Não co lại giúp kiến nhảy Ấn Độ trở thành kiến chúa

Kiến nhảy Ấn Độ.

Chủ nhân mới của ngai vàng có khả năng mở rộng buồng trứng, giảm kích thước não để đảm nhận nhiệm vụ sinh sản cho cả bầy.

Cuộc chiến giành ngôi vương

Loài kiến có hệ thống phân bố “giai cấp” tương đối đơn giản. Trong khi kiến chúa có nhiệm vụ đẻ trứng thì những con còn lại trong đàn phải kiếm thức ăn, cho kiến con bú, tham chiến, xây tổ.

Chỉ kiến đực và kiến chúa có khả năng sinh sản, những con kiến khác không thể. Nếu kiến chúa chết, cả đàn phải chịu chung số phận.

Tương tự, đàn kiến nhảy của Ấn Độ (tên khoa học là Harpegnathos Saltator) bao gồm kiến chúa, con đực để sinh sản và một nhóm kiến thợ là con cái. Kiến chúa giữ vị trí cao nhất trong đàn kiến, sống lâu hơn gấp 5 lần. Chỉ mình nó được phép sinh con.

Trong hầu hết các loài kiến, kiến chúa được sinh ra chứ không phải được chọn từ trong đàn. Tuy nhiên, loài kiến nhảy Ấn Độ cho phép kiến thợ cạnh tranh để có cơ hội ngồi vào ngôi vương, trở thành kiến chúa.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí khoa học Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences vào đầu tháng 4 chỉ ra rằng, trong loài này, nếu kiến chúa chết, khoảng 70% kiến cái trong đàn sẽ tranh tài để giành ngôi vương. Cuộc chiến kéo dài khoảng 40 ngày.

Các đối thủ sử dụng râu để chiến đấu chođến khi nhóm tranh tài còn lại 5 - 10 con. Những con này tiếp tục dành những ngày tiếp theo để sinh kiến con nhờ buồng trứng được mở rộng trong khi não co lại tới 25%.

Sau cuộc chiến, con giành chiến thắng sẽ mở rộng khả năng sinh sản như kiến chúa và trở thành nữ hoàng thứ 2. Những con khác trở về làm kiến thợ nên buồng trứng co lại và não lại nở to.

GS Clint Penick, tác giả chính của nghiên cứu nhận xét: “Đây là kỳ tích phi thường chưa từng thấy trong thế giới côn trùng. Độ dẻo dai của loài kiến này cho phép chúng hoán đổi vai trò trong bầy đàn”.

GS Penick đã dành nhiều năm nghiên cứu loài kiến nhảy của Ấn Độ. Khi những con kiến thợ trở thành kiến chúa, chúng được gọi là “gamergate”. Mọi kiến thợ trong đàn đều có khả năng sinh sản nhưng chúng chỉ được phép làm điều đó khi giành ngôi vương.

Trong thế giới tự nhiên, nhiều loài côn trùng, như ong, cũng cạnh tranh để giành quyền thống trị. Nhưng những con kiến nhảy chiến đấu để được đẻ con, điều này thực sự gây ấn tượng với các chuyên gia khoa học.

Khi một gamergate trở thành kiến chúa, cơ thể nó sẽ trải qua quá trình biến đổi phức tạp. Kiến chúa sẽ ngừng sản xuất nọc độc, thay đổi hành vi như trốn tránh kẻ xâm nhập, không săn mồi. Đáng chú ý là não của chúng co lại 25%, trong khi buồng trứng phình to 5%.

Kiến nhảy Ấn Độ có thể teo nhỏ não, mở rộng buồng trứng.

Đi tìm lời giải

Để phân tích sự biến đổi của kiến chúa, Penick và nhóm của ông đã chọn 60 con gamergate, sơn màu để phân biệt sau đó cách ly chúng trong vài tuần. Khi bị cô lập, gamergate bị giảm khả năng sinh sản.

Nhưng khi trở lại đàn, chúng bị những con kiến thợ bắt và giam giữ. Penick giải thích những con gamergate đang bị cả đàn kiểm soát. Đám kiến thợ ngăn chặn những con kiến khác sinh sản vì hành vi này vượt qua giới hạn của kiến chúa.

Nếu phát hiện thành viên nào có chức năng giống kiến chúa, những con kiến thợ sẽ cắn và giam giữ nó trong nhiều ngày dù không làm nguy hiểm đến tính mạng.

Các nhà khoa học đưa ra giả thuyết rằng hành vi này đã gây ra một loạt thay đổi bên trong cơ thể các gamergate, khiến chúng có thể trở thành kiến chúa nhưng cũng có thể về làm kiến thợ. Sự biến đổi xảy ra trong một đến vài ngày.

Lý do não của loài kiến nhảy Ấn Độ có thể co lại vì gamergate không phải vận dụng não để tìm kiếm thức ăn, bảo vệ tổ khỏi kẻ săn mồi. Nhiệm vụ chính của chúng là sinh sản, trong khi kiến thợ cần bộ não lớn để suy nghĩ về những vấn đề này.

Một lý do khác khiến gamergate thu nhỏ bộ não là để bảo toàn năng lượng. Hành vi này cũng được quan sát tại chuột chù Etruscan, loài động vật có vú kích thước nhỏ bé. Não của chúng co lại vào mùa đông nhằm hạn chế năng lượng, giúp giữ ấm cho các bộ phận khác trong cơ thể.

Một số loài động vật khác cũng có khả năng thay đổi kích thước não như sóc đất, chim. Ví dụ, chim sẻ mào trắng sẽ tạo ra 68.000 tế bào thần kinh mới vào mùa sinh sản để giúp chúng nhận biết tiếng gọi giao phối.

Vào mùa đông, khi thức ăn khan hiếm, một số tế bào thần kinh tự chết đi rồi mùa xuân, chúng lại hồi sinh. Nhưng hiện tượng này hiếm gặp tại côn trùng như loài kiến.

Trong khi Rachelle Adams, nhà nghiên cứu quá trình tiến hóa và hệ sinh thái của loài kiến tại Trường ĐH bang Ohio, Mỹ, cho rằng có thể hành vi này không đặc biệt như chúng ta nghĩ. Vấn đề là các nhà khoa học chưa tìm hiểu kỹ và phát hiện về kiến nhảy Ấn Độ có thể là nền tảng để nghiên cứu sâu hơn trong lĩnh vực này.

Khi sự biến đổi của não được nghiên cứu nhiều hơn và có thể tìm thấy ở nhiều loài khác nhau, nó sẽ có ý nghĩa đặc biệt trong việc tìm hiểu bộ não của loài người. Chẳng hạn, nghiên cứu về não của loài kiến nhảy Ấn Độ giúp hiểu thêm về di truyền biểu soát, khả năng gen kiểm soát tính linh hoạt tại động vật và hướng đến con người.