Giải mã bí ẩn ếch thiếu chân

Giải mã bí ẩn ếch thiếu chân
Matt Walker - http://news.bbc.co.uk


Những con cóc dị tật, sản phẩm từ “sự tấn công” của ấu trùng chuồn chuồn.

Các nhà khoa học cho rằng họ đã giải mã được một trong những vấn đề gây tranh cãi nhất về môi trường trong thập kỷ qua: những trường hợp ếch thiếu chân một cách kỳ lạ.

Ở khắp nơi thế giới, ếch thường được phát hiện với chân sau bị thiếu hay biến dạng, một dị tật nổi bật mà nhiều nhà nghiên cứu cho rằng gây ra bởi ô nhiễm hóa học.

Tuy nhiên, các thử nghiệm trên ếch và cóc đã hé lộ một nguyên nhân bình thường và tự nhiên hơn.

Những con ếch dị tật thực sự là nạn nhân của loài săn mồi trên cùng địa bàn, ấu trùng chuồn chuồn, mà chúng ăn chân của nòng nọc.

Vào cuối thập niên 1980 và đầu thập niên 1990, các nhà nghiên cứu bắt đầu báo cáo về hàng loạt trường hợp ếch và cóc hoang thừa chi hay chân sau bị cụt hoặc mất hoàn toàn.

Nguyên nhân gây ra những dị tật này nhanh chóng trở thành một đề tài tranh cãi nóng bỏng.

Một số nhà nghiên cứu tin rằng chúng có thể có nguyên nhân tự nhiên gây ra bởi những loài săn mồi hay ký sinh.

Những người khác e ngại rằng ô nhiễm hóa học hay phát xạ tia cực tím vì tầng ô-zôn bị mỏng đi đã kích thích dị tật phát sinh.

Stanley Sessions, chuyên gia về lưỡng cư và giáo sư sinh học tại Hartwick College, thành phố Oneonta, bang New York nói “những con ếch dị tật đã trở thành một trong những đề tài gây tranh cãi nhất về môi trường, với những nhà nghiên cứu về ký sinh ở một bên, và “công ty hóa học” theo cách gọi của tôi ở phía bên kia”.

“Đã có một cơn bão lửa thực sự trên các phương tiện truyền thông, với nhiều triệu đô la được đặt cược”.

Sau một thời gian nghiên cứu dài, Sessions và những nhà nghiên cứu khác đã phát hiện rằng những con ếch dư chân sau thực sự bị nhiễm một loại giun dẹp ký sinh nhỏ có tên là Riberoria trematodes.

Những sinh vật này chui sâu vào các chi sau của nòng nọc nơi chúng xáo trộn những tế bào mầm và do đó tác động vào sự phát triển chi.

“Nhưng câu chuyện chưa kết thúc ở đó” Sessions nói.

Ông giải thích “Những con ếch thừa chi có thể là dị tật đáng chú ý nhất, nhưng còn kém phổ biến hơn nhiều so với những dị tật khác”.

“Dị tật phổ biến nhất ở ếch và cóc là những trường hợp thiếu hay cụt chi, và mặc dù ký sinh cũng đôi khi là nguyên nhân, nhưng hầu hết những dị tật này không hề liên quan đến giun dẹp ký sinh vốn gây ra sự thừa chi”.

Ếch thiếu chân
Bí ẩn khiến ếch thiếu hay biến dạng chi tồn tại cho đến khi Sessions hợp tác với Brandon Ballengee ở Đại học Plymouth, Anh. Họ công bố kết quả nghiên cứu trên tờ Journal of Experimental Zoology.

Trong một thập kỷ, Ballengee và Sessions đã hợp tác cùng nhau trong hàng loạt dự án nghệ thuật và khoa học về chụp hình cơ thể của lưỡng cư để quan sát chi tiết bên trong, mà dự án gần đây nhất được tài trợ bởi tổ chức Arts Catalyst có trụ sở tại London.

http://news.bbc.co.uk/earth/hi/earth_news/newsid_8117000/8117495.stm
Ấu trùng chuồn chuồn đang ăn chân một con nòng nọc.

Như một phần của công trình này, Ballengee và Richard Sunter, nhân viên thuộc Recorder of Reptiles and Amphibians ở hạt Yorkshire, trải qua các mùa hè từ năm 2006 đến 2008 để khảo sát những trường hợp dị tật của lưỡng cư hoang dã tại ba hồ nước trong hạt.

Sau cùng, họ phát hiện thấy từ 1.2% đến 9.8% nòng nọc hay nòng nọc có chân (metamorphosed) tại mỗi địa điểm bị dị tật chi sau. Ba con bị chột mắt.

Ballengee nói “Chúng tôi rất ngạc nhiên khi phát hiện thấy quá nhiều nòng nọc có chân với chi sau bất thường, chúng được coi là hiện tượng tương tự ở Bắc Mỹ”.

Trong khi khảo sát, Ballengee cũng phát hiện thấy một số loài săn mồi mà ông nghi ngờ, bao gồm cá gai lưng (stickleback), sa giông, cà niễng (diving beetle), cà cuống (water scorpion) và ấu trùng chuồn chuồn.

Vì thế Ballengee và Sessions quyết định kiểm tra xem mỗi loài săn nòng nọc như thế nào bằng cách nuôi chúng chung trong hồ cá tại phòng thí nghiệm.

Không loài nào ăn thịt nòng nọc ngoại trừ ấu trùng chuồn chuồn.

Điều cực kỳ quan trọng là ấu trùng chuồn chuồn hiếm khi nào ăn thịt hết cả con nòng nọc. Đa phần chúng chụp lấy con nòng nọc và cắn vào chân sau, và thường ăn hết cả chân.

Sessions nói “một khi bắt được nòng nọc, chúng dùng chân trước lật ngửa nó ra, tìm phần thịt mềm, trong trường hợp này là đùi ếch, nơi chúng cắn phập hàm răng vào đó”.

Phát triển dị dạng
Thật ngạc nhiên là rất nhiều nòng nọc vượt qua được tai nạn này.

“Thường thì nòng nọc được thả ra và chúng có thể bơi đi để tiếp tục sống” Sessions nói “nếu còn sống chúng sẽ biến thành cóc với chi sau bị thiếu hay dị dạng, tùy thuộc vào tình trạng phát triển của nòng nọc”.

Nếu nòng nọc bị tấn công khi còn non, chúng có thể mọc lại chi một cách đầy đủ nhưng khả năng này mất đi một khi chúng lớn hơn.

Các nhà nghiên cứu khẳng định điều này bằng cách giải phẫu lấy đi chi sau của một số nòng nọc và quan sát sự phát triển của chúng. Những con nòng nọc này phát triển tương tự như những con mà chi sau bị ấu trùng chuồn chuồn ăn mất, điều khẳng định rằng mất chi vào một giai đoạn phát triển nhất định của nòng nọc có thể dẫn đến thiếu chi hay di tật khi trưởng thành.

Lưỡng cư trưởng thành với chỉ một chân sau dường như vẫn sống hoàn toàn bình thường. Sessions giải thích lý do tại sao có quá nhiều ếch và cóc dị dạng được phát hiện.

Vậy tại sao ấu trùng chuồn chuồn chỉ ăn chân sau?


Cấu trúc bộ xương của cóc thiếu chi và cóc bình thường (xương màu tím, sụn màu xanh, mô mềm trong suốt).

Khi nòng nọc cóc trưởng thành, chúng phát triển tuyến độc ở những vùng da khác sớm hơn nhiều so với vùng da chi sau, điều đó biến chi sau thành món ăn ngon miệng nhất.

Chi trước của nòng nọc phát triển bên trong xoang mang nơi chúng được bảo vệ.

Sessions cẩn trọng phát biểu rằng ông không hoàn toàn gỡ bỏ trách nhiệm các công ty hóa học về các nguyên nhân gây thiếu chi khác. Ông nói, nhưng “sự tấn công” của ấu trùng chuồn chuồn hiện đang là chủ đề thảo luận hàng đầu.

“Ký sinh có phải là nguyên nhân chính gây nên sự thừa chi?” ông nêu câu hỏi “Đúng. Sự tấn công của ấu trùng chuồn chuồn có phải là nguyên nhân chính gây nên sự thiếu hay biến dạng chi. Đúng. Có cần phải hiểu rõ vai trò của ô nhiễm hóa học đối với những hiện tượng này? Không”.