Vì sao một số loài rắn lại tiến hóa để phun ra nọc độc?

Nếu bạn chọc giận một con rắn hổ mang thì khả năng cao là nó sẽ dựng đứng thân người và phun nọc độc nhắm thẳng vào mắt bạn. Từ thời xa xưa con người đã biết về điều này, nhưng chỉ đến gần đây người ta mới nhận thấy rõ rằng hành vi này không phải là ngẫu nhiên theo quan điểm tiến hóa. Rất có thể những con rắn đã học được phương pháp tự vệ này để đáp lại sự xâm lược từ tổ tiên của chúng ta.

Tại sao những con rắn bắt đầu biết cách phun nọc độc?

Có hơn 600 loài rắn độc trên hành tinh, thế nhưng chỉ có ba nhóm nhỏ trong số chúng là có "vũ khí tầm xa". Đây là những con rắn hổ mang có xuất xứ châu Phi, châu Á và Rinkhals (rắn hổ mang phun nọc cổ vòng Hemachatus haemachatus).

Thật ra mà nói thì phương pháp phun nọc độc của chúng không giống như hành động khạc nhổ của con người. Chất độc được phun ra từ nanh của con rắn dưới áp lực cao giống như con người chúng ta dùng ống tiêm. Bằng cách tạo thêm động lực thông qua chuyển động nhanh "như chớp" của các cơ ở đầu và cổ, rắn hổ mang có thể bắn chất độc lên đến hai mét rưỡi với độ chính xác ấn tượng.

Một điều thú vị là nọc độc của những con rắn biết phun này không gây tử vong, và chúng chỉ có ý định tự bảo vệ bản thân khỏi kẻ thù tiềm năng chứ không có ý định sát hại. Chiến thuật này khá kỳ lạ, vì nọc của các loài rắn hổ mang khác lại chứa nhiều loại chất độc nguy hiểm có thể làm tê liệt và đôi khi giết chết người bị cắn. Tuy nhiên, khi nghiên cứu những loài rắn biết khạc nhổ, các nhà khoa học đã xác định được thành phần chính trong nọc độc của chúng là phospholipase A2 (PLA2). Hợp chất này bản thân nó không làm gia tăng khả năng gây tử vong của nọc rắn, bởi vậy những loài rắn độc phải "tự thêm" các chất độc khác vào để khiến "nạn nhân" của chúng chịu đau đớn hơn.

Chưa hết, các nhà khoa học còn phát hiện ra một thực tế đáng chú ý khác về những loài rắn hổ mang phun độc - cả cơ chế "bắn" và chất độc gây đau đớn giàu phospholipase A2 lại được phát triển trong ba nhóm riêng lẻ và hoàn toàn độc lập với nhau.

Đây là một ví dụ tuyệt vời về sự tiến hóa hội tụ, tức là sự xuất hiện của những dấu hiệu giống nhau nhưng ở các loại sinh vật khác nhau. Rất có thể, đó là hệ quả của việc rắn phải đối mặt với kẻ thù chung trong môi trường sống của chúng. Trong trường hợp này, chúng ta đang nói về hominin - động vật linh trưởng, bao gồm Homo sapiens, tổ tiên và họ hàng đã tuyệt chủng của chúng, cũng như một số loài khỉ khác.

Theo truyền thống thì các đại diện của phân họ này không thích rắn lắm, hay nói đúng hơn thì chúng coi loài rắn là kẻ thù không đội trời chung. Chúng là những sinh vật xã hội, nổi tiếng với khả năng săn bắt tập thể bất cứ thứ gì mà chúng coi là mối đe dọa rõ ràng.

Các cộng đồng của những loài linh trưởng này đã vô tình gây ra áp lực có chọn lọc, có định hướng đối với loài rắn ở khắp mọi nơi. Tình hình càng trở nên nguy cấp và "hoàn toàn không thể chấp nhận được" khi các hominin học cách đi bằng hai chân. Chúng bắt đầu nhìn thấy xa hơn nhiều ra xung quanh, chi trước mạnh mẽ của chúng được giải phóng để ném đá và các đồ vật khác.

Ngoài ra, chúng trở nên thông minh hơn đáng kể và bắt đầu sản xuất ngày càng nhiều những loại vũ khí hiệu quả hơn. Tất cả những điều này khiến một số nhà khoa học tin rằng những con rắn đã học cách "bắn" chất độc - như một phản ứng đối với sự nguy hiểm ngày càng tăng.

Trong năm 2021 vừa qua, tạp chí Science đã xuất bản một bài nghiên cứu với nội dung cố gắng tìm ra chính xác thời điểm mà loài rắn bắt đầu học cách "khạc nhổ" trong lịch sử phát triển của chúng. Các nhà khoa học đã phân tích sự khác biệt giữa chất độc của các loài bò sát hiện đại và dấu vết của nọc độc trong các di vật hóa thạch của chúng. Hóa ra, sự xuất hiện của khả năng phun độc này ở những nơi khác nhau trên thế giới hoàn toàn trùng khớp với sự xuất hiện của các hominin đứng thẳng tại khu vực đó. Đối với nhánh rắn hổ mang phun độc châu Phi, con số này là 10,7-6,7 triệu năm trước, trong khi đối với nhánh châu Á là từ 4,2 đến 2,5 triệu năm.

Rõ ràng là các sự kiện xảy ra trong quá khứ xa xôi như vậy hầu như không thể xác minh chính xác được, nhưng giả thuyết được mô tả nghe cũng có vẻ khá thuyết phục. Đặc biệt là nếu bạn nhìn vào cách hậu duệ của những hominin đó, tức là bạn và tôi, đối xử với thiên nhiên và thế giới động vật như thế nào.