Kích thước

Kích thước trung bình	[15] Chiều dài	Cân nặng
Con đực	15 mét (49 ft)	40.000 kilôgam (39 tấn Anh; 44 tấn thiếu)
Con cái	12 mét (39 ft)	17.000 kilôgam (17 tấn Anh; 19 tấn thiếu)
Con non	4 mét (13 ft)	1.000 kilôgam (0,98 tấn Anh; 1,1 tấn thiếu)

Hai mẹ con Cá nhà táng ngoài khơi bờ biển Mauritius.

Cá nhà táng là loại cá voi có răng to nhất trên thế giới, với cá đực có thể dài từ 13-16m, và nặng từ 35-50 tấn. Trong khi đó thì loài cá voi có răng lớn thứ nhì là cá voi có mỏ baird chỉ dài 12,8 mét (42 ft) và nặng 15 tấn thiếu (14.000 kg).[16] Bảo tàng cá voi Nantucket hiện vẫn còn giữ một xương hàm cá nhà táng dài tới 5,5 mét (18 ft). Theo bảo tàng, chiếc hàm đó thuộc về con cá nhà táng dài 80 foot (24 m), còn con cá nhà táng đâm chìm chiếc tàu săn cá voi Essex (một trong những cảm hứng cho tiểu thuyết Moby-Dick) được cho là dài 85 foot (26 m).[17][18] Tuy nhiên, các thông số trên cũng như các khẳng định khác về những con cá voi đực trưởng thành dài hơn 80 foot (24 m) gặp phải những ý kiến không đồng tình.[19]

Việc săn cá voi quy mô lớn - nhất là sau thế chiến thứ hai có lẽ đã khiến kích thước trung bình của cá nhà táng giảm đi vì những con cá đực lớn thường bị các tay thợ săn truy lùng.[18] Hiện nay, cá nhà táng đực thường không dài quá 18,3 mét (60 ft) và nặng quá 51.000 kilôgam (50 tấn Anh; 56 tấn thiếu).[15] Một số ý kiến khác cho rằng thật ra việc săn bắt quá mức không ảnh hưởng gì đến kích thước cá nhà táng đực và trên thực tế kích thước của chúng đáng ra phải tăng lên do mật độ cá thể giảm đi và vì vậy số lượng thức ăn chia theo đầu cá sẽ tăng lên.[20]

Cá nhà táng là loài cá voi có hiện tượng dị hình giới tính rõ rệt nhất[3]. Lúc mới sinh thì cá đực và cá cái to như nhau[15] nhưng cá đực trưởng thành dài hơn 30% tới 50% và nặng gấp 3 lần cá cái.[7]

Ngoại hình

Cá nhà táng có hình dạng cơ thể đặc biệt và khó lẫn với các loài khác. Cụ thể, đầu của chúng rất lớn và có dạng khối, có thể chiếm từ 1/4 đến 1/3 chiều dài cơ thể. Lỗ thở hình chữ S nằm rất gần phía trước đầu và hơi chệch về phía bên trái cơ thể.[7] Cấu trúc này khiến cá nhà táng có một thân hình rất bệ vệ, nhất là ở phía trước.

Đuôi của một con cá nhà táng ở vịnh MéxicoĐuôi của một con cá nhà táng ở Kaikoura, New Zealand

Đuôi của cá nhà táng có hình tam giác và rất dày. Khi cá chuẩn bị lặn sâu để tìm kiếm thức ăn, chúng vung đuôi lên cao khỏi mặt nước.[7] Cá nhà táng không có vây lưng mà thay vào đó là một số lằn gợn nhỏ mọc trên lưng, trong đó gờ to nhất được dân săn cá voi gọi là "bướu" và thường dễ lầm lẫn với vây lưng của một loài cá hay cá voi nhỏ hơn.[15]

Cá nhà táng không có da nhẵn mượt như phần lớn các loài cá voi to xác khác, trái lại da lưng của chúng nhăn nheo, sần sùi và thường bị liên tưởng đến hình ảnh của một trái mận khô.[21] Thông thường da cá nhà táng có màu xám tuyền, mặc dù dưới ánh mặt trời chúng có thể trông như màu nâu. Cá nhà táng bạch tạng cũng đã từng được ghi nhận.[22][23][24]

Hàm và răng

Tái tạo mô hình một con cá nhà táng chết tại Nhà ga Bắc Valencia, có thể nhìn thấy rõ bộ hàm

Hàm dưới của cá nhà táng rất hẹp và được đỡ từ bên trên.[25] Con vật có từ 18 đến 26 răng ở mỗi bên của hàm dưới và những răng này khớp vào các lỗ ở hàm trên[25] vốn không có răng. Răng cá nhà táng hình nón và có thể nặng tới 1 kilôgam (2,2 lb) mỗi chiếc.[26] Răng có một số chức năng nhất định trong đời sống của cá nhà táng nhưng dường như nó không thật sự cần thiết cho việc săn bắt và ăn thịt các loài như mực và người ta từng tìm thấy những cá thể ăn uống đầy đủ nhưng không có răng. Một giả thuyết được đặt ra là răng của cá nhà táng được dùng trong các cuộc tỉ thí giữa những con đực.[27] Cá đực trưởng thành có những vết sẹo trên người, có vẻ như là do bị cắn mà ra. Dấu tích của răng thoái hóa cũng xuất hiện ở hàm trên nhưng chúng ít khi trồi ra ở trong miệng.[28]

Hô hấp và khả năng lặn sâu

Cá nhà táng, cùng với cá voi mũi chai và voi biển là những loài thú có khả năng lặn sâu nhất thế giới.[7] Cá nhà táng được tin là có thể lặn sâu tới 3 kilômét (1,9 dặm) và nín thở dưới nước tới 90 phút.[7][29] Tuy nhiên thông thường con vật chỉ lặn sâu chừng 400 mét (1.300 ft) và nín hơi trong vòng 35 phút.[7] Đôi khi trong quá trình lặn sâu, cá nhà táng bị mắc vào những cáp liên lạc dưới mặt biển và chết chìm dưới đó[30] cho đến khi những cải tiến về việc lắp đặt và bảo trì cáp ngầm được thực thi.[31]

Một con cá nhà táng ở Dominica đang cong lưng lên trong quá trình chuẩn bị lặn sâu xuống nước.

Lối sống đặc biệt khiến cá nhà táng phải thích nghi sự biến thiên lớn và đột ngột về áp suất của nước khi nó lặn sâu xuống lòng biển. Lồng ngực của con vật rất linh hoạt giúp phổi có thể co rút lại và làm giảm lượng nitơ hấp thu; quá trình biến dưỡng cũng giảm đi nhằm tiết kiệm ôxy.[32][33] Hàm lượng myoglobin, chất mang ôxy chủ yếu ở các cơ, của cá nhà táng cao hơn rất nhiều so với các động vật sống trên đất liền.[34] Máu của con vật cũng có nồng độ hồng cầu - tế bào mang hemoglobin - rất cao và vì vậy có thể chứa rất nhiều ôxy. Máu chứa ôxy được vận chuyển trực tiếp đến não và các nội quan tối cần thiết khi nồng độ ôxy xuống thấp.[35][36][37] Ở đây, túi dầu ở đầu cá nhà táng cũng tham gia trong việc điều chỉnh sức nổi của con vật.[38]

Mặc dù thích nghi tốt với việc lặn sâu, việc lặn nhiều lần liên tiếp cũng để lại tác hại lâu dài với cá nhà táng. Bộ xương của những cá thể cá nhà táng có tồn tại những lỗ nhỏ li ti, triệu chứng của bệnh khí ép hay còn gọi là bệnh thợ lặn. Những bộ xương của cá già có nhiều lỗ trong khi cá con thì không có. Từ đây có thể suy luận rằng bệnh khí ép là một vấn đề đáng kể của cá nhà táng và việc nổi lên mặt nước đột ngột có thể gây hậu quả tai hại cho con vật.[39]

Giữa những lần lặn sâu, cá nhà táng phải nổi một thời gian chừng 8 phút để hít thở, chuẩn bị cho lần lặn kế tiếp.[7] Cá nhà táng, cũng như các loài cá voi có răng khác, thở qua một lỗ thở hình chữ S trên đỉnh đầu. Trong những khoảng thời gian nghỉ lấy hơi như vậy, con vật hít thở chừng 3-5 lần mỗi phút, tuy nhiên ngay sau khi mới nổi lên thì con số này là khoảng 6-7 lần mỗi phút. Mỗi lần thở cá nhà táng phun ra một cột nước có thể cao tới 2 mét (6,6 ft) hay hơn và chéo một góc 45 độ cùng với một tiếng động chói tai.[40] Trung bình, cá cái và cá con hít thở một lần cách nhau 12,5 giây trước khi lặn, còn cá đực trưởng thành là 17,5 giây.[41]

Bộ não và trí thông minh

Não của cá nhà táng là bộ não lớn nhất trong số tất cả các động vật còn tồn tại hay đã tuyệt chủng từng được biết, nặng tới 8 kilôgam (18 lb),[44][45] tuy nhiên chỉ số hình thành não bộ của con vật không phải hạng cao, nhìn chung là thấp hơn so với cá heo và nhiều loài cá voi khác, thấp hơn vượn người và thấp hơn rất nhiều so với con người.[45][46]

Chức năng của phức hợp mũi và dầu cá nhà táng

Trước đây, phần phức hợp mũi của cá nhà táng (bao gồm cả túi dầu cá, cơ quan sản sinh dầu cá và các nội quan đi kèm) được con vật dùng trong việc tông phần đầu của chúng vào kẻ địch[47] hay được dùng để điều chỉnh sức nổi của bản thân;[38][48] tuy nhiên, các nghiên cứu gần đây cho thấy phức hợp này chính là một trong những hệ thống định vị bằng sóng âm mạnh nhất trong tự nhiên.[42][49][50][51][52][53][54][55][56]

Do ánh sáng bị hấp thu dần dần khi nó đi xuyên qua môi trường nước, hầu như từ đô sâu vài trăm mét trở đi thì lòng biển trở nên tối om om và tầm nhìn cũng bị hạn chế. Vì vậy, cá nhà táng và các loài cá voi có răng khác đã phát triển một hệ thống định vị bằng tiếng vọng để tìm thức ăn cũng như tránh vật cản trong lòng biển tối đen. Phương pháp tương tự cũng được các loài thuộc phân bộ Dơi nhỏ áp dụng khi săn mồi trong đêm tối. Cụ thể, trong lúc bơi lặn cá nhà táng liên tục phát ra những âm thanh lách cách có dải tần rộng và sóng âm của các âm thanh này lan tỏa theo một hướng xác định. Những âm thanh này phát ra ở hai môi phát âm (còn gọi là "môi khỉ" hay "mõm hát") ở chót đầu của mũi, ngay phía trước lỗ thở. Sóng âm này sẽ chạy ngược về mũi xuyên qua cơ quan chứa dầu của cá nhà táng. Phần nhiều năng lượng âm thanh từ đây lại dội về một túi khí nằm tựa vào hộp sọ và sau đó di chuyển xuống mô sáp, tại đây âm thanh được tập trung tại một cấu trúc hình thấu kính của mô.[42][49][50][51][52][53][54][55] Một phần âm thanh sẽ dội ngược về cơ quan dầu cá và chạy tới trước mũi, lúc này nó lại dội ngược về cơ quan dầu cá thêm lần nữa. Âm thanh cứ dội đi dội lại như thế nhiều lần chỉ trong một phần nghìn giây và tạo nên một cấu trúc nhấp đa xung.[57] Cấu trúc này giúp cho các nhà nghiên cứu có thể đo đạc cơ quan dầu cá nhà táng chỉ dựa vào âm thanh con vật phát ra và thông số về kích thước của cơ quan này theo mối tương quan với kích thước của toàn con vật, các nhà sinh học có thể đo lường các con cá nhà táng dựa theo việc ghi nhận âm thanh do chúng phát ra.[58][59] Hàm dưới của cá là nơi chủ yếu thu nhận tiếng vọng dội lại và một đường ống dẫn liên tục chứa đầy chất béo đảm nhiệm vai trò chuyển âm thanh nhận được vào tai trong.[43]

Nguồn âm thanh được tuồn qua môi phát âm nhờ vào đường ống mũi bên phải. Trong khi đường ống bên trái có vai trò trong việc mở và đóng lỗ phun khí, đường bên phải đã tiến hóa để cung cấp không khí cho môi phát âm. Người ta cho rằng, hai đường ống khí này có nguồn gốc từ hai lỗ mũi của tổ tiên của cá nhà táng hồi còn sống trên cạn. Khi tiến hóa để thích nghi với đời sống dưới nước, lỗ mũi phải đã trở thành môi phát âm còn lỗ mũi trái thì trở thành lỗ phun khí để hít thở.[60]

Cơ quan túi dầu cũng có thể giúp điều chỉnh sức nổi của cá nhà táng. Một giả thuyết được đặt ra là, trước khi con vật lặn xuống, nước lạnh tuồn vào túi dầu và làm mạch máu co lại, lưu lương máu giảm đi và nhiệt độ của khu vực này hạ xuống. Dầu cá và sáp ở đầu con vật vì vậy mà cứng lại và giảm thể tích[38][48], tăng tỉ trọng tương đối và gây ra một lực kéo hướng xuống dưới có độ lớn chừng 392 newtơn ([Chuyển đổi: Đơn vị không phù hợp]), giúp cho cá nhà táng lặn ít tốn sức hơn. Trong quá trình săn mồi, việc tiêu thụ ôxi cùng với việc giãn nở mạch máu sản sinh nhiệt và làm tan chảy, giãn nở dầu cá nhà táng, giúp tăng sức nổi và khiến cá nổi lên dễ dàng.[61] Tuy nhiên, các nghiên cứu gần đây[51] cho thấy thuyết này hàm chứa nhiều khuyết điểm, tỉ như không tính đến cấu trúc cơ thể cá dùng cho việc trao đổi nhiệt thực chất.[62]

Trong tác phẩm Moby Dick của Herman Melville khoang chứa dầu cá nhà táng được tiến hóa để con vật có thể tông đầu vào nhau trong các cuộc tỉ thí giữa cá nhà táng đực.[47] Tuy nhiên, hiện này hầu như không có bất kỳ ghi chép nào về các cuộc tỉ thí như thế này cả.[56] Ngoại trừ một số trường hợp nổi tiếng như việc các tàu săn cá voi Essex và Ann Alexander bị đánh đắm bởi những con cá nhà táng chỉ nặng bằng 1/5 tàu, giả thuyết "tông nhau" này không được ủng hộ mạnh mẽ trong các tài liệu khoa học hiện hành.[63]