Từ bể cá đánh chiếm cả sông hồ: Đây là loài tôm tự nhân bản chính nó để "chinh phục" Châu Âu

Frank Lyko, nhà sinh vật học trẻ công tác tại Trung tâm Nghiên cứu Ung thư Đức, bỏ kha khá thời gian làm việc ra theo dõi con tôm hùm đất vân cẩm thạch – marbled crayfish. Không phải anh lo nó chạy mất: việc thu thập mẫu vật dễ hơn bạn tưởng nhiều. Cửa hàng bán thú cảnh có tôm hùm đất, mà nếu không muốn mất tiền thì Frank Lyco và cộng sự cứ ra sông bắt thôi.

Chỉ cần chờ tối trời, cầm trong tay một cái đèn sáng và lội ra vùng nước nông, nhóm nghiên cứu đã có thể thấy hàng đàn tôm hùm đất bơi quanh mắt cá chân những nhà khoa học đang cởi giày lội nước. 

Suốt hơn 5 năm qua, giáo sư Frank Lyko và cộng sự lập bản đồ và giải trình tự gen của loài tôm hùm đất. Trong bản nghiên cứu đăng tải hồi đầu 2018, họ cho thấy dù tôm hùm đất không phải loài hiếm có khó tìm, nhưng vẫn lọt danh sách một trong những sinh vật ấn tượng nhất mà khoa học từng biết.

25 năm trước, loài vật đặc biệt này không hề tồn tại. Nhưng chỉ với một đột biến gen, số lượng cá thể tôm hùm đất tăng nhanh chóng. Đột biến cho phép con tôm có thể tự tạo bản sao của chính nó, tôm nhanh chóng "đánh chiếm" Châu Âu và bắt đầu lan sang các lục địa khác. Nó tới Madagascar năm 2007, tự nhân giống lên tới hàng triệu cá thể và đe dọa tới các loài crayfish bản địa.

Tôm hùm đất trở nên nổi tiếng trong giới thích chơi sinh vật cảnh Đức hồi cuối những năm 1990. Báo cáo đầu tiên về việc mua bán tôm tới từ một người chơi thú cảnh, kể với chính giáo sư Lyko về việc ông mua một con "tôm hùm đất Texas" vào năm 1995. Nhân vật được giáo sư Lyko giấu tên đã bất ngờ trước kích thước lớn của con tôm và trước lượng trứng nó đẻ mỗi lần. Một lần "nhảy ổ", con tôm có thể cho ra tới vài trăm quả trứng.

Tôm ngày một nhiều, ông mua tôm bắt đầu cho bớt bạn bè mình. Chẳng mấy chốc, tôm hùm đất vân cẩm thạch, "marmorkreb" trong tiếng Đức, xuất hiện ở vô số cửa hàng bán thú cảnh. Số tôm càng nhiều, dấu hỏi người ta đặt ra cho chúng càng lớn: dường như con tôm không giao phối mà vẫn đẻ được trứng! Hậu duệ tôm toàn là con cái, mà cứ đến tuổi trưởng thành là sẵn sàng đẻ trứng.

Năm 2003, các nhà khoa học xác nhận loài tôm hùm đất vân cẩm thạch có khả năng tự nhân bản chính mình. Họ giải mã trình tự gen con tôm, tìm ra được những điểm tương đồng của loài với tôm hùm đất Procambarus, sống tại Bắc và Trung Mỹ.

Mười năm sau, giáo sư Lyko và cộng sự tiến hành giải mã toàn bộ bộ gen của loài tôm hùm đất vân cẩm thạch. Tại thời điểm họ bắt tay vào làm việc, tôm hùm đất không còn là sự lạ xảy ra ở bể cá/hệ sinh thái địa phương, đã trở thành loài vật có khả năng xâm lấn mạnh.

Trong gần hai thập kỷ, tôm hùm đất vân cẩm thạch nhân số lượng như loài Xenomorph trong phim Alien. Khi nhà có quá nhiều tôm, nuôi không xuể, ăn không hết mà cho đi cũng không bớt được bao nhiêu, lẽ thường tình sẽ xui khiến người nuôi tôm cảnh mang tôm đổ ra sông hồ. Đây không phải lần đầu tiên ta nghe chuyện đổ tôm cá cảnh xuống nước khiến môi trường bị ảnh hưởng.

Con tôm không cần điều kiện nhất định mới sống được, chúng vẫn tồn tại tốt ngoài thiên nhiên. Quá tốt, đến mức tự thân vận động tìm tới những vùng nước mới, nhân giống lên hàng trăm ngày rồi hàng triệu. Tôm hùm đất vân cẩm thạch dần xuất hiện tại nhiều nước Châu Âu như Cộng hòa Séc, Hungary, Croatia, Ukraine. Chúng được đưa tới cả Madagascar và Nhật Bản.

Việc giải trình tự gen của con tôm phá hoại không dễ dàng: trước giờ chưa ai thực hiện dự án tương tự với con tôm hùm đất cả, thậm chí cả những loài gần giống chúng cũng không. Giáo sư Lyko và cộng sự mất nhiều năm trời trong bóng tối, tìm cách ghép từng mảnh ADN lại để tạo thành một bản đồ gen hoàn chỉnh. Khi họ thành công, họ tạo nên được bản đồ gen của 15 mẫu vật, trong số đó có tôm hùm đất vân cẩm thạch sống tại Đức. Bản đồ gen chi tiết đã cho giới khoa học một cái nhìn cụ thể hơn vào nguồn gốc loài tôm quái dị.

Hóa ra nó tiến hóa từ loài tôm hùm đất bùn Procambarus fallax, chỉ sống tại nhánh sông Satilla thuộc Florida và Georgia, Mỹ. Các nhà khoa học kết luận bình minh của giống tôm đột biến xuất hiện khi hai con tôm hùm đất bùn giao phối. Một trong số chúng đã có tế bào sinh dục bị đột biến, không rõ là con đực hay con cái.

Các tế bào sinh dục bình thường chỉ chứa một bản sao nhiễm sắc thể, nhưng con tôm hùm đất đột biết đã có tới hai nhiễm sắc thể. Hiện tại chỉ có thể lý giải bằng "sự kỳ diệu của sự sống", hai nhiễm sắc thể đã hợp lại, tạo ra một bào thai tôm hùm đất cái với ba bản sao của mỗi nhiễm sắc thể. Con tôm hùm đất không chịu di chứng đột biến gen đáng chú ý nào khác.

Bộ gen của tôm hùm đất vân cẩm thạch đã khác với tôm hùm đất bùn, hai loài sẽ không thể sinh con được nữa. Con tôm bùn đực vẫn luôn sẵn sàng giao phối với con tôm cẩm thạch, nhưng tất cả con sinh ra đều vẫn là bản sao của con cái, không liên quan chút nào tới con đực.

Tháng Mười hai năm 2017, nhóm nguyên cứu chính thức tuyên bố con tôm hùm đất vân cẩm thạch là một loài mới, có tên Procambarus virginalis. Các nhà khoa học không thể nói chính xác nó tới từ đâu, không có con tôm hùm đất vân cẩm thạch nào sinh sống trong môi trường tự nhiên của Mỹ, có thể kết luận loài mới xuất hiện từ bể cá cảnh của Đức.

Toàn bộ mẫu tôm hùm đất vân cẩm thạch mà nhóm nghiên cứu thu về đều gần như giống nhau về mặt gen. Trong nghiên cứu mới của mình, đội ngũ của giáo sư Lyko cho thấy tôm hùm đất vân cẩm thạch đã lan ra toàn Madagascar với tốc độ đáng nể, chỉ trong 10 năm đã "lây lan" ra một khu vực rộng gấp 28 lần thành phố Hà Nội.

Tuổi đời của loài tôm hùm đất vân cẩm thạch mới còn rất trẻ (trên thực tế, chưa có loài nào trẻ như vậy mà đã được khoa học vẽ nên một bộ gen hoàn chỉnh), chúng sẽ là nhân tố vén màn bí ẩn nhiều khía cạnh trong khoa học. Ứng dụng đầu tiên mà giáo sư Lyko nghĩ ra: trả lời câu hỏi tại sao động vật lại giao phối.

Việc nhân bản có rất nhiều lợi ích. Như loài tôm hùm đất vân cẩm thạch chẳng hạn, chúng có thể sinh sôi mà không cần gì nhiều, cho phép số lượng tôm nhân lên tới hàng triệu trong khoảng thời gian ngắn. Nhưng việc giao phối lại có lợi về lâu dài: những loài sinh ra nhờ hoạt động giao phối sẽ chống chọi với bệnh tật dễ hơn chẳng hạn.

Nếu một mầm bệnh có thể đánh gục được một cá thể nhân bản, nó sẽ có thể ảnh hưởng lên bất cứ con nào khác và có tiềm năng xóa sổ cả lũ.

Việc con tôm hùm đất vân cẩm thạch xuất hiện sẽ cho các nhà khoa học theo dõi quá trình tiến triển của chúng ngay từ những ngày đầu. Những thập kỉ đầu tiên của loài, có thể mọi thứ diễn ra êm đẹp lắm. Nhưng không sớm thì muộn, khi chọn lọc tự nhiên vào cuộc, số mệnh của đàn tôm nhân bản sẽ lung lay.

"Cũng có thể chúng sống được khoảng 100.000 năm", giáo sư Lyko ngẫm nghĩ. "Với tôi thì đó là khoảng thời gian dài ra trò, nhưng trong tiến hóa, đó chỉ là một tín hiệu nhỏ xuất hiện trên bản đồ thôi".

Tham khảo New York Times