Ong thợ đẻ thường là loài gây hại không được chào đón, nhưng chúng cũng là cửa sổ cho thấy xã hội côn trùng có thể đã phát triển như thế nào.

Tôi không hiểu tại sao người xây dựng tế bào nữ hoàng của tôi lại không nuôi bất kỳ mảnh ghép nào của tôi. Tôi thường có một bàn tay ghép khéo léo và dự đoán rằng những con ong mật sẽ bắt đầu vẽ khoảng 90% số cốc nữ hoàng của ngày hôm qua thành những ngón tay thanh lịch khi tôi kiểm tra chúng, nhưng thay vào đó chúng đã bị dọn sạch. Từng người trong số họ. Spick và span.

Tôi bắt đầu kiểm tra các khung khác trong trình tạo. Phải chăng có một nữ hoàng bất hảo mà tôi vô tình rung động? Hoặc không đủ thức ăn trong thuộc địa? Nhìn vào chiếc lược, tôi thấy điều gì đó bất thường – khoảng 7 hoặc 8 quả trứng xếp chồng lên nhau trong một ô. Nếu điều đó vẫn chưa đủ manh mối, cách đó vài phòng giam, mắt tôi dán chặt vào một công nhân thản nhiên đẩy lưng cô ấy vào phòng giam, ngồi xổm không đàng hoàng giữa thanh thiên bạch nhật. Ong thợ đang đẻ trứng.

Công nhân đẻ là một mối phiền toái để loại bỏ. Thông thường bạn không thể phát hiện ra chúng, trừ khi bạn đủ may mắn để bắt được chúng khi chúng đang đẻ. Nếu chúng ở xung quanh, thuộc địa có thể bị suy giảm chức năng. Theo nghĩa đó, chúng rất giống những kẻ ký sinh xã hội – lợi dụng tài nguyên của thuộc địa để tiếp tục sinh sản, trong khi bản thân thuộc địa thất bại. Các thuộc địa có số lượng ong thợ đẻ cao bất thường đã được báo cáo ở Mỹ, Anh, New Zealand, Úc và Trung Quốc. Hầu hết mọi người đều coi thường những kẻ ăn bám xã hội này. Nhưng những người khác muốn hiểu họ.

Tháng 8 năm ngoái, tôi rất hân hạnh được tham gia cùng khoảng một nghìn nhà khoa học về côn trùng xã hội khác tại hội nghị bốn năm một lần của Liên minh Nghiên cứu Côn trùng Xã hội (IUSSI) được tổ chức tại Guarujá, Brazil.1 Ben Oldroyd, giáo sư tại Đại học Sydney, Úc , là diễn giả toàn thể khai mạc. Anh ấy đã cống hiến sự nghiệp của mình để tìm hiểu các cơ chế đằng sau sự gắn kết xã hội ở ong mật, tức là làm thế nào và tại sao ong thợ lại tiến hóa để trở nên vị tha hoặc thực hiện các hành vi có lợi cho cá thể khác bằng chi phí của chính mình. Không giống như những con ong thợ đẻ, rất hiếm ở hầu hết các đàn ong mật, những con ong thợ bình thường, vô sinh đã từ bỏ khả năng sinh sản của mình để chăm sóc ong chúa và bạn cùng tổ.

Nhưng sự hy sinh tiềm năng sinh sản này thực ra không phải là “vị tha”. Charles Darwin đã cân nhắc chủ đề về tình trạng vô sinh của công nhân ở các loài côn trùng sống theo bầy đàn ngay từ giữa những năm 1800, nhưng mãi đến những năm 1960, William Hamilton mới đưa ra lời giải thích về sự tiến triển của tình trạng vô sinh của công nhân. Hamilton lập luận rằng sự suy giảm thể lực của một cá nhân vẫn có thể có lợi về mặt tiến hóa miễn là nó làm tăng thể lực của họ hàng. Để minh họa cho quan điểm này, John Haldane, người đã tìm ra một số phép toán ban đầu đằng sau tuyên bố này, đã nói đùa rằng ông “sẵn sàng chết vì hai anh em hoặc tám anh em họ”. Nói cách khác, khả năng thích ứng trực tiếp của cá thể giảm đi, nhưng khả năng thích ứng gián tiếp (khả năng sống sót và sinh sản của họ hàng di truyền) lại tăng lên, khiến cho sự đánh đổi trở nên thuận lợi về mặt tiến hóa. Chẳng bao lâu, khái niệm “sự phù hợp toàn diện” này được gọi là “chọn lọc họ hàng”. Trong góc nhìn này, sự chăm sóc tận tình của ong thợ vô trùng đối với anh chị em của mình, những người tiếp tục sinh sản (nữ hoàng và ong đực) hoặc tiếp tục chu kỳ chăm sóc anh chị em (thợ) không phải là vị tha mà là một sự hy sinh xứng đáng.

Sự hy sinh này có ý nghĩa trong bối cảnh xã hội côn trùng, nơi mọi cá thể trong đàn đều có quan hệ họ hàng chặt chẽ với nhau. Nhưng ban đầu, tình trạng vô sinh của công nhân diễn ra như thế nào? Đó là một sự thay đổi sinh học then chốt phải xảy ra để tạo điều kiện cho sự sống thuộc địa phức tạp, và nguồn gốc đa dạng của nó trong cây sự sống đã khiến các nhà sinh học tiến hóa bối rối trong nhiều thập kỷ. Hiểu được nó sẽ là một bước quan trọng trong việc giải mã cách thức những xã hội này tồn tại từ hàng triệu năm trước. Isobel Ronai, người vừa hoàn thành bằng tiến sĩ tại phòng thí nghiệm của Oldroyd, cho biết: “Đó là một câu hỏi tiến hóa lâu đời”. Lý thuyết lựa chọn họ hàng giải thích tại sao tình trạng vô sinh của công nhân tiến triển, nhưng tình trạng vô sinh của công nhân tiến hóa như thế nào? Những thay đổi di truyền nào có thể đã kích hoạt điều này? Isobel đã cống hiến tấm bằng của mình để trả lời những câu hỏi này.

Nhiều năm trước, Oldroyd đã nhân giống một dòng ong mật “vô chính phủ” bằng cách thụ tinh nhân tạo cho ong chúa bằng tinh dịch từ máy bay không người lái do công nhân đẻ. Việc làm này lặp đi lặp lại đã tạo ra một dòng ong mật có số lượng ong thợ đẻ nhiều và tất cả các rối loạn chức năng đi kèm của chúng, khiến việc tìm ra cơ sở di truyền về tình trạng vô sinh của ong thợ trở nên dễ dàng hơn. Oldroyd nói với khán giả: “Các thuộc địa thật bất tài. Dòng ong này chính xác là những gì các nhà nghiên cứu cần.

Bằng cách so sánh những công nhân vô chính phủ này với những công nhân bình thường, vô sinh, Oldroyd và nhóm của ông có thể bắt đầu xác định cơ sở di truyền của tình trạng vô sinh ở công nhân, và do đó tính xã hội cao: chén thánh cho bất kỳ ai nghiên cứu về tiến hóa xã hội. Bất kỳ sự khác biệt di truyền nào giữa công nhân vô chính phủ và công nhân bình thường đều là manh mối về việc gen nào có thể đóng vai trò quan trọng trong việc tạo điều kiện cho xã hội côn trùng tiến hóa. “Hàng nghìn bài báo [nghiên cứu] đề cập đến ‘gen cho lòng vị tha’,” Oldroyd nói, “nhưng không ai biết chúng là gì.”

Bằng cách sử dụng quan điểm Vô chính phủ này, nhóm của Oldroyd đã tìm thấy một số “gen cho lòng vị tha” có thể liên quan đến quá trình sinh sản của công nhân. Khi Ronai và các đồng nghiệp của cô nghiên cứu những gen này ở những con công nhân sinh sản và không sinh sản, cô phát hiện ra rằng biểu hiện của chỉ một trong những gen này cũng có thể dự đoán liệu buồng trứng của con công nhân đó có trứng hay không, với độ chính xác gần như 90%. Đây là khả năng dự đoán cao đáng kể đối với di truyền. Đương nhiên, họ đặt tên cho gen này là “Anarchy”. Trong bài báo mô tả những kết quả này, được công bố trên tạp chí Molecular Biology and Evolution,2 họ đã chỉ ra rằng những con thợ không sinh sản tạo ra mức độ Anarchy cao, trong khi những con thợ sinh sản tạo ra rất ít (do sự khó hiểu trong danh pháp di truyền, các gen đôi khi được đặt tên là sau những gì xảy ra khi chúng không được thể hiện). Tiếp theo, họ muốn biết nó hoạt động như thế nào.

Một cách để có được manh mối về chức năng của gen là xem xét chính xác nơi nó được biểu hiện. Nó có ở trong não không? Ruột? Nó có ở buồng trứng không? Để trả lời câu hỏi này, Ronai và các đồng nghiệp của cô

======

Bài viết được biên soạn bởi Mật Ong Golden Bee https://goldenbee.com.vn/

Tất cả về Mật Ong https://goldenbee.com.vn/mat-ong

Thông tin về Ong Mật https://goldenbee.com.vn/ong-mat

Sản phẩm Mật Ong Nguyên Chất Golden Bee https://goldenbee.com.vn/san-pham/mat-ong-nguyen-chat-golden-bee