Cá mập đã rong ruổi khắp các đại dương hàng trăm triệu năm, vậy mà chúng ta vẫn tiếp tục khám phá ra những điều mới mẻ về chúng mỗi vài năm. Những loài săn mồi biển khổng lồ này không chỉ là ngôi sao của những bộ phim kinh dị: chúng đóng vai trò quan trọng trong việc cân bằng hệ sinh thái biển và đại dương, và sinh học của chúng độc đáo đến mức phá vỡ nhiều quan niệm định kiến của chúng ta.
Không chỉ đơn thuần là những "cỗ máy giết người", cá mập sở hữu bộ não phát triển cao, giác quan nhạy bén và chiến lược sinh sản tinh vi . Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét một cách bình tĩnh nhưng tỉ mỉ về giải phẫu, sự tiến hóa, giác quan, hành vi, chế độ ăn uống, sinh sản, mối quan hệ với con người và tình trạng bảo tồn của chúng, tích hợp những kiến thức hiện có về cá mập biển nói chung và nhiều loài cá mập nổi tiếng nhất.
Cá mập thực chất là gì? Phân loại và tiến hóa
Khi nói về cá mập, chúng ta đang đề cập đến Selachii , một nhóm thuộc lớp cá sụn . Chúng thuộc phân lớp Elasmobranchii, bao gồm cả cá đuối và cá đuối manta; tất cả chúng, cùng với cá mút đá, tạo nên nhóm lớn Chondrichthyes.
Cá mập được đặc trưng bởi bộ xương sụn, năm đến bảy khe mang ở mỗi bên đầu , vảy dạng tấm (răng da) và vây ngực tách rời, nghĩa là chúng không dính liền với đầu. Hiện nay, hơn 500 loài cá mập được công nhận, được phân loại thành nhiều bộ, từ các loài nhỏ sống ven biển đến các loài cá mập khổng lồ sống ở vùng biển khơi.
Lịch sử tiến hóa của nhóm này rất dài. Các hình thức đầu tiên de peces cá mập sụnCác loài cá sụn (còn gọi là acanthodians) xuất hiện vào đầu kỷ Silur, cách đây hơn 430 triệu năm. Sau đó, trong kỷ Devon, những loài cá sụn (elasmobranchs) đầu tiên theo nghĩa rộng xuất hiện, và từ đó sự đa dạng hóa diễn ra liên tục.
Một số hóa thạch mang tính biểu tượng, chẳng hạn như cá mập khổng lồ Otodus megalodon , cho thấy mức độ thống trị biển cả của những loài động vật này: người ta ước tính rằng loài cá mập khổng lồ này có thể đạt chiều dài khoảng 16 mét. Cá mập hiện đại, như chúng ta biết đến ngày nay, đã được ghi nhận từ đầu kỷ Jura, khoảng 200 triệu năm trước, sau một thời kỳ đa dạng hóa sâu sắc.
Các nghiên cứu di truyền gần đây đã xác nhận rằng cá mập và cá đuối tạo thành một nhánh đơn nguồn (Neoselacians), và trong bộ Selachii có hai siêu bộ lớn: Galeomorphi (bao gồm, ví dụ, cá mập trắng, cá mập hổ hoặc cá mập voi) và Squalomorphi (chẳng hạn như cá mập thiên thần, cá mập gai hoặc cá mập biển sâu).
Sự đa dạng về loài và các loại môi trường sống
Mặc dù chúng ta thường chỉ hình dung một loại cá mập duy nhất, nhưng thực tế có vô số loài với hình dạng, kích thước và lối sống khác nhau. Có những loài nhỏ bé, như cá mập đèn lồng lùn ( Etmopterus perryi ), chỉ dài khoảng 17 cm, và những loài khổng lồ thực sự như cá mập voi ( Rhincodon typus ), loài cá lớn nhất hành tinh, có thể dài hơn 12 mét.
Hầu hết cá mập là loài sống ở biển và sinh sống ở hầu hết các vùng biển, từ vùng nước ven biển nông đến độ sâu gần 2000 mét . Ở độ sâu dưới 3000 mét, sự hiện diện của chúng rất hiếm, mặc dù một số cá thể thuộc loài linh trưởng lớn này đã được ghi nhận ở độ sâu hơn 3500 mét. Chúng thường được tìm thấy ở vùng biển ôn đới và nhiệt đới, nhưng cũng có những loài thích nghi với vùng nước lạnh.
Mặc dù chủ yếu sống ở vùng nước mặn, nhưng vẫn có những ngoại lệ đáng chú ý. Cá mập bò ( Carcharhinus leucas ) và một số loài cá mập sông thuộc chi Glyphis có thể di chuyển ngược dòng và duy trì quần thể ở vùng nước ngọt, nhờ những đặc điểm sinh lý đặc biệt mà chúng ta sẽ thảo luận sau.
Dựa trên môi trường sống, chúng ta có thể phân biệt các nhóm sinh thái lớn. Một mặt, có các loài cá mập sống ở vùng biển khơi, di chuyển trên những quãng đường rất xa: nhóm này bao gồm cá mập xanh, cá mập trắng lớn, cá mập mako và cá mập vây trắng đại dương. Mặt khác, có các loài cá mập sống ở rạn san hô , gắn liền với đáy đá hoặc san hô nông, chẳng hạn như cá mập vây trắng rạn san hô, cá mập xám rạn san hô và cá mập hổ.
Ngoài ra còn có rất nhiều loài sinh vật đáy, dành phần lớn thời gian ở đáy biển. Cá mập thiên thần, cá mập thảm và cá mập y tá là những ví dụ về các loài chuyên sống ở đáy, thường được ngụy trang tốt và sử dụng chiến thuật phục kích.
Giải phẫu cơ bản: bộ xương, da và vây cá
Một trong những đặc điểm nổi bật nhất của cá mập là bộ xương của chúng được cấu tạo từ sụn chứ không phải xương. Sụn chắc khỏe nhưng nhẹ hơn nhiều so với xương, giúp giảm trọng lượng cơ thể và giảm chi phí năng lượng khi di chuyển. Cấu trúc này, cùng với mô liên kết dồi dào, mang lại cho chúng sự linh hoạt tuyệt vời.
Bộ hàm của cá mập xứng đáng được nhắc đến đặc biệt. Không giống như nhiều loài động vật có xương sống khác, hàm của cá mập không dính liền với hộp sọ . Để chịu được lực cực lớn cần thiết để bắt và xé xác con mồi, bề mặt hàm có một lớp các tấm canxi hóa nhỏ, hình lục giác gọi là tesserae. Ở các loài lớn như cá mập trắng lớn hoặc cá mập hổ, có thể có nhiều lớp tesserae giúp tăng cường cấu trúc hơn nữa.
Da của cá mập được bao phủ bởi các vảy dạng tấm hoặc răng nhỏ trên da. Mỗi răng nhỏ có hình dạng như một chiếc răng li ti hướng về phía đuôi, khiến cho cơ thể nhẵn mịn khi chạm vào từ đầu đến đuôi và thô ráp ở hướng ngược lại . Những răng nhỏ này làm giảm ma sát với nước, cải thiện tính khí động học và bảo vệ chống lại ký sinh trùng và thương tích. Ở nhiều loài, các răng nhỏ này có sắc tố và hoa văn góp phần ngụy trang, chẳng hạn như các sọc của cá mập hổ hoặc các đốm của cá mập vằn.
Về phần đuôi, hầu hết các loài cá mập đều sở hữu vây đuôi dị hình , trong đó thùy trên phát triển hơn và cột sống kéo dài vào đó. Cấu hình này tạo ra lực đẩy và đồng thời tạo ra lực nâng thẳng đứng bù lại lực nổi âm của chúng. Ở những loài săn mồi di chuyển nhanh như cá mập porbeagle hoặc cá mập mako, thùy dưới cũng rất mạnh để duy trì tốc độ săn đuổi cao.
Các loài khác đã phát triển chuyên môn hóa đuôi đến mức cực đoan, chẳng hạn như... cá mập đuôi dài sống ở vùng biển khơi (Alopias pelagicus)Vây đuôi trên của nó có thể dài bằng phần còn lại của cơ thể và được sử dụng như một chiếc roi để làm choáng các đàn cá. de peces.
Răng, bộ răng và hệ tiêu hóa
Cấu trúc răng của cá mập là một ví dụ kinh điển trong sinh học biển. Răng của chúng không được neo vào xương mà nằm sâu trong nướu , được sắp xếp thành nhiều hàng hoạt động như một băng chuyền. Trong suốt cuộc đời, cá mập có thể rụng và thay thế hàng chục nghìn chiếc răng.
Hình dạng răng của cá mập phụ thuộc phần lớn vào chế độ ăn của chúng. Cá mập ăn giáp xác và động vật thân mềm có răng phẳng, giống răng hàm để nghiền nát con mồi mạnh mẽ. Những con tập trung vào cá nhỏ thường có răng mỏng, nhọn, hoàn hảo để giữ chặt con mồi trơn trượt. Ở những loài săn mồi lớn ăn động vật có vú biển, chẳng hạn như cá mập trắng lớn, răng trên có hình tam giác và có răng cưa, lý tưởng để xé những miếng thịt lớn, trong khi răng dưới được sử dụng để giữ chặt con mồi.
Ở các loài ăn lọc như cá mập voi hoặc cá mập phơi nắng, răng rất nhỏ và gần như chỉ mang tính biểu tượng ; vai trò chính thuộc về các lược mang, những cấu trúc dài và mỏng hoạt động như một cái rây để giữ lại sinh vật phù du và cá nhỏ trong khi nước đi qua mang.
Hệ tiêu hóa của cá mập thể hiện những sự thích nghi kỳ lạ. Dạ dày hình chữ J có thể giãn ra để chứa một lượng lớn thức ăn. Nếu cá mập nuốt phải thứ gì đó không phù hợp (xương lớn, vật thể lạ), nó có thể lộn ngược một phần dạ dày, nghĩa là lật ngược dạ dày ra ngoài và tống các chất bên trong ra ngoài qua miệng.
Ruột tương đối ngắn, nhưng bên trong nó chứa một van xoắn ốc , một loại "ống trượt xoắn ốc" giúp tăng đáng kể diện tích bề mặt hấp thụ mà không cần đến một ống quá dài. Nhờ cấu trúc này, thức ăn di chuyển chậm và các chất dinh dưỡng được hấp thụ hiệu quả nhất có thể trước khi chất thải đến hậu môn.
Hô hấp, tuần hoàn và sức nổi
Cũng như tất cả các loài cá khác, cá mập lấy oxy hòa tan trong nước qua mang, nhưng hệ thống mang của chúng có một số đặc điểm độc đáo. Không giống như cá xương, các khe mang không được che phủ bởi nắp mang ; thay vào đó, chúng xuất hiện như những rãnh hở phía sau đầu. Nhiều loài cũng có lỗ thở, một lỗ nhỏ nằm ngay phía sau mắt, rất hữu ích để hút nước khi cá mập nghỉ ngơi trên đáy biển.
Khi di chuyển, nước đi vào qua miệng và chảy qua mang trong một quá trình gọi là thông khí bằng cách đẩy. Hầu hết các loài cá mập cũng có khả năng chủ động bơm nước bằng cơ hầu họng khi nghỉ ngơi. Tuy nhiên, một số loài cá mập sống ở vùng biển khơi rất năng động đã mất khả năng này và được coi là "loài thở bắt buộc": nếu chúng ngừng bơi, dòng nước sẽ ngừng chảy và chúng có thể bị ngạt thở.
Hệ tuần hoàn tương đối đơn giản: tim hai buồng bơm máu thiếu oxy đến mang qua động mạch chủ bụng, nơi máu được oxy hóa và trở lại qua động mạch chủ lưng để phân phối khắp cơ thể. Từ đó, máu trở lại tim qua các tĩnh mạch chính, hoàn thành chu trình.
Về khả năng nổi, cá mập không có bong bóng khí như hầu hết các loài khác. de peces xương. Thay vào đó, Chúng sở hữu một lá gan khổng lồ, giàu chất dầu có mật độ thấp.Đặc biệt là squalene. Cơ quan này có thể chiếm tới 30% khối lượng cơ thể và hoạt động như một nguồn dự trữ năng lượng cũng như một phần cấu trúc nổi. Tuy nhiên, lực nổi của nó vẫn âm, và nó phụ thuộc rất nhiều vào chuyển động và hình dạng của vây để duy trì độ sâu mong muốn.
Ở những loài dành thời gian ở đáy biển, chẳng hạn như cá mập y tá, lực nổi âm này thậm chí còn là một lợi thế, vì nó cho phép chúng nghỉ ngơi dễ dàng trên đáy. Một số loài cá mập, nếu bị lật úp hoặc vuốt ve ở mõm, sẽ rơi vào trạng thái bất động tạm thời mà các nhà nghiên cứu sử dụng để xử lý chúng an toàn hơn.
Sinh lý học: nhiệt độ, điều hòa thẩm thấu và hóa học nội bào
Hầu hết cá mập là động vật máu lạnh hoặc biến nhiệt, nghĩa là nhiệt độ cơ thể của chúng gần bằng nhiệt độ nước xung quanh . Tuy nhiên, một số loài thuộc họ Lamnidae, chẳng hạn như cá mập trắng lớn hoặc cá mập mako, có khả năng duy trì một số mô ở nhiệt độ cao hơn nhờ hệ thống trao đổi nhiệt ngược dòng (rete mirabile) và các dải cơ đỏ nằm bên trong cơ thể chúng.
Cơ chế điều tiết muối và nước của chúng cũng rất độc đáo. Mô cá mập chứa nồng độ urê và trimethylamine N-oxide (TMAO) cao , khiến dịch cơ thể của chúng gần như đẳng trương với nước biển. Điều này giúp chúng tránh mất nước quá mức do thẩm thấu, nhưng lại gây khó khăn cho cuộc sống của chúng ở nước ngọt, nơi chúng có thể hấp thụ quá nhiều nước và mất quá nhiều muối.
Khi cá mập chết, urê được phân hủy thành amoniac nhờ hoạt động của vi khuẩn, điều này giải thích mùi amoniac nồng nặc của xác chết đang phân hủy . Chúng cũng sở hữu một tuyến trực tràng chuyên biệt bài tiết clorua, yếu tố quan trọng để hoàn thiện cân bằng muối.
Quá trình tiêu hóa ở những động vật này có thể diễn ra chậm. Sau khi đi qua dạ dày và ruột cuộn, phần thức ăn không tiêu hóa hết cuối cùng sẽ được thải ra ngoài qua hậu môn . Tốc độ tiêu hóa chậm này, kết hợp với chiến lược săn mồi của chúng, có nghĩa là chúng không cần ăn mỗi ngày; một số loài có thể nhịn ăn trong thời gian dài sau một bữa ăn no.
Giác quan của cá mập: nhạy bén hơn bạn tưởng rất nhiều.
Điều làm nên sự đặc biệt của cá mập chính là hệ thống giác quan đa dạng của chúng. Chúng sở hữu các giác quan phát triển cao như khứu giác, thị giác, thính giác, vị giác và cảm nhận cơ học, nhưng chúng còn có thêm một khả năng nữa: cảm nhận điện trường . Tất cả những điều này khiến chúng trở thành những kẻ săn mồi cực kỳ hiệu quả, ngay cả trong vùng nước đục hoặc bóng tối hoàn toàn.
Mùi và vị
Cá mập có các củ khứu giác phát triển cao Chúng được kết nối với lỗ mũi riêng biệt với miệng. Chúng có khả năng phát hiện nồng độ rất nhỏ của một số chất nhất định, chẳng hạn như các hợp chất có trong máu. de pecesvà cũng để xác định hướng của mùi bằng cách so sánh thời gian mùi đến từng lỗ mũi.
Kích thước tương đối của hành khứu giác thay đổi tùy thuộc vào môi trường. Trong vùng nước có tầm nhìn kém, cá mập có xu hướng dựa nhiều hơn vào khứu giác , trong khi ở các rạn san hô được chiếu sáng tốt, một số loài giảm sự phụ thuộc vào giác quan này và dựa nhiều hơn vào thị giác. Các loài sống ở biển sâu, nơi ánh sáng hầu như không xuyên qua được, lại có cấu trúc khứu giác lớn.
Về vị giác, cá mập có các nụ vị giác trong miệng (không phải trên lưỡi, vì chúng không có lưỡi). Vị giác của chúng đặc biệt nhạy cảm với chất béo , điều này dễ hiểu vì chúng cần chế độ ăn giàu năng lượng. Chúng thường cắn vào thứ gì đó, nếm thử, và nếu không đáp ứng được kỳ vọng, chúng chỉ đơn giản là nhổ ra.
Thị giác và phát quang sinh học
Trái với quan niệm phổ biến, cá mập không phải là loài động vật "mù một nửa". Cấu trúc mắt của chúng tương tự như các loài động vật có xương sống khác , với thủy tinh thể, giác mạc và võng mạc. Hơn nữa, chúng còn sở hữu lớp phản quang tapetum lucidum, một lớp phản chiếu nằm phía sau võng mạc giúp phản xạ ánh sáng và cải thiện đáng kể thị lực trong điều kiện ánh sáng yếu.
Hầu hết các loài được nghiên cứu dường như chỉ có thị giác đen trắng hoặc phạm vi màu rất hạn chế, vì nhiều võng mạc chỉ có tế bào que hoặc một loại tế bào nón nhạy cảm với màu xanh lục. Điều này cho thấy độ tương phản quan trọng hơn màu sắc đối với chúng khi phát hiện con mồi hoặc chướng ngại vật.
Một số loài cá mập có màng nhãn cầu, một lớp màng trong suốt hoặc bán trong suốt khép lại để bảo vệ mắt trong khi tấn công . Các loài khác, chẳng hạn như cá mập trắng lớn, không có màng này và thay vào đó chúng đảo mắt lên khi tấn công để tránh bị thương.
Một đặc điểm thú vị của một số loài cá mập, chẳng hạn như cá mập mèo hoặc cá nóc , là khả năng phát quang sinh học. Dưới ánh sáng xanh lam, một phần da của chúng phát ra màu xanh lục do các hợp chất huỳnh quang được tạo ra từ quá trình chuyển hóa các axit như axit kynurenic. Khả năng này được cho là có tác dụng ngụy trang hoặc giao tiếp giữa các cá thể.
Tai và đường bên
Mặc dù không có tai ngoài, cá mập có những lỗ nhỏ trên đầu dẫn đến tai trong . Chúng đặc biệt nhạy cảm với âm thanh tần số thấp, chẳng hạn như âm thanh phát ra từ những chuyển động đột ngột hoặc động vật bị thương, mà chúng có thể phát hiện từ khoảng cách hàng trăm mét.
Liên quan đến tai là hệ thống đường bên, một loạt các ống chứa dịch chạy dọc theo chiều dài cơ thể, chứa các tế bào thần kinh cảm thụ (tế bào lông) nhạy cảm với rung động và thay đổi áp suất. "Giác quan thứ sáu cơ học" này cho phép chúng cảm nhận dòng chảy, chướng ngại vật và con mồi ngay cả khi không có tiếp xúc trực quan, với độ nhạy trong phạm vi 25 đến 50 Hz.
Cảm thụ điện từ: các ampulla của Lorenzini
Có lẽ khả năng cảm nhận đáng kinh ngạc nhất của cá mập là khả năng cảm nhận điện trường. Ở vùng mõm và xung quanh đầu, có hàng trăm hoặc hàng nghìn ampulla Lorenzini , những cơ quan nhỏ được kết nối với bên ngoài bằng các lỗ chứa đầy chất gel dẫn điện.
Các cơ quan này phát hiện các trường điện nhỏ được tạo ra bởi hoạt động cơ bắp và thần kinh của các động vật khác. Nhờ đó, cá mập có thể định vị con mồi bị vùi trong cát hoặc ẩn nấp trong bóng tối hoàn toàn . Hơn nữa, chúng dường như cảm nhận được các trường điện do dòng hải lưu tạo ra trong từ trường Trái đất, điều này có thể giúp chúng định hướng và thực hiện những cuộc di cư dài.
Hành vi, đời sống xã hội và sự vận động
Từ lâu, người ta cho rằng cá mập là loài săn mồi đơn độc và không tinh ranh , nhưng các nghiên cứu hiện đại đã hé lộ một thực tế phức tạp hơn nhiều. Người ta đã mô tả những đàn cá mập gồm hàng chục hoặc thậm chí hàng trăm con, cùng với hệ thống thứ bậc giữa và trong các loài, và thậm chí cả những hành vi gợi nhớ đến trò chơi.
Một số loài, chẳng hạn như cá mập đầu búa răng cưa, tập trung thành từng nhóm lớn xung quanh các núi ngầm hoặc đảo. Trong những quần thể này, không phải tất cả các cá thể đều chiếm cùng một vị trí hoặc có cùng cách hành xử , cho thấy sự khác biệt về vai trò xã hội. Trong các tình huống kiếm ăn, sự thống trị rõ ràng đã được quan sát: ví dụ, cá mập vây trắng đại dương có thể áp đảo cá mập vây lụa có kích thước tương tự.
Các cuộc di cư của chúng cũng rất ấn tượng. Nhiều loài cá mập sống ở vùng biển khơi di chuyển hàng nghìn km mỗi năm , vượt qua toàn bộ các lưu vực đại dương để sinh sản, kiếm ăn hoặc tận dụng các điều kiện môi trường thuận lợi. Lộ trình của chúng có thể phức tạp hơn chúng ta tưởng tượng, với những điểm dừng chân quan trọng ở những khu vực giàu con mồi.
Về tốc độ, hầu hết các loài cá mập di chuyển với tốc độ tương đối vừa phải, khoảng 8 km/h, đủ để tuần tra lãnh thổ của chúng. Tuy nhiên, một số loài đạt tốc độ đáng kinh ngạc : cá mập mako vây ngắn có thể đạt khoảng 50 km/h, và cá mập trắng lớn cũng đạt tốc độ tương tự khi tấn công.
Hoạt động hàng ngày kết hợp các giai đoạn vận động tích cực với các khoảng thời gian nghỉ ngơi rõ ràng. Người ta đã chứng minh rằng ở các loài như cá mập gai, tủy sống có khả năng điều phối hoạt động bơi lội ngay cả khi não bộ ở trạng thái hoạt động thấp , cho thấy một dạng "bơi trong khi ngủ".
Chế độ ăn: từ những loài ăn lọc khổng lồ đến những kẻ săn mồi phục kích.
Chế độ ăn của cá mập rất đa dạng, mặc dù hầu hết chúng chủ yếu là động vật ăn thịt. Tùy thuộc vào loài, chúng có thể ăn. de peces Các sinh vật nhỏ, động vật chân đầu, động vật giáp xác, động vật hai mảnh vỏ, rùa, chim biển hoặc động vật có vú biển.Sự đa dạng về con mồi này được phản ánh trực tiếp trong hình thái và chiến lược săn mồi của chúng.
Trong số những loài ăn lọc khổng lồ có cá mập voi, cá mập phơi nắng và cá mập miệng rộng. Mỗi loài đều phát triển một cách lọc sinh vật phù du riêng biệt : cá mập voi dựa vào việc chủ động hút một lượng lớn nước, cá mập phơi nắng bơi với miệng mở, cho phép nước chảy qua, và cá mập miệng rộng kết hợp lực hút với các cấu trúc phát quang sinh học trong miệng có thể thu hút con mồi ở vùng nước sâu.
Ở thái cực đối lập, chúng ta có những chuyên gia như... khuôn cắt bánh hình cá mập, dùng để xé những miếng thịt nhỏ. de peces và các loài động vật có vú biển lớn hơn nhiều. Hàm răng dưới khổng lồ, sắc như dao cạo của chúng rất lý tưởng để móc và xoắn cơ thể, xé toạc một mảnh mô.
Nhiều loài sinh vật đáy khác, chẳng hạn như cá mập thiên thần và cá mập thảm, ngụy trang mình vào đáy biển và trở thành những kẻ săn mồi phục kích. Chúng chờ đợi bất động cho đến khi con mồi đi qua đủ gần , sau đó há miệng đột ngột, tạo ra lực hút mạnh mẽ nuốt chửng con mồi.
Cá mập rạn san hô hoặc cá mập ven biển thường săn bắt cá, động vật thân mềm hoặc giáp xác. Trong một số trường hợp, chẳng hạn như cá mập rạn san hô vây trắng, điều này đã được ghi nhận. săn bắn theo nhóm hợp táccác ngân hàng góc de peces hoặc ép con mồi ra khỏi các khe đá và hang động.
Thậm chí còn có một loài ăn tạp được biết đến, cá mập đầu bẹt , ngoài các động vật không xương sống biển và cá nhỏ, nó còn ăn một lượng đáng kể cỏ biển và có khả năng sử dụng gần một nửa chất dinh dưỡng thực vật mà nó tiêu thụ.
Sinh sản: chiến lược, các kiểu phát triển và lai giống
Không giống như các loài cá điển hình đẻ hàng nghìn trứng và hầu như không chăm sóc chúng, cá mập tuân theo chiến lược sinh sản kiểu K. Điều này có nghĩa là chúng sinh ra ít con, nhưng những con non này phát triển tốt và có khả năng sống sót cao, tuy nhiên lại mất nhiều thời gian để đạt đến tuổi trưởng thành về mặt sinh dục. Đó là sự tập trung vào chất lượng hơn số lượng, rất hiệu quả trong các hệ sinh thái ổn định nhưng lại khiến chúng dễ bị đánh bắt quá mức.
Sự thụ tinh diễn ra bên trong. Cá đực có các cơ quan sinh dục ngoài ( hay còn gọi là pterygopodia ) trên vây chậu, chúng đưa các cơ quan này vào ống dẫn trứng của cá cái để truyền tinh trùng. Việc giao phối, rất khó quan sát trong tự nhiên, thường bao gồm việc giữ chặt bằng cách cắn, đến mức ở một số loài, cá cái đã phát triển lớp da dày hơn ở một số vùng nhất định để chịu đựng những biểu hiện tình cảm có phần thô bạo này.
Tùy thuộc vào loài, sự phát triển của cá mập con có thể theo ba phương thức chính: đẻ trứng, đẻ trứng thai và đẻ con. Ở cá mập đẻ trứng , cá cái đẻ những nang trứng dai, thường được gọi là "túi nàng tiên cá", gắn vào tảo hoặc các kẽ hở. Một hoặc nhiều phôi phát triển bên trong và nở ra ngoài cơ thể mẹ; đây là đặc điểm điển hình của nhiều loài cá mập mèo và cá mập Port Jackson.
Tập tính đẻ trứng thai sinh, khá phổ biến ở cá mập, bao gồm việc trứng nằm yên trong ống dẫn trứng , và cá con ăn lòng đỏ trứng và dịch tiết tử cung cho đến khi chúng được sinh ra hoàn chỉnh. Ở một số loài thuộc bộ Lamniformes, hiện tượng ăn trứng xảy ra (phôi phát triển nhất ăn những quả trứng còn lại), và thậm chí cả hiện tượng ăn thịt đồng loại trong tử cung, như ở cá mập hổ cát, nơi những con cá con khỏe mạnh nhất ăn thịt những con cá con vẫn đang phát triển.
Trong hình thức sinh sản hữu tính điển hình, một cấu trúc giống nhau thai được hình thành , kết nối phôi thai với mẹ và cho phép trao đổi chất dinh dưỡng tương tự như ở động vật có vú. Điều này đúng với nhiều loài cá mập đầu búa, cá mập bò và các loài thuộc chi Mustelus . Cá con được sinh ra năng động và tự lập, có khả năng tự lo liệu cho bản thân ngay từ ngày đầu tiên.
Thời gian mang thai có thể rất dài. Ví dụ, cá mập gai có thời gian mang thai lên đến 24 tháng , và người ta nghi ngờ rằng thời gian này còn dài hơn ở cá mập phơi nắng và cá mập diềm. Do đó, nhiều cá thể cái chỉ sinh sản vài năm một lần, điều này hạn chế nghiêm trọng khả năng phục hồi quần thể.
Một hiện tượng đáng ngạc nhiên được ghi nhận trong các bể cá cảnh và trong một số trường hợp cả trong tự nhiên là sinh sản vô tính : con cái sinh ra con mà không có sự tiếp xúc gần đây với con đực hoặc bất kỳ đóng góp di truyền nào của bố. Tất cả các dấu hiệu cho thấy đây là một giải pháp khẩn cấp khi không có bạn tình, nhưng nó làm giảm sự đa dạng di truyền và về lâu dài có thể làm suy yếu quần thể.
Hơn nữa, một số trường hợp lai giống tự nhiên giữa các loài có quan hệ gần gũi đã được mô tả trong những thập kỷ gần đây, chẳng hạn như giữa Carcharhinus tilstoni và Carcharhinus limbatus , hoặc giữa các loài cá mập đầu búa khác nhau. Những cá thể lai này có thể có khả năng chống chịu tốt hơn với những thay đổi môi trường và cuối cùng sẽ thay thế các loài bố mẹ của chúng tại địa phương, mặc dù tác động thực tế của chúng vẫn đang được nghiên cứu.
Tuổi thọ và nhịp sống
Tuổi thọ của cá mập rất khác nhau tùy thuộc vào loài, nhưng hầu hết chúng sống từ hai đến ba thập kỷ . Tuy nhiên, có những "ông bà của biển cả" thực sự: cá mập gai có thể dễ dàng sống hơn 100 năm, và cá mập voi dường như cũng sống hơn một thế kỷ.
Cá mập Greenland ( Somniosus microcephalus ) giữ kỷ lục là động vật có xương sống sống lâu nhất được biết đến . Phương pháp định tuổi bằng đồng vị carbon phóng xạ trên thủy tinh thể mắt của chúng đã tiết lộ những mẫu vật có tuổi đời hơn 270 năm, với ước tính cho thấy một số cá thể lớn có thể sống đến gần 400 năm. Điều này có nghĩa là một số cá thể có thể đã được sinh ra trước Cách mạng Pháp.
Chu kỳ sống rất chậm này, kết hợp với sự trưởng thành sinh dục muộn và khả năng sinh sản thấp, giải thích tại sao quần thể cá mập giảm mạnh nhanh chóng khi áp lực đánh bắt tăng lên và ngược lại, mất rất nhiều thời gian để phục hồi ngay cả khi các biện pháp bảo vệ nghiêm ngặt được thực hiện.
Cá mập và con người: các vụ tấn công, những huyền thoại và sự chung sống
Mỗi khi có vụ cá mập tấn công, nó đều trở thành tin tức nóng hổi trên toàn thế giới, nhưng nếu nhìn vào những con số thực tế, bức tranh sẽ thay đổi hoàn toàn. Trong số hơn 500 loài cá mập đã được mô tả, chỉ có một vài loài gây ra số lượng đáng kể các vụ tấn công gây tử vong không do khiêu khích : cá mập trắng lớn, cá mập hổ, cá mập bò và cá mập vây trắng đại dương.
Theo thống kê của International Shark Attack File, trung bình mỗi năm trên toàn thế giới có hơn chục trường hợp tử vong do các vụ tấn công không có lý do, so với các nguyên nhân tử vong khác trên biển (chết đuối, tai nạn thuyền bè) xảy ra thường xuyên hơn rất nhiều. Mặc dù vậy, hình ảnh cá mập "ăn thịt người" đã ăn sâu vào trí tưởng tượng của công chúng, phần lớn là do các bộ phim như loạt phim "Jaws".
Các nghiên cứu chỉ ra rằng trong nhiều vụ tấn công, cá mập có thể nhầm người bơi hoặc người lướt sóng với con mồi thông thường của nó , chẳng hạn như hải cẩu. Không hiếm trường hợp cá mập thả nạn nhân sau cú cắn đầu tiên, nhận ra rằng nó "không biết mình đang mong đợi điều gì". Ở hầu hết các khu vực mà con người và cá mập cùng chung sống, sự chung sống diễn ra hàng ngày mà không xảy ra sự cố nào.
Có một số khuyến nghị đơn giản để giảm thiểu rủi ro hơn nữa: tránh bơi vào lúc bình minh và hoàng hôn ở những khu vực được biết là có sự hiện diện của cá mập săn mồi lớn, không xuống nước nếu có vết thương đang chảy máu hoặc đồ trang sức sáng bóng phản chiếu ánh sáng như vảy cá, và không té nước quá nhiều ở những khu vực cá mập kiếm ăn.
Nghịch lý thay, trong khi một số khía cạnh của văn hóa đại chúng coi cá mập như quỷ dữ, thì nhiều nền văn hóa truyền thống lại tôn kính chúng. Ví dụ, ở Hawaii, có cá mập aumakua, những linh hồn bảo hộ gia đình; thần thoại Polynesia và Samoa có rất nhiều câu chuyện về con người biến thành cá mập và về các vị thần giống cá mập.
Mối liên hệ với hoạt động đánh bắt cá, xẻ vây và bảo tồn
Nhìn vào tác động từ hướng ngược lại, bức tranh thật ảm đạm; tác động của việc đánh bắt cá mập là vô cùng lớn. Người ta ước tính rằng, chỉ trong vài thập kỷ qua, gần 100 triệu con cá mập chết mỗi năm do các hoạt động của con người, dù là do đánh bắt có chủ đích, đánh bắt không chủ đích hay chặt vây. Các nghiên cứu chỉ ra rằng quần thể cá mập và cá đuối đại dương trên toàn cầu đã suy giảm gần 70% trong 50 năm qua.
Việc chặt vây cá mập là một trong những mối đe dọa dễ thấy và gây tranh cãi nhất. Nó bao gồm việc cắt vây cá mập, thường là khi chúng vẫn còn sống, và ném xác trở lại biển . Vì vây cá mập có giá rất cao trên thị trường (đặc biệt là ở châu Á để làm súp vây cá mập), nhiều tàu thuyền chỉ chọn giữ lại phần này của con vật, bỏ phí phần còn lại.
Ngoài vây cá mập, thịt cá mập còn được tiêu thụ ở nhiều quốc gia và được sử dụng trong các món ăn truyền thống, đôi khi dưới những tên gọi chung chung như "cá thịt trắng" hoặc "thịt cá phi lê". Việc tiêu thụ sụn và các dẫn xuất khác của nó cũng được quảng bá như những phương thuốc được cho là có tác dụng chữa ung thư hoặc viêm khớp, nhưng các nghiên cứu khoa học không ủng hộ những đặc tính này và cảnh báo về sự hiện diện của các chất gây ô nhiễm như thủy ngân hoặc chất độc thần kinh (ví dụ: BMAA) trong một số sản phẩm.
Một vấn đề nghiêm trọng khác là việc đánh bắt cá mập như một phần của các biện pháp “kiểm soát” để giảm thiểu các vụ tấn công. Các chương trình dùng lưới và dây câu ở những nơi như Queensland và New South Wales (Úc), KwaZulu-Natal (Nam Phi) và đảo Réunion đã giết chết hàng chục nghìn con cá mập, cũng như cá heo, rùa biển, cá đuối và các loài không phải mục tiêu khác, mà không có bằng chứng rõ ràng cho thấy chúng có hiệu quả trong việc giảm nguy cơ đối với người bơi lội.
Để đối phó với tình huống này, nhiều sáng kiến quan trọng đã xuất hiện trong những thập kỷ gần đây: lệnh cấm xẻ vây cá mập ở vùng biển của Liên minh châu Âu và nhiều quốc gia khác, luật tiểu bang ở Hoa Kỳ cấm buôn bán vây cá mập, và việc thành lập các khu bảo tồn cá mập ở những nơi như Bahamas, Palau, quần đảo Cook, một số quốc gia Thái Bình Dương hoặc các khu vực của Maldives.
Danh sách đỏ của IUCN đã xếp một phần đáng kể các loài cá mập và cá đuối vào danh sách nguy cấp , nhiều loài trong số đó thuộc các hạng mục cao như "nguy cấp" hoặc "cực kỳ nguy cấp". Các tổ chức như CITES đã bổ sung một số loài có giá trị thương mại (cá mập đầu búa, cá mập vây trắng đại dương, cá mập mako vây ngắn) vào phụ lục của họ, có nghĩa là việc đánh bắt và buôn bán quốc tế các loài này cần có giấy phép và kiểm soát chặt chẽ.
Tất cả những điều này phản ánh một thực tế không thể phủ nhận: nếu không có cá mập, sẽ không có đại dương khỏe mạnh . Là động vật ăn thịt đầu bảng, chúng điều chỉnh quần thể con mồi, ngăn chặn sự sinh sôi nảy nở của những cá thể ốm yếu và duy trì cấu trúc của hệ sinh thái biển. Bảo vệ chúng không chỉ là vấn đề đạo đức mà còn là một nhu cầu sinh thái tối quan trọng.
Sinh học của cá mập biển cho thấy chúng là một nhóm động vật thích nghi đáng kinh ngạc, với cấu tạo, giác quan và hành vi được điều chỉnh tinh tế để phù hợp với cuộc sống ở đại dương rộng lớn và trên các rạn san hô. Hiểu được cách cơ thể chúng hoạt động, cách chúng tương tác, cách chúng kiếm ăn và cách chúng sinh sản là bước đầu tiên để bác bỏ những quan niệm sai lầm, đánh giá cao vai trò của chúng trong hệ sinh thái và thừa nhận rằng tương lai của chúng phụ thuộc phần lớn vào những gì chúng ta làm - hoặc không làm - trong những thập kỷ tới.
