Cá có ngủ, nhưng ngủ mở mắt vì đa số loài cá không có mí mắt. Khi ngủ, cá nằm im hoặc lơ lửng một chỗ, bơi chậm lại, phản ứng kém với xung quanh, và nếu bị quấy suốt đêm thì hôm sau "ngủ bù". Cá ngựa vằn (zebrafish) là loài được nghiên cứu kỹ nhất; năm 2019 các nhà khoa học còn ghi được hai trạng thái ngủ khác nhau trong não chúng.
Ngủ mà không nhắm mắt: làm sao biết cá đang ngủ
Ở người và thú, dấu hiệu ngủ dễ thấy nhất là nhắm mắt. Phần lớn cá không có mí, nên không thể dựa vào mắt. Nhiều loài cá cũng không có vỏ não như thú, nên điện não đồ kiểu người không áp dụng được. Các nhà khoa học vì vậy dựa vào bộ tiêu chí hành vi:
- Cá có giai đoạn bất động hoặc giảm vận động rõ, lặp lại theo nhịp ngày đêm.
- Trong giai đoạn đó, cá thường giữ một tư thế hoặc chỗ quen: nằm sát đáy, nép vào hốc đá, chui dưới lá cây thuỷ sinh.
- Cá phản ứng chậm hơn với ánh sáng, tiếng động hay rung động.
- Bị đánh thức thì cá tỉnh lại nhanh.
- Bị ngăn ngủ thì sau đó cá nghỉ nhiều hơn bình thường.
Nhiều loài cá đáp ứng đủ những tiêu chí này. Vì thế giới khoa học hiện chấp nhận rằng cá ngủ, dù giấc ngủ của chúng trông rất khác người.
Cá ngựa vằn: "con chuột thí nghiệm" của khoa học giấc ngủ
Cá ngựa vằn là loài cá nhỏ sọc xanh, quen thuộc với người chơi cá cảnh. Ấu trùng của nó trong suốt, nhìn được não dưới kính hiển vi khi cá còn sống. Đây là lý do nó trở thành một trong những sinh vật được dùng nhiều nhất để nghiên cứu giấc ngủ.
Những mốc nghiên cứu
- Zhdanova và cộng sự (2001): ấu trùng cá ngựa vằn có trạng thái nghỉ đáp ứng các tiêu chí của giấc ngủ, có ngủ bù sau khi bị thiếu.
- Yokogawa và cộng sự (2007): cá ngựa vằn trưởng thành ngủ chủ yếu ban đêm; hệ hormone hypocretin/orexin, vốn liên quan tới bệnh ngủ rũ ở người, cũng điều hoà giấc ngủ ở cá.
- Leung và cộng sự (2019), tạp chí Nature: nhóm ở Đại học Stanford dùng kính hiển vi huỳnh quang ghi hoạt động toàn bộ não ấu trùng cá ngựa vằn khi ngủ. Họ thấy hai trạng thái ngủ: một trạng thái với các đợt phóng điện chậm, mà họ so với giấc ngủ sóng chậm ở thú, và một trạng thái có sóng lan truyền qua não, kèm cơ bắp giãn ra, mà họ so với giấc ngủ REM.
Phát hiện năm 2019 gây chú ý vì cá không có vỏ não và không chuyển động mắt nhanh khi ngủ. Nếu hai trạng thái này thật sự tương ứng với NREM và REM, thì nguồn gốc của hai kiểu ngủ có thể xa xưa hơn nhiều so với từng nghĩ, có thể từ tổ tiên chung của cá và thú cách đây hơn 450 triệu năm. Các tác giả đề xuất cách hiểu này; giới khoa học vẫn đang kiểm chứng.
Những cách ngủ lạ của cá
Cá vẹt quấn túi ngủ bằng nhớt
Nhiều loài cá vẹt ở rạn san hô, khi đêm xuống, chui vào hốc đá và tiết ra một lớp nhớt bao quanh người như một chiếc túi ngủ trong suốt. Nghiên cứu của Grutter và cộng sự (2011) cho thấy lớp kén nhớt này giúp cá tránh bị một loại ký sinh nhỏ (gnathiid isopod) bám hút máu ban đêm. Sáng ra, cá chui khỏi kén và bơi đi.
Cá bàng chài vùi mình dưới cát
Một số loài cá bàng chài (wrasse) ở rạn san hô vùi mình dưới lớp cát đáy khi đêm xuống và nằm yên tới sáng.
Cá mập nghỉ ở đáy
Có quan niệm cho rằng mọi cá mập phải bơi liên tục để thở. Điều này đúng với một số loài cần nước chảy qua mang liên tục, nhưng nhiều loài khác bơm được nước qua mang khi nằm yên. Năm 2022, nhóm của Michael Kelly (Úc) báo cáo một loài cá mập nhỏ ở New Zealand, khi nằm bất động ở đáy, có tốc độ trao đổi chất giảm rõ và tư thế nằm phẳng đặc trưng, ngay cả khi mắt vẫn mở. Đó là dấu hiệu ngủ, không chỉ nghỉ.
Cá hang ngủ rất ít
Cá hang Mexico (Astyanax mexicanus) có hai dạng: dạng sống trên sông có mắt, và dạng sống trong hang tối mù, không mắt. Nghiên cứu của Duboué và cộng sự (2011) thấy các quần thể cá hang ngủ ít hơn hẳn họ hàng trên sông. Các nhà khoa học cho rằng trong hang thiếu thức ăn, thức nhiều để kiếm ăn có lợi, nên chọn lọc tự nhiên đã cắt giảm giấc ngủ.
Bảng tóm tắt các kiểu ngủ của cá
| Loài, nhóm | Cách ngủ | Nguồn |
|---|---|---|
| Cá ngựa vằn | Ngủ đêm, hai trạng thái ngủ trong não | Zhdanova 2001; Yokogawa 2007; Leung 2019 |
| Cá vẹt | Ngủ trong kén nhớt ở hốc đá | Grutter và cs., 2011 |
| Cá bàng chài | Vùi dưới cát qua đêm | Quan sát ở rạn san hô |
| Cá mập nghỉ ở đáy | Nằm phẳng, trao đổi chất giảm, mắt có thể mở | Kelly và cs., 2022 |
| Cá hang Mexico | Ngủ ít hơn hẳn họ hàng trên sông | Duboué và cs., 2011 |
Cá cảnh trong nhà ngủ thế nào
Nếu nuôi cá trong bể, bạn có thể tự quan sát. Tối muộn, tắt đèn bể một lúc rồi soi nhẹ bằng đèn mờ: nhiều con sẽ lơ lửng gần đáy hoặc nép sau cây, vây cử động chậm, màu có thể nhạt hơn. Một số loài cá cảnh như cá betta hay nằm tựa lên lá cây.
Vài điều người nuôi nên biết:
- Đèn bể nên tắt ban đêm. Bể sáng đèn liên tục làm rối nhịp ngày đêm của cá. Nhiều người nuôi dùng hẹn giờ cho đèn bật tắt đều đặn.
- Bật đèn sáng đột ngột giữa đêm có thể làm cá hoảng, lao vào kính. Bật đèn phòng trước, đợi vài phút rồi mới bật đèn bể.
- Cá nằm im ở đáy ban đêm thường là đang ngủ. Nếu ban ngày cá cũng nằm lì, bỏ ăn, vây cụp, thở gấp, thì đó có thể là dấu hiệu bệnh hoặc nước có vấn đề, nên hỏi người có chuyên môn về thú y thuỷ sản hoặc cửa hàng cá cảnh uy tín.
Góc nhìn hôm nay
Cá cho ta thấy giấc ngủ có lẽ đã tồn tại từ rất sớm trong lịch sử động vật có xương sống. Những gì ta thấy ở cá ngựa vằn, hormone điều hoà giấc ngủ, nhịp ngày đêm, có thể cả hai kiểu ngủ, đều có họ hàng ở người. Vì vậy cá ngựa vằn đang được dùng để tìm hiểu các gen liên quan tới rối loạn giấc ngủ, và thử nghiệm sàng lọc những chất ảnh hưởng tới giấc ngủ.
Với người đọc, chuyện cá ngủ mở mắt là lời nhắc rằng "nhắm mắt" chỉ là một phần của giấc ngủ ở loài ta, không phải định nghĩa. Ngủ là trạng thái của não, không phải của mí mắt.
Muốn quan sát cá ngủ ngoài tự nhiên, những người lặn đêm ở các vùng rạn san hô như Nha Trang, Côn Đảo hay Phú Quốc có thể bắt gặp cá vẹt trong kén nhớt. Hãy lặn cùng người hướng dẫn có chứng chỉ, không chạm vào cá hay san hô, và không rọi đèn mạnh thẳng vào cá đang ngủ.
Câu hỏi thường gặp
Cá có ngủ không?
Có. Cá có giai đoạn bất động hoặc bơi rất chậm, phản ứng kém với xung quanh, và ngủ bù khi bị quấy. Các nghiên cứu trên cá ngựa vằn còn ghi được những trạng thái ngủ trong não, có nét giống giấc ngủ của thú.
Cá ngủ có nhắm mắt không?
Đa số loài cá không có mí mắt nên ngủ với mắt mở. Một số loài cá mập có màng bảo vệ mắt nhưng đó không phải mí như ở người. Vì vậy không thể dựa vào mắt để biết cá có đang ngủ hay không.
Làm sao biết cá cảnh đang ngủ?
Cá đang ngủ thường lơ lửng gần đáy hoặc nép sau cây, vây cử động chậm, màu có thể nhạt hơn, và phản ứng chậm khi có động nhẹ. Điều này hay thấy vào ban đêm khi đèn bể đã tắt.
Có nên để đèn bể cá sáng cả đêm không?
Không nên. Cá cũng có nhịp ngày đêm, và đèn sáng liên tục làm rối nhịp này. Nhiều người nuôi dùng hẹn giờ để đèn bể bật tắt đều đặn mỗi ngày.
Cá mập có phải bơi liên tục cả khi ngủ không?
Chỉ một số loài cá mập cần nước chảy qua mang liên tục. Nhiều loài khác bơm được nước qua mang khi nằm yên ở đáy, và có nghiên cứu cho thấy chúng thật sự ngủ trong lúc đó.