Thiên nhiên liệu có một nhịp độ ưu tiên? Từ những đàn đom đóm phát sáng đồng bộ cho đến âm nhạc của con người, nhiều nhịp điệu sinh học dường như đang gặp nhau ở cùng một dải tần số.
Khi đang ghi hình loài đom đóm Pteroptyx malaccae trong những rừng đước tại Thái Lan — một loài nổi tiếng với khả năng phát sáng đồng loạt — các nhà nghiên cứu đã nhận ra một sự trùng hợp kỳ lạ: những chú dế gần đó dường như cũng gáy theo đúng nhịp phát sáng của đàn đom đóm.
“Tôi đã nghĩ, liệu hai loài này có đang tương tác với nhau không?” – Nhà vật lý sinh học Guy Amichay từ Đại học Northwestern, tác giả chính của nghiên cứu, chia sẻ. “Điều đó thực sự làm tôi kinh ngạc vì đây là sự đối lập giữa ánh sáng và âm thanh.”
Phân tích kỹ hơn cho thấy cả hai loài đều tạo ra tín hiệu ở cùng một nhịp độ: khoảng 2,4 hertz, tương đương gần 145 nhịp mỗi phút (BPM).
Dù sự tương đồng kỳ diệu này có thể chỉ là ngẫu nhiên, một khảo sát rộng hơn về các nghiên cứu giao tiếp ở động vật đã hé lộ một dải nhịp độ phổ biến — từ 0,5 đến 4 hertz (30 đến 240 nhịp mỗi phút). Dải tần số này xuất hiện lặp đi lặp lại ở nhiều loài vật có kích thước hoàn toàn khác biệt, từ đom đóm, còng dã tràng cho đến cá, chim, loài linh trưởng và con người.
Các nhà nghiên cứu đã công bố phát hiện của mình trên tạp chí PLOS Biology. Họ cũng quét 124 bản ghi âm từ lưu trữ âm thanh tự nhiên xeno-canto và xác định được 50 loài sở hữu tín hiệu nhịp điệu đều đặn. Tín hiệu của các loài này cũng tập trung vào cùng khoảng nhịp độ kể trên, với đỉnh điểm rơi vào khoảng 180 nhịp mỗi phút.
“Việc tồn tại một nhịp điệu chung giữa một tập hợp loài và hệ thống giao tiếp đa dạng đến kinh ngạc là một điều hết sức thú vị,” – Nhà nghiên cứu nhận thức âm nhạc Henkjan Honing tại Đại học Amsterdam (người không tham gia vào nghiên cứu) nhận định. Ông cho biết thêm rằng hầu hết nhạc phổ thông phương Tây cũng nằm trong dải này, ở mức khoảng 120 nhịp mỗi phút (2 hertz).
Rất nhiều loài trong số này hoàn toàn có khả năng phát tín hiệu ngoài dải tần số kể trên. Vậy tại sao chúng lại không làm như vậy?
Để giải đáp thắc mắc này, các nhà khoa học đã chuyển hướng tập trung từ bên phát tín hiệu sang bên tiếp nhận — bởi vì mọi tín hiệu cuối cùng đều phải được giải quyết bởi hệ thần kinh cấu tạo từ các tế bào thần kinh (neuron).
Các tế bào thần kinh không phản ứng ngay lập tức với tín hiệu đi vào. Phản ứng của chúng phụ thuộc vào dữ liệu nhận được trong vài trăm miligiây trước đó. Các nhà nghiên cứu đặt câu hỏi: Liệu thời gian giải quyết này có làm cho các mạch thần kinh đặc biệt nhạy cảm với một số nhịp độ nhất định hay không? Tương tự như cách thời gian một chiếc xích đu di chuyển qua lại quyết định thời điểm lực đẩy đạt hiệu quả cao nhất. Một mô hình máy tính đã chỉ ra rằng các mạch thần kinh đơn giản được xây dựng với “nhịp độ” nội bộ 120 nhịp mỗi phút sẽ phản ứng tốt nhất với các tín hiệu cũng nằm xung quanh dải đó.
Nhà khoa học nhận thức Nori Jacoby từ Đại học Cornell (người không tham gia nghiên cứu) cho biết phát hiện này tương đồng với các nghiên cứu nhiều thập kỷ qua về khả năng cảm nhận nhịp điệu của con người: dù con người có thể đồng bộ theo nhiều nhịp điệu đa dạng, việc cảm nhận và tạo ra nhịp điệu có xu hướng đạt đỉnh trong dải nhịp độ ưu tiên từ 85 đến 120 nhịp mỗi phút.
Tuy nhiên, chuyên gia Honing cũng lưu ý rằng lời giải thích về mặt thần kinh mới chỉ là một khả năng. Các nhịp điệu sinh học khác như chuyển động hoặc nhịp thở cũng có thể góp phần định hình nhịp độ giao tiếp của động vật — mở ra những câu hỏi còn bỏ ngỏ về cách các loài vật vô cùng khác nhau cùng tìm đến những nhịp độ tương đồng.
Nguồn tham khảo:
- PLOS Biology / Scientific American: https://www.scientificamerican.com/article/nature-may-have-a-preferred-tempo/
- xeno-canto sound archive: https://xeno-canto.org/
