Cá voi lưng gù như Timmy hoàn toàn thích nghi với cuộc sống dưới nước. Cơ thể chúng được nâng đỡ bởi lực nổi thủy tĩnh, kết quả của sự kết hợp giữa mật độ mô, lớp mỡ và không khí trong phổi. Ngay cả trong trạng thái suy yếu—như trường hợp của Timmy sau nhiều tuần mắc cạn, tổn thương da do nước biển Baltic có độ mặn thấp và thiếu thức ăn—sinh lý này vẫn ngăn ngừa việc chìm không kiểm soát và chết đuối ở đại dương bao la. Cá voi có thể duy trì vị trí trên mặt nước hoặc lặn xuống một cách có kiểm soát miễn là chúng vẫn có khả năng thực hiện các chuyển động bơi tối thiểu.
Một nghiên cứu quan trọng được bình duyệt năm 2018 (Narazaki et al., công bố trên PLOS ONE) đã đo mật độ mô của cá voi lưng gù (Megaptera novaeangliae) bằng cách phân tích các giai đoạn lướt trong khi lặn. Mật độ mô trung bình là 1031,6 ± 2,1 kg/m³ (khoảng tin cậy 95%: 1029,5–1033,6 kg/m³). Nước biển có mật độ khoảng 1025–1028 kg/m³. Do đó, các mô có mật độ cao hơn nước một chút, dẫn đến xu hướng nổi âm nhẹ. Tuy nhiên, mật độ thay đổi đáng kể giữa các cá thể (từ 1025,2 đến 1043,1 kg/m³) và phụ thuộc trực tiếp vào hàm lượng lipid trong lớp mỡ: lipid chỉ có mật độ khoảng 900,7 kg/m³, trong khi mô không chứa chất béo có mật độ khoảng 1114,6 kg/m³. Hàm lượng chất béo cao hơn làm giảm mật độ tổng thể và tăng sức nổi. Con cái mang thai và những con vật được nuôi dưỡng tốt đạt giá trị mật độ thấp nhất (ví dụ: 1026,5 kg/m³). Trong suốt mùa kiếm ăn, mật độ của từng cá thể giảm đáng kể do sự tích tụ lipid.
Phổi đóng một vai trò bổ sung: Bằng cách hít vào và thở ra, cũng như nén không khí ở độ sâu tăng dần, cá voi lưng gù có thể chủ động điều chỉnh độ nổi của mình. Dữ liệu hành vi gần đây (Ratsimbazafindranahaka et al., 2025, Tạp chí Sinh học Thực nghiệm) cho thấy cá voi lưng gù trưởng thành chủ động kiểm soát độ nổi trong các lần lặn nông – mà không chỉ dựa vào sự nén phổi thụ động. Chúng sử dụng điều này để lướt hoặc nổi lên một cách tiết kiệm năng lượng. Ở vùng nước nông của Biển Baltic (thường sâu dưới 2 mét), Timmy thiếu khả năng nổi thủy tĩnh hoàn toàn: Trọng lượng cơ thể của chính nó đè nặng lên lồng ngực, phổi và các cơ quan nội tạng, khiến việc thở trở nên khó khăn và dẫn đến kiệt sức. Tuy nhiên, ở vùng biển rộng lớn của Biển Bắc hoặc Đại Tây Dương, khả năng nổi được phục hồi hoàn toàn, do đó cá voi – ngay cả khi suy yếu – cũng không chìm "như đá" miễn là nó có thể giữ lỗ thở của mình trên mặt nước.
Tóm lại: Timmy không thể chìm xuống vì lớp mỡ dưới da làm giảm đáng kể mật độ mô, phổi tạo ra lực nổi thay đổi và các chuyển động bơi tích cực (ngay cả những chuyển động nhỏ nhất) giúp ổn định vị trí của nó. Đây là một sự thích nghi đặc trưng của loài cá voi và giải thích tại sao ngay cả những con cá voi lưng gù ốm yếu hoặc suy dinh dưỡng vẫn thường có thể nổi trên mặt nước trong thời gian dài ở vùng nước sâu.
Nguồn đã được xác minh (các nghiên cứu được bình duyệt, có thể truy cập trực tiếp):
- Narazaki, T. et al. (2018). Mật độ cơ thể của cá voi lưng gù (Megaptera novaeangliae) trong các nhóm kiếm ăn được ước tính từ hiệu suất lướt thủy động lực học. PLOS ONE 13(7): e0200287. https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0200287 (cũng có trên PMC: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6042725/)
- Ratsimbazafindranahaka, MN et al. (2025). Dữ liệu hành vi cho thấy sự kiểm soát độ nổi thích ứng trong các lần lặn nông ở cá voi lưng gù. Tạp chí Sinh học Thực nghiệm 228(8): jeb249936. https://journals.biologists.com/jeb/article/228/8/jeb249936/367768 (PDF: https://journals.biologists.com/jeb/article-pdf/228/8/jeb249936/3645560/jeb249936.pdf)
Những nghiên cứu này dựa trên dữ liệu ban ngày có độ phân giải cao (gia tốc, độ sâu, tốc độ) từ cá voi lưng gù bơi tự do và cung cấp các phép đo vật lý chính xác để kiểm soát mật độ và sức nổi. Chúng áp dụng cho toàn bộ loài, bất kể trường hợp cá thể của Timmy.
