. Chúng có thể giậm chân, di chuyển chân có màng và rút đầu nhanh về phía sau. Những động tác tưởng như vụng về ấy thực tế làm thay đổi dòng chảy quanh cơ thể chim.

Khi chân khuấy động lớp bùn dưới đáy, các hạt trầm tích và sinh vật nhỏ được đưa vào nước. Những chuyển động tiếp theo của đầu và mỏ tạo ra các dòng chảy xoáy, tập trung con mồi và đưa chúng về vùng gần miệng chim. Một số xoáy có cấu trúc giống những cơn lốc nhỏ, giúp giữ và vận chuyển các sinh vật như tôm nước mặn đến vị trí thuận lợi để bắt.

Hồng hạc kiếm ăn trong vùng nước nông với đầu cúi xuống và chiếc mỏ ngược lên lọc thức ăn.

Nhóm nghiên cứu kết hợp quan sát chim sống, mô hình giải phẫu được in bằng công nghệ 3D và mô phỏng động lực học chất lưu trên máy tính để phân tích cơ chế này.

Kết quả cho thấy hồng hạc không chỉ dựa vào cấu trúc mỏ để lọc thức ăn. Chúng phối hợp chuyển động của chân, đầu và mỏ để tạo ra các bẫy thủy động lực học, làm tăng khả năng gom con mồi trong môi trường nước đục.

Những cử động đặc trưng được xem là "vũ điệu thần tiên" của loài hồng hạc.

Điều khiến phát hiện thu hút giới kỹ thuật là khả năng tạo dòng chảy để gom những hạt rất nhỏ. Theo Ortega Jiménez, cách hồng hạc tạo ra và sử dụng xoáy nước có thể gợi ý thiết kế các hệ thống lọc có khả năng tự làm sạch hoặc thu giữ hạt trong chất lỏng.

Một hệ thống lọc thông thường có thể gặp khó khăn khi các hạt nhỏ tích tụ trên bề mặt, khiến dòng chảy bị cản trở và hiệu suất giảm. Nếu có thể tạo ra dòng xoáy phù hợp, thiết bị có thể gom vật chất cần tách vào một khu vực hoặc hỗ trợ vận chuyển chúng đến bộ phận thu giữ. Đây là nguyên lý có thể được nghiên cứu trong những ứng dụng xử lý nước.

Hình nghiên cứu về cơ chế tạo xoáy nước bằng mỏ và chân hồng hạc.

Những hướng ứng dụng được gợi ý bao gồm việc loại bỏ vi nhựa và các chất ô nhiễm khó phân hủy như PFAS. Tuy nhiên, đây mới là tiềm năng lấy cảm hứng từ sinh học, không phải bằng chứng rằng một thiết bị lọc thương mại dựa trên cơ chế của hồng hạc đã được phát triển và chứng minh hiệu quả.

Ngắm vẻ lung linh của chim hồng hạc.