"Mổ xẻ" những con quái vật màn bạc: Siêu... sâu bọ
| 09/11/2011 05:04 PM
Nếu 1 ngày nào đó Hà Nội bị 1 đàn kiến, nhện khổng lồ xâm lược thì bài viết này có thể sẽ giúp bạn trở thành người hùng tiêu diệt quái vật. Hoặc chí ít là cũng tự bảo vệ được mạng sống của chính mình.
Các như đã bàn ở phần trước, các loài siêu côn trùng, sâu bọ là một trong những ứng cử viên thường xuyên được xuất hiện trên màn bạc nhất trong số các loài quái vật khổng lồ. Lý do nhìn chung khá đơn giản: ai cũng sợ 1 đàn nhện, 1 đàn kiến đầy lông lá với những cái nanh bén ngọt với kích thước của 1... chiếc xe ô tô.
Và với ấn tượng rằng 1 con kiến có thể nâng được 50 lần trọng lượng cơ thể của mình, hoặc 1 chú nhện nhảy xa tới 30 lần chiều dài cơ thể khiến chúng ta đều cảm thấy hãi hùng với ý tưởng nhân sức mạnh ấy lên 100 hay 1000 lần. Đó là còn chưa kể tới số lượng đông đảo, tốc độ sinh trưởng chóng mặt của các loài côn trùng có thể khiến trái đất chật chội chỉ sau vài tháng trời được "thả rông". Tất cả những yếu tố ấy khiến các loài côn trùng như kiến, nhện được Hollywood đặc biệt ưa chuông khi muốn "dọa dẫm" khán giả.
Lông lá và hình dáng xấu xí và những miếng cắn đầy nọc khiến các loài côn trùng luôn đáng sợ với con người.
Tất nhiên phim ảnh vẫn luôn chỉ là phim ảnh, nhưng nếu bạn từng cảm thấy lo lắng rằng có 1 ngày nào đó có lũ châu chấu hay kiến khổng lồ xâm lược Hà Nội, thì bài viết sau đây sẽ giúp bạn có được những kiến thức cơ bản để tồn tại và trở thành "anh hùng thời loạn".
Trước hết, hãy hiểu rằng việc phóng lớn 1 loài côn trùng như kiến, nhện đem đến những vấn đề rất khác so với việc phóng đại 1 con King Kong hoặc các loài động vật có xương sống. Và có những hạn chế về mặt sinh học khiến các loài côn trùng không thể lớn hơn 1 kích thước nhất định. Bạn hầu như không phải lo lắng về việc 1 con nhện lớn tới kích thước 1 con chó hay thậm chí là 1 con mèo. Lý do nằm ở cấu tạo hệ hô hấp của các loài côn trùng.
Trong khi con người và hầu hết các động vật có xương sống trên cạn khác như chó mèo, và thậm chí cả các loài bò sát, đều "thở" bằng phổi: Không khí được lấy vào trong khoang phổi, nơi có hàng trăm ngàn mao mạch có nhiệm vụ "trích" lấy Oxy và đưa vào máu, diện tích phổi của 1 người trưởng thành nếu trải ra trên 1 mặt phẳng có thể đạt tới 70 mét vuông, điều này khiến chúng ta có thể thu thập đủ lượng oxy trong mỗi lần hít thở để cung cấp cho các hoạt động sống của mình.
Lá phổi của chúng ta với hệ thống mạch máu dày đặc khiến việc hấp thụ oxy rất hiệu quả. Và máu mang oxy từ phổi theo hệ tuần hoàn đi khắp cơ thể.
Sâu bọ thì không như vậy. Các loài sâu bọ như Kiến, Nhện không "thở" như chúng ta, chúng không có phổi. Thay vào đó oxy được cung cấp vào trong cơ thể thông qua 1 hệ thống gọi là các ống khí. Các ống khí này được phân bố rải rác trên khắp cơ thể của loài côn trùng và thông với môi trường bên ngoài. Không khí sẽ theo các chỗ tiếp xúc đi vào bên trong cơ thể của con vật và khuếch tán trực tiếp vào bên trong cơ thể, cung cấp trực tiếp cho vùng tế bào cần oxy.
Trong khi các loài côn trùng có hệ thống hô hấp bằng các ống thông khí mang không khí tới từng cơ quan 1 mà không thông qua hệ tuần hoàn. Các ống khí này thông trực tiếp ra bên ngoài cơ thể, vì thế có thể hiểu rằng 1 con côn trùng có rất nhiều "mũi".
Hệ thống này nhìn chung khá hiệu quả, đặc biệt là ở các con vật có kích thước nhỏ. 1 con vật có kích cỡ bằng con kiến sẽ rất khó phát triển 1 hệ thống cơ và phổi phức tạp chỉ để phục vụ cho việc hít thở như con người, hệ thống ống khí giúp các loài côn trùng kích thước nhỏ có thể cung cấp oxy trực tiếp đến từng bộ phận cơ thể của con vật dễ dàng hơn. Tuy nhiên có 1 vấn đề đối với hệ thống hô hấp ống khí kiểu này: Do oxy được khuếch tán thông qua thành của ống khí nên lượng oxy thu thập được sẽ tỉ lệ thuận với bề mặt tiếp xúc và nồng đồ oxy trong không khí, đồng thời do oxy được thẩm thấu trực tiếp vào tế bào mà không thông qua hệ thống tuần hoàn với các hồng cầu chuyên chở Oxy như con người, các tế bào nằm ở xa thành ống khí sẽ không nhận được oxy.
Tất nhiên các loài côn trùng lớn sẽ có hệ thống ống khí phân bố dày đặc hơn, tuy nhiên các ống khí khi quá nhỏ và len lỏi quá sâu sẽ không thể thông khí được vì các loài sâu bọ hoàn toàn không hít thở mà việc thông khi trong cơ thể với môi trường bên ngoài diễn ra tự nhiên. Chưa kể tới việc như đã nói trong các phần trước, lượng oxy 1 con vật cần sử dụng sẽ tỉ lệ thuận với trọng lượng cơ thể, khi 1 con kiến lớn gấp n lần trọng lượng cơ thể sẽ tăng n^3 nhưng diện tích ống khí sẽ chỉ tăng n^2 lần. Điều này khiến lượng oxy cung cấp cho cơ thể của con vật sẽ bị thiếu hụt trầm trọng. Điều này khiến các loài côn trùng không thể lớn quá 1 kích thước giới hạn vì nếu quá lớn thì sẽ dẫn tới có những vùng cơ thể hoàn toàn không được cung cấp oxy. Loài châu chấu lớn nhất thế giới chỉ đạt chiều dài cơ thể khoảng 15cm và đó cũng là giới hạn của các loài côn trùng hiện đại.
Có thể bạn nào từng nhớ tới bài học sinh vật năm lớp 6 sẽ thắc mắc rằng trong SGK từng nói rằng thời cổ đại có những con chuồn chuồn đạt kích thước cơ thể dài tới hơn 1m. Thực sự đã có những loài côn trùng lớn như vậy tồn tại trên trái đất, tuy nhiên đó là ở thời kỳ nồng độ Oxy trong bầu khí quyển đạt tới 35%, lớn gần gấp đôi con số 21% hiện tại. Nồng độ Oxy cao hơn khiến hệ thống hô hấp bằng ống khí hoạt động hiệu quả hơn và chỉ cần diện tích tiếp xúc nhỏ cũng đem lại lượng oxy rất lớn.
Vì vậy bạn hoàn toàn có thể yên tâm rằng nếu 1 chú kiến khổng lồ tội nghiệp đi lạc vào Hà Nội đầy bụi bặm và thán khí như hiện nay, nó cầm chắc sẽ chết vì... ngạt thở trước khi kịp "diễu võ giương oai".
Tuy nhiên, câu hỏi về chuyện bạn cần làm gì nếu phải đối mặt 1 đàn kiến khổng lồ như trong film Hollywood vẫn còn đó. Trong film The Eight Legged Freak, các diễn viên đối mặt với đàn nhện đột biến theo phong cách truyền thống của hollywood: 2 tay 2 súng tả xung hữu đột và liên tục headshot. Đối với các loài có xương sống như con người và các loài thú, súng ống là thứ vũ khí rất đáng sợ. 1 viên đạn xuyên vào trong cơ thể của con người có thể để lại rất nhiều hậu quả tồi tệ, bên cạnh việc phá hủy các nội tạng trọng yếu như não, tim thì 1 người khi bị trúng đạn phải đối mặt với nguy cơ chảy máu tới chết. Chính vì lý do đó, tất cả những ai được huấn luyện sử dụng súng đều được dạy ngắm bắn vào đầu và các cơ quan trọng yếu như tim, phổi. Đối với con người, chân và tay thường là những vị trí mà chúng ta chỉ nhắm bắn khi muốn vô hiệu hóa đối thủ mà không muốn giết anh ta. Tuy nhiên để chiến thắng các "siêu sâu bọ", thói quen ấy sẽ cần phải thay đổi.
Khi đối mặt với súng đạn dường như các loài côn trùng khổng lồ có những lợi thế hơn chúng ta rất nhiều. Đầu tiên là ở lớp vỏ ngoài của các loài côn trùng. Không giống như chúng ta có lớp da mềm và kết cấu chịu lực là hệ thống khung xương bên trong, các loài côn trùng có hệ thống chịu lực chính là lớp vỏ cứng nằm ngoài cơ thể của chúng. Lớp vỏ cứng này hoạt động như một hệ thống "treo" các cơ quan nội tạng và bó cơ. Hãy tưởng tượng cơ thể của 1 con kiến có kết cấu tương tự như 1 họ hàng gần của chúng là các loài giáp xác như tôm, cua. Vì có xương cứng nằm phía ngoài cơ thể, các loài côn trùng khổng lồ chắc chắn sẽ chống đỡ tốt với súng đạn hơn nhiều so với lớp da mỏng manh của con người.
Lớp vỏ cứng bao quanh cơ thể khiến các loài côn trùng khổng lồ rất "nhờn" súng đạn.
Bên cạnh đó, hệ thống thần kinh của các loài côn trùng không giống như con người với não điều khiển toàn bộ hoạt động của cơ thể, tiêu diệt não là tiêu diệt các loài động vật xương sống. Nhưng với các loài động vật sơ khai như côn trùng, sâu bọ hệ thống thân kinh của chúng ở dạng các hạch nằm rải rác khắp cơ thể. Các hạch này nằm ở từng cơ quan 1 và chịu trách nhiệm điều hành từng cơ phận. Hệ thần kinh hạch khiến phần đầu của các loài côn trùng ít trọng yếu hơn. 1 con gián có thể bị đứt đầu trong hàng tuần mà vẫn sống và chỉ chịu chết vì... đói, 1 con giun đất thậm chí có thể... mọc ra đầu mới trong điều kiện thích hợp. Hơn nữa nhờ vào hệ thống hô hấp bằng ống khí, vai trò của hệ tuần hoàn đối với sâu bọ ít quan trọng hơn so với chúng ta. Chúng ta dựa vào máu để vận chuyển oxy và dinh dưỡng tới các tế bào vì vậy hệ tuần hoàn của con người vận chuyển rất nhanh. Trong khi 1 con kiến hoặc nhện, nhờ vào hệ thống hô hấp vận chuyển không khí tới từng bộ phận 1, hệ tuần hoàn của chúng hoạt động chậm và mờ nhạt hơn rất nhiều, bạn không thể mong chờ 1 con nhện hay kiến... chết vì mất máu.
Vì vậy lời khuyên là nếu bạn phải đối mặt với các loài côn trùng khổng lồ đừng bao giờ nhắm vào các cơ quan như đầu hay thân mình. Chỗ mà chúng ta cần nhắm tới là các chân của con quái vật. Hệ thống thần kinh hạch của các loài sâu bọ mặc dù khiến chúng có sức tái sinh rất lớn và khó tiêu diệt, nhưng cũng có những yếu điểm nhất định: Mỗi chân hầu như được điều khiển độc lập và gần như không phụ thuộc nhiều vào nhau. Việc thiếu đi 1 cơ quan điều khiển trung ương như loài động vật xương sống khiến khả năng giữ thăng bằng của các loài sâu bọ rất kém. Đó cũng chính là lý do vì sao các loài sâu bọ cần từ 6-8 chân để có thể đi lại bình thường thay vì 2 chân như con người. 1 con nhện mất đi 2 chân ở cùng 1 bên hầu như chắc chắn là sẽ không thể đi lại được, 1 con kiến cũng vậy.
Hiệu ứng uốn dọc trong xây dựng sẽ giúp chúng ta xử lý đàn nhện khổng lồ.
Nhưng làm thế nào để có thể "bẻ" được chân của 1 con kiến hay nhện khổng lồ? Câu trả lời nằm ở kết cấu chịu lực của cái chân đó. Như đã nói, các loài côn trùng có 1 hệ thống vỏ cứng bao ngoài cơ thể hoạt động như khung xương của con vật. Và ở các bộ phận như chân, lớp vỏ cứng này có dạng là một ống rỗng. Bây giờ hãy tưởng tượng bạn có 1 chiếc ống hút, cắt đi 1 mẩu dài chừng 3 cm và dùng ngón trỏ cùng ngón cái ấn dọc 2 đầu ống. Lúc này ống chịu nén, khi bạn bóp tay mạnh đến 1 mức nào đó, chiếc ống sẽ gãy gập ở giữa một cách đột ngột và gập sang hẳn 1 bên ngang. Dạng phá hoại này gọi là phá hoại do uốn dọc của thanh chịu nén, chiếc ống hút của chúng ta không gãy vì lực nén giữa 2 đầu ống, mà là phá hoại do chuyển vị ngang quá lớn của phần thân. Hiện tượng này khá phổ biến trong xây dựng và là 1 hiện tượng mà các kĩ sư xây dựng cần phải tránh trong quá trình thiết kế.
Nói dài dòng như vậy, nhưng tóm lại là khi 1 thanh chịu nén dọc trục, nó sẽ rất nhạy cảm với các lực tác dụng ở giữa thanh theo phương ngang, chỉ cần 1 lực rất nhỏ theo phương ngang cũng có thể khiến cả kết cấu sụp đổ hoàn toàn dù lực nén dọc trục bên trong cột chưa đạt tới giới hạn bền của vật liệu. Mặc dù kết cấu dạng ống có khả năng chống uốn dọc rất tốt, tuy nhiên với trọng lượng tăng theo hàm bậc 3, chắc chắn chân của các loài "siêu sâu bọ" sẽ chịu những lực nén cực lớn, tạo điều kiện cho mất ổn định càng dễ xảy ra hơn. Và cách tốt nhất để kích thích hiện tượng này là 1 lực thật mạnh, tập trung vào 1 điểm theo phương ngang.
Với những hiểu biết về khoa học, bạn sẽ trở thành người hùng giữa thời... loạn lạc.
Vì vậy thứ mà chúng ta cần để tiêu diệt 1 con kiến khổng lồ không phải là 1 khẩu súng, mà là 1 cây gậy thật nặng và 1 trái tim quả cảm. Hãy cứ bình tĩnh giáng những cú thật mạnh vào chân con quái vật. Có thể bạn sẽ cảm thấy ngạc nhiên rằng những con nhện, kiến trông rất "khủng bố" lại mỏng manh dễ vỡ đến vậy. Thêm 1 điều cần nhớ là luôn luôn đánh gãy những chân ở cùng 1 phía để con quái vật tự mất thăng bằng và khả năng di động.
Và đó là những kiến thức bạn cần để tồn tại trong 1 thế giới tràn ngập các loài côn trùng khổng lồ. Đây cũng sẽ là phần cuối cùng trong loạt bài mổ xẻ các loài quái vật trên màn bạc.