Phát hiện mới: Có thể ứng dụng vật liệu huỳnh quang từ tổ cong bắp cày

Nhóm các nhà khoa học này bao gồm Tiến sĩ Nguyễn Thị Phương Liên (Viện Sinh thái và Tài nguyên Sinh vật, Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam) cùng các nhà khoa học thuộc Đại học Sorbonne và Đại học Paris, họ đã mô tả những chuyến đi của họ xuyên qua các cánh rừng nhiệt đới ở miền Bắc Việt Nam vào ban đêm và những điều kỳ lạ mà họ đã tìm thấy trên Journal of the Royal Society Interface.

Nhóm nghiên cứu phát hiện ra điều này một cách rất tình cờ. Bernd Schöllhorn (Giáo sư hóa học thuộc Đại học Paris), người dẫn dắt nghiên cứu cho biết, trong khi băng qua rừng vào ban đêm, họ đã phát hiện ra một thứ gì đó phát ra ánh sáng màu vàng xanh, nhưng khi tắt đèn thì thứ đó biến mất. Schöllhorn tiến lại gần hơn và nhận ra đó là một tổ ong bắp cày.

Ảnh: Bernd Schöllhorn và Serge Berthier.

Theo Tạp chí Tia sáng, những loài ong bắp cày thuộc chi Polistes đã tạo nên những chiếc tổ với các ô nhỏ hình lục giáp ghép lại với nhau. Chúng bịt kín mặt dưới của những tế bào hình lục giác bằng một thứ mũ kén làm bằng sợi mềm, giúp bảo vệ những ấu trùng đang phát triển trong tổ. Và thật ngạc nhiên, những chiếc mũ kén này phát ra ánh sáng mạnh màu vàng lục khi tiếp xúc với tia UV có bước sóng từ 360 đến 400 nanomet. Trong khi đó, khi tiếp xúc với ánh sáng trắng, tổ ong có màu trắng sáng. 

Thực chất, đã từng có nhiều loài động vật phát huỳnh quang trên các bộ phận của cơ thể chúng như cá, bọ cạp, tắc kè hoa và rùa; nhưng rất hiếm khi bắt gặp một vật liệu do sinh vật tạo ra cũng có thể phát huỳnh quang. Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học đã tìm thấy bằng chứng về việc phát huỳnh quang sinh học (khi vật chất sống hấp thụ ánh sáng và sau đó phát lại ở bước sóng mới) trong tổ ong bắp cày ở miền Bắc nước ta. 

“Chúng tôi đã rất ngạc nhiên khi phát hiện ra một loại vật chất sinh học có thể phát huỳnh quang mạnh như vậy”, nhóm nghiên cứu chia sẻ với Live Science qua email. “Theo chúng tôi được biết, chưa có một nhà nghiên cứu hay bất kỳ nhiếp ảnh gia nào từng quan sát và ghi nhận hiện tượng này trong quá khứ.” TS. Phương Liên và các nhà khoa học đã phát hiện thêm hiện tượng phát huỳnh quang ở tổ của ba loài ong bắp cày khác.

Sự phát huỳnh quang xảy ra trên khắp giới động vật. Ví dụ như thú mỏ vịt , bọ cạp và ếch cây chấm bi , tất cả đều phát quang dưới tia UV. Sau khi phân tích sự phát huỳnh quang của tổ của một số loài ong bắp cày châu Á ( Polistes spp.) Trong phòng thí nghiệm, các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng các sợi tơ trong tổ phát sáng rực rỡ hơn các vật liệu sinh học huỳnh quang khác được ghi nhận.

Bản thân TS. Nguyễn Thị Phương Liên và các đồng nghiệp cũng đã cân nhắc rất nhiều về ý nghĩa của hiện tượng này. Việc phát sáng huỳnh quang có thể chỉ là kết quả của sự tình cờ, hoặc là hệ quả kỳ lạ của một quá trình lý sinh ngẫu nhiên. “Đây có thể chỉ là một sản phẩm phụ ngẫu nhiên trong quá trình ong bắp cày tạo ra những tơ mềm”, chuyên gia về ong bắp cày Liz Tibbetts thuộc Đại học Michigan cho biết. 

Tuy nhiên, cần lưu ý rằng những nghiên cứu trước đây với các sinh vật khác đã phát hiện ra rằng huỳnh quang có thể đóng vai trò như một ngọn hải đăng – dẫn lối cho các loài sinh vật trở về nhà vào ban đêm. Ngoài ra, các nghiên cứu khác đã chỉ ra rằng vật liệu huỳnh quang sinh học là phương tiện che chắn cho ấu trùng ong bắp cày khỏi những tia UV có hại của mặt trời, hoặc đóng vai trò như ngọn đèn chỉ đường cho chúng lúc chạng vạng tối. – nhóm nghiên cứu nghiêng về giả thuyết này hơn cả.

“Các nghiên cứu trước đây cho thấy độ dài tương đối của ngày và đêm ảnh hưởng rất nhiều đến sự phát triển của ấu trùng ong”, Schöllhorn chia sẻ, do đó các nắp kén phát sáng có thể giúp kiểm soát lượng ánh sáng ban ngày chiếu vào ấu trùng khi chúng phát triển thành nhộng. 

Hiện tại, nhóm nghiên cứu đang tiếp tục tìm hiểu thêm để xác định cấu trúc hóa học cho phép loại mũ kén này phát sáng. Những kiến thức đó có thể cung cấp manh mối về chức năng của nó, và gợi mở những ứng dụng của vật liệu huỳnh quang này cho các mục đích công nghệ hoặc y sinh trong tương lai.