|
|
Ảnh chụp cận cảnh khuôn mặt của kiến. Ảnh: Nikon Small World. |
Những loài sinh nhiều con thường có tuổi thọ ngắn, trong khi những loài ít sinh sản có xu hướng sống lâu hơn. Gián đẻ hàng trăm quả trứng, có tuổi thọ chưa đầy một năm. Chuột đẻ hàng chục con, chỉ sống được một hoặc 2 năm. Cá voi lưng gù chỉ sinh một con sau mỗi 2 hoặc 3 năm và sống trong nhiều thập kỷ.
Các chuyên gia cho biết điều này phản ánh chiến thuật tiến hóa, tiêu thụ năng lượng để sinh sản ra nhiều cá thể hơn hoặc để duy trì sự sống cho một cá thể.
Nhưng loài kiến là ngoại lệ. Ở một số loài kiến, kiến chúa sống hơn 30 năm trong khi đẻ hàng nghìn quả trứng, nở thành kiến thợ trong tổ. Ngược lại, kiến thợ, là những con cái không sinh sản, chỉ sống được vài tháng. Kỳ lạ hơn, kiến thợ ở một số loài có thể trở thành kiến chúa, và có tuổi thọ dài hơn.
Viết trên tạp chí Science, các nhà nghiên cứu tại Đại học New York cho biết một số kiến chúa sản sinh ra một loại protein ngăn chặn tác động lão hóa của insulin, giúp chúng tiêu thụ nhiều thức ăn bổ sung năng lượng cần thiết cho quá trình đẻ trứng mà không bị rút ngắn tuổi thọ.
Bí mật hormone của loài kiến
Insulin là hormone từ tuyến tụy tiết ra, ảnh hưởng đến cách các tế bào trong cơ thể tiếp nhận và sử dụng đường glucose, do đó quyết định lượng năng lượng dành cho tế bào. Trong quá trình này, insulin cũng tạo ra các gốc tự do có khả năng gây hại, và các phân tử oxy hóa khác, là sản phẩm phụ của quá trình trao đổi chất và gây lão hóa.
Nhà sinh vật học Claude Desplan và Danny Reinberg tại Đại học New York đã nghiên cứu loài kiến nhảy Ấn Độ, tên khoa học là Harpegnathos saltator. Ở loài này, kiến chúa sống khoảng 5 năm và kiến thợ chỉ sống khoảng 7 tháng.
 |
| Hai con kiến có kích thước khác hẳn nhau này là cùng một loài, Dorylus moletus. Con lớn hơn là kiến chúa có thể sống trong nhiều năm, trong khi đó kiến thợ nhỏ bé chỉ sống được vài tháng. Ảnh: Quanta Magazine. |
Sự khác biệt về tuổi thọ này không cố định. Nếu kiến chúa chết hoặc bị loại khỏi thuộc địa, những con ong thợ sẽ cảm nhận được sự thay đổi gần như ngay lập tức do mùi hương kiến chúa biến mất. Kiến thợ chiến thắng trong một cuộc hỗn chiến tranh ngôi sẽ trở thành “gamergate", hay kiến chúa giả.
Gamergate không chỉ có hành vi đóng giả, chúng thậm chí phát triển buồng trứng, có thể đẻ trứng và kéo dài tuổi thọ 3-4 năm. Nguyên nhân là khi kiến thợ trở thành gamergate, chúng ăn nhiều hơn, làm nồng độ insulin tăng và kích hoạt sự phát triển của buồng trứng. Nhưng điều kỳ lạ là việc truyền tín hiệu insulin nhiều hơn đáng nhẽ sẽ làm ngắn tuổi thọ, thay vì kéo dài.
Các nhà nghiên cứu đã phát hiện bí mật nằm ở tín hiệu insulin. Khi insulin liên kết với thụ thể của nó trên bề mặt tế bào, đáng nhẽ nó sẽ tạo ra một loạt phản ứng, thuộc 2 con đường hóa học riêng biệt.
Một con đường kích hoạt enzyme MAP kinase, trao đổi chất và phát triển buồng trứng. Con đường khác ngăn chặn quá trình tổng hợp RNA, làm rút ngắn tuổi thọ. Nhưng ở kiến, con đường MAP kinase hoạt động còn con đường kia thì không.
“Một protein ở kiến, Imp-L2, cho phép diễn ra con đường cho phép trao đổi chất, nhưng lại ức chế con đường dẫn đến lão hóa", Desplan cho biết.
Kéo dài tuổi thọ ở các loài khác
Các nhà khoa học đang tìm cách kéo dài tuổi thọ của ruồi giấm Drosophila bằng cách sử dụng protein Imp-L2 như ở kiến. Chuyên gia cho biết họ kỳ vọng mở rộng thử nghiệm để tìm ra tác động tương tự trên chuột.
Loài côn trùng này là đối tượng hấp dẫn để nghiên cứu quá trình lão hóa, vì kiến chúa và kiến thợ trong đàn thường có cùng bộ gen nhưng lại rất khác nhau về tuổi thọ, Laurent Keller, giáo sư sinh thái học và tiến hóa tại Đại học Lausanne, Thụy Sĩ, cho biết.
Thậm chí có khả năng các cơ chế kéo dài tuổi thọ của kiến có thể được áp dụng cho các loài khác, bao gồm cả con người, theo Arjuna Rajakumar, nhà nghiên cứu sinh sản ở kiến tại Viện Công nghệ Massachusetts.
Những nhà khoa học tiên phong
"Những nhà khoa học tiên phong" là một cuốn sách thú vị về lịch sử của những phát minh nổi tiếng. Để có được những đóng góp vĩ đại cho nhân loại, các nhà khoa học nổi tiếng đã làm việc với lòng say mê và tinh thần học hỏi không ngừng.
