Một con ong ở Châu Phi đã tự nhân bản nó hàng triệu lần kể từ năm 1990 tới nay và tạo ra một đội quân "clone" bất tử

Khi nữ hoàng chết, những cung phi bắt đầu nổi loạn. Họ tạo ra một trận cung đấu khi ai cũng cốt đưa con cái mình lên thay. Bằng một thứ ma thuật, một cung phi đã tạo ra được một đội quân clone bất tử giống hệt nhau và chiếm lấy hoàng cung.

Với quân đội không ngừng tăng lên đó, bà ta tiếp tục đánh chiếm các thuộc địa lân cận, vơ vét của cải và gây ra sự suy tàn khắp các lãnh thổ. Hàng triệu đời đã trôi qua kể từ đó, đội quân clone vẫn còn sống và vẫn đang nhân lên bất tận.

Nghe có vẻ giống một tóm tắt phim thể loại xuyên không viễn tưởng. Nhưng đó lại là một câu chuyện có thật trong thế giới của loài ong ở Châu Phi, một hiện tượng mà đến tận bây giờ các nhà khoa học mới phát hiện.

Câu chuyện bắt đầu khi giáo sư Benjamin Oldroyd, một nhà di truyền học hành vi tại Đại học Sydney nghiên cứu loài ong mật đất trũng Châu Phi (Apis mellifera scutella). Ông nhận ra khoảng 10% tổ của loài ong này đã bị đánh chiếm bởi những đội quân nhân bản của loài ong đối thủ.

Đó là loài ong mật Cape Nam Phi (Apis mellifera capensis) - một loài có thể sinh sản vô tính và tạo ra các bản sao 1:1 của chính chúng mà không cần thụ tinh và cũng không cần ong chúa.

Với khả năng này, ong mật Cape lẻn vào tổ ong của các đối thủ và tung ra hết bản sao này đến bản sao khác. Tệ hơn nữa, chúng lại là những kẻ ăn bám, không chịu làm lụng bất cứ công việc gì.

Điều này dẫn đến nguồn tài nguyên của tổ ong nhanh chóng cạn kiệt và sụp đổ. Trong khoảng 30 năm qua, hàng triệu thế hệ nhân bản của ong mật Cape đã ra đời và chúng giống hệt nhau, giống hệt cụ tổ của mình là một con ong thợ Cape cái từng sống trong thập niên 1990.

"Thật là điên rồ, tôi chưa từng nghe hay thấy về bất cứ điều gì như thế này trước đây, ở bất kỳ đâu", giáo sư Oldroyd nói.

Những con ong thợ và nhiều loài côn trùng sống theo đàn khác có một khả năng đặt biệt – một hình thức sinh sản vô tính được gọi là "trinh sản" (thelytokous parthenogenesis). Đúng như tên gọi của nó, "trinh sản" là quá tình một con cái có thể tự sinh con từ những quả trứng không cần phải thụ tinh.

Để làm được điều này, những con ong thợ đơn thân sẽ sao chép nhiễm sắc thể của chính nó lên thành 4 bản. Tiếp theo, nó lại lấy vật chất di truyền từ 4 nhiễm sắc thể, trộn lên để tạo ra 4 nhiễm sắc thể có DNA hỗn hợp thông qua quá trình gọi là tái tổ hợp.

Động tác xáo trộn hay sự cải tổ di truyền này để đảm bảo con cái của chúng được sinh ra sẽ có khác biệt so với mẹ mình, không phải một bản sao 1:1. Tuy nhiên, vì các nhiễm sắc thể của trứng không thụ tinh sẽ không có vật liệu di truyền mới của con đực được thêm vào, chúng sẽ giống hệt nhau theo từng cặp.

Điều này sẽ dẫn đến một hậu quả nghiêm trọng hơn cả giao phối cận huyết. Giáo sư Oldroyd cho biết cứ sau một lần "trinh sản", thế hệ con của ong thợ đơn thân sẽ bị mất đi trung bình 1/3 đa dạng di truyền. Vì vậy, chỉ cần một vài thế hệ trôi qua, mức độ đa dạng di truyền của ong con sẽ thấp đến nỗi chúng sẽ chết trước khi trưởng thành và không còn tạo ra được thế hệ tiếp theo nữa.

Cũng vì lý do này, đại đa số các loài ong và côn trùng sống theo đàn sẽ không lựa chọn hình thức "trinh sản" để phát triển. Chúng sẽ sinh sản hữu tính với sự góp mặt của một con ong chúa trong đàn, chuyên làm nhiệm vụ đẻ trứng.

Những con ong chúa sẽ giao phối một hoặc hai lần với một ong đực và dành cả phần đời còn lại của chúng để đẻ trứng. Do đó, gần như toàn bộ một tổ ong đều là con cái của gặp ong chúa và ong đực này.

Những con ong thợ, hay ong cái không phải ong chúa chỉ đơn giản là làm nhiệm vụ bảo vệ tổ và nuôi nấng những đứa con trong hoàng tộc. Chúng sẽ từ bỏ quyền đẻ trứng và có con riêng cho bản thân mình.

"Cũng giống như trong xã hội loài người luôn có những xung đột giữa lợi ích cá nhân và lợi ích xã hội. Chúng ta phải đưa ra những chuẩn mực xã hội hướng đến lợi ích chung, cho phép xã hội tồn tại. Đối với thế giới của loài ong cũng vậy, một chuẩn mực của chúng là không được ích kỷ. Những con ong thợ bình thường thì không thể đẻ trứng", giáo sư Oldroyd nói.

Theo giáo sư Oldroyd, bản thân những đàn ong mật Cape trong điều kiện bình thường cũng tuân thủ chuẩn mực sinh sản hữu tính. Nghĩa là trong tổ của chúng cũng có ong chúa và những con ong thợ Cape khác sẽ không đẻ trứng. Mọi chuyện chỉ thay đổi khi ong chúa Cape chết hoặc vì một lý do nào khác bị mất tích.

Nếu là các đàn ong khác, chúng sẽ chọn ra một trứng ong chúa có dòng dõi hoàng tộc để suy tôn lên làm ong chúa mới. Quả trứng này sẽ được nuôi nấng và chăm sóc rất cẩn thận cho đến khi trưởng thành. Con ong cái được sinh ra từ đó sẽ lại giao phối với một ong đực để trở thành ong chúa và đảm nhiệm lại vị trí sinh sản duy nhất trong đàn.

Nhưng ong mật Cape lại không làm như vậy. Lòng trung thành của chúng với hoàng tộc rất thấp. "Nếu bạn bắt con ong chúa Cape ra khỏi tổ, những con thợ trong tổ ngay lập tức sẽ tự chúng đẻ trứng", giáo sư Oldroyd nói. Chúng sẽ "trinh sản" để tạo ra rất nhiều bản sao nhằm âm mưu đặt mình hoặc con cái của mình vào vị trí quyền lực.

Tuy vậy, chẳng phải "trinh sản" sẽ dẫn đến tuyệt chủng sau một vài thế hệ hay sao?

Đối với ong mật Cape thì điều đó không đúng. Những con ong thợ của loài này đã phát triển được một một đột biến cho phép chúng đẻ trứng dị hợp di truyền với tất cả các vật chất di truyền từ 4 nhiễm sắc thể. Nói cách khác, chúng không loại bỏ bất kỳ nhiễm sắc thể nào trong số đó nên có thể ngăn chặn sự mất đa dạng di truyền qua từng thế hệ.

Để hiểu điều gì đã xảy ra ở đây, giáo sư Oldroyd và nhóm của ông đã so sánh bộ gen của ong thợ Cape với bộ gen của ong chúa và con cái của chúng.

Sau khi buộc ong chúa Cape sinh sản vô tính bằng cách ngăn nó giao phối, nhóm nghiên cứu đã kiểm tra trình tự DNA của ong chúa Cape và 25 ấu trùng mà nó tạo ra. Sau đó, họ cũng làm như vậy đối với 4 ong thợ Cape và 63 ấu trùng của chúng.

Nhóm nghiên cứu phát hiện ra con cái được "trinh sản" từ ong chúa có mức độ tái tổ hợp (trộn DNA) cao hơn 100 lần so với con cái sinh ra từ ong thợ đơn thân. Phát hiện này cho thấy ong thợ Cape đã tiến hóa với một đột biến ngăn cản sự tái tổ hợp.

Không có nguy cơ mất một phần ba vật chất di truyền do quá trình "trinh sản" gây ra, ong thợ Cape có thể tự do tạo ra các bản sao hoàn hảo của chính chúng một cách liên tục.

Chúng có thể tự nhân bản bất cứ khi nào chúng muốn, tạo ra các bản sao gần như 1:1 qua hàng triệu vòng đời suốt nhiều thập kỷ. Sự đa dạng di truyền không bị suy giảm mà trở thành một hằng số khiến quần thể "trinh sản" của ong thợ Cape trở thành một siêu cường bất tử.

Thật đáng tiếc, khả năng nhân bản theo ý muốn của ong thợ Cape sẽ đặt tổ của chúng vào một trạng thái "cung đấu" bấp bênh, khi các con ong cái liên tục cạnh tranh nhau đẻ. Trật tự xã hội của chúng sẽ nhanh chóng sụp đổ và đó là lúc những con ong mật Cape "phát-xít hoá" và xuất khẩu cuộc chiến ra bên ngoài biên giới.

Một đàn ong xâm chiếm một tổ ong khác và thuộc địa hoá nó thực ra cũng không hiếm. Thông thường nó có thể được thực hiện bằng một cuộc đột kích, trong đó, một ong thợ sẽ mang trứng ong chúa cài vào tổ ong mục tiêu để nó lớn lên và lật đổ ong chúa cũ. Điều đó có nghĩa là âm mưu chỉ thành công khi ong chúa mới ra đời để thực hiện cuộc đảo chính.

Nhưng một lần nữa, những con ong mật Cape đã đem hành vi ký sinh xã hội này lên một tầm cao mới.

Bởi có thể "trinh sản" mà không tuyệt tự, ong thợ Cape cái chỉ đơn thuần đi vào tổ ong thuộc địa và bắt đầu đẻ trứng, không cần bất kỳ một quả trứng ong chúa nào mà cũng chẳng cần một cuộc đảo chính lật đổ. Mục tiêu mà những con ong mật Cape thích nhất chính là tổ của những con ong đất trũng Châu Phi.

Những con ong đất trũng hiền lành và ngây thơ rất dễ bị đánh lừa. Khi ong thợ Cape đến và đẻ trứng, chúng phát ra các tín hiệu hoá học để lừa ong đất trũng cung cấp ngày càng nhiều thức ăn. Hành vi giống như chim cu gáy này cho phép ong thợ Cape phát triển cơ thể và buồng trứng của chúng gần như kích thước của ong chúa.

Ngoài ra giáo sư Oldroyd cho biết: "Các bản sao của ong Cape cũng không thực hiện bất kỳ công việc nào bên trong các tổ ong mới mà chỉ chăm chăm đẻ. Chúng chỉ đi loanh quanh trong tổ với thái độ kiểu như 'Ừ, mày phải làm việc cho tao'. Sự lười biếng này rất nhanh chóng dẫn đến sự sụp đổ của cả tổ ong đất trũng".

Bản thân những con ong đất trũng lẽ ra phải nhận ra chúng đang bị lợi dụng. Nhưng hành vi thuộc địa hoá của ong Cape rất tinh vi. Giáo sư Oldroyd mô tả "chúng rất giống cơ chế của tế bào ung thư bên trong một khối u". Ong mật Cape một khi đã vào được tổ mới chỉ chăm chăm đẻ để nhân lên đến mức làm cạn kiệt tài nguyên và khiến vật chủ sụp đổ.

Theo giáo sư Oldroyd, những con ong thợ Cape tham gia vào hành vi ký sinh mà ông tìm thấy là hậu duệ không biết đời thứ bao nhiêu của một con ong thợ sống vào năm 1990. Dòng vô tính duy nhất này là nguyên nhân gây ra sự sụp đổ của 10% các tổ ong đất trũng ở Châu Phi mỗi năm.

Một câu chuyện buồn nhưng vô cùng hấp dẫn được kể lại từ nghiên cứu của giáo sư Oldroyd đăng trên tạp chí Proceedings of the Royal Society B.

Tham khảo Livescience