Giun đất bò bằng những làn sóng co duỗi chạy dọc thân: một đoạn thân co ngắn lại và phình to ra để bám chặt vào đất, đoạn kế bên thì duỗi dài và thon lại để vươn tới, rồi làn sóng ấy truyền dần từ đầu xuống đuôi. Sâu đo lại bò theo kiểu "đo gang tay": ôm cành bằng chân trước, cong lưng thành vòng cung kéo chân sau lên sát, rồi duỗi thẳng thân ra phía trước. Cả hai đều không cần chân dài mà vẫn đi được, nhờ cách phối hợp bám – duỗi – kéo.
Giun đất: một cái ống chứa đầy nước
Giun đất không có xương. Thứ giữ cho thân nó có hình dạng là chất dịch bên trong, chia thành nhiều ngăn nhỏ tương ứng với các đốt. Các nhà sinh học gọi đó là bộ xương thủy tĩnh: giống như quả bóng bay dài bơm nước, bóp chỗ này thì phình ra chỗ khác.
Quanh mỗi đốt có hai lớp cơ. Lớp ngoài là cơ vòng, ôm quanh thân như những chiếc nhẫn. Lớp trong là cơ dọc, chạy theo chiều dài. Vì thể tích dịch trong mỗi đốt gần như không đổi:
- Khi cơ vòng co, đốt bị bóp nhỏ lại và dài ra, như bóp giữa một quả bóng dài.
- Khi cơ dọc co, đốt bị kéo ngắn lại và phình to ra.
Mỗi đốt còn có những sợi lông cứng rất nhỏ, gọi là tơ, có thể thò ra hoặc thu vào. Lấy ngón tay vuốt nhẹ dọc thân giun từ đuôi lên đầu sẽ thấy hơi ráp; đó là các sợi tơ.
Làn sóng co duỗi lan dọc thân
Khi giun bò, các đốt không cử động cùng lúc. Một nhóm đốt co ngắn, phình to, thò tơ bám vào thành hang hoặc mặt đất: đó là "điểm neo". Nhóm đốt phía trước đó thì cơ vòng co, thân thon dài, vươn tới trước. Rồi đốt vừa vươn tới lại phình ra để neo, còn đốt phía sau thả tơ, thon lại và được kéo lên. Làn sóng neo – vươn ấy cứ thế truyền từ đầu xuống đuôi.
Điều thú vị là làn sóng chạy về phía sau, trong khi con giun tiến về phía trước. Mỗi đốt, khi đang ở trạng thái neo, đứng yên so với đất; nó chỉ di chuyển khi đến lượt duỗi ra. Ở trong hang, cách bò này cực kỳ hiệu quả: các đốt phình to ép vào thành hang, giun đẩy đầu nhọn thon vào đất như một cái nêm mềm, mở rộng đường đi.
Người ta gọi kiểu chuyển động này là nhu động, cùng tên với cách ruột người đẩy thức ăn đi. Thực ra cơ chế giống nhau: các vòng cơ co nối tiếp tạo ra làn sóng.
Darwin và cuốn sách về giun
Ít người biết rằng cuốn sách cuối cùng Charles Darwin công bố, năm 1881, là về giun đất: The Formation of Vegetable Mould through the Action of Worms (Sự hình thành lớp đất mùn nhờ hoạt động của giun). Ông quan sát giun suốt nhiều năm, ước lượng lượng đất giun đùn lên mặt ruộng, ghi nhận cách giun kéo lá xuống hang, thử phản ứng của giun với ánh sáng, rung động, âm thanh. Cuốn sách bán chạy bất ngờ thời ấy và vẫn được xem là một trong những nghiên cứu sinh thái đất đầu tiên.
Từ góc độ chuyển động, ý quan trọng nhất là: một con giun nhỏ, bò bằng làn sóng co duỗi, đủ sức xới đất qua năm tháng, làm thoáng khí, trộn chất hữu cơ, giúp đất tơi xốp. Lớp đất mùn màu mỡ dưới chân ta có phần lớn là "công trình" của những làn sóng ấy.
Sâu đo: đo đất bằng thân mình
Sâu đo là ấu trùng của một họ bướm đêm (họ Geometridae). Tên Latin của họ có gốc nghĩa là "người đo đất", và tên tiếng Việt cũng gợi đúng hình ảnh ấy: con sâu như đang lấy thân mình đo từng gang trên cành lá.
Phần lớn sâu bướm có ba đôi chân thật ở ngực và nhiều đôi chân giả (chân bụng mềm, có móc nhỏ) dọc bụng. Sâu đo khác ở chỗ chân giả chỉ còn hai đôi ở cuối thân. Khoảng giữa thân không có gì để bám. Vì vậy nó không thể bò kiểu làn sóng đều như các sâu khác, mà phải đi theo nhịp:
- Chân trước bám chắc vào cành.
- Thân cong lên thành vòng cung hình chữ Ω, kéo phần đuôi với các chân giả lên sát chân trước.
- Chân giả cuối thân bám lại, chân trước nhả ra.
- Thân duỗi thẳng ra phía trước, chân trước tìm điểm bám mới.
Mỗi nhịp tiến được một đoạn gần bằng chiều dài thân. Khi đứng yên, nhiều loài sâu đo bám chân sau vào cành và dựng thẳng thân lên, giữ cứng như một cành khô, để chim không nhận ra.
So sánh các kiểu bò không chân
| Sinh vật | Cách bò | Điểm bám | Hợp nhất với |
|---|---|---|---|
| Giun đất | Sóng co duỗi (nhu động) truyền dọc thân | Đốt phình to và sợi tơ | Đào hang, chui trong đất |
| Sâu bướm thường | Sóng bước của các đôi chân giả từ sau ra trước | Móc nhỏ ở chân giả | Bò trên lá, cành |
| Sâu đo | Cong lưng kéo đuôi, duỗi thân ra trước | Chân trước và hai đôi chân giả cuối | Đi trên cành mảnh, giả làm cành khô |
| Ốc sên | Sóng co cơ nhỏ chạy dưới bàn chân, trên lớp nhớt | Lớp nhớt bám dính | Bò trên mọi mặt, kể cả dốc đứng |
| Đỉa | Bám giác sau, vươn, bám giác trước, kéo lên | Hai giác bám ở hai đầu | Bò trên đá, lá ẩm |
Robot học bò như giun
Cách bò co duỗi của giun đang được dùng làm khuôn mẫu cho nhiều robot mềm. Có robot hình ống, các đoạn lần lượt phồng lên co lại, để chui vào đường ống nước, kiểm tra cống ngầm. Trong y học, các nhóm nghiên cứu thử nghiệm dụng cụ nội soi tự bò theo kiểu giun để đi trong ruột nhẹ nhàng hơn, thay vì phải đẩy từ bên ngoài. Robot kiểu sâu đo thì hợp với việc leo dọc dây cáp, cột, nhờ chỉ cần hai điểm kẹp ở hai đầu.
Tự quan sát giun đất
- Sau một trận mưa, giun thường bò lên mặt đất. Nhẹ nhàng nhặt một con bằng tay sạch, đặt lên một tờ giấy bìa ẩm đặt trên bàn.
- Quan sát bằng kính lúp: tìm vùng đốt phình to và vùng thon lại, xem làn sóng chạy theo hướng nào so với hướng giun đi.
- Ghé tai sát mặt giấy trong phòng yên tĩnh: có thể nghe tiếng sột soạt rất nhỏ khi các sợi tơ cào lên giấy.
- Đặt giun lên một tấm kính hoặc đĩa sứ ẩm, so sánh: không có gì để tơ bám, giun bò khó hơn hẳn.
- Quan sát xong trong khoảng mười phút, thả giun về chỗ đất ẩm có bóng râm. Giun thở qua da nên cần da luôn ẩm; đừng để nó khô dưới nắng.
Rửa tay bằng xà phòng sau khi chạm vào đất và giun. Với sâu đo, chỉ nên quan sát trên cành, không cầm: một số loài sâu bướm có lông gây ngứa.
Góc nhìn hôm nay
Ở vườn nhà, số giun trong đất là một dấu hiệu tốt về độ màu mỡ. Nhiều người làm vườn nuôi trùn quế để biến rác hữu cơ thành phân bón, và một hộp nuôi trùn nhỏ trên ban công cũng là cách hay để trẻ em quan sát làn sóng co duỗi hằng ngày. Nếu muốn đọc thêm, cuốn sách về giun của Darwin có bản dịch và bản tóm tắt phổ biến; sách sinh học phổ thông phần giun đốt cũng mô tả cấu tạo cơ vòng – cơ dọc rõ ràng.
Câu hỏi thường gặp
Giun đất di chuyển bằng gì?
Giun đất di chuyển bằng sự phối hợp giữa cơ vòng, cơ dọc và các sợi tơ nhỏ trên mỗi đốt. Đốt nào co cơ dọc thì phình to và thò tơ bám đất, đốt nào co cơ vòng thì thon dài vươn tới, làn sóng ấy truyền dọc thân.
Vì sao gọi là sâu đo?
Vì sâu đo bò bằng cách cong lưng kéo đuôi lên sát đầu rồi duỗi thẳng ra, mỗi nhịp tiến một đoạn gần bằng thân, trông như đang đo gang tay trên cành. Tên khoa học của họ bướm sinh ra sâu đo cũng mang nghĩa "người đo đất".
Sâu đo khác sâu bướm thường thế nào?
Sâu bướm thường có nhiều đôi chân giả dọc bụng nên bò bằng làn sóng đều. Sâu đo chỉ còn hai đôi chân giả ở cuối thân, giữa thân không có chân, nên phải bò theo kiểu cong lưng – duỗi thân.
Giun đất có xương không?
Không. Giun đất giữ hình dạng nhờ dịch lỏng trong các ngăn của cơ thể, gọi là bộ xương thủy tĩnh. Cơ ép lên dịch lỏng này làm thân phình ra hoặc thon lại.
Vì sao giun bò lên mặt đất khi mưa?
Nguyên nhân còn được các nhà khoa học bàn luận. Các giải thích thường gặp là đất ngập nước làm giun khó thở, mặt đất ẩm ướt giúp giun di chuyển xa mà không bị khô da, hoặc tiếng mưa rơi gây rung động như lúc có động vật đào đất.
