Việc cá bơi ngược dòng để sinh sản là hiện tượng tự nhiên, nhưng hành trình đó không hề dễ dàng. Theo một số nghiên cứu, chỉ có 3% cá mập ở Hoa Kỳ có thể vượt qua các rào cản nhân tạo và quay trở lại nơi sinh sản của chúng. Những dữ liệu như vậy khiến người ta tự hỏi: Những yếu tố nào khiến những loài cá này phải đối mặt với những thách thức khó khăn như vậy trong hành trình dài của chúng?
"Tốc độ của nước, thiết kế của chướng ngại vật và khả năng bơi của chính cá sẽ ảnh hưởng đến khả năng bơi trôi chảy của chúng."
Với sự tiến bộ của thời đại công nghiệp, việc xây dựng đập và các cơ sở bảo tồn nước khác nhau đã mọc lên như nấm sau mưa. Những cơ sở này đã có tác động đáng kể đến quá trình di cư tự nhiên của cá. Đặc biệt đối với những loài cá sống bằng nghề đánh bắt xa bờ, việc trở về nhà thành công không chỉ phụ thuộc vào khả năng bơi của chúng mà còn liên quan chặt chẽ đến việc thiết kế các công trình bảo tồn nước.
Nguồn gốc của đường đi cho cá có thể bắt nguồn từ nước Pháp vào thế kỷ 17, khi con người bắt đầu sử dụng cành cây và các vật liệu tự nhiên khác để xây dựng đường đi cho cá đơn giản giúp cá vượt qua chướng ngại vật dưới nước. Kể từ đó, khi công nghệ phát triển, nhiều hình thức đường đi của cá đã xuất hiện, bao gồm các công trình hồ bơi và đập, đường đi của cá bị chặn, thang nâng cá và các loại khóa cá mới.
“Hiệu quả của đường đi của cá thường phụ thuộc vào thiết kế của nó, hy vọng sẽ giảm bớt sự mệt mỏi và cản trở cho cá.”
Ngay cả khi thiết kế đường đi cho cá, nếu dòng nước chảy quá nhanh, cá cũng không thể đi qua một cách hiệu quả và thậm chí có thể bị cuốn trôi ngược về hạ lưu. Điều này buộc các chuyên gia phải xem xét lại thiết kế đường cá bơi và quan tâm nhiều hơn đến khả năng bơi của các loài cá khác nhau. Ví dụ, cá mập Mỹ bơi ngược dòng đòi hỏi tốc độ nước và tiêu thụ năng lượng rất lớn, đây là vấn đề thường khiến chúng gặp khó khăn khi bơi trong dòng nước.
Có nhiều kiểu thiết kế đường dẫn cá, bao gồm:
Đây là một trong những đường đi của cá lâu đời nhất, thường bao gồm một loạt các đập và ao nhỏ tạo thành lối đi thuận tiện cho cá bơi ngược dòng. Cá cần phải nhảy giữa các hộp để có thể di chuyển ngược dòng.
Thiết kế này sử dụng một loạt các vách ngăn kín để chuyển hướng dòng nước, giúp cá di chuyển tránh chướng ngại vật.
Máy nâng cá là giải pháp vận chuyển cá trực tiếp qua các chướng ngại vật, đặc biệt là các chướng ngại vật cao.
Đường dẫn cá này mô phỏng cấu trúc dòng nước tự nhiên, sử dụng đá và gỗ lớn để tạo ra những thác nước nhỏ, cung cấp môi trường sinh sản tốt cho cá.
Thiết kế này cho phép cá đi qua các khe hẹp mà không cần phải nhảy, giúp loại bỏ tình trạng cá mệt mỏi.
Hệ thống này sử dụng áp suất không khí để nhẹ nhàng đưa cá vào vùng nước mục tiêu, lấy cảm hứng từ công nghệ ban đầu được sử dụng để vận chuyển táo một cách an toàn.
Mặc dù số lượng đường đi của cá đã tăng lên nhưng hiệu quả của chúng vẫn chưa đồng đều. Một nghiên cứu cho thấy chỉ có 3% cá mập ở Hoa Kỳ có thể vượt qua mọi đường đi của cá và quay trở lại nơi sinh sản của chúng. Điều này khiến các nhà khoa học phải suy nghĩ về cách cải thiện thiết kế đường đi của cá và tăng tỷ lệ cá quay trở lại.
“Việc kết hợp dữ liệu về hiệu suất bơi với các phép đo thủy động lực học là điều cần thiết để lập kế hoạch cho các đường bơi hiệu quả của cá.”
Khi thiết kế đường đi của cá, các nhà sinh thái học và kỹ sư phải đối mặt với một số thách thức, bao gồm việc liên kết dữ liệu về hiệu suất bơi với các phép đo thủy động lực học. Khả năng bơi của cá khác nhau tùy theo loài, làm phức tạp thêm quá trình thiết kế lộ trình đến đích cuối cùng của chúng. Trên thực tế, sự khác biệt này có thể dẫn đến thiết kế đường đi của cá có thể thân thiện với một số loài nhưng lại gây trở ngại cho những loài khác.
Với việc nghiên cứu đường đi của cá ngày càng sâu rộng, ngày càng có nhiều kế hoạch thiết kế được triển khai. Tuy nhiên, liệu tất cả những nỗ lực này có thể giúp cá di chuyển dễ dàng hơn không? Và có bao nhiêu con cá thực sự có thể đến được đích?