Bạch tuộc không có chín bộ não theo đúng nghĩa. Chúng có một não trung tâm nằm quanh thực quản, cộng với các dải và hạch thần kinh rất lớn chạy dọc tám xúc tu. Cách nói "chín bộ não" là hình ảnh phóng đại một sự thật thú vị: khoảng hai phần ba trong tổng số chừng 500 triệu tế bào thần kinh của bạch tuộc nằm ở các xúc tu, chứ không ở đầu, nên mỗi xúc tu tự xử lý được nhiều việc mà không cần hỏi não.
Hai điều khác thường được nhắc kèm thì đúng: bạch tuộc có ba quả tim và máu màu xanh lam. Còn khả năng đổi màu, thứ làm bạch tuộc nổi tiếng nhất, lại đi kèm một nghịch lý mà khoa học vẫn đang tìm lời giải: mắt của phần lớn loài bạch tuộc dường như không phân biệt được màu sắc. Bài này đi qua từng điều, tách phần đã rõ với phần còn bàn cãi.
Một não trung tâm và tám xúc tu "biết nghĩ"
Não trung tâm của bạch tuộc có hình vành khăn, bao quanh thực quản, nên thức ăn phải đi xuyên qua não để vào dạ dày. Đây là lý do bạch tuộc phải xé con mồi thành miếng nhỏ, vì miếng to có thể chèn ép lên não. Hai bên não là hai thuỳ thị giác lớn, xử lý hình ảnh từ đôi mắt rất phát triển.
Từ não, các dây thần kinh chạy xuống tám xúc tu. Mỗi xúc tu có một dải thần kinh chính và hàng trăm hạch nhỏ, mỗi hạch phụ trách một giác hút. Với khoảng hai phần ba số tế bào thần kinh nằm ở xúc tu, bạch tuộc có một kiểu tổ chức lạ: não ra lệnh chung kiểu "lấy con cua kia", còn xúc tu tự lo chi tiết như uốn thế nào, bám ra sao, sờ thấy gì.
Thí nghiệm kinh điển cho thấy một xúc tu bị cắt rời vẫn phản ứng khi bị chạm, thậm chí co lại tránh vật khó chịu và cố đưa mẩu thức ăn về phía chỗ lẽ ra là miệng. Các giác hút còn có thụ thể cảm nhận hoá chất, nên xúc tu vừa sờ vừa "nếm" được bề mặt. Vì thế, nói bạch tuộc có "chín trung tâm xử lý" thì gần đúng hơn nói "chín bộ não", nhưng câu nào cũng chỉ là hình ảnh.
Ba quả tim và máu xanh: vì sao lại như vậy
Hệ tuần hoàn của bạch tuộc khác hẳn động vật có xương sống. Bảng dưới so sánh nhanh với người để dễ hình dung:
| Đặc điểm | Bạch tuộc | Người |
|---|---|---|
| Số tim | Ba: hai tim mang bơm máu qua hai mang, một tim hệ thống bơm máu đi khắp cơ thể | Một tim bốn ngăn |
| Chất chở oxy | Hemocyanin, chứa đồng | Hemoglobin, chứa sắt |
| Màu máu | Xanh lam khi mang oxy, gần như không màu khi thiếu oxy | Đỏ tươi hoặc đỏ sẫm |
| Chất chở oxy nằm ở đâu | Hoà tan trực tiếp trong máu | Nằm trong hồng cầu |
| Khi bơi | Tim hệ thống ngừng đập, nên bạch tuộc mau mệt khi bơi, thích bò hơn | Tim đập nhanh hơn khi vận động |
Hemocyanin chở oxy kém hiệu quả hơn hemoglobin ở nhiệt độ thường, nhưng lại hoạt động tốt trong nước lạnh, ít oxy, môi trường sống của nhiều loài bạch tuộc. Ba quả tim giúp bù lại: hai tim mang đẩy máu qua mang để lấy oxy, tim còn lại đưa máu đi nuôi cơ thể.
Chi tiết tim hệ thống ngừng khi bơi giải thích một thói quen quen thuộc: bạch tuộc chủ yếu bò trên đáy, chỉ phụt nước để lao đi khi cần chạy trốn.
Đổi màu trong chớp mắt: cơ chế ở làn da
Da bạch tuộc chứa hàng nghìn túi sắc tố nhỏ gọi là tế bào sắc tố (chromatophore), mỗi túi có màu vàng, cam, đỏ, nâu hoặc đen, được bao quanh bởi các sợi cơ nhỏ nối với dây thần kinh. Khi cơ co, túi bị kéo căng thành một đốm màu rộng; khi cơ giãn, túi co lại thành chấm gần như vô hình. Vì được điều khiển trực tiếp bằng thần kinh, việc đổi màu xảy ra chỉ trong một phần nhỏ của giây.
Bên dưới lớp sắc tố là các tế bào phản quang, tạo ra màu xanh lá, xanh lam óng ánh nhờ phản xạ ánh sáng, giống cách cánh bướm hay bọt xà phòng có màu. Lớp dưới cùng là tế bào trắng tán xạ ánh sáng, giúp da hợp với màu nền xung quanh. Ba lớp phối hợp cho ra bảng màu và hoa văn rất phong phú.
Không chỉ màu, bạch tuộc còn đổi được kết cấu da: các nốt nhỏ gọi là nhú có thể dựng lên thành gai, gờ, giúp chúng trông giống hệt một tảng đá phủ rong. Một số loài như bạch tuộc bắt chước ở vùng biển Indonesia còn giả dạng hình dáng của các loài khác như cá bơn, rắn biển, cá sư tử để doạ kẻ thù.
Nghịch lý: đổi màu giỏi mà mắt không thấy màu
Điều đã biết. Phần lớn loài bạch tuộc chỉ có một loại tế bào cảm quang trong mắt. Với một loại thụ thể, theo lý thuyết thị giác thông thường, chúng không phân biệt được màu, chỉ thấy độ sáng tối. Các thí nghiệm hành vi cũng cho kết quả tương tự. Vậy làm sao chúng chọn đúng màu để ngụy trang?
Giả thuyết da cảm nhận ánh sáng. Nghiên cứu năm 2015 trên loài bạch tuộc hai đốm ở California phát hiện da của chúng có protein cảm quang opsin, và các tế bào sắc tố tự phản ứng khi bị chiếu sáng, kể cả khi đã tách khỏi não. Da có thể "thấy" độ sáng, nhưng chưa chứng minh được là thấy màu.
Giả thuyết đồng tử hình lạ. Năm 2016, hai nhà nghiên cứu đề xuất rằng đồng tử hình chữ U hoặc quả tạ của bạch tuộc tạo ra hiện tượng sắc sai: ánh sáng mỗi màu hội tụ ở độ sâu hơi khác nhau. Bằng cách chỉnh tiêu cự, bạch tuộc có thể suy ra màu. Ý tưởng hấp dẫn nhưng còn gây tranh cãi và cần thêm thí nghiệm.
Có thể không cần thấy màu. Một số nhà khoa học cho rằng ngụy trang chủ yếu dựa vào độ tương phản, độ sáng và hoa văn, những thứ bạch tuộc thấy rõ. Nhiều kẻ săn mồi của chúng dưới nước cũng nhìn màu kém. Hiện chưa có kết luận cuối cùng.
Thông minh đến đâu: điều đã ghi nhận và điều bị thổi phồng
Bạch tuộc là động vật không xương sống có hành vi phức tạp nhất mà con người biết. Trong phòng thí nghiệm, chúng học cách mở nắp lọ để lấy cua, phân biệt hình dạng, nhớ được đường đi trong mê cung đơn giản. Ở Indonesia, người ta quay được cảnh bạch tuộc vân dừa nhặt vỏ dừa, mang theo bên mình rồi ghép lại làm chỗ trốn, một trong những ví dụ hiếm hoi về động vật không xương sống dùng công cụ.
Nhiều thuỷ cung kể chuyện bạch tuộc trốn khỏi bể, bò qua sàn để sang bể khác ăn cá rồi quay về, hoặc phun nước vào bóng đèn làm chập điện. Một số chuyện có video ghi lại, một số là giai thoại được kể đi kể lại. Điều chắc chắn là bạch tuộc rất giỏi lách qua khe nhỏ: cơ thể không có xương, chỉ có chiếc mỏ cứng, nên lỗ nào vừa mỏ là chúng chui lọt.
Điều thú vị là bạch tuộc có tuổi thọ rất ngắn, phần lớn loài chỉ sống một đến hai năm, và chết không lâu sau khi sinh sản. Con mẹ canh trứng, bỏ ăn đến kiệt sức. Chúng cũng không được bố mẹ dạy gì. Mọi khả năng học hỏi phải tự hình thành trong một đời rất ngắn, điều khiến các nhà nghiên cứu tiến hoá đặc biệt quan tâm khi so với trí thông minh của chim hay thú.
Họ hàng của ốc sên: bạch tuộc từ đâu mà có
Nghe có vẻ khó tin, nhưng họ hàng gần của bạch tuộc là ốc sên, sò, nghêu. Tất cả đều thuộc ngành thân mềm. Tổ tiên xa của bạch tuộc từng có vỏ cứng, giống những con ốc anh vũ còn sống tới ngày nay ở vùng biển Thái Bình Dương và Ấn Độ Dương. Qua hàng trăm triệu năm, dòng dõi bạch tuộc dần bỏ vỏ: mất lớp bảo vệ nhưng đổi lại cơ thể mềm dẻo, chui được mọi khe đá, và đi kèm là nhu cầu thông minh hơn để sống sót.
Nhiều nhà khoa học cho rằng chính việc mất vỏ đã đẩy bạch tuộc phát triển các khả năng ngụy trang, trốn tránh và giải quyết vấn đề. Không có vỏ, mỗi lần ra khỏi hang là một lần mạo hiểm, nên phải nhìn tốt, học nhanh và đổi màu giỏi. Điều này khiến trí thông minh của bạch tuộc là ví dụ nổi bật về tiến hoá hội tụ: một nhánh động vật rất xa chúng ta, có tổ tiên chung cuối cùng với người từ hơn 500 triệu năm trước, tự phát triển hệ thần kinh phức tạp theo con đường hoàn toàn riêng.
Một chi tiết vui: vì não phân tán và xúc tu tự xử lý nhiều việc, các nhà nghiên cứu robot học hỏi bạch tuộc để thiết kế cánh tay robot mềm, có thể ôm và nắm những vật có hình dạng bất kỳ mà không cần tính toán phức tạp ở bộ điều khiển trung tâm.
Bạch tuộc trên mâm cơm Việt và câu hỏi về cảm giác đau
Ở Việt Nam, bạch tuộc là món hải sản quen thuộc, từ bạch tuộc nướng sa tế đến bạch tuộc một nắng ở các tỉnh ven biển. Nhiều người còn gọi chung cả mực ống, mực nang và bạch tuộc là "mực". Cả ba đều thuộc lớp chân đầu, nhưng bạch tuộc có tám xúc tu, không có mai bên trong; mực ống và mực nang có tám tay cộng hai xúc tu dài hơn để bắt mồi.
Một chủ đề khoa học đang được bàn nhiều là bạch tuộc có cảm thấy đau không. Năm 2021, một báo cáo do chính phủ Anh đặt hàng đã xem xét hàng trăm nghiên cứu và kết luận có bằng chứng mạnh rằng động vật chân đầu như bạch tuộc, mực và động vật giáp xác mười chân như cua, tôm hùm có khả năng cảm nhận đau, dẫn tới việc nước này đưa chúng vào phạm vi luật về phúc lợi động vật.
Điều này không có nghĩa phải bỏ ăn hải sản, mà đặt ra câu hỏi về cách đánh bắt và chế biến nhân đạo hơn. Ở một số nơi, việc nuôi bạch tuộc công nghiệp cũng gây tranh luận vì chúng là loài sống đơn độc, tò mò và cần môi trường phong phú.
Câu hỏi thường gặp
Vì sao máu bạch tuộc màu xanh mà không phải màu đỏ?
Vì chất chở oxy trong máu bạch tuộc là hemocyanin, chứa nguyên tử đồng. Khi gắn với oxy, đồng làm phân tử có màu xanh lam. Máu người dùng hemoglobin chứa sắt, khi gắn oxy cho màu đỏ. Cua, tôm và ốc cũng dùng hemocyanin nên máu có ánh xanh.
Mất một xúc tu thì bạch tuộc có mọc lại không?
Có. Bạch tuộc có thể tái tạo xúc tu bị mất, bao gồm cả cơ, giác hút và dây thần kinh, trong vòng vài tuần đến vài tháng tuỳ kích thước. Xúc tu mới ban đầu nhỏ và nhạt màu hơn rồi dần hoàn thiện.
Bạch tuộc có độc không?
Mọi bạch tuộc đều có nước bọt chứa chất làm tê liệt con mồi, nhưng phần lớn vô hại với người. Ngoại lệ đáng sợ là bạch tuộc đốm xanh ở vùng biển Úc và Tây Thái Bình Dương, mang chất độc thần kinh tetrodotoxin có thể gây tử vong. Gặp bạch tuộc nhỏ có vòng xanh óng ánh thì tuyệt đối không cầm.
Bạch tuộc sống được bao lâu?
Phần lớn loài sống khoảng một đến hai năm. Bạch tuộc khổng lồ Thái Bình Dương, loài lớn nhất, sống khoảng ba đến năm năm. Hầu hết chết không lâu sau khi sinh sản, con cái thường chết sau khi trứng nở.
Mực phun mực và bạch tuộc phun mực có giống nhau không?
Cả hai đều phun chất lỏng sẫm màu chứa melanin để làm rối mắt kẻ thù. Mực của bạch tuộc thường loãng hơn, tạo đám mây che chắn; một số loài mực tạo những khối mực đặc có hình dạng gần bằng cơ thể mình để đánh lừa, gọi là "bóng giả".
Xúc tu bị cắt rời còn cử động có nghĩa là bạch tuộc còn cảm giác không?
Xúc tu rời còn phản xạ vì các hạch thần kinh tại chỗ vẫn hoạt động một thời gian ngắn. Đó là phản xạ cục bộ, chưa chắc là cảm giác có ý thức như khi xúc tu còn gắn với cơ thể. Món ăn sống ở một số nước khiến xúc tu còn ngọ nguậy cũng do phản xạ này.