Top 17 Sinh Vật Sở Hữu Cơ Chế Phát Quang Kỳ Bí Nhất

Dù không phải là sinh vật phát quang sinh học thực thụ, bọ cạp vẫn có thể phát ra ánh sáng dưới những điều kiện nhất định nhờ một lớp hóa chất đặc biệt bao phủ bên ngoài cơ thể. Khi tiếp xúc với tia cực tím, lớp vỏ ngoài này phát ra ánh sáng xanh kỳ ảo – một hiện tượng vẫn còn khiến giới khoa học tranh cãi. Một điểm đặc biệt thú vị là ngay cả khi ngâm bọ cạp trong rượu, chất lỏng này vẫn có thể phát huỳnh quang. Hóa thạch bọ cạp hàng triệu năm tuổi cũng được ghi nhận phát sáng dưới ánh UV, cho thấy hiện tượng này có nguồn gốc sâu xa.

Giải mã bí ẩn này, các nhà nghiên cứu phát hiện lớp biểu bì – hay lớp vỏ trong suốt của bộ xương ngoài – chính là nơi tạo nên ánh sáng. Sau mỗi lần lột xác, ánh sáng chỉ xuất hiện trở lại khi lớp vỏ mới cứng hoàn toàn. Những giả thuyết đặt ra rằng ánh sáng giúp bọ cạp giao tiếp trong bóng tối, che chắn khỏi tia UV, hoặc dụ mồi. Tuy nhiên, một nghiên cứu năm 2011 lại hé lộ một góc nhìn khác: bọ cạp có thể sử dụng ánh sáng như một hệ thống cảm biến toàn thân để phát hiện tia cực tím, từ đó tìm nơi ẩn nấp an toàn khỏi ánh sáng – đúng với bản chất của loài săn mồi trong bóng đêm.

Kết luận đầy thú vị là bọ cạp có thể sử dụng toàn bộ cơ thể như một “mắt thần” khổng lồ, cảnh báo khi có tia UV – lúc ấy, bản năng sẽ thôi thúc chúng lẩn vào nơi tối tăm nhất.

Sứa Halitrephes Maasi – một tuyệt tác sống dưới đại dương – là loài sinh vật phát quang kỳ ảo, được phát hiện ở vùng biển Bắc Mỹ và Châu Á. Kích thước nhỏ bé khiến chúng gần như vô hình nếu không tự phát sáng. Không mang độc tố, sứa Halitrephes Maasi cho phép con người tương tác một cách an toàn khi tình cờ chạm trán trong tự nhiên.

Vào một ngày đáng nhớ, đội tàu thám hiểm Nautilus thuộc tổ chức Ocean Exploration Trust đã ghi lại cảnh tượng loài sứa này tung mình ở độ sâu 1.225m ngoài khơi đảo Socorro, Mexico. Đây là một loài hiếm thuộc họ Halicreatidae, sinh sống tại tầng nước sâu từ 1.200 đến 1.500 mét. Cho đến nay, chỉ mới hơn 10 lần con người được chiêm ngưỡng sự xuất hiện lộng lẫy của nó.

Thân sứa hình vòm tỏa sáng như một ngôi sao giữa lòng đại dương. Các kênh dẫn dưỡng chất lan tỏa từ trung tâm như những tia sáng, phản chiếu ánh đèn từ tàu lặn ROV Hercules tạo nên sắc màu huyền ảo – những vệt vàng hồng lung linh như dải ngân hà dưới đáy biển sâu.

Khác biệt hoàn toàn với ánh sáng xanh thường thấy ở nhiều sinh vật phát quang, sứa lược lại mang đến hiệu ứng cầu vồng rực rỡ mỗi khi di chuyển. Thuộc ngành Ctenophora, cùng với Cnidaria tạo nên nhóm Coelenterata – những sinh vật đối xứng tâm kỳ diệu – sứa lược mở ra một thế giới ánh sáng sinh động nơi đáy biển sâu.

Hình thể sứa lược giống như một con quay xoay tròn quanh trục từ miệng đến cực đối miệng. Trên cực đối miệng là một cơ quan cân bằng tinh vi. Cơ thể chúng sở hữu tám dãy tấm lược sắp đều, mỗi tấm được bao phủ bởi hàng triệu lông bơi nhỏ, giúp sinh vật di chuyển mềm mại như đang múa trong lòng đại dương. Hai chiếc tua bắt mồi như hai quai bình uốn lượn duyên dáng, thường dài hơn cơ thể nhiều lần – ở một số loài, những chiếc tua này có thể ngắn hoặc tiêu biến hoàn toàn.

Đặc biệt, tua bắt mồi của sứa lược chứa những tế bào dính gọi là colloblast – vũ khí sinh học giúp chúng bắt mồi chính xác. Khi tiếp xúc với con mồi, các sợi xoắn bung ra, phóng tế bào dính như mũi tên lặng lẽ bám chắc vào con mồi. Điều kỳ diệu là sau mỗi lần “tấn công”, tế bào dính ấy lại được thu hồi để tiếp tục tái sử dụng trong những lần săn mồi tiếp theo.

Dinoflagellates – hay còn gọi là tảo hai roi – là những sinh vật đơn bào độc đáo đứng sau hiện tượng thiên nhiên ngoạn mục: thủy triều đỏ và biển phát sáng. Tuy không phát sáng một cách tự nhiên, nhưng khi bị khuấy động bởi làn sóng hay bước chân người bơi lội, những sinh vật tí hon này lập tức tỏa sáng như những tinh thể neon giữa lòng đêm.

Nước biển vốn không màu, nhưng dưới ánh sáng mặt trời, nó phản chiếu ánh lam đặc trưng. Tuy nhiên, khi màn đêm buông xuống, một số vùng biển đặc biệt trên thế giới lại bừng sáng với ánh dạ quang xanh biếc nhờ loài tảo phát quang này. Mỗi con sóng vỗ bờ, mỗi dòng nước chuyển động như chạm nhẹ vào hàng ngàn vì sao nhỏ bé đang nhảy múa.

Ban ngày, khi tảo Dinoflagellates nở hoa với số lượng lớn, chúng tạo nên những đám mây đỏ rực – hiện tượng được gọi là thủy triều đỏ. Còn khi đêm xuống, chúng phát ra thứ ánh sáng xanh lấp lánh như lân tinh, khiến bãi biển, từng gợn sóng, thậm chí cả dấu chân trên cát cũng phát quang huyền ảo. Chính sự kết hợp giữa mật độ dày đặc và khả năng phát sáng này đã tạo nên những khung cảnh kỳ diệu không thể nào quên cho bất kỳ ai may mắn chứng kiến.

Sống nơi tầng sâu tăm tối của đại dương, mực lửa bay là một loài mực ống hiền lành không gây hại cho con người. Cơ thể chúng lấp lánh ánh sáng từ các cơ quan phát quang đặc biệt trải dài khắp mình, tạo nên những dải sáng kỳ ảo mỗi khi chúng bơi lội. Ánh sáng ấy không chỉ là vũ khí ngụy trang, mà còn là lời mời gọi lãng mạn gửi đến bạn tình trong mùa sinh sản.

Trong môi trường thiếu sáng của đại dương sâu, mực lửa bay sử dụng khả năng tự phát sáng để hòa mình vào ánh sáng yếu ớt từ phía trên, tránh khỏi tầm mắt của những kẻ săn mồi rình rập phía dưới. Đây là chiến thuật đối quang – một tuyệt chiêu sinh học mà một số loài động vật biển sâu, đặc biệt là mực, sở hữu một cách tự nhiên và hoàn hảo.

Ở nhiều loài, phát quang sinh học được tạo ra từ sự cộng sinh với vi khuẩn phát sáng – một mối liên kết kỳ diệu giữa sinh vật và ánh sáng. Cơ quan phát sáng không chỉ là nơi trú ngụ của vi khuẩn mà còn được điều chỉnh bởi các thụ thể ánh sáng, giúp mực tinh chỉnh cường độ phát quang sao cho phù hợp với nền sáng xung quanh. Riêng loài Euprymna scolopes, vi khuẩn phát sáng là phần không thể thiếu trong chính cấu trúc cơ thể, hòa quyện chặt chẽ như linh hồn ánh sáng của loài mực huyền ảo này.

Trong số hơn 12.000 loài cuốn chiếu được biết đến, chỉ có 8 loài sở hữu khả năng phát sáng màu xanh dịu dàng trong bóng đêm, dù thông thường chúng khoác lên mình tấm áo nâu đơn sơ. Khả năng phát quang của chúng không nhằm quyến rũ hay săn mồi, mà là thông điệp rõ ràng gửi đến kẻ thù: “Hãy tránh xa!”, bởi trong cơ thể nhỏ bé ấy là khả năng tiết ra cyanua – chất độc chết người – từ lỗ chân lông như một tấm áo giáp sinh học vô hình.

Cuốn chiếu là những sinh vật cổ xưa, được cho là những cư dân đầu tiên đặt chân lên mặt đất trong kỷ Silur. Những bữa ăn đầu tiên của tổ tiên cuốn chiếu có lẽ chỉ là những mảng rêu và thực vật nguyên thủy. Trong hành trình tiến hóa dài dằng dặc, chúng từng có đại diện là Arthropleura – sinh vật không xương sống khổng lồ nhất từng sống trên Trái đất, dài tới 2,6 mét.

Điểm nổi bật không thể nhầm lẫn của cuốn chiếu chính là số lượng chân nhiều một cách kỳ dị. Illacme plenipes – quán quân trong giới nhiều chân – sở hữu đến 750 chân. Dù di chuyển chậm, nhưng mỗi bước đi của chúng là cả một vũ điệu nhịp nhàng như sóng lăn tăn trên đất, giúp chúng đào bới hiệu quả, xây tổ kiên cố và di chuyển linh hoạt trong lòng đất như những kiến trúc sư tí hon đầy bí ẩn.

Ốc sên Clusterwink – viên ngọc phát sáng của tự nhiên – mang sắc xanh vàng độc đáo và thường được tìm thấy ở vùng duyên hải nước Úc. Khi bị kích động bởi ngoại lực, loài ốc này phát ra ánh sáng xanh lạ kỳ, tạo nên màn trình diễn huyền bí trong đêm tối. Dù khoa học hiện đại chưa thể lý giải trọn vẹn cơ chế này, nhưng có giả thuyết cho rằng ánh sáng ấy là cách ốc cảnh báo, liên lạc với đồng loại hoặc khiến kẻ thù chùn bước.

Chúng ưa thích môi trường đất ẩm, trú ẩn trong bóng râm, hốc đá hoặc lẩn sâu dưới lòng đất vào ban ngày. Ban đêm, Clusterwink lại trở thành “kẻ lang thang” cắn phá cây xanh và rau màu. Tuổi thọ của chúng phụ thuộc vào điều kiện môi trường, dao động từ vài năm đến hơn hai thập kỷ.

Ốc sên gần như mù, không thể nghe, nhưng khứu giác lại cực kỳ tinh tường, giúp chúng dò tìm thức ăn từ xa. Chất nhớt chúng tiết ra giúp giảm ma sát, hỗ trợ di chuyển mượt mà. Trong y học cổ truyền, loài ốc này còn được sử dụng như một vị thuốc mặn hàn – thanh nhiệt, lợi tiểu, giải độc và chống co thắt hiệu quả.

Cá anglerfish cái sở hữu một “vũ khí” đặc biệt – gai vây lưng nhô ra trên miệng tựa như chiếc cần câu phát sáng. Ánh sáng ấy lôi kéo những sinh vật nhẹ dạ đến gần, chỉ để rồi bị tóm gọn bởi chiếc hàm khổng lồ cùng hàng răng nanh sắc nhọn cong ngược, không cho con mồi bất kỳ cơ hội thoát thân nào.

Sinh sống ở độ sâu tối tăm của đại dương, cá anglerfish được mệnh danh là một trong những loài quái thú xấu xí nhất hành tinh. Cái đầu to, thân hình dị dạng và chiếc miệng trăng lưỡi liềm khiến nó giống như sinh vật bước ra từ phim kinh dị. Đặc biệt, hành vi sinh sản của chúng càng kỳ quặc: cá đực bé nhỏ ký sinh vào bụng cá cái, sống bám và cùng chia sẻ dưỡng chất.

Theo nghiên cứu di truyền, loài cá này phát triển mạnh trong thời kỳ Creta khoảng 130 – 100 triệu năm trước. Với chiều dài dao động từ 9 cm đến hơn 1 mét và trọng lượng lên tới 45 kg, chúng sở hữu lớp da xám đến nâu sẫm, phần đầu đồ sộ và hàm răng không thể lẫn vào đâu – một minh chứng sống động cho sự tiến hóa phi thường nơi vùng nước sâu thẳm.

San hô – những sinh vật kỳ diệu dưới đáy biển – có khả năng hấp thụ ánh sáng từ môi trường và phát ra thứ ánh sáng rực rỡ với sắc đỏ, cam hoặc xanh lá, dù ban đầu chúng tiếp nhận ánh sáng xanh lam hay tím. Đó là một trong những hiện tượng phát quang kỳ thú nhất của thế giới tự nhiên.

San hô thuộc lớp Anthozoa, là những polip nhỏ bé mang hình dáng của hải quỳ, thường sống quần tụ thành những cụm đồng nhất về di truyền. Chúng tiết ra cacbonat calci để hình thành bộ khung đá vôi, dựng nên các rạn san hô đồ sộ tại những vùng biển nhiệt đới nông.

Mỗi “đầu” san hô thực chất là một tập hợp hàng ngàn polip siêu nhỏ, mỗi polip chỉ rộng vài milimet nhưng gắn bó và phát triển thông qua sinh sản vô tính. Ngoài ra, san hô còn có thể sinh sản hữu tính bằng cách phóng thích giao tử trong những đêm trăng tròn huyền diệu, tạo nên một màn “mưa sao biển” ngoạn mục.

San hô phụ thuộc vào tảo vàng đơn bào sống cộng sinh – nguồn năng lượng chính giúp chúng tồn tại và phát triển. Các rạn san hô không chỉ là kiệt tác sinh học mà còn là nơi cư ngụ của hơn 4.000 loài cá cùng vô số sinh vật biển khác như thân mềm, giáp xác, và các loài thích ti, tạo nên một hệ sinh thái biển đa dạng và vô giá cho hành tinh xanh.

Bạch tuộc – loài không xương sống sống dưới đáy đại dương – có thể phát sáng nhẹ nhàng hoặc nhấp nháy qua những lỗ nhỏ dưới thân mình, như thể đang truyền đi những tín hiệu thầm lặng từ đáy sâu. Với thân hình mềm mại, không vỏ bọc, chúng thuộc bộ Octopoda với khoảng 300 loài, chiếm hơn 1/3 tổng số động vật thân mềm trên hành tinh.

Phần lớn bạch tuộc thuộc phân bộ Incirrina có thân thể linh hoạt đến mức không hề có xương hay vỏ cứng bảo vệ. Chỉ duy nhất chiếc mỏ sừng sắc nhọn là cấu trúc cứng giúp chúng len lỏi vào các khe đá nhỏ hẹp để ẩn nấp hoặc săn mồi. Riêng phân bộ Cirrina có thêm hai vây và một vỏ trong, tuy giúp ổn định nhưng hạn chế khả năng luồn lách.

Vòng đời của bạch tuộc ngắn ngủi nhưng đầy ý nghĩa. Có loài chỉ sống vỏn vẹn 6 tháng, trong khi bạch tuộc khổng lồ vùng Bắc Thái Bình Dương có thể sống đến 5 năm. Sự hy sinh trong sinh sản đáng chú ý: con đực thường chết sau vài tháng giao phối, còn con cái qua đời không lâu sau khi trứng nở, để lại thế hệ mới giữa đại dương mênh mông.

Bạch tuộc sở hữu ba trái tim kỳ lạ – hai quả phục vụ hệ tuần hoàn mang, trái tim thứ ba bơm máu đi khắp cơ thể. Máu của chúng có màu xanh dương nhờ hemocyanin giàu đồng, hoà tan trong huyết tương – hệ tuần hoàn độc đáo phản ánh sự khác biệt sinh học sâu sắc so với động vật có xương sống. Chúng hô hấp bằng cách hút nước vào khoang thân rồi đẩy qua mang, hấp thu dưỡng khí một cách tinh tế như chính sự tồn tại của chúng.

Ophiochiton ternispinus – họ hàng gần gũi của sao biển – mang dáng vẻ thanh mảnh với năm chiếc chân uyển chuyển và mềm mại. Trong bóng tối đại dương, chúng phát ra ánh sáng xanh lam lấp lánh để hấp dẫn con mồi. Sao biển, thuộc lớp Asteroidea của ngành động vật da gai, là biểu tượng rực rỡ của đại dương với khoảng 1.800 loài hiện diện trên khắp các đại dương từ vùng triều đến đáy sâu tới 6.000 mét. Tên gọi “sao biển” tuy thường dùng cho Asteroidea nhưng cũng bao hàm cả ophiuroid – thường được biết đến với tên “sao biển giòn” hay “sao giỏ”.

Sao biển nổi tiếng với khả năng tái sinh kỳ diệu, có thể mọc lại các chi bị mất. Chúng có phương thức ăn phong phú, từ lọc ăn lơ lửng đến săn mồi chủ động, một số loài còn chuyên ăn thịt. Vai trò sinh thái của chúng rất đáng chú ý – từ sao biển Pisaster ochraceus, loài chủ chốt trong hệ sinh thái ven biển, đến Acanthaster planci – kẻ săn mồi dữ dội của san hô. Những loài khác thuộc họ Asterinidae còn là đối tượng nghiên cứu quý giá trong sinh học phát triển.

Hải quỳ – sinh vật mang hình hài giữa thực vật và động vật – thường trôi dạt cho đến khi tìm thấy nơi lý tưởng để bám rễ. Những xúc tu mềm mại nhưng đầy nguy hiểm của chúng có thể đâm xuyên kẻ thù bằng các “lao móc” nhỏ sắc nhọn. Là động vật thuộc bộ Actiniaria, ngành Cnidaria, lớp Anthozoa, hải quỳ có họ hàng gần với san hô, sứa và thủy tức.

Khác với nhiều sinh vật biển khác, hải quỳ không trải qua giai đoạn medusa mà tồn tại vĩnh viễn dưới dạng polyp lớn – cấu trúc giúp chúng tiêu hóa con mồi to. Chúng có thể săn cá nhỏ, giun, cua và những sinh vật đáy khác. Vẻ ngoài của hải quỳ như những đóa hoa biển lung linh sắc màu, từ nâu xám đến vàng nhạt, tô điểm cho các rạn san hô ở vùng nước nông. Đặc biệt, loài này còn có khả năng tái sinh kỳ diệu khi bị tổn thương. Gần đây, nghiên cứu di truyền học đã giúp các nhà khoa học phân loại lại Actiniaria, mở ra hiểu biết mới về loài sinh vật quyến rũ này.

Swima bombaviridis sở hữu hệ thống phòng vệ kỳ lạ và độc đáo: khi gặp nguy hiểm, chúng phát ra ánh sáng màu xanh lá rực rỡ, đánh lạc hướng kẻ thù và tạo cơ hội thoát thân an toàn. Hiện tượng phát quang sinh học này là kết quả của quá trình tạo và phát xạ ánh sáng từ các sinh vật sống, một dạng ánh sáng hóa học tinh tế. Phát quang sinh học phổ biến rộng rãi trong tự nhiên, từ động vật có xương sống, không xương sống dưới đại dương, cho đến những loài nấm, vi khuẩn và côn trùng như đom đóm trên cạn.

Ở nhiều sinh vật, ánh sáng phát ra nhờ cộng sinh với vi khuẩn như Vibrio, nhưng với những loài khác, ánh sáng được tự sản sinh qua phản ứng hóa học giữa các phân tử đặc biệt gọi là luciferin và enzyme luciferase. Chính enzyme này xúc tác quá trình oxy hóa luciferin, tạo nên ngọn đèn thần kỳ giữa đại dương bao la.

Theo nghiên cứu được công bố trên tạp chí Scientific Reports, springhare có khả năng phát quang sinh học độc đáo khi tiếp xúc với tia cực tím. Bộ lông của chúng hấp thụ tia UV và phát ra ánh sáng rực rỡ với nhiều sắc thái hồng, đỏ và cam dễ nhận biết.

Bộ lông phát sáng này được ghi nhận trên hai loài Pedete: Springhare Nam Phi (Pedetes capensis) ở miền nam châu Phi và P. surdaster sống tại Kenya, Tanzania. Dù hình dáng giống kangaroo nhỏ bé sống về đêm, chúng lại có quan hệ gần gũi với chuột và các loài gặm nhấm hơn là thỏ rừng.

Hiện tượng phát sáng ở động vật có vú này còn là bí ẩn, nhưng nhiều nhà khoa học cho rằng nó có thể giúp springhare nhận diện nhau trong mùa giao phối hoặc ngăn kẻ săn mồi phát hiện bằng cách hấp thụ tia UV vốn có thể bị phản chiếu dưới ánh sáng bình thường.

Nấm Sò đắng, hay còn gọi là Panellus Stipticus, là loài nấm đặc biệt phát sáng rực rỡ đến mức có thể nhìn thấy trong bóng tối mờ nhạt. Bạn hoàn toàn có thể sở hữu và trồng loại nấm độc đáo này ngay trong ngôi nhà của mình.

Phân bố rộng khắp châu Á, châu Úc, châu Âu và Bắc Mỹ, nấm thường mọc thành từng cụm chồng lên nhau trên gốc và thân các cây lá rộng như sồi, gỗ sồi và bạch dương. Khả năng phát quang sinh học của Panellus Stipticus được cho là nhằm thu hút các loài vật về đêm, giúp phân tán bào tử và mở rộng sự sống của loài nấm tương tự như cách hạt giống lan tỏa trong tự nhiên.

Loài nấm này thuộc họ Mycenaceae và là đại diện tiêu biểu của chi Panellus, phát sáng rõ nét vào ban đêm trên các khúc gỗ mục. Sự hiện diện rộng rãi và khả năng phát quang đã khiến Panellus Stipticus trở thành một trong những loài nấm sinh học thú vị và phổ biến nhất trên thế giới.

Đom đóm là những sinh vật biết phát sáng với nhiều mục đích khác nhau. Một số loài dùng ánh sáng như lời cảnh báo kẻ săn mồi về chất độc nhẹ trong cơ thể, trong khi số khác phát sáng để thu hút con mồi. Hang động Waitomo tại New Zealand là địa điểm nổi tiếng với cảnh tượng đom đóm rực rỡ và huyền ảo nhất thế giới.

Thuộc họ Lampyridae, đom đóm là loài côn trùng nhỏ mang trên mình khả năng phát quang kỳ diệu. Phần lớn chúng sống ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, hoạt động về đêm, săn bắt sâu bọ và các loại ốc nhỏ.

Con đực thường có cánh và bay trong những đêm đầu mùa hè, trong khi nhiều loài con cái lại không có cánh. Ánh sáng phát ra từ con đực, con cái và cả ấu trùng thường có sắc đỏ cam hoặc vàng xanh. Nhiều nhà khoa học cho rằng ánh sáng không chỉ đóng vai trò trong việc thu hút bạn tình mà còn là tín hiệu cảnh báo kẻ săn mồi về độc tính trong ấu trùng – điều giúp chúng tồn tại an toàn trong tự nhiên.

Phần lớn sinh vật phát quang trong tự nhiên thật ra là nhờ các vi khuẩn phát sáng độc đáo. Hiện nay, các nhà khoa học đã khai thác được tiềm năng của những vi khuẩn này, sử dụng như nguồn sáng tự nhiên xanh mát trên toàn cầu.

Thể thực khuẩn, hay còn gọi là bacteriophage, là các virus ký sinh đặc biệt trên vi khuẩn. Tại Việt Nam, chúng thường được gọi là thực khuẩn thể hay thể thực khuẩn, đôi khi gọi tắt là “phage”.

Chúng chiếm vị trí quan trọng trong hệ sinh thái với sự đa dạng và số lượng khổng lồ, ước tính hơn 10^31 cá thể tồn tại trên hành tinh, vượt trội hơn bất kỳ sinh vật nào khác, kể cả vi khuẩn.

Thể thực khuẩn tập trung nhiều ở những môi trường chứa vi khuẩn dày đặc như đất và hệ tiêu hóa động vật. Nước biển là một kho chứa phong phú với khoảng 70% vi khuẩn biển có thể bị nhiễm thể thực khuẩn. Đặc biệt, chúng còn được nghiên cứu như liệu pháp kháng sinh hiệu quả cho các chủng vi khuẩn kháng thuốc, mở ra hy vọng mới trong điều trị y học hiện đại.