Độc lạ tuyệt chiêu của chuột chũi trụi lông khiến đối thủ 'hết đường sinh sản'

Loài chuột chũi trụi lông sinh sống tại các vùng thảo nguyên hoang dã ở Đông Phi từ lâu đã thu hút sự chú ý đặc biệt của giới khoa học nhờ vào cấu trúc xã hội vô cùng độc đáo của chúng. Chúng là một trong số rất ít loài động vật có vú có lối sống xã hội cao (eusocial), tương tự mô hình của các loài ong hay kiến.

Trong mỗi vương quốc dưới lòng đất, duy nhất một con cái giữ vai trò chuột chúa, nắm độc quyền sinh sản, trong khi hàng trăm con cái khác chỉ làm chuột thợ hoặc chuột lính để đảm nhận việc kiếm ăn, chăm sóc con non và canh gác hang.

Mỗi con chuột chúa này sở hữu tuổi thọ đáng kinh ngạc lên đến gần 40 năm trong môi trường nuôi nhốt, và toàn bộ địa bàn của chúng có thể đào sâu và trải rộng hàng cây số dưới lòng đất.

Mỗi con chuột chũi trụi lông chúa có tuổi thọ đáng kinh ngạc lên đến gần 40 năm trong môi trường nuôi nhốt. Ảnh: Asknature

Trước đây, các nhà nghiên cứu vẫn luôn trăn trở về việc làm thế nào chuột chũi trụi lông chúa có thể duy trì được quyền sinh sản độc nhất vô nhị này. Nhiều giả thuyết từng cho rằng điều này xuất phát từ thể hình vượt trội và tập tính hung hăng, thường xuyên thúc đẩy các con khác để khẳng định vị thế thống trị.

Tuy nhiên, một nghiên cứu đột phá vừa được công bố trên tạp chí Nature đã hoàn toàn thay đổi suy nghĩ đó. Cơ chế thực tế của chuột chũi trụi lông tinh vi và hiệu quả hơn rất nhiều, khi quyền lực tối thượng của con chúa chỉ được duy trì bằng đúng một hợp chất mùi hương duy nhất.

"Sợi xích vô hình" ràng buộc quyền sinh sản

Nhóm khoa học tại Trung tâm Y học Phân tử Max Delbrück ở Berlin (Đức), dưới sự dẫn dắt của Tiến sĩ Gary Lewin và Tiến sĩ Mohammed Khallaf, đã phân tích hàng trăm mẫu mùi hương của chuột chũi trụi lông bằng phương pháp phổ khối lượng. Họ phát hiện chỉ riêng chuột chũi chúa mới tiết ra hợp chất isopropyl myristate.

Đây vốn là một thành phần quen thuộc trong ngành sản xuất mỹ phẩm, thường được dùng làm chất dưỡng ẩm và nhũ hóa. Hợp chất này gần như không mùi đối với con người, nhưng lại hoàn toàn khác biệt đối với loài chuột chũi trụi lông.

Sở hữu hệ thống khứu giác siêu thính với khoảng 1.200 gen thụ thể mùi, chuột chũi trụi lông có khả năng nhận diện hợp chất này vô cùng nhạy bén. Khi phân tử mùi bay vào không khí và bám trên nền hang, nó sẽ kích hoạt các neuron khứu giác của những con cái phụ thuộc, truyền tín hiệu trực tiếp đến vùng dưới đồi trong não bộ - nơi điều khiển hormone sinh sản.

Phản ứng trên làm tăng vọt lượng prolactin và làm giảm mạnh lượng progesterone, khiến các con cái khác bị ức chế khả năng sinh sản và rơi vào trạng thái vô sinh tạm thời.

Chuột chũi trụi lông có khả năng nhận diện hợp chất isopropyl myristate vô cùng nhạy bén nhờ sở hữu hệ thống khứu giác siêu thính. Ảnh: Smithsonian's National Zoo & Conservation Biology Institute

Để kiểm chứng cơ chế này, các nhà khoa học đã tiến hành một chuỗi thí nghiệm thực tế. Khi tách các cặp chuột đực và cái ra khỏi địa bàn, nếu không tiếp xúc với mùi của chuột chúa, hầu hết con cái sẽ nhanh chóng mang thai chỉ sau vài ngày. Ngược lại, nếu được phun isopropyl myristate hàng ngày vào chuồng nuôi, không một con cái nào có thể sinh sản.

Đặc biệt hơn, ngay cả khi chuột chúa thực sự bị tách khỏi đàn, việc tiếp tục phun hợp chất này vẫn giữ cho toàn bộ khu vực yên ổn trong 3 tháng. Suốt thời gian đó, không hề có các cuộc nội chiến tranh giành vương quyền và cũng không có con cái nào bắt đầu sinh sản.

Chỉ sau khi ngừng phun hợp chất khoảng 1 tuần, những con cái có cấp bậc cao mới bắt đầu tranh đấu, và sau 3 tuần thì một con cái mới mang thai để lên ngôi "nữ hoàng".

Phân tử nhỏ tạo nên vương quyền

Điểm khiến nghiên cứu này trở nên ấn tượng chính là sức mạnh tối thượng của một phân tử đơn lẻ. Trong thế giới côn trùng như ong hay kiến, các con chúa thường phải dùng đến cả một tổ hợp pheromone phức tạp để quản lý cả đàn.

Trong khi đó, chuột chũi chúa chỉ cần duy nhất isopropyl myristate để duy trì trật tự, ngăn ngừa các cuộc xung đột và bảo vệ đặc quyền sinh sản. Do hợp chất này có khả năng lưu hương rất lâu trên các bề mặt, chuột chúa chỉ cần đi tuần tra quanh hang là đã có thể đánh dấu lãnh thổ hiệu quả, ngay cả khi vắng mặt.

Các con cái có địa vị cao trong đàn thậm chí còn chủ động né tránh những khu vực nồng nặc mùi này, có lẽ vì chúng liên tưởng đến quyền uy thống trị và cả những lần bị chuột chúa "răn đe, bắt nạt". Ngược lại, bản thân chuột chúa và các con đực được chọn làm bạn tình hoàn toàn không bị ảnh hưởng bởi hợp chất của chính mình.

Chuột chũi trụi lông chúa chỉ cần duy nhất isopropyl myristate để duy trì trật tự, ngăn ngừa các cuộc xung đột và bảo vệ đặc quyền sinh sản. Ảnh: Allen Institute

Khi chuột chúa mang thai, lượng isopropyl myristate tiết ra sẽ tăng cao. Đến khi nó không còn khả năng sinh sản, lượng hợp chất này giảm đi, khiến hormone ở các con cái khác thay đổi và thuộc địa bắt đầu rơi vào hỗn loạn để thiết lập một "nữ hoàng" mới.

Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, hợp chất tương tự cũng xuất hiện ở một số loài chuột chũi khác có cấu trúc xã hội tương đồng. Hiện nay, các nhà khoa học đang tập trung xác định thụ thể khứu giác cụ thể chịu trách nhiệm nhận biết isopropyl myristate, nhằm tìm hiểu xem liệu cơ chế này có tồn tại ở các loài động vật khác hay thậm chí là ở con người hay không.

Trước đây, hợp chất này từng được tìm thấy trên núm vú của phụ nữ đang cho con bú, vốn được cho là có vai trò định hướng giúp trẻ sơ sinh tìm nguồn sữa mẹ.

Nhờ phát hiện đột phá này, bức màn bí ẩn về cách một loài động vật có vú duy trì hệ thống xã hội phức tạp và ổn định suốt hàng chục năm qua được hé lộ một cách rõ nét. Một mùi hương là thứ vũ khí hóa học độc đáo và đầy quyền lực tạo nên vương quyền bất khả xâm phạm của chuột chũi trụi lông chúa.