Cá bơi như thế nào

(Sưu tầm, trích đăng)

Tỷ trọng (density) hay tính chất của nước nói chung làm cho việc di chuyển trong nước tương đối khó khăn, nhưng cá đã di chuyển trong nước rất nhanh và dễ dàng.

Cá bơi dựa trên việc lấy bộ xương làm khung, cơ làm bộ phận tạo lực (power), và các vây để đẩy (for thrust) và định hướng bơi. Tác dụng bộ xương của cá phức tạp nhất trong số các động vật có xương. Sọ (skull) hoạt động như đòn bẩy (fulcrum), là phần tương đối vững chắc (stable) của cá. Cột sống như cái đòn bẩy (lever), tham gia vào tất cả sự chuyển của cá.

Góp phần vào quá trình bơi của cá, thì thân là đáng kể nhất. Các cơ cung cấp công (power) tới 80 % cho hoạt động bơi. Các cơ được sắp xếp theo nhiều hướng (multiple directions) (myomeres), cho phép cá di chuyển bất cứ hướng nào. Một sóng hình sin (sinusoidal) chạy dọc đầu tới thân và các vây cung cấp “nền, đòn” để đưa (exert) lực đẩy từ các cơ của cá vào trong nước.

Khi cá bơi, có các lực sau diễn ra:

- Cùng chiều với hướng vận động của cá: lực đẩy (thrust)
-Ngược với chiều của lực đẩy, nằm ở góc bên phải: lực nâng (lift)
-Ngược chiều với chiều chuyển động của cá: Lực kéo (drag). Lực kéo gồm có lực ma sát của nước lên thân cá, áp lực của nước tác động lên phần đầu cá, và lực quay (vortex) ở phần đuôi. Cá hạn chế các lực kéo này hình dạng cơ thể (hình thoi) và tiết nhớt (slime)trên da.
Khi lực đẩy lớn hơn lực kéo, cá bơi về trước.

Các kiểu bơi của cá:

Dựa vào lối sống và đặc điểm sinh lý của cá, người ta chia hình thức bơi của cá làm 2 dạng:
- Bơi liên tục (Cruising): Cá thuộc nhóm này bơi hầu như liên tục, không nghỉ. Ví dụ như cá ngừ, trong cơ của cá này, thành phần cơ đỏ với nhiều mạch máu, các tế bào giàu ty thể và myoglobin, cung cấp nhiều năng lượng qua quá trình phân giải hiếu khí.
- Bơi gián đoạn (brusting): Nhóm cá này không bơi liên tục, mà thường hay đứng trong nước. Hầu hết cá sống trong rạn san hô thuộc về nhóm này.

Các yếu tố tham gia vận động và vai trò của chúng:

Tham gia tích cực vào hoạt động bơi của cá gồm có thân và các vây. Thân được cấu tạo bởi cơ vân, còn đơn vị cấu tạo của các vây là các tia vây.
Các vây đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển chuyển động của cá, vừa cung cấp lực nâng, lực đẩy, đồng thời đóng vài trò như cái phanh. Cá phải biết điểu khiển chuyển động lên xuống, phải trái và chuyển động quay của nó.
- Vây đuôi cung cấp lực đẩy và điều khiển hướng của cá.
- Vây ngực hầu như đóng vai trò như các rudders (bánh lái) và hydroplane để điểu khiển chuyển động lên xuống (pitch), sang phải sang trái (yaw), và phanh.
- Vây bụng hầu như để điều khiển vận động pitch (lên xuống), và:
- Vây hậu môn điều khiển vận động tròn (roll).

Ngoài ra, hình dạng cơ thể cũng góp phần rất lớn vào việc bơi lội của cá. Liên quan đến đặc điểm bơi, người ta chia cá làm 4 nhóm:

- Nhóm cá có cơ thể hình thoi (fusiform): Đại diện là cá ngừ, hình dạng cơ thể tương tự như hình dạng quả ngư lôi (torpedo), giúp cá bơi với tốc độ cao.

- Nhóm cá có cơ thể mảnh, dài (attenuated shape)như cá chình (eel). Hình dạng này có thể giúp cá trườn, lắc cơ thể, lách vào tận các kẽ nứt để săn mồi.

- Nhóm cá có cơ thể dạng nén do chịu áp lực cao (depressed shape)như cá đi câu (angler fish): hình dạng này thuận lợi cho việc "ngồi và đợi" (sit and wait) mồi.

- Nhóm cá dẹt (compressed shape): tìm thấy ở cá rặng san hô như cá butterfish, hình dạng này giúp cá cực kỳ nhanh nhẹn trong việc chuyển động xung quanh rạn san hô và tăng tốc bất ngờ.