Cá rô đồng, cá lóc thở khí trời: cá đồng sống sót qua mùa khô

Cá rô đồng, cá lóc, cá trê, cá sặc và lươn sống sót qua mùa khô nhờ thở được không khí. Mỗi loài có một "lá phổi phụ" riêng: cá rô và cá sặc có cơ quan mê lộ, cá lóc có khoang khí trên mang, cá trê có cơ quan hình cành cây, lươn thở qua niêm mạc miệng – hầu. Nhờ vậy chúng sống được trong ruộng cạn, vũng bùn nóng và nước tù thiếu ô-xy, nơi cá sông thường chết ngạt.

Vì sao cá đồng cần thở khí trời

Nước chứa ít ô-xy hơn không khí rất nhiều. Một lít không khí có khoảng 210 ml ô-xy; một lít nước ở nhiệt độ ấm chỉ hoà tan được vài ml, và càng nóng thì càng ít. Ruộng lúa, ao tù, mương rạch mùa khô ở Đồng bằng sông Cửu Long hay đồng chiêm trũng Bắc Bộ lại thêm hai thứ làm ô-xy tụt nữa: xác lá, rơm rạ phân huỷ tiêu tốn ô-xy, và nước nông nóng lên rất nhanh dưới nắng.

Có những buổi sáng sớm, nước ruộng gần như cạn ô-xy sau một đêm rong rêu hô hấp. Một con cá chỉ biết thở bằng mang lúc ấy giống người bị nhốt trong phòng kín. Những loài cá ở lại được trên đồng qua hàng nghìn năm đều có cách lấy ô-xy thẳng từ không khí.

Cá rô đồng và cơ quan mê lộ

Cá rô đồng (Anabas testudineus) có một khoang nhỏ phía trên mang, chứa những lá xương mỏng uốn lượn như cánh hoa hồng, phủ niêm mạc dày đặc mạch máu. Cấu trúc này gọi là cơ quan mê lộ (labyrinth). Cá ngoi lên đớp một bọt khí, đẩy vào khoang, ô-xy đi qua niêm mạc vào máu.

Cá rô đồng là loài thở khí trời bắt buộc: nếu bị giữ dưới nước không cho ngoi lên, nó có thể chết ngạt dù nước có ô-xy. Mang của nó nhỏ, không đủ nuôi cơ thể. Đây là một đánh đổi điển hình: đầu tư vào phổi phụ thì mang thu nhỏ, cá mạnh ở ruộng cạn nhưng lại phụ thuộc mặt nước.

Người miền Tây kể chuyện cá rô "leo cây", "lên bờ đi tìm ruộng mới". Phần có thật là cá rô có thể trườn qua bờ đất ẩm khi vũng nước của nó cạn, dùng gai trên nắp mang và vây để chống đẩy, nhất là sau mưa. Chuyện leo cây thì nhiều khả năng là cá bị chim mang lên rồi đánh rơi, không phải cá tự trèo. Tên tiếng Anh climbing perch (cá rô leo) cũng bắt nguồn từ những lời kể như thế.

Cá sặc cùng họ hàng mê lộ

Cá sặc rằn, cá sặc bướm, cá lia thia (cá xiêm, cá đá) đều thuộc nhóm cá có cơ quan mê lộ. Cá đực nhóm này còn thổi tổ bọt: chúng nhả bọt khí có chất nhầy kết thành một mảng nổi, rồi đưa trứng lên giữ trong đó. Tổ nằm sát mặt nước, nơi giàu ô-xy nhất trong một vũng nước tù. Có thể coi tổ bọt là cách "mở cửa sổ" cho trứng.

Cá lóc vùi bùn chờ mưa

Cá lóc (Channa striata) có hai khoang khí phía trên mang, lót niêm mạc giàu mạch máu. Cá lóc cũng hay ngoi lên đớp khí, nhất là khi nước đục.

Điểm làm cá lóc nổi tiếng là khả năng chịu hạn. Khi ruộng khô dần, cá rúc xuống lớp bùn còn ẩm, tiết nhớt, nằm im với nhịp trao đổi chất hạ thấp. Lúc mưa đầu mùa đổ xuống, ruộng ngập lại và cá lóc "từ đâu xuất hiện". Người nông dân xưa đào bùn ruộng khô bắt cá lóc là có thật. Một con cá trụ được bao lâu trong bùn phụ thuộc độ ẩm của bùn và kích cỡ cá; con số chính xác thì các nguồn nói khác nhau, nên không nên tin những lời kể "ngủ dưới đất cả năm".

Cá lóc còn là kẻ săn mồi. Ruộng mùa nước rút có nhiều cá nhỏ, ếch nhái mắc kẹt; một con cá vừa chịu được nước kém vừa ăn được nhiều kiểu mồi thì có lợi thế rõ ràng.

Cá trê và cơ quan hình cành cây

Cá trê (chi Clarias) có một cấu trúc khác hẳn: những nhánh thịt phân nhiều cành, trông như cây san hô nhỏ, nằm trong khoang trên mang. Cấu trúc này hay được gọi là cơ quan hình cây. Cá trê cũng ngoi lên đớp khí và có thể sống trong bùn ẩm một thời gian.

Ngoài ra, cá trê có râu dài để dò mồi trong nước đục, nơi mắt gần như vô dụng. Râu và da cá có nhiều nụ vị giác. Cá trê có thể trườn trên mặt đất ẩm ban đêm để chuyển sang vũng khác. Ở nhiều nước, chính khả năng này khiến cá trê ngoại nhập trốn khỏi ao nuôi và lan ra tự nhiên, thành loài xâm lấn.

Lươn: mang tiêu giảm, thở bằng miệng

Lươn đồng (Monopterus albus) đi xa hơn nữa. Mang của nó tiêu giảm nhiều. Lươn hay nằm trong hang, thò đầu lên mặt nước, ngậm không khí trong khoang miệng – hầu phồng to, nơi niêm mạc trao đổi khí. Nhờ vậy lươn sống được trong ruộng bùn, mương cạn, hang đất ẩm.

Lươn còn có một đặc điểm sinh sản thú vị: phần lớn cá thể bắt đầu đời là con cái, sau một lần sinh sản thì có thể chuyển thành con đực. Hiện tượng đổi giới tính theo tuổi như vậy gặp ở nhiều loài cá. Về cơ chế, các nhà khoa học vẫn đang nghiên cứu; về lợi ích, giả thuyết thường được nêu là cá cái nhỏ vẫn đẻ được ít trứng, còn cá đực to thì giữ hang và chăm trứng tốt hơn.

Bảng so sánh các "lá phổi phụ"

Nhìn bảng sẽ thấy một điều đáng chú ý: các loài này không thừa hưởng chung một "lá phổi" từ tổ tiên. Chúng thuộc những nhánh cá khác nhau và mỗi nhánh tự phát triển một cơ quan riêng. Khi cùng một áp lực (nước nghèo ô-xy) lặp lại, chọn lọc tự nhiên nhiều lần đi tới những lời giải na ná nhau. Đây là một ví dụ của tiến hoá hội tụ.

Đánh đổi: thở khí trời không phải miễn phí

Ngoi lên mặt nước là lúc cá dễ bị chim, rắn, cò nhìn thấy. Cá thở khí trời bắt buộc phải lên đều đặn dù có nguy hiểm. Một số nghiên cứu ở các loài cá thở khí khác cho thấy chúng ngoi lên theo nhóm hoặc vào lúc ít bị săn, như một cách giảm rủi ro.

Thêm một cái giá: khoang khí chiếm chỗ trong đầu, mang thì nhỏ đi, nên trong nước sạch giàu ô-xy, những loài này không có lợi thế, thậm chí kém cá thường. Chúng thắng ở ruộng tù, không thắng ở sông lớn chảy mạnh. Đó là lý do cá đồng và cá sông chia nhau môi trường khá rõ.

Góc nhìn hôm nay: cá đồng và cánh đồng thay đổi

Ruộng lúa truyền thống, với mương, ao, đìa và mùa khô – mùa nước rõ rệt, từng là nhà của cả quần xã cá đồng. Khi ruộng chuyển sang thâm canh ba vụ, đê bao kín, thuốc bảo vệ thực vật dùng nhiều, nhiều nơi kể rằng cá đồng ít hẳn. Cá đồng ngày nay phần lớn đến từ ao nuôi.

Người muốn quan sát có thể ra ruộng hoặc ao quê vào buổi sáng sớm mùa nắng, nhìn mặt nước: thấy những vòng tròn nhỏ và bọt khí nổi lên là cá đang đớp khí. Ở các bảo tàng thiên nhiên hoặc khoa sinh học của trường đại học vùng Đồng bằng sông Cửu Long, đôi khi có mẫu giải phẫu cơ quan mê lộ của cá rô. Nếu tự nuôi cá trong bể ở nhà, hãy để một khoảng trống giữa mặt nước và nắp bể: cá rô, cá sặc, cá lia thia cần ngoi lên được.