Hé lộ bí ẩn loài rắn bay

Ở những lớp bò sát khác, việc nhảy lên cao chẳng khác gì hành động tự vẫn, hoặc ít nhất thì cũng "hứa hẹn" sự gãy xương. Nhưng loài rắn mà chúng ta nói đến ở đây là loài rắn thiên đường Chrysopelea, một trong 5 loài rắn cư ngụ trên cây ở vùng nam và đông nam á. Khi những con rắn này nhảy, nó không bổ nhào xuống mà nó lượn từ cây này sang cây kia với khoảng cách lên tới 24m.

Nhưng chưa một ai rõ tại sao loài rắn này có thể bay xa như vậy mà không cần tới cánh. Giờ thì một nghiên cứu mới đã cho thấy, những khả năng đáng kinh ngạc của loài rắn này có thể bắt nguồn từ cách mà chúng chuyển động.

"Với bất cứ một vật bay nào, bạn cần phải biết những điều cơ bản: tốc độ của chúng nhanh như thế nào sẽ phụ thuộc vào hình dáng của vật bay và hình dáng của đôi cánh", Jake Socha, tác giả của nghiên cứu, một nhà sinh vật học thuộc Đại học công nghệ Virginia cho biết. "Với nghiên cứu mới này, chúng ta bây giờ thực sự có được cái nhìn sâu sắc về vị trí chính xác của cơ thể là gì khi nó ỏ trong một vật có khả năng lượn.

Ông Socha đã trình bày nghiên cứu của mình hôm 22/11 tại hội nghị của Hội Vật lý Mỹ về Động lực học di chuyển ở Long Beach, California. Nghiên cứu cũng được công bố tuần này trong tạp chí Bioinspiration và Biomimetics.

Nhào lộn trên không

Ông Socha đã nghiên cứu khí động học của loài rắn lượn trong nhiều năm. Các nghiên cứu trước đó của ông đã phát hiện ra rằng, các loài rắn tự làm phẳng mình khi chúng quăng mình, và nghiêng bên này bên kia khi chúng trườn trên không trung. Chúng có thể lướt đi nhanh với tốc độ 8 đến 10 mét / giây, ông Socha nói.

Để tìm hiểu thêm về cách con rắn định vị khi lướt, ông Socha và đồng nghiệp của ông đã ghi hình những con rắn phóng mình khỏi những tòa tháp cao khoảng 15m về phía mặt đất. Các nhà nghiên cứu đặt những dấu chấm trắng trên cơ thể của rắn để tính toán các điểm cơ thể của con vật trong không gian khi chúng bay. Công nghệ này tương tự như công nghệ dùng để chụp chuyển động cho các trò chơi video hoặc phim hoạt hình.

Tiếp đó, các nhà nghiên cứu đã sử dụng video để mô hình và phân tích các lực tác dụng trên cơ thể của loài rắn. Họ thấy rằng các loài rắn không nằm ngang khi chúng lướt, mà nghiêng khoảng 25 độ so với các luồng khí được tạo ra bởi các chuyến bay của chúng. Chúng giữ nửa phần thân phía trước tương đối thẳng, trừ hai bên thì uốn lượn. Trong khi đó, đuôi của chúng di chuyển lên và xuống.

Đáng ngạc nhiên, mặc dù loài rắn di chuyển xuống phía mặt đất, nhưng lực tối thiểu trên cơ thể của chúng trong thời gian lướt là một lực hướng lên trên - ít nhất là trong một thời gian ngắn. Điều đó có nghĩa rằng nếu bạn cộng thêm tất cả các lực tác động lên con rắn thì bạn sẽ bỏ đi một lực nhỏ đẩy con rắn lên trời.

Con rắn thực sự không di chuyển lên trên một phần vì chúng không bay đủ xa để lực hướng lên trên tối thiểu có hiệu lực và một phần vì lực hướng lên trên biến mất nhanh chóng, Socha nói.

Rắn trong chuyến bay

Thoáng qua hay không, thực tế việc con rắn không trượt ở trạng thái cân bằng là một điều thật thú vị, ông Greg Byrnes, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Đại học Cincinnati về động vật có vú nói.

"Bạn có một thứ mà không giống với việc nó có thể bay nhưng thực sự nó lại bay được đủ để hỗ trợ nhiều hơn trọng lượng cơ thể của nó với lực đó," Byrnes, người không tham gia vào nghiên cứu, nói. "Đó là một điều khá tuyệt."

"Trong một thời gian dài, mọi người có suy nghĩ đó là một quá trình rất đơn giản, về cơ bản giống như việc phóng một chiếc máy bay giấy," Byrnes nói thêm. "Hóa ra điều đó không đúng".

Bước tiếp theo, Socha cho biết, ông phải khám phá ra vị trí cơ thể nào của loài rắn ảnh hưởng đến khả năng lượn của chúng.

"Toàn bộ thân rắn chỉ là một chiếc cánh dài", ông Socha nói. "Chiếc cánh đó liên tục cấu hình, định hình lại và vặn vẹo... Các phần của cơ thể, tùy thuộc vào vị trí của chúng trong không gian, có thể tương tác với sự trỗi dậy từ phần trước của cơ thể và điều này có thể làm tổn thương hoặc giúp đỡ hoặc trung lập".

Những phát hiện này thậm chí có thể được áp dụng cho việc thiết kế các thiết bị bay nhanh nhỏ gọn, ông Socha nói. Tuy nhiên, ông nói, chúng tôi cũng thú vị với phát hiện của riêng mình.