What Do Insects Do When Nature Calls? | Saad Bhamla | TED

Translator: Nguyễn Minh Ngọc Reviewer: Hung Trieu

I love bugs.

Tôi yêu bọ.

I think of them as nature’s tiny engineers

Tôi nghĩ chúng là những kĩ sư tí hon của thiên nhiên

because they come up with the most extraordinary and incredible solutions

bởi vì chúng nảy ra những giải pháp khác thường nhất và không thể tin được

to life’s problems.

đối với những vấn đề của cuộc sống.

And I just love observing them

Và tôi chỉ yêu quan sát chúng

because they're so full of surprises and curiosities.

bởi vì chúng đầy những sự bất ngờ và sự hiếu kỳ.

During my career, I studied spiders that use their webs as a slingshot

Trong công việc của tôi, tôi đã nghiên cứu những con nhện

dùng tơ của chúng như 1 chiếc súng cao su

to capture prey deep in the Amazon rainforest,

để bắt những con mồi sâu trong rừng nhiệt đới Amazon,

worms that tangle up with each other

những con giun quấn vào nhau

and form knots to form these shape-shifting blobs

và hình thành các nút thắt để thành các đốm thay đổi hình dạng này

to survive in harsh environments such as sewers and caves,

để sống sót trong môi trường khắc nghiệt như là cống rãnh hay hang động

and tiny aquatic beetles that bring their own scuba gear when they dive,

và bọ cánh cứng nhỏ mang theo thiết bị lặn của riêng chúng khi lặn

on their butts.

trên mông của chúng.

But today, I'm going to tell you a story

Nhưng hôm nay, tôi sẽ kể với bạn một câu chuyện

about one of nature's most extraordinary engineers

về một kĩ sư lạ thường nhất của thiên nhiên

that pushes the limits of fluid mechanics and bioengineering

đã vượt qua các giới hạn của cơ học chất lỏng và kỹ thuật sinh học

and, arguably, solves their number one problem --

và, được cho là, giải quyết vấn đề số một của chúng --

how insects pee.

côn trùng đi tiểu như thế nào.

A few years ago, my student, Elio Challita, and I

Một vài năm trước, học sinh của tôi, Elio Challita, và tôi

observed this tiny insect having a private moment

đã quan sát côn trùng nhỏ bé này có thời gian riêng tư

in our own backyards in Atlanta,

ở trong sân sau của chúng tôi ở Atlanta,

and we couldn't believe our eyes.

và chúng tôi không thể tin vào mắt mình.

This insect was peeing for hours,

Con côn trùng này đã đi tiểu hàng giờ,

and it was so quick we could barely see it.

và nó nhanh đến mức chúng tôi không thể nhìn thấy nó.

And we were blown away -- we had never seen anything like this.

Chúng tôi ngạc nhiên --

chúng tôi chưa bao giờ thấy điều gì như này.

We had never seen an insect pee.

Tôi chưa từng thấy côn trùng tiểu.

So today, I'm going to tell you how insects pee,

Nên hôm nay, tôi sẽ nói với các bạn côn trùng đi tiểu như thế nào,

why they pee so much and in this way,

tại sao họ đi tiểu nhiều như vậy và lại theo cách này,

and finally, why you should care about insect pee.

cuối cùng, tại sao bạn nên quan tâm đến nước tiểu của côn trùng.

(Laughter)

(Tiếng cười)

So sit back and relax -- you're in for a treat.

Hãy ngồi lại và thư giãn -- bạn sẽ nhận được một sự bất ngờ.

(Laughter and applause)

(Tiếng cười và vỗ tay)

(Laughs) So one of the first things we had to discuss

(Cười) Một trong những điều đầu tiên chúng ta phải nói

is "Wait a second -- insects pee?"

là “Đợi chút -- nước tiểu của côn trùng?”

And it turns out that almost all insects pee,

Và hóa ra là gần như tất cả côn trùng đều đi tiểu,

in one form or another.

dưới thể này hay thể khác.

It's a closed system -- what goes in must come out.

Đó là một hệ thống khép kín -- những gì đi vào phải đi ra.

But the protagonist of today's story, Homalodisca vitripennis,

Nhưng nhân vật chính của ngày hôm nay, Homalodisca vitripennis,

or a glassy-winged sharpshooter --

hay ve cánh trong ngòi nhọn --

isn't it gorgeous?

tuyệt đẹp phải không?

You can see where it gets its name from, it's got these transparent wings.

Bạn có thể thấy tên nó từ đâu, nó có đôi cánh trong suốt này.

This insect specializes in feeding on xylem fluid from plants.

Côn trùng này chuyên kiếm ăn trên chất lỏng xylem từ thực vật.

It’s a sapsucker.

Nó là một loại hút nhựa cây.

But I think of it as a plant's mosquito.

Nhưng tôi nghĩ về nó như muỗi của cây.

And just after a mosquito sucks your blood,

Và chỉ sau khi một con muỗi hút máu bạn,

it leaves behind a parting gift --

nó để lại một món quà chia tay --

so do these sharpshooters

những con ve này cũng vậy.

that spread bacteria into these plants,

Chúng mang vi khuẩn vào những cái cây này,

and it causes devastating and deadly diseases in plants,

và nó gây ra những bệnh nguy hiểm và chết chóc,

killing them.

và giết chết thực vật.

This is a huge problem in agriculture, including here in California,

Đây là một vấn đề lớn trong nông nghiệp, bao gồm cả ở California,

where it caused millions of dollars in damage to vineyards.

nơi gây thiệt hại hàng triệu đô la cho vườn nho.

And you can appreciate what they lack in size,

Và bạn có thể đánh giá cao những gì chúng thiếu về kích thước,

they make up in numbers.

chúng bù đắp nó bằng số lượng.

This is what millions of insects feeding and peeing looks like.

Đây là cách hàng triệu con ăn và đi tiểu trông như thế nào.

If only this woman knew where that water was coming from.

Giá như người phụ nữ này biết nguồn nước đó đến từ đâu.

(Laughter)

(Tiếng cười)

Now, don't worry, this insect's pee is just water.

Bây giờ, đừng lo, nước tiểu của côn trùng này chỉ là nước.

And so for the first time, I'm going to show you this behavior,

Và thế là lần đầu tiên, tôi sẽ cho bạn thấy hành vi này,

slowed down with our high-speed cameras,

tua chậm lại bằng camera của chúng tôi,

and this is what we discovered.

đó là những gì chúng tôi tìm ra.

We realized that this insect forms a droplet of pee,

Chúng tôi nhận ra rằng loài côn trùng này tạo giọt nước tiểu,

and then it flings them at extreme accelerations,

và sau đó phóng chúng với gia tốc cực đại,

of 40 g-forces.

với lực 40 g.

That's 40 times faster than the sprint of a cheetah.

Tốc độ đó nhanh gấp 40 lần so với

tốc độ chạy nước rút của một con báo.

These insects are really packing a punch from their butts.

Con con ve này thực sự có quyền năng từ đuôi của chúng.

And we wanted to under-- (Laughs)

Và chúng tôi muốn đi sâu xuống dưới -- (Cười)

We wanted to take a closer look at this flicker,

Chúng tôi muốn quan sát kỹ hơn hành động này,

so we put this insect and took a look under a microscope at its business end,

nên chúng tôi đặt côn trùng này dưới kính hiển vi và quan sát phần mông của chúng,

and this beautiful structure has a scientific name:

và cấu trúc tuyệt đẹp này có tên khoa học là:

it's called a butt flicker.

Đó là một cú nhấp nháy mông.

(Laughter)

(Tiếng cười)

And this is what we discovered.

Đây là những gì chúng tôi tìm thấy.

We realized that this insect had evolved springs and latches,

Chúng tôi nhận ra loài côn trùng này đã phát triển sự đàn hồi

just like a catapult, so that it could efficiently hurl its droplets of pee,

giống như máy phóng, để nó có thể phóng những giọt nước tiểu của nó hiệu quả

repeatedly, at these high accelerations.

lặp đi lặp lại, ở những gia tốc cao này.

Now, we wanted to measure the speed at which this flicker was moving,

Bây giờ, chúng tôi muốn đo tốc độ di chuyển của hành động này,

and the droplets,

và các giọt nước,

so we measured the speed of both the droplets and the flicker.

vì vậy chúng tôi đã đo tốc độ của cả 2 thứ: giọt nước và cú nhấp nháy.

And this is where we made a puzzling observation.

Đây là nơi chúng tôi đã làm quan sát khó hiểu này.

The speed of the droplets in the air was faster than the flicker.

Tốc độ của giọt nước trong không khí nhanh hơn cú nhấp nháy

So if you take a ratio of that, we were expecting it to be 100 percent,

Vì vậy, nếu bạn muốn lấy tỷ lệ của nó, chúng tôi đã mong đợi nó là 100%,

but turns out that the speed of the droplets

nhưng hóa ra tốc độ của các giọt nước

are about 150 to 200 [percent] faster than the flicker itself.

nhanh hơn khoảng 150-200% so với bản thân cú nhấp nháy.

This is why this is counterintuitive:

Đây là tại sao điều này lại khác thường:

imagine a Yankees baseball player throwing a ball at 100 miles an hour.

tưởng tượng một cầu thủ bóng chày Yankees ném một quả bóng 100 dặm/giờ.

At some point during that throw,

Tại một thời điểm nào trong lần ném đó,

their hands and fingers are moving at 100 miles an hour.

bàn tay và ngón tay họ đang di chuyển với tốc độ 100 dặm/giờ.

Say an amateur ballplayer throws a ball at 50 miles an hour,

Nói một người chơi nghiệp dư ném bóng với tốc độ 50 dặm/giờ,

and if you measure the speed of the ball

và nếu bạn đo tốc độ của quả bóng

and it's 100 miles an hour in midair,

nó là 100 dặm/giờ trong không trung,

we’d be surprised -- where would that extra speed come from, right?

chúng ta sẽ ngạc nhiên -- cái tốc độ đó từ đâu đến , phải không?

This is exactly what these insects are doing.

Đây là những gì con côn trùng này đang làm.

So to solve this puzzle, we went back and looked at our videos.

Để giải câu đố này chúng tôi trở lại và xem các video của mình.

And we’ll play this a couple of times --

Và chúng tôi sẽ bật lại video vài lần --

see if you can figure this out.

để xem bạn có tìm ra nó không.

Did you catch it?

Bạn có thấy nó không?

Let me grab a frame.

Để tôi chụp màn hình lại.

We realized that unlike a baseball that’s rigid ...

Chúng tôi nhận ra, không giống 1 quả bóng chày cứng

due to surface tension, these tiny droplets are squishy,

do sức căng bề mặt, những giọt nước này rất nhẹ và mềm,

and we had an “aha” moment.

chúng tôi đã hiểu ra vấn đề.

We were wondering if this insect is storing energy

Chúng tôi đã tự hỏi nếu côn trùng này đang trữ năng lượng

due to the surface tension just before launch.

do sức căng bề mặt ngay trước khi phóng.

And to test this, we did, naturally, what any of us would do --

Và để kiểm tra, dĩ nhiên,

chúng tôi đã làm điều mà bất kỳ ai trong ta sẽ làm --

we converted our kitchen tables into a lab to test this.

chúng tôi đã chuyển bàn bếp vào phòng thí nghiệm để kiểm tra điều này.

So now, we're going to place droplets on a speaker,

Bây giờ, chúng tôi sẽ đặt những giọt nước lên loa

to squish them at high speeds,

để ép chúng với tốc độ cao,

and this is what we discovered.

và đây là những gì chúng tôi phát hiện ra.

We realized that water that flows in our faucets like a liquid,

Chúng tôi nhận ra rằng nước trong vòi của chúng ta như một chất lỏng,

at these tiny scales, due to surface tension,

ở những phạm vi nhỏ, do sức căng bề mặt,

with the right timing, can get a kick, store energy,

với thời điểm thích hợp,

có thể có một cú hích tích trữ năng lượng,

and if you time it just right,

và nếu bạn canh đúng thời gian,

you can launch these off at extremely high speeds,

bạn có thể phóng chúng ở tốc độ cực cao,

just like a child on a trampoline.

giống như một đứa trẻ trên tấm bạt lò xo.

And to test this idea of timing, we even built a catapult.

Và để kiểm tra ý tưởng về thời gian này, chúng tôi đã tạo ra một máy phóng.

Our should I say a "cata-pee"?

Hay tôi có nên gọi nó là “máy phóng nước tiểu” không?

(Laughter)

(Tiếng cười)

And it reinforced this idea: too slow, the droplets don’t go off,

Và nó củng cố ý tưởng này: quá chậm, những giọt nước không bay,

and then if you move at the right speed, you've flung this.

và nếu bạn di chuyển với tốc độ phù hợp, bạn sẽ phóng được.

So I've told you today

Vì vậy, hôm nay tôi đã nói với bạn

những con côn trùng này sử dụng cấu trúc máy phóng như thế nào

how these insects use this catapulting structure

to store energy and surface tension

để dự trữ năng lượng và sức căng bề mặt

and throw these droplets at record-breaking speeds

và phóng những giọt nước này với tốc độ kỷ lục

to be, really, number one ...

thực sự, là số một ...

at number one.

vị trí số một.

(Laughs) But why have these insects evolved this remarkable ability?

(Cười) Nhưng tại sao côn trùng này phát triển được khả năng đáng kinh ngạc này?

And there are two reasons for this.

Có hai lý do cho việc này.

Number one is they are on a zero-calorie diet.

Đầu tiên là do nó ăn chế độ ăn kiêng không calo.

These tiny bugs are feeding from the xylem fluid

Những con ve này kiếm ăn từ chất lỏng xylem

that comes up through the roots, through the soil,

cái mà mọc lên từ rễ, xuyên qua đất,

and goes to the rest of the plant.

và đi đến phần còn lại của cây.

It's very, very poor in nutrients --

Nó rất, rất nghèo chất dinh dưỡng --

it's just water and some minerals.

nó chỉ là nước và 1 số khoáng chất

This is unlike the phloem fluid, which is rich in sugar,

Cái này không giống chất lỏng phloem, cái mà có nhiều đường,

coming through photosynthesis at the leaves

thông qua quá trình quang hợp ở lá

and going through the rest of the plant.

và đi qua phần còn lại của cây.

This is akin to a human

Điều này giống như một con người

purely sustaining themselves on a diet of diet lemonade.

hoàn toàn nuôi sống bản thân trong một chế độ ăn kiêng nước chanh.

Very low energy source --

Nguồn năng lượng rất thấp --

you'd have to constantly drink, but you'd have to constantly pee as well.

bạn sẽ phải liên tục uống, nhưng bạn cũng phải đi tiểu liên tục.

This still doesn't explain why these insects pee in droplets,

Điều này vẫn chưa giải thích được tại sao côn trùng này tiểu thành giọt,

and not in jets, like you and I would,

và không phải phun ra thành tia, như bạn và tôi sẽ làm,

if you were to take a bio break.

nếu bạn muốn nghỉ để đi vệ sinh.

Let's take a look at cicadas.

Chúng ta hãy cùng xem ve sầu.

These are the cousins of these sharpshooters.

Đây là họ hàng của những con ve này.

They're also xylem fluid feeders ...

Chúng cũng dựa vào chất lỏng xylem ...

and they pee in jets.

và nó đi tiểu thành tia.

(Laughter)

(Tiếng cười)

I love this video.

Tôi yêu cái video này.

This shows cicadas doing two of their favorite things

Video cho thấy ve sầu đang làm hai điều chúng yêu thích

when they come out of hibernation --

khi chúng ra khỏi giấc ngủ đông --

singing at the top of their lungs and peeing in the wind.

hát thật to và đi tiểu trong gió.

(Laughter)

(Tiếng cười)

And the second reason why these insects pee in droplets is size --

Và lý do thứ hai tại sao côn trùng này tiểu thành giọt là kích thước --

these things are tiny, they're smaller than my pinky.

Chúng rất nhỏ, nhỏ hơn cả ngón út của tôi.

In fact, the surface tension that enables them to store energy

Trên thực tế, sức căng bề mặt cho phép chúng dự trữ năng lượng

in these droplets to launch

trong những giọt này để phóng

is actually an impediment,

thực sự là một trở ngại,

because gravity doesn't matter,

vì trọng lực không quan trọng,

and surface tension sticks these droplets to their bodies.

và sức căng bề mặt dính những giọt này vào cơ thể chúng.

So they actually have to flick these droplets away --

Vì vậy, chúng thực sự phải bỏ những giọt này đi --

it's actually very difficult for these tiny bugs to pee.

thực sự rất khó khăn cho những con bọ này để đi tiểu.

And that's why I just love studying bugs.

Và đó là lý do tại sao tôi thích nghiên cứu những con bọ.

This tiny engineer has figured out how to survive on barely just water

Kỹ sư nhỏ bé này đã tìm ra làm thế nào để tồn tại chỉ bằng nước

through the xylem fluid.

thông qua chất lỏng xylem.

And it’s figured out to do so, it has to drink a lot,

Và để tìm ra điều đó, nó phải uống rất nhiều,

and pee a lot.

và tiểu rất nhiều.

Theo nghĩa đó, nó không quá khác với các kĩ sư khác mà tôi biết

In that sense, it's not so different from other engineers I know

trong một quán bar tối thứ sáu.

on a Friday night at a bar.

(Laughter)

(Tiếng cười)

But to do so,

Nhưng để làm điều đó,

it’s figured out it had to evolve this catapulting structure

nó hiểu rằng mình phải phát triển cái cấu trúc máy phóng này

and fling these droplets at high speeds.

và phóng những giọt này ở tốc độ cao.

And that’s why I always tell my students when we explore new bugs,

Đó là lý do tôi luôn nói với học sinh khi chúng tôi tìm ra sinh vật mới

"It's not a bug, it's a feature."

“Nó không phải là sâu bọ, nó là một sự đặc biệt”

(Laughter)

(Tiếng cười)

(Applause)

(Vỗ tay)

OK, so why should you care about insect pee,

Vậy sao bạn nên để ý việc côn trùng đi tiểu

and what’s the practical application of this work?

và thực tế ứng dụng của công việc này là gì?

Maybe, maybe one day,

Có thể, có thể một ngày,

these ideas, these principles could help us design

những ý nghĩ, những nguyên lý này có thể giúp ta thiết kế

more efficient water-ejector systems

hệ thống phun nước hiệu quả hơn

for our smartphones, our watches and hearing aids.

cho điện thoại thông minh, đồng hồ và máy trợ thính của chúng ta.

But I have to be honest,

Nhưng tôi phải nói thật là,

that's not really why I've obsessed over insect pee

điều đó không thực sự làm tôi ám ảnh với nước tiểu côn trùng

for the last four years.

trong bốn năm qua.

I do this because when I share my work with kids,

Tôi làm vậy là vì khi tôi chia sẻ công việc của mình tới bọn trẻ,

it ignites their curiosity.

nó khơi gợi sự tò mò của chúng.

When I talk about insect pee, it makes their eyes light up.

Khi tôi nói về nước tiểu của côn trùng, mắt chúng sáng lên.

They laugh, they run around in their backyards,

Chúng cười và chạy quanh sân,

looking at bugs and asking questions.

nhìn những sinh vật và đặt câu hỏi.

It reminds them and us that we can discover marvelous in the mundane,

Nó nhắc bọn trẻ và chúng ta rằng mình có thể khám phá điều kì diệu của thế giới,

even in our own backyards.

ngay cả trong chính sân nhà của mình.

We just have to look closely.

Chúng ta chỉ cần nhìn sâu hơn.

Thank you so much.

Cảm ơn rất nhiều.

(Cheers and applause)

(Hoan hô và vỗ tay)

I've got to go pee.

Tôi phải đi vệ sinh đây.