Du nhập vào Úc, cóc mía tiến hóa để ăn thịt chính đồng loại

Việc tiếp xúc với độc tố của chính loài cóc mía khiến những con nòng nọc ăn thịt trứng hoặc những con đồng loại nhỏ hơn.

Theo NYT, cóc mía là sinh vật bản địa tại vùng Trung và Nam Mỹ. Tại đây, người ta chưa bao giờ phát hiện ra chúng ăn thịt đồng loại của mình. Tuy nhiên, hành vi này đã thay đổi khi loài cóc này được du nhập vào Australia.

Trong nhiều thập kỷ, các nhà khoa học đã chứng kiến những con nòng nọc có mía ăn trứng hoặc nòng nọc nhỏ hơn. Nguyên nhân của hành vi ăn thịt đồng loại này cho đến nay vẫn là một bí ẩn.

Cóc mía, có nguồn gốc từ Nam Mỹ và Trung Mỹ.

Một nghiên cứu mới, được công bố vào tháng này trên tạp chí Ecology and Evolution, cho thấy nòng nọc cóc mía ở Úc bị kích thích thèm ăn cao độ khi chúng tiếp xúc với một loại độc tố có trong trứng cóc mía. Đây cũng là loài độc tố khiến loài cóc này có nọc độc trong cơ thể.

Cóc mía, có nguồn gốc từ Nam Mỹ và Trung Mỹ, được các nhà khoa học du nhập vào Úc vào năm 1935 với hy vọng chúng sẽ làm giảm số lượng bọ mía, loài đang gây ra nhiều vấn đề cho nông dân trồng mía của Úc. Với con mồi dồi dào và không có kẻ săn mồi nào có thể chịu được chất độc của chúng, loài cóc nhanh chóng sinh sôi nảy nở với số lượng lên tới hàng chục triệu con. Từ đây, chúng biến thành loài xâm lấn khiến các loài lưỡng cư bản địa bị loại khỏi môi trường sống ở Australia.

Tuy nhiên, bản thân loài cóc mía này cũng có một số thay đổi khi được di cư đến Australia. Những hành vi phát sinh này không được nhìn thấy ở những con cóc mía tại Nam Mỹ và Trung Mỹ. Nó chỉ bắt đầu được quan sát thấy trên khắp nước Úc trong những thập kỷ gần đây. Những hành vi này đã phát triển rộng khắp cộng đồng cóc mía tại Australia.

Jayna DeVore, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Đại học Sydney và là tác giả của nghiên cứu cho biết: “Đây là một trường hợp độc nhất vô nhị mà sự tiến hóa diễn ra cực kỳ nhanh chóng và chúng ta có thể thấy nó diễn ra trong thời gian thực”.

Hơn một thập kỷ trước, các nhà khoa học ở Úc, bao gồm Michael Crossland, một nhà nghiên cứu tại Đại học Sydney, đồng thời là tác giả của nghiên cứu, đã tiến hành nghiên cứu tác động của cóc mía đối với ếch bản địa. Họ vô tình phát hiện ra rằng những con nòng nọc này rất thích ăn trứng cóc mía, chúng vẫn đổ xô đi tìm trứng cóc mía dù họ cung cấp cho chúng trứng của loài lưỡng cư khác.

 Quá trình nở khiến nòng nọc có biểu hiện thèm ăn thịt đồng loại.

Nó khiến Tiến sĩ Crossland phải tiến hành một loạt thí nghiệm để hiểu rõ hơn về hiện tượng này. Năm ngoái, ông và đồng nghiệp Richard Shine, một nhà sinh vật học tại Đại học Macquarie, đã chứng minh rằng nòng nọc của cóc mía bị thu hút bởi các hợp chất hóa học liên quan đến trứng và con non của cóc mía.

Những quả trứng này về mặt hóa học tương tự như trứng của các loài lưỡng cư khác, nhưng có một điểm khác biệt quan trọng: Chúng chứa chất độc bufadienolide, cùng một chất hóa học khiến cóc mía trở nên độc và bảo vệ chúng khỏi những kẻ săn mồi. Các nhà nghiên cứu nghi ngờ rằng chính chất hóa học này đã kích hoạt nòng nọc ăn các thành viên trẻ hơn trong loài của chúng.

Trong nghiên cứu mới nhất của mình, các nhà khoa học đã nhân giống cóc mía hoang dã, cho nòng nọc vào bể với lượng độc tố bufadienolide khác nhau trong nước, và cho chúng ăn trứng cóc mía cũng như trứng của loài ếch Úc. Những con nòng nọc không tiếp xúc với độc tố bufadienolide hầu như không ăn trứng cóc và trứng ếch. Tuy nhiên, những con nòng nọc đã tiếp xúc với độc tố bufadienolide đã ăn cả trứng ếch bản địa và trứng của đồng loại một cách thích thú.

Các nhà khoa học cũng nghiên cứu nòng nọc khi chúng đang nở. Họ phát hiện ra rằng quá trình nở khiến nòng nọc có biểu hiện thèm ăn thịt đồng loại giống như khi bổ sung độc tố bufadienolide vào nước của chúng. Điều đó cho thấy các chất độc trong trứng được giải phóng vào nước khi nòng nọc nở.

Có thể đã tiến hóa phản ứng này với chất độc của chính chúng.

Matthew Greenlees, một chuyên gia về cóc mía và nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Đại học Monash, người không tham gia nghiên cứu, cho biết: “Chúng tôi đã biết rằng chúng ăn thịt đồng loại từ lâu, nhưng phát hiện mới giúp giải thích cơ chế của vấn đề này”.

Các tác giả của nghiên cứu cho rằng loài cóc mía ở Úc rất có thể đã tiến hóa phản ứng này với chất độc của chính chúng để giảm số lượng loài cóc mía sinh sôi trong môi trường.

Tiến sĩ Crossland nói: “Ai cũng biết rằng nòng nọc cóc ở Úc cạnh tranh rất mạnh với nhau. Mật độ cóc mía ở Australia lớn hơn nhiều so với ở khu vực bản địa của chúng và trong điều kiện mật độ cao, việc ăn thịt đồng loại có khả năng phát triển. Về cơ bản, chúng đang tìm ra cách để loại bỏ các đối thủ cạnh tranh trong tương lai”.

Tiến sĩ Crossland nói rằng việc những con cóc mía có thể phát triển hành vi ăn thịt đồng loại trong một thời gian ngắn là “không thể tin được”. Ông chia sẻ: “Những con cóc chỉ đến Úc vào năm 1935. Đó là sự tiến hóa cực nhanh”.

Các loài xâm lấn có xu hướng tiến hóa nhanh hơn các loài bản địa, một phần là do chúng sinh sôi nhanh chóng. Điều này cho phép các nhà khoa học theo dõi quá trình tiến hóa diễn ra trong nhiều thập kỷ, trái ngược với hàng thế kỷ hoặc thiên niên kỷ ở các loài bản địa.

Trong nghiên cứu tiếp theo, họ dự định kiểm tra xem những con cóc mía đang tiến hóa như thế nào để tự vệ chống lại những con lớn ăn thịt đồng loại của chúng. Tiến sĩ DeVore nói: “Đó thực sự là một cuộc chạy đua vũ trang giữa nòng nọc ăn thịt đồng loại và những con non”.

• Vì sao cóc khổng lồ được gọi là cóc mía?
• Loài ếch thuỷ tinh trong suốt nhìn rõ toàn bộ bên trong cơ thể
• Chú gà trống được chủ làm cho bộ nail hoàng tráng gây sốt mạng xã hội