Mùa xuân cuối cùng cũng đã đến, mang đến niềm vui cho những người thích đi dạo và dã ngoại ngoài trời. Nhưng giống như mọi năm, mùa xuân cũng đánh dấu sự trở lại của một số vị khách không mời mà đến mà chúng ta có thể không cần đến, bắt đầu từ những con muỗi khó chịu. Và các nhà nghiên cứu người Mỹ vừa xác định được một cơ chế có thể giải thích cho xu hướng phá hỏng bữa tiệc nướng của chúng ta.
Một nhóm từ Đại học Princeton đã tập trung đặc biệt vào một loài có tên là Aedes aegypti. Đây là một loài vật nhỏ đặc biệt có vấn đề vì nó có thể mang theo cả một hỗn hợp các tác nhân gây bệnh như sốt rét, arbovirus Zika, sốt xuất huyết hoặc sốt vàng da. Và hóa ra chỉ trong vài thập kỷ, loài muỗi đặc biệt này đã tiến hóa để nhắm mục tiêu gần như độc quyền vào một loài duy nhất: chúng ta!
Theo quan điểm của các nhà sinh vật học, đây là một sự chuyển đổi rất thú vị. Điều này cho thấy rằng để tồn tại phụ thuộc vào một loài duy nhất, chúng phải phát triển các chiến lược nhắm mục tiêu cực kỳ chính xác mà các nhà nghiên cứu đã cố gắng tìm hiểu. Mục tiêu cuối cùng của họ: xác định chính xác các cơ chế cho phép muỗi phát hiện ra con người.
“Chúng tôi ít nhiều đã đào sâu vào não của muỗi để hỏi chúng: bạn ngửi thấy mùi gì? Điều gì kích hoạt các tế bào thần kinh của bạn, điều gì sáng lên khác biệt trong não bạn khi bạn ngửi thấy mùi của con người?” Carolyn McBride, giáo sư về sinh học tiến hóa, sinh thái học và khoa học thần kinh tại Đại học Princeton tóm tắt. “
Vấn đề là có rất nhiều mùi người như có rất nhiều cá thể. Và có lý do chính đáng: mùi này xuất phát từ một hỗn hợp rất phức tạp gồm hàng chục hợp chất hữu cơ. Do đó, các nhà nghiên cứu nghi ngờ rằng muỗi đang phản ứng với một sự kết hợp rất cụ thể. Nhưng làm sao họ có thể tìm ra nó?
Không có bất kỳ manh mối ban đầu nào, họ không còn lựa chọn nào khác ngoài việc tiến hành theo kinh nghiệm. Họ bắt đầu bằng cách thu thập mùi của chuột, lợn, lợn guinea, chim cút, cừu và chó. Nhưng đối với con người, việc này phức tạp hơn; việc thu thập mùi người "nguyên chất" không rõ ràng như vẻ bề ngoài. Thật vậy, phần lớn chúng ta thường xuyên sử dụng các sản phẩm vệ sinh có mùi thơm. Ngay cả quần áo cũng có thể thay đổi đáng kể mùi này.
Do đó, một số tình nguyện viên đã phải hy sinh bản thân. “Chúng tôi yêu cầu họ không tắm trong nhiều ngày, cởi quần áo, rồi nằm trong một chiếc túi Teflon lớn,” Jessica Zung, một thành viên của nhóm nghiên cứu cho biết. Sau đó, họ phải phát triển một hệ thống cho phép họ trích xuất và cô lập những mùi này.
Các nhà nghiên cứu mong đợi khám phá ra một hệ thống theo dõi cực kỳ tinh vi. Nhưng quá trình mà họ xác định đã làm họ ngạc nhiên vì tính đơn giản của nó, vì nó rõ ràng chỉ dựa trên hai hợp chất hữu cơ cụ thể: undecanal và decanal, một aldehyde cũng được tìm thấy trong kiều mạch, tinh dầu rau mùi... và Chanel N°5! nổi tiếng Một lời khuyên cho những người khôn ngoan...
Điểm khác khiến các nhà nghiên cứu ngạc nhiên là phản ứng mà các hợp chất này gây ra trong hệ thần kinh. "Não" của muỗi là một cấu trúc bao gồm khoảng 60 cấu trúc phụ gọi là tiểu cầu. Các nhà nghiên cứu mong đợi rằng phần lớn các tiểu cầu này sẽ tham gia vào việc săn người, vì đây là hoạt động quan trọng đối với loài muỗi này; thực ra chỉ có... hai.
“Lần đầu tiên tôi nhìn thấy hoạt động não này, tôi không thể tin được,” Zhilei Zhao, một nghiên cứu sinh tiến sĩ đóng vai trò trung tâm trong nghiên cứu này, giải thích. “Chỉ có hai tiểu cầu tham gia, điều này trái ngược với mọi kỳ vọng của chúng tôi. Thật không thể tin được khi hệ thống này lại đơn giản đến vậy,” cô ấy ngạc nhiên.
Chúng ta cũng có thể tưởng tượng ra các chất xua đuổi có thể chặn cụ thể tín hiệu này, do đó ngăn muỗi phát hiện ra con người bằng mùi. Đây là một giải pháp thậm chí còn thú vị hơn. Bởi vì mặc dù chúng gây khó chịu, muỗi vẫn là tác nhân chính trong nhiều hệ sinh thái.
Ví dụ, nhiều loài chim và nhện phụ thuộc trực tiếp vào muỗi vì chúng chiếm một phần đáng kể trong chế độ ăn của chúng. Lý tưởng nhất là cố gắng giữ chúng tránh xa thay vì tiêu diệt chúng, vì điều này có thể báo hiệu sự khởi đầu của một phản ứng dây chuyền thảm khốc đối với một số hốc sinh thái nhất định.
Cuối cùng, việc mở rộng công trình này sang các loài khác cũng sẽ rất thú vị. Điều này ban đầu sẽ cho phép chúng ta xem liệu cơ chế này có dành riêng cho những thợ săn chuyên biệt này hay ngược lại, nếu nó phổ biến ở tất cả các loài muỗi. Nếu vậy, khi đó chúng ta có thể phát triển một giải pháp đơn giản, vô hại và thân thiện với hệ sinh thái để tránh trở thành một bữa tiệc buffet di động. Tin tốt cho những người đam mê câu cá và dã ngoại... nhưng đặc biệt là đối với tất cả các quần thể ở các vùng nhiệt đới, cuộc sống của họ có thể thay đổi hoàn toàn chỉ vì một vết muỗi đốt đơn giản.
Văn bản của nghiên cứu có sẵn tại đây.
Một nhóm từ Đại học Princeton đã tập trung đặc biệt vào một loài có tên là Aedes aegypti. Đây là một loài vật nhỏ đặc biệt có vấn đề vì nó có thể mang theo cả một hỗn hợp các tác nhân gây bệnh như sốt rét, arbovirus Zika, sốt xuất huyết hoặc sốt vàng da. Và hóa ra chỉ trong vài thập kỷ, loài muỗi đặc biệt này đã tiến hóa để nhắm mục tiêu gần như độc quyền vào một loài duy nhất: chúng ta!
Theo quan điểm của các nhà sinh vật học, đây là một sự chuyển đổi rất thú vị. Điều này cho thấy rằng để tồn tại phụ thuộc vào một loài duy nhất, chúng phải phát triển các chiến lược nhắm mục tiêu cực kỳ chính xác mà các nhà nghiên cứu đã cố gắng tìm hiểu. Mục tiêu cuối cùng của họ: xác định chính xác các cơ chế cho phép muỗi phát hiện ra con người.
“Chúng tôi ít nhiều đã đào sâu vào não của muỗi để hỏi chúng: bạn ngửi thấy mùi gì? Điều gì kích hoạt các tế bào thần kinh của bạn, điều gì sáng lên khác biệt trong não bạn khi bạn ngửi thấy mùi của con người?” Carolyn McBride, giáo sư về sinh học tiến hóa, sinh thái học và khoa học thần kinh tại Đại học Princeton tóm tắt. “
Cuộc săn tìm kho báu dựa trên mùi
Để đạt được điều này, các nhà nghiên cứu đã phát triển một phương pháp tiếp cận rất trực quan. Họ đã tạo ra một dòng muỗi biến đổi gen có cấu trúc thần kinh phát sáng có chọn lọc khi được kích hoạt. Sau đó, họ cho những con muỗi này tiếp xúc với mùi động vật, bao gồm cả mùi người, để cố gắng làm sáng tỏ hơn về cơ chế này bằng cách sử dụng một hệ thống hình ảnh được thiết kế đặc biệt.Vấn đề là có rất nhiều mùi người như có rất nhiều cá thể. Và có lý do chính đáng: mùi này xuất phát từ một hỗn hợp rất phức tạp gồm hàng chục hợp chất hữu cơ. Do đó, các nhà nghiên cứu nghi ngờ rằng muỗi đang phản ứng với một sự kết hợp rất cụ thể. Nhưng làm sao họ có thể tìm ra nó?
Không có bất kỳ manh mối ban đầu nào, họ không còn lựa chọn nào khác ngoài việc tiến hành theo kinh nghiệm. Họ bắt đầu bằng cách thu thập mùi của chuột, lợn, lợn guinea, chim cút, cừu và chó. Nhưng đối với con người, việc này phức tạp hơn; việc thu thập mùi người "nguyên chất" không rõ ràng như vẻ bề ngoài. Thật vậy, phần lớn chúng ta thường xuyên sử dụng các sản phẩm vệ sinh có mùi thơm. Ngay cả quần áo cũng có thể thay đổi đáng kể mùi này.
Do đó, một số tình nguyện viên đã phải hy sinh bản thân. “Chúng tôi yêu cầu họ không tắm trong nhiều ngày, cởi quần áo, rồi nằm trong một chiếc túi Teflon lớn,” Jessica Zung, một thành viên của nhóm nghiên cứu cho biết. Sau đó, họ phải phát triển một hệ thống cho phép họ trích xuất và cô lập những mùi này.
Một quá trình đơn giản đến ngạc nhiên
Vẫn còn phải xác định chính xác hợp chất nào có khả năng khiến muỗi phản ứng. Do đó, các nhà nghiên cứu đã dành nhiều tháng để cho muỗi tiếp xúc với nhiều sự kết hợp của các hợp chất khác nhau được xác định trong quá trình thu thập. Sau đó, họ đối chiếu chéo các kết quả để xác định các dấu hiệu hiệu quả nhất.Các nhà nghiên cứu mong đợi khám phá ra một hệ thống theo dõi cực kỳ tinh vi. Nhưng quá trình mà họ xác định đã làm họ ngạc nhiên vì tính đơn giản của nó, vì nó rõ ràng chỉ dựa trên hai hợp chất hữu cơ cụ thể: undecanal và decanal, một aldehyde cũng được tìm thấy trong kiều mạch, tinh dầu rau mùi... và Chanel N°5! nổi tiếng Một lời khuyên cho những người khôn ngoan...
Điểm khác khiến các nhà nghiên cứu ngạc nhiên là phản ứng mà các hợp chất này gây ra trong hệ thần kinh. "Não" của muỗi là một cấu trúc bao gồm khoảng 60 cấu trúc phụ gọi là tiểu cầu. Các nhà nghiên cứu mong đợi rằng phần lớn các tiểu cầu này sẽ tham gia vào việc săn người, vì đây là hoạt động quan trọng đối với loài muỗi này; thực ra chỉ có... hai.
“Lần đầu tiên tôi nhìn thấy hoạt động não này, tôi không thể tin được,” Zhilei Zhao, một nghiên cứu sinh tiến sĩ đóng vai trò trung tâm trong nghiên cứu này, giải thích. “Chỉ có hai tiểu cầu tham gia, điều này trái ngược với mọi kỳ vọng của chúng tôi. Thật không thể tin được khi hệ thống này lại đơn giản đến vậy,” cô ấy ngạc nhiên.
Cánh cửa mở ra những giải pháp rất cụ thể
Khám phá này có khả năng gây ra những hậu quả đáng kể, một số trong đó rất cụ thể. Bởi vì nghiên cứu này được tiến hành trên muỗi được biết đến là vật trung gian truyền các bệnh rất nguy hiểm. Bây giờ các nhà nghiên cứu đã tìm ra các hợp chất hóa học thu hút chúng nhiều nhất, điều này mở ra cánh cửa cho một loạt các biện pháp đối phó để chống lại tai họa sức khỏe cộng đồng này. Ví dụ, chỉ cần sử dụng chúng để dụ chúng vào một cái bẫy chết người.Chúng ta cũng có thể tưởng tượng ra các chất xua đuổi có thể chặn cụ thể tín hiệu này, do đó ngăn muỗi phát hiện ra con người bằng mùi. Đây là một giải pháp thậm chí còn thú vị hơn. Bởi vì mặc dù chúng gây khó chịu, muỗi vẫn là tác nhân chính trong nhiều hệ sinh thái.
Ví dụ, nhiều loài chim và nhện phụ thuộc trực tiếp vào muỗi vì chúng chiếm một phần đáng kể trong chế độ ăn của chúng. Lý tưởng nhất là cố gắng giữ chúng tránh xa thay vì tiêu diệt chúng, vì điều này có thể báo hiệu sự khởi đầu của một phản ứng dây chuyền thảm khốc đối với một số hốc sinh thái nhất định.
Cuối cùng, việc mở rộng công trình này sang các loài khác cũng sẽ rất thú vị. Điều này ban đầu sẽ cho phép chúng ta xem liệu cơ chế này có dành riêng cho những thợ săn chuyên biệt này hay ngược lại, nếu nó phổ biến ở tất cả các loài muỗi. Nếu vậy, khi đó chúng ta có thể phát triển một giải pháp đơn giản, vô hại và thân thiện với hệ sinh thái để tránh trở thành một bữa tiệc buffet di động. Tin tốt cho những người đam mê câu cá và dã ngoại... nhưng đặc biệt là đối với tất cả các quần thể ở các vùng nhiệt đới, cuộc sống của họ có thể thay đổi hoàn toàn chỉ vì một vết muỗi đốt đơn giản.
Văn bản của nghiên cứu có sẵn tại đây.
