Giải mã khả năng leo tường của tắc kè

Các nhà khoa học Mỹ phát hiện ra rằng tắc kè co cứng toàn thân để tăng khả năng bám dính khi leo trèo.

Giải mã khả năng leo trèo của tắc kè

Tắc kè nổi tiếng là thợ leo trèo tài ba. Chúng có thể leo tường, bò khắp trần nhà và thậm chí treo ngược trên những bề mặt kính rất trơn.

Những sợi lông cực nhỏ dưới bàn chân giúp chúng bám chặt vào bề mặt nhờ một lực gọi là lực liên kết phân tử van der Waals, mà không cần dùng đến một chất lỏng hay sức căng bề mặt nào.

Tắc kè càng lớn thì cơ thể càng cứng, giúp chúng gia tăng lực bám dính để nâng đỡ toàn bộ sức nặng cơ thể. (Ảnh: UMass / Sean Werle).

Khả năng leo trèo siêu đẳng của tắc kè thu hút sự chú ý của các nhà khoa học và dẫn đến sự ra đời của loại băng dính có thể gắn và tháo một cách dễ dàng, dựa vào những đặc tính của phần đệm dưới ngón chân tắc kè.

Vậy làm thế nào mà những con tắc kè nặng tới 250g cũng có thể bám chắc vào bề mặt đến vậy? Có giả thuyết cho rằng khả năng bám dính của chúng có liên quan đến kích cỡ phần đệm ngón chân. Nhờ vậy, những con tắc kè lớn có phần đệm ngón chân cũng lớn hơn, giúp chúng leo trèo giỏi không kém những con chỉ nặng hai gram.

• Phát triển công cụ bám dính trên vũ trụ lấy cảm hứng từ chân tắc kè
• 6 khả năng thú vị của tắc kè
• Giải mã cơ chế chống trượt của bàn chân tắc kè

Theo các nhà khoa học ở trường Đại học Massachusetts Amherst, Mỹ, có một yếu tố khác cũng góp phần đáng kể vào khả năng này. Các con lớn hơn thì cơ thể chúng cũng cứng hơn, giống như dây đàn. Điều này giúp chúng gia tăng lực bám dính để chống đỡ toàn bộ sức nặng cơ thể.

“Kết quả nghiên cứu này rất thú vị vì nó cho thấy, tắc kè cỡ lớn leo trèo giỏi là nhờ những thay đổi cơ học đơn giản trong hệ thống bám dính“, giáo sư Duncan J. Irschick, đồng tác giả của nghiên cứu, giải thích.

Giả thuyết trước đó cho rằng tắc kè to leo trèo giỏi như tắc kè nhỏ nhờ miếng đệm ngón chân rộng hơn. (Ảnh: UMass/Duncan J Irschick).

Các nhà khoa học Mỹ đưa ra giả thuyết rằng các loại keo dính do con người tạo ra, dựa trên khả năng thích ứng của tắc kè, có hiệu quả tốt hơn khi chúng được làm cho cứng hơn. Giả thuyết căn cứ vào nghiên cứu về lực bám dính được giới thiệu bởi Michael D. Bartlett và Alfred J. Crosby, trường Đại học Massachusetts Amherst, trên tạp chí Langmuir năm 2013.

“Có lý thuyết cho rằng các chất keo dính tổng hợp càng cứng thì càng tốt, và chúng tôi muốn chứng minh điều này ở các loài sinh vật”, ông Irschick nói.

Thử nghiệm về độ bám dính được tiến hành trên cả tắc kè và keo dính tổng hợp để kiểm chứng lực bám cũng như những thay đổi về độ cứng của cơ thể tắc kè. Họ phát hiện ra rằng ở tắc kè kích cỡ lớn, gân, da, mô liên kết và lông dưới chân cứng chắc hơn các con nhỏ. Sự gia tăng độ cứng này giúp các con to tạo ra đủ lực hấp dẫn để leo trèo.

“Kết quả nghiên cứu này chắc chắn là sự thách thức đối với quan điểm phổ biến cho rằng, tắc kè càng lớn thì lực bám dính càng lớn đơn giản vì miếng đệm ngón chân chúng rộng hơn”, giáo sư Irschick nói.

Kết quả nghiên cứu giúp chúng ta không chỉ hiểu hơn về các loài vật leo trèo mà còn tạo ra nhiều loại keo dính tốt hơn. (Ảnh: UMass Amherst).

“Không chỉ miếng đệm bàn chân rộng giúp tắc kè cỡ lớn bám dính tốt hơn, mà những thay đổi theo kích thước cơ thể cũng có vai trò đáng kể, và đây là một kết quả nghiên cứu mới”.

Khi độ cứng toàn thân tăng thì lực bám dính cũng tăng nhờ khả năng lưu giữ và phân bố lực liên kết phân tử van der Waals hiệu quả hơn. Kết quả nghiên cứu không chỉ giúp chúng ta hiểu hơn về khả năng leo trèo của các loài sinh vật khác nhau về kích cỡ, mà còn giúp tạo ra nhiều loại keo dính có chất lượng tốt hơn, ông Irschick kết luận.