Khám phá bí mật bên trong mai rùa - Lá chắn tuyệt vời trước các đối thủ "hổ báo" vùng đầm lầy

Rùa là loài động vật sống rất lâu, chúng có thể thọ từ 80 cho đến 100 năm. Và loài rùa khổng lồ có thể sống thọ 200 năm. Một trong những thuyết được công nhận cho rằng, tuổi thọ của loài rùa có liên quan đến sự chuyển hóa chất chậm chạp của chúng. Chuyển hóa chậm đồng nghĩa với việc rùa đốt cháy năng lượng rất ít giúp gia tăng tuổi  thọ. Bên cạnh đó, chúng có thể sống lâu mà không cần thức ăn. Và việc di chuyển chậm chạp cũng giúp chúng không tốn năng lượng.

Và 1 trong những điều đặc biệt khác ở loài rùa rất được quan tâm đó chính là lớp mai cứng cáp bao phủ hầu hết cơ thể để chống lại kẻ săn mồi. Lớp mai đó được ví như một "ngôi nhà di động" của loài rùa.

Theo Wiki, mai rùa có cấu trúc phức tạp bảo vệ phần bụng, lưng của các loài rùa, bao bọc tất cả các cơ quan quan trọng của loài rùa và trong một số trường hợp bảo vệ cả phần đầu rùa. 

Chiếc mai rùa có cấu tạo giống như bộ xương lòng ngực của con người. Thực tế nó chính là lồng ngực, xương ngực, xương sống, đốt sống và xương cụt của rùa. Bạn cứ tưởng tượng cấu trúc của rùa giống như con người nhưng bộ xương lại nằm ở bên trong mai. Và dĩ nhiên, bạn không thể tách xương sống ra khỏi cơ thể cũng như không thể lôi con rùa ra khỏi mai của nó. 

Đầu tiên, rùa cũng có xương vai, xương hông, giống y như con người, chỉ là nằm trong một chiếc mai cứng cáp thôi. Nó được cấu tạo bởi khoảng 50 chiếc xương, các xương này hợp thành một bộ khung vững chắc để tạo lớp vỏ bên ngoài cứng cáp.

Con người có thể thấy quá trình hình thành mai rùa bằng cách quan sát quá trình phôi thai phát triển, Những chiếc xương sườn nhú ra đầu tiên, sau đó là sự mở rộng các đốt sống. Giai đoạn cuối cùng là sự phát triển lớp da bên ngoài tạo thành "màng bọc" mai rùa. 

Tiến sĩ Tyler Lyson (Viện nghiên cứu Smithsonian và Đại học Yale) cho rằng, mai rùa có cấu trúc phức tạp mà biến đổi đầu tiên bắt đầu xuất hiện cách đây khoảng hơn 260 triệu năm trong kỷ Permi. Kỷ Permi là kỷ địa chất kéo dài từ cách đây trong khoảng 299 triệu năm cho tới 248 triệu năm. Nó là kỷ cuối cùng của đại Cổ Sinh. Mai rùa tiến hóa qua hàng triệu năm và dần dần cải tiến thành hình dạng như hiện nay. 

Một hóa thạch rùa khoảng 210 năm tuổi có lớp vỏ ngoài phát triển hoàn chỉnh như loài rùa hiện nay. Song một di tích hóa thạch khác cổ hơn 10 triệu năm so với di tích hóa thạch nói trên ở Trung Quốc có lớp vỏ chưa hoàn thiện, được gọi là lớp giáp. Di tích hóa thạch này giúp tiến sĩ Lyson và đồng nghiệp so sánh rùa hiện đại và tổ tiên của chúng là Eunotosaurus.

Eunotosaurus được cho có niên đại khoảng 260 triệu năm. Eunotosaurus có nhiều khác biệt quan trọng so với di tích hóa thạch họ hàng của chúng được tìm thấy gần đây. Nó được phát hiện cách đây hơn 1 thập kỷ nhưng đến giờ người ta mới phân tích được sự khác biệt của nó với các hóa thạch rùa khác. 

Loài Eunotosaurus có 9 cặp xương sườn hình chữ T. Song sinh vật cổ này không có xương sống mở rộng trên các đốt sống, điều mà loài rùa Odontochelys và rùa hiện đại đều có. Nó cũng bị thiếu các cơ quan sườn, là loại nhóm cơ có chức năng tạo hoạt động cho các xương sườn cũng như không có các mảng xương trên da và lớp vảy.  

“Eunotosaurus chính là di tích hóa thạch quý giá của thời kỳ chuyển tiếp, giúp trở thành chiếc cầu nối về hình thái học giữa loài rùa và các loài bò sát khác”, tiến sĩ Lyson nhận định.

Cũng nghiên cứu về những "bí mật" bên trong mai rùa, Maria Wojakowski - một nhà sinh học đã nghiên cứu về rùa suốt 10 năm cho biết: Loài rùa là trong số những loài động vật hiếm hoi trên hành tinh thở bằng hậu môn, thông qua một hệ thống hô hấp đặc thù.

Bên dưới mai rùa có một hệ hô hấp đặc biệt. Quan sát ảnh thì có thể thấy phổi của chúng nằm phía trên. Trong khi hầu hết các động vật thở bằng cách co bóp lồng ngực như một chiếc máy bơm nước thì ở rùa, điều này được làm bởi mai. Chúng sử dụng các cơ bắp phía trong mai để bơm không cho không khí vào bên trong cơ thể. 

Đó chính là lý do chúng có thể hít thở bằng miệng và có thể thở bằng "cửa hậu". Cửa sau này có tác dụng để rùa tiểu tiện, đại tiện và đẻ trứng. Cấu tạo của nó có thể giống như mang cá, hút nước vào và hấp thụ oxy. Các nhà khoa học cho rằng, rùa làm vậy mỗi khi chúng lặn sâu dưới nước hoặc khi ngủ đông. Cấu tạo lớp vỏ ngoài như vậy giúp rùa có thể hấp thụ cũng như thải ra các chất hóa học. 

Khi rùa ngủ đông trong các ao đóng băng, thiếu dưỡng khí. Để sống sót được chúng chuyển sang trạng thái "kỵ khí". Nghĩa là chúng không dùng oxy để làm năng lượng mà sử dụng glucose. Đây gọi là hô hấp kỵ khí. Quá trình này tạo ra acid lactic chết người. Tuy nhiên, mai rùa hấp thụ đống acid này và trung hòa nó.

Cũng theo Wojakowski, mai rùa còn có nhiều công dụng khác nữa. Trên thực tế, nhiều nghiên cứu đã chứng minh, mai rùa vốn để phục vụ quá trình đào bới - một sản phẩm của quá trình tiến hóa từ 200 triệu năm trước. "Chúng có thể đào những đường hầm với cấu trúc rất phức tạp", bà chia sẻ.

Và dĩ nhiên, công dụng chính của mai rùa hiện nay vẫn là bảo vệ chúng khỏi những kẻ thù săn mồi hung hãn ở vùng đầm lầy. Hầu như chẳng có loài vật nào có thể đập vỡ được mai rùa cả, trừ khi chúng có bộ hàm cực khỏe (như cá sấu) hoặc nghĩ ra các chiến thuật như cắp chúng lên rồi thả xuống đá như đại bàng thôi.

Xem thêm: Kỳ lạ ngôi chùa có những cụ rùa trăm tuổi thích ăn chay, nghe đọc kinh Phật và loài Sen cõng được người