Tại sao một số động vật lại có độc?

Một số loài sa giông ở miền tây Hoa Kỳ mang độc tố trên cơ thể, có lẽ là nhờ vào các vi khuẩn sống trên da của chúng.

Theo nghiên cứu được đăng trên tạp chí eLife, những con sa giông da nhám sử dụng tetrodotoxin - một loại chất độc gây tê liệt thần kinh cũng được tìm thấy ở các nóc và bạch tuộc đốm xanh – như là một cách phòng thủ để chống lại kẻ săn mồi. Nhưng thay vì tự tạo ra chất độc, loài động vật lưỡng cư này có thể dựa vào các vi khuẩn để sản xuất chất độc cho mình. Đây là lần đầu tiên các nhà nghiên cứu tìm thấy vi khuẩn sản xuất tetrodotoxin ở một loài động vật trên cạn.

Chất độc tetrodotoxin (viết tắt là TTX) ngăn không cho các tế bào thần kinh phát ra những tín hiệu “bảo” các cơ di chuyển. Khi ăn phải chất độc này với liều lượng thấp, nó có thể chỉ gây ra cảm giác châm chích hoặc tê rần. Nếu ăn phải lượng lớn thì có thể gây ra tê liệt và tử vong. Một số loài sa giông chứa lượng độc tố TTX đủ để giết chết vài người.

Một số loài động vật ở biển, trong đó có cá nóc, lấy chất độc TTX từ các vi khuẩn sống trong mô của chúng hoặc bằng cách ăn các con mồi có độc. Trước đó, người ta vẫn chưa rõ làm thế nào mà sa giông da nhám lại có được loại hóa chất chết chóc này. Các nghiên cứu từ năm 2004 đã cho rằng trên da của loài sa giông này không có các vi khuẩn sản xuất chất độc, dường như chúng cũng không có được chất độc thông qua thức ăn, điều đó đã khiến các nhà khoa học cho rằng chúng tự sản xuất ra chất độc. Tuy nhiên, ông Patric Vaelli – một nhà sinh học phân tử tại Đại học Harvard – cho rằng TTX là một phân tử hết sức phức tạp, nên rất ít khả năng loài sa giông lại làm được điều đó trong khi chưa một loài động vật nào khác được biết đến là có thể làm được.

Ông Vaelli là trưởng nhóm nghiên cứu khi còn công tác tại Đại học bang Michigan, để kiểm tra lại giả thuyết vi khuẩn chính là nguồn tạo ra chất độc, ông đã cùng các đồng nghiệp nuôi cấy các vi khuẩn tìm thấy trên da của những con sa giông này trong phòng thí nghiệm và sàng lọc TTX.

Nhóm nghiên cứu đã tìm thấy các vi khuẩn sản xuất độc tố thuộc bốn nhóm, trong đó có cả chi Pseudomonas mà chính các loài thuộc chi này sản xuất ra chất độc TTX ở cá nóc, bạch tuộc đốm xanh và một số loài sên biển. Trên da những con sa giông có độc mang lượng vi khuẩn Pseudomonas cao hơn so với những con sa giông da nhám sống ở Idaho không có độc.

Ông Charles Hanifin, nhà sinh vật học tại Đại học bang Utah ở Logan nhận xét: mặc dù nghiên cứu này có giá trị, nhưng không nhất thiết phải dừng ý tưởng về việc các loài sa giông cũng có thể tự sản xuất TTX. Chúng mang một số loại độc tố khác vẫn chưa được tìm thấy ở vi khuẩn. Các nhà khoa học cũng chưa rõ về phương thức vi khuẩn sản xuất ra TTX, điều này khiến cho việc khẳng định chắc chắn về nguồn gốc chất độc còn khá khó khăn.

Tuy vậy, phát hiện của nhóm nghiên cứu đã bổ sung thêm một kẻ “chơi” vi sinh vật vào cuộc chạy đua vũ trang về tiến hóa, đưa loài sa giông ra đọ sức với những con rắn sọc (Thamnophis sirtalis). Một số loài sắn sống ở cùng khu vực với các con sa giông độc đã phát triển khả năng đề kháng, cho phép những kẻ săn mồi này xơi tái những con mồi mang đầy chất độc. Ông Vaelli cho rằng theo thời gian, các vi khuẩn Pseudomonas sống trên sa giông trở nên phong phú hơn để khiến những con vật này còn độc hơn nữa, từ đó gây áp lực tiến hóa trở lại khiến những con rắn phải tiến hóa khả năng kháng độc cao hơn.