Cá bám đá suối thác: thân dẹt, vây giác hút và nòng nọc bụng hút

Ở suối thác chảy xiết vùng núi Việt Nam có những loài cá và nòng nọc sống bám vào mặt đá mà không bị cuốn trôi. Cá chạch bám đá có thân dẹt, vây ngực và vây bụng xoè ngang thành một chiếc đĩa áp sát đá; cá đá chi Garra có giác bám dưới cằm; nòng nọc ếch thác có giác hút ở bụng. Chúng vừa bám vừa cạo lớp tảo mỏng trên đá để ăn, sống được ở nơi mà cá thường không trụ nổi một phút.

Suối thác: môi trường của dòng chảy

Suối đầu nguồn ở các dãy núi như Hoàng Liên Sơn, Trường Sơn hay cao nguyên Lâm Viên có nước trong, lạnh, giàu ô-xy, nhưng chảy rất mạnh, nhất là mùa mưa. Đáy suối là đá tảng, sỏi, ít bùn. Thức ăn chủ yếu là lớp màng tảo và vi sinh vật bám trên mặt đá, cùng ấu trùng côn trùng nằm dưới đá.

Đối với một con cá bình thường, thứ khó nhất ở đây không phải là tìm thức ăn hay ô-xy, mà là giữ được chỗ. Cá phải bơi liên tục để không bị cuốn, rất tốn năng lượng. Những loài sống lâu dài ở suối thác đều giải bài toán này bằng cách ngược lại: không chống dòng nước, mà ép mình xuống và bám chặt.

Nguyên lý vật lý của việc bám

Có một điều nghe ngược đời: sát mặt đá, nước chảy chậm hơn nhiều so với dòng chảy phía trên. Đó là vì ma sát với bề mặt tạo ra một lớp nước mỏng gần như đứng yên, gọi là lớp biên. Con vật nào dẹt đủ để nằm gọn trong lớp biên này sẽ chịu lực đẩy ít hơn hẳn.

Ngoài ra, khi nước chảy qua một vật dẹt, thấp dần về phía sau, lực tác động có thể ép vật đó xuống mặt đá thay vì nhấc lên, giống cánh gió ngược trên xe đua. Thêm một giác bám tạo áp suất thấp ở phía dưới, con vật dính vào đá như miếng giác hút dán kính. Ba thứ này cộng lại: dẹt, hình dạng ép xuống và giác bám.

Cá chạch bám đá: biến vây thành giác hút

Cá chạch bám đá trước đây được gộp chung trong họ Balitoridae; nay nhiều nhà phân loại tách một phần sang họ Gastromyzontidae. Ở Việt Nam có nhiều chi như Sewellia, Vanmanenia, Annamia. Nhìn từ trên xuống, nhiều loài trông như một chiếc lá hay một con cá đuối tí hon: đầu rộng, thân dẹt, vây ngực và vây bụng xoè ngang, nối gần liền nhau dọc hai bên bụng.

• Bụng phẳng áp sát đá, mép vây ôm kín, tạo thành một vùng kín áp suất thấp bên dưới.
• Tia vây có những gai sừng li ti ở mặt dưới, bám vào các gờ nhỏ trên đá như đế giày leo núi.
• Miệng nằm hẳn ở mặt dưới đầu, có môi dày để cạo tảo trên đá trong khi thân vẫn bám.
• Bóng hơi tiêu giảm: cá không cần nổi, nên thân nặng hơn nước một chút, càng dễ nằm sát đáy.

Cá chạch bám đá di chuyển bằng những cú trườn ngắn từ đá này sang đá khác, nghỉ ở chỗ khuất dòng. Một số loài trong chi Sewellia được mô tả từ suối miền Trung Việt Nam và Lào, và có loài trở thành cá cảnh được buôn bán quốc tế dưới tên chung "cá bám đá" (hillstream loach).

Cá đá Garra: giác bám dưới cằm

Chi cá Garra, thuộc họ cá chép, chọn một lời giải khác. Thay vì biến vây thành đĩa, chúng có một giác bám dưới cằm: một đĩa thịt hình bầu dục nằm sau môi dưới. Cá áp đĩa này vào đá để giữ đầu, trong khi miệng cạo tảo. Thân Garra vẫn thuôn dài, bơi được, nên chúng sống ở cả đoạn suối chảy vừa lẫn đoạn chảy xiết.

Hai nhóm cá, hai họ khác nhau, đều phát triển cơ quan bám để sống ở suối thác. Đây là một ví dụ của tiến hoá hội tụ ở quy mô nhỏ.

Nòng nọc có giác hút ở bụng

Ếch đẻ trứng ở suối chảy xiết gặp một khó khăn lớn: nòng nọc bơi yếu, rất dễ bị cuốn. Các loài ếch thác thuộc chi Amolops và một số chi gần đó ở Việt Nam giải quyết bằng một cấu trúc đặc biệt: một đĩa hút lớn ở bụng nòng nọc, ngay sau miệng.

Nòng nọc của chúng có thân dẹt, đuôi khoẻ, cơ đuôi dày. Chúng dán mình lên đá ngay nơi nước tràn mỏng qua mặt đá, như mép thác, và cạo tảo bằng hàng răng sừng quanh miệng. Các nhà sinh học gọi kiểu nòng nọc này là nòng nọc "bụng hút" (gastromyzophorous). Sang giai đoạn biến thái, đĩa hút tiêu biến, ếch con có đầu ngón chân bè rộng để bám đá trơn.

Ếch trưởng thành của các loài này có màng nhĩ, mắt và tiếng kêu cũng thích nghi với tiếng ồn của thác. Ở một số loài ếch suối châu Á, các nhà khoa học còn ghi nhận tiếng kêu tần số cao, có thể giúp tín hiệu không bị tiếng nước chảy lấn át; mức phổ biến của hiện tượng này ở các loài Việt Nam thì chưa được nghiên cứu nhiều.

Bảng so sánh các cách bám

Cái giá của việc bám chặt

Thích nghi với dòng chảy xiết làm các loài này mạnh ở suối nhưng yếu ở nơi khác. Cá chạch bám đá cần nước sạch, lạnh, nhiều ô-xy; đưa xuống ao tù hay sông đồng bằng thì chết nhanh. Chúng bơi kém ở nước sâu, khó di chuyển qua những đoạn sông chảy chậm, nên mỗi quần thể thường bị cô lập trong một hệ suối. Sự cô lập này lại là lý do vì sao có nhiều loài riêng ở từng vùng núi: mỗi hệ suối như một hòn đảo.

Chính vì thế, các loài bám đá rất nhạy với những thay đổi của suối. Thuỷ điện nhỏ chặn dòng làm đoạn suối phía trên thành hồ tĩnh, đoạn phía dưới có lúc cạn khô. Khai thác cát sỏi lấy mất mặt đá bám. Phá rừng đầu nguồn làm nước đục, phủ bùn lên đá, mất lớp tảo làm thức ăn. Đánh bắt bằng điện và thuốc cũng còn xảy ra ở nhiều suối.

Góc nhìn hôm nay: ngắm suối bằng con mắt khác

Lần tới đi suối ở vùng núi, hãy đứng ở chỗ nước nông, trong và chảy mạnh, nhìn kỹ những tảng đá. Những "vệt" màu nâu xám dẹt nằm im trên đá, thỉnh thoảng trườn một đoạn, có thể là cá chạch bám đá. Trên mép đá nơi nước tràn mỏng, những chấm đen bám chặt có thể là nòng nọc ếch thác. Nhìn thôi, đừng lật đá hàng loạt hay bắt về nuôi: lật đá phá chỗ ở của cả một quần xã côn trùng và cá nhỏ.

Ai quan tâm có thể tìm đọc các công trình mô tả loài cá nước ngọt Việt Nam của các nhà ngư loại học trong nước và quốc tế, nhiều loài cá suối mới được mô tả chỉ trong vài chục năm gần đây. Sách về lưỡng cư Việt Nam cũng có phần hình ảnh nòng nọc ếch thác rất đáng xem.