Con bọ "bắn hơi nóng" thật ra là bọ cánh cứng pháo thủ (bombardier beetle), không phải bọ xít: khi bị tấn công, nó trộn hai chất trong một khoang phản ứng ở đuôi và phun ra tia dung dịch nóng khoảng 100 °C theo từng xung, khoảng 500 xung mỗi giây, nhắm được về nhiều hướng. Bọ xít thì tự vệ bằng chất lỏng hôi và cay, không nóng, nhưng đủ làm rát da, cay mắt. Cả hai đều là đòn tự vệ hoá học tức thì của côn trùng.
Hai con bọ hay bị nhầm
| Bọ cánh cứng pháo thủ | Bọ xít | |
|---|---|---|
| Nhóm | Bọ cánh cứng (bộ Coleoptera), họ chân chạy | Bộ Cánh nửa (Hemiptera), nhiều họ |
| Vũ khí | Tia dung dịch nóng chứa benzoquinon | Chất lỏng mùi hôi, cay, tiết từ tuyến trên ngực hoặc lưng |
| Nhiệt độ | Khoảng 100 °C khi phun | Nhiệt độ thường |
| Cách phun | Từng xung liên tiếp, nhắm hướng được | Rỉ hoặc tia ngắn, toả mùi |
| Ở Việt Nam | Các chi như Pheropsophus gặp ở châu Á | Rất phổ biến, như bọ xít nhãn vải, bọ xít xanh |
Tên tiếng Việt cho bọ pháo thủ chưa thống nhất, nên nhiều người gọi chung mọi con bọ phun chất hôi là bọ xít. Bài này tách hai nhóm cho rõ.
Bọ pháo thủ: một phòng thí nghiệm hoá học ở đuôi
Bọ pháo thủ có hai khoang ở cuối bụng:
- Khoang chứa đựng dung dịch hydroquinon và hydro peroxit (nước oxy già). Hai chất này để riêng thì phản ứng rất chậm.
- Khoang phản ứng có thành dày, chứa enzym catalase và peroxidase.
Khi bị đe doạ, bọ mở van cho một ít dung dịch từ khoang chứa chảy sang khoang phản ứng. Enzym làm hydro peroxit phân huỷ rất nhanh, giải phóng oxy, đồng thời hydroquinon bị oxy hoá thành benzoquinon — chất kích ứng mạnh. Phản ứng toả nhiệt đủ để đưa dung dịch lên khoảng 100 °C, và áp suất khí đẩy hỗn hợp phụt ra qua đầu đuôi kèm một tiếng nổ lách tách nhỏ.
Đầu đuôi xoay được, nên bọ có thể phun về phía trước, sau, hai bên, thậm chí lên lưng, nhắm vào đúng chỗ bị kẹp hay cắn.
Phun theo xung, như súng máy tí hon
Năm 1999, Thomas Eisner và Daniel Aneshansley (Đại học Cornell, Mỹ) công bố trên PNAS rằng loài bọ pháo thủ họ nghiên cứu không phun một dòng liên tục mà phun thành từng xung rất nhanh, khoảng 500 xung mỗi giây. Mỗi lần "bắn" thực chất là một chuỗi vụ nổ nhỏ.
Năm 2015, nhóm của Eric Arndt và Christine Ortiz (Viện Công nghệ Massachusetts) dùng tia X cường độ cao từ máy gia tốc synchrotron để quay xuyên qua cơ thể bọ đang phun, công bố trên Science. Họ thấy cơ chế van thụ động: mỗi vụ nổ nhỏ làm áp suất tăng, đóng van nạp lại; áp suất giảm thì van mở, dung dịch mới chảy vào, vụ nổ tiếp theo xảy ra. Kiểu chu trình tự lặp này giúp bọ:
- Không để khoang phản ứng quá nóng, tự làm bỏng mình.
- Tiết kiệm hoá chất, phun được nhiều lần.
- Tạo tia mạnh, có hướng thay vì một vũng tràn ra.
Các kỹ sư từng nghiên cứu nguyên lý này cho thiết bị phun nhiên liệu, phun thuốc, dù chưa có ứng dụng đại trà.
Bị nuốt rồi vẫn thoát
Năm 2018, Shinji Sugiura và Takuya Sato (Đại học Kobe, Nhật Bản) công bố trên Biology Letters một thí nghiệm gây chú ý. Họ cho cóc ăn bọ pháo thủ châu Á Pheropsophus jessoensis. Cóc nuốt chửng bọ. Nhưng bọ phun hoá chất nóng ngay trong dạ dày cóc, và khoảng 43% số cóc nôn bọ ra. Những con bọ bị nôn ra sau khoảng từ 12 phút đến gần 2 giờ trong bụng cóc hầu hết vẫn sống và đi lại bình thường.
Nhóm nghiên cứu cũng thấy: khi bọ đã bị làm cho "hết đạn" trước đó, cóc giữ bọ lại trong bụng gần như mọi lần. Nghĩa là chính cú phun đã cứu bọ.
Bọ xít: mùi hôi là lá chắn
Bọ xít có tuyến mùi ở ngực (con trưởng thành) hoặc trên lưng bụng (con non). Khi bị chạm, kẹp hay bóp, chúng tiết ra hỗn hợp các hợp chất aldehyde có mùi hôi hắc. Với chim, thằn lằn, nhện, mùi và vị ấy đủ để nhả ra.
Ở Việt Nam, bọ xít nhãn vải (Tessaratoma papillosa) là loài người làm vườn hay gặp. Dịch nó tiết ra có thể làm da nhuộm vàng nâu, rát, phồng; bắn vào mắt gây cay xót. Vài lưu ý:
- Đeo găng tay và kính khi rung cây, bắt bọ xít ở vườn nhãn, vải.
- Bị dính dịch thì rửa ngay bằng nhiều nước sạch. Nếu vào mắt, rửa kỹ và đi khám mắt, đừng dụi.
- Không bóp chết bọ xít trong nhà: mùi bám rất lâu.
Những đòn tự vệ hoá học tức thì khác
- Mối lính mũi nhọn (chi Nasutitermes): đầu như vòi phun, xịt keo dính lên kiến tấn công.
- Cuốn chiếu: nhiều loài tiết chất có mùi hắc, một số loài tiết hợp chất sinh ra xyanua lượng nhỏ khi bị đe doạ.
- Chồn hôi châu Mỹ: xịt chất chứa hợp chất lưu huỳnh (thiol) xa vài mét, mùi bám nhiều ngày.
- Sâu róm: lông độc gãy vào da gây ngứa rát — không phun nhưng "kích hoạt" ngay khi bị chạm.
Điểm chung: con vật nhỏ, chậm, không chạy kịp thì dùng hoá học thay tốc độ. Phản ứng hoá học diễn ra trong phần nghìn giây đã đủ làm kẻ săn nhả mồi.
Nhanh tới mức nào
Từ lúc bị kẹp chân đến lúc tia phun trúng kẻ tấn công, bọ pháo thủ chỉ cần một khoảng rất ngắn, đủ nhanh để con kiến hay con nhện chưa kịp siết chặt đã phải buông. Mỗi xung phun chỉ kéo dài vài phần nghìn giây. Với kẻ săn nhỏ, cảm giác bị phun giống chạm phải nước sôi trộn hoá chất cay — một bài học nhớ lâu. Nhiều loài chim, ếch nhái sau một lần nếm thử sẽ tránh bọ có màu sắc tương tự.
Góc nhìn hôm nay: bọ pháo thủ trong cuộc tranh luận về tiến hoá
Bọ pháo thủ từng được những người phản đối thuyết tiến hoá đưa ra làm ví dụ "quá phức tạp để tiến hoá từng bước". Các nhà sinh học đáp lại bằng chuỗi giả thuyết có cơ sở: nhiều loài bọ cánh cứng đã tiết quinon để tự vệ (không nóng), enzym catalase và peroxidase có sẵn trong mọi tế bào, và các họ hàng của bọ pháo thủ cho thấy những "bậc trung gian" khác nhau về cấu tạo tuyến. Nghiên cứu về nguồn gốc tiến hoá của cơ chế này vẫn đang tiếp diễn.
Muốn xem tận mắt, video tốc độ cao của các nhóm Eisner (Cornell) và Arndt (MIT) được công bố kèm bài báo; video bọ bị cóc nôn ra của nhóm Sugiura cũng có công khai.
Câu hỏi thường gặp
Con bọ nào bắn ra hơi nóng?
Đó là bọ cánh cứng pháo thủ (bombardier beetle), không phải bọ xít. Nó trộn hydroquinon và hydro peroxit với enzym trong một khoang ở đuôi, tạo dung dịch khoảng 100 °C phun ra theo từng xung.
Bọ xít hôi có nguy hiểm không?
Dịch bọ xít không nóng nhưng có thể làm da rát, nhuộm vàng nâu và gây cay mắt. Bị dính thì rửa bằng nhiều nước sạch; nếu vào mắt, rửa kỹ và đi khám, không dụi mắt.
Bọ pháo thủ phun nhanh cỡ nào?
Theo nghiên cứu của Eisner và Aneshansley năm 1999, tia phun gồm các xung rất nhanh, khoảng 500 xung mỗi giây. Mỗi lần bắn thực chất là một chuỗi vụ nổ hoá học nhỏ liên tiếp.
Bọ pháo thủ có thoát được khi bị cóc nuốt không?
Có. Thí nghiệm năm 2018 của Sugiura và Sato cho thấy khoảng 43% số cóc nôn bọ ra sau khi bị bọ phun hoá chất trong dạ dày, và phần lớn số bọ đó vẫn sống.
Vì sao bọ pháo thủ không tự bị bỏng?
Khoang phản ứng có thành dày, chịu nhiệt, và việc phun theo xung giúp mỗi lần chỉ phản ứng một lượng nhỏ, có khoảng nghỉ giữa các vụ nổ. Cơ chế van thụ động này được nhóm Arndt mô tả trên Science năm 2015.
