Rắn bay Chrysopelea: lượn từ cây này sang cây khác bằng cách dẹt thân

Rắn bay là nhóm rắn cây thuộc chi Chrysopelea ở Nam Á và Đông Nam Á. Chúng không bay thật mà lượn: phóng mình từ cành cao, xoè xương sườn để thân dẹt ra như một dải băng, rồi uốn lượn hình chữ S giữa không trung để giữ thăng bằng và hạ xuống một cây thấp hơn hay mặt đất cách đó nhiều mét. Ở Việt Nam, loài thường được nhắc tới là rắn cườm Chrysopelea ornata.

Rắn bay là những loài nào

Chi Chrysopelea thường được ghi nhận có năm loài, sống trong rừng nhiệt đới, vườn cây và cả quanh làng mạc ở Nam Á và Đông Nam Á:

Phân bố cụ thể của từng loài vẫn được các nhà bò sát học cập nhật khi có khảo sát mới. Với Việt Nam, các tài liệu động vật học phổ thông đều nhắc tới rắn cườm C. ornata, thân mảnh, dài cỡ một mét, màu xanh vàng điểm hoa văn đen.

Rắn bay có nọc yếu, răng nanh nằm ở phía sau hàm, dùng để khống chế thằn lằn, ếch nhái, chim nhỏ. Chúng thường không được coi là mối nguy đáng kể với người, nhưng như mọi loài rắn hoang dã, không nên bắt hay cầm nắm.

Cất cánh: cú phóng hình chữ J

Trước khi lượn, rắn bò ra đầu một cành, thả phần trước thân buông thõng xuống thành hình chữ J. Rồi nó đột ngột duỗi mạnh, tung thân lên và ra phía trước, rời cành. Cú phóng này quyết định hướng và tốc độ ban đầu của chuyến lượn. Những đoạn quay chậm cho thấy rắn có thể chọn hướng phóng khá chủ động, chứ không phải rơi hú hoạ.

Biến thân tròn thành một "cánh" dẹt

Ngay khi rời cành, rắn kéo xương sườn dang ra phía trước và sang hai bên. Mặt cắt thân, vốn gần tròn, trở thành dẹt, mặt dưới hơi lõm như một chiếc đĩa úp. Thân rộng ra đáng kể so với lúc bò. Chiếc "cánh" dài và mỏng ấy tạo ra lực nâng khi không khí lùa qua, giống như lá cây rơi lả lướt chứ không rơi thẳng như hòn đá.

Nhà sinh học Jake Socha, người theo đuổi đề tài rắn bay từ cuối thập niên 1990, đã cho in mô hình mặt cắt thân rắn và thổi trong ống khí động. Kết quả cho thấy hình dạng mặt cắt ấy tạo lực nâng tốt một cách đáng ngạc nhiên ở những góc nghiêng khá lớn, nơi nhiều cánh thông thường đã mất lực nâng. Nói cách khác, thân rắn bay là một hình dạng khí động học "dễ tính", hợp với một con vật không thể chỉnh cánh tinh tế như chim.

Vì sao phải uốn lượn giữa không trung

Điều kỳ lạ nhất là rắn không giữ thân thẳng khi lượn. Nó liên tục uốn thành chữ S lớn, sóng chạy từ đầu xuống đuôi, như đang bơi trong không khí. Thoạt nhìn tưởng đó là thói quen bò còn sót lại. Nhưng năm 2020, nhóm của Socha công bố trên tạp chí Nature Physics một nghiên cứu dùng camera tốc độ cao ghi lại hàng chục chuyến lượn trong một nhà thí nghiệm lớn, dựng mô hình ba chiều và chạy mô phỏng máy tính.

Họ thấy rằng nếu "tắt" chuyển động uốn lượn trong mô phỏng, con rắn ảo nhanh chóng lật nghiêng, xoay vòng và rơi lộn. Có uốn lượn, nó ổn định. Lý do gần với cách người đi xe đạp giữ thăng bằng bằng những cú lái nhỏ liên tục: các khúc thân lượn qua lại phân bố lực nâng đều quanh trọng tâm, sửa những xu hướng xoay trước khi chúng kịp lớn lên. Uốn lượn ở đây không phải để đẩy tới, mà để không bị lật.

Lượn được bao xa

Trong các chuyến lượn được ghi nhận, rắn bay thường hạ xuống một điểm cách gốc cây phóng vài mét đến hơn chục mét, tuỳ độ cao xuất phát. Đặc điểm của một chuyến lượn tốt là đến cuối quãng, quỹ đạo thoải hơn lúc đầu: sau đoạn rơi dốc để lấy tốc độ, lực nâng tăng dần và rắn bay gần như ngang. Rắn bay không so được với sóc bay hay chim về quãng lượn, nhưng với một con vật không có cánh, không có màng da, đó là thành tích đáng nể.

Rắn cũng có thể đổi hướng trong khi lượn bằng cách xoay đầu và thay đổi nhịp uốn của thân. Khả năng điều khiển này giúp nó chọn chỗ đáp, chứ không chỉ rơi xuống đâu cũng được.

Những tay lượn khác trong rừng Đông Nam Á

Rừng nhiệt đới Đông Nam Á là nơi tập trung nhiều động vật biết lượn bậc nhất thế giới. Có giả thuyết cho rằng rừng ở đây có nhiều cây họ Dầu cao lớn, tán thưa, khoảng cách giữa các cây lớn, nên lượn là cách di chuyển tiết kiệm hơn trèo xuống rồi trèo lên.

• Thằn lằn bay (chi Draco): có màng da căng trên những xương sườn dài, gập lại khi đậu và xoè ra như cánh khi lượn. Ở Việt Nam có ghi nhận một số loài Draco.
• Ếch bay (một số loài thuộc họ ếch cây): bàn chân có màng rất rộng, xoè ra như bốn chiếc dù nhỏ. Nhà tự nhiên học Alfred Russel Wallace đã mô tả ếch bay ở Borneo từ thế kỷ 19.
• Sóc bay, chồn dơi: thú có màng da nối giữa các chi.
• Tắc kè bay: có nếp da ở hai bên sườn, chân và đuôi.

Trong số đó, rắn bay là con duy nhất không có một bộ phận "cánh" riêng nào. Nó dùng toàn bộ thân làm cánh, và dùng chính chuyển động uốn lượn vốn có của loài rắn để điều khiển.

Tự thử: một dải giấy lượn

Không thể tái hiện rắn bay ở nhà, nhưng có thể cảm nhận vì sao hình dạng dẹt lượn được còn hình tròn thì rơi thẳng.

1. Cắt hai dải giấy A4 theo chiều dài, rộng khoảng 3 cm. Cuộn chặt một dải thành ống tròn nhỏ, dán băng dính giữ lại. Để dải còn lại phẳng, hơi uốn cong mặt cắt như máng (lõm xuống dưới).
2. Đứng trên một bậc thềm thấp có người lớn đi cùng, thả cả hai cùng lúc ở cùng độ cao, đặt nằm ngang.
3. Quan sát: ống tròn rơi gần như thẳng. Dải dẹt chao lượn, trôi ra xa hơn và chạm đất muộn hơn. Thử uốn dải dẹt thành chữ S nhẹ rồi thả lại, ghi xem nó có chao đều hơn hay lật nhanh hơn.

Thí nghiệm này chỉ minh hoạ ý "dẹt thì có lực nâng", không mô phỏng được cơ chế ổn định bằng uốn lượn của rắn thật, vốn cần con vật chủ động điều khiển.

Góc nhìn hôm nay

Rắn bay đã giúp các kỹ sư nghĩ tới những thiết bị bay mềm, không cánh cứng, có thể tự ổn định bằng cách thay đổi hình dạng. Với người yêu thiên nhiên, chúng là lời nhắc rằng rừng Việt Nam còn nhiều điều để quan sát: một con rắn cườm vắt mình trên cành ở rìa vườn quốc gia, một con thằn lằn bay xoè màng trên thân cây cao. Nếu gặp, hãy giữ khoảng cách, chụp ảnh và gửi cho các nhóm quan sát động vật hoang dã hoặc trung tâm cứu hộ để họ ghi nhận. Không bắt về nuôi; rắn bay rất khó sống trong điều kiện nuôi nhốt và việc buôn bán động vật hoang dã chịu sự quản lý của pháp luật.