Hợp chất cám dỗ hải ly – loài động vật có hại giống chuột đang tàn phá đầm lầy vịnh Gulf

Loài động vật có hại thuộc bộ gặm nhấm chỉ nặng có 10 pound đang tàn phá vùng đầm lầy phía nam Hoa Kì mới đây đã hủy hoại hệ sinh thái đầm lầy châu thổ sông Mississippi với mức độ nguy hại chỉ đứng sau sức mạnh của hai cơn bão Rita và Katrina. Những con hải ly cuối cùng đã gặp phải khắc tinh của chúng nhờ có ngành khoa học phân tử, trong đó phải kể đến dự án của giáo sư Athula B. Attygalle (chuyên gia hóa học phân tử và ghi phổ khối lượng thuộc viện Công nghệ Stevens tại Hoboken, New Jersey) cùng nhóm các nhà khoa học thuộc đại học Cornell và đại học Iowa.

Đặc tính sinh học của loài hải ly cho phép sinh sản với tốc độ rất nhanh, khiến nó trở thành một loài động vật khó kiểm soát nếu được thả trong môi trường hoang dã. Một con hải ly cái trung bình sinh 5 con hải ly con mỗi lứa, nhưng thỉnh thoảng sinh tới 13 hải ly con. Con hải ly cái có thể được thụ thai chỉ 2 ngày sau khi sinh, có nghĩa là một con hải ly có thể sinh sản 3 lứa mỗi năm.

Theo bài viết của nhà báo Chris Kirkham (Louisiana), một nhóm nghiên cứu động vật hoang dã ghi chép các số liệu về hải ly cho biết vào những năm 1930, 20 con hải ly được đưa đến Loisiana đã sinh sản đến một con số khổng lổ - khoảng 20 triệu con – chỉ sau 2 thập kỉ.

Cũng theo Kirkham, mặc dù hải ly được đưa đến các vùng của đất nước nhưng khí hậu ấm áp ở Louisiana đã tạo điều kiện thúc đẩy quá trình sinh sản của hải ly. Vốn đã bị đe dọa bởi sự xâm nhập của nước mặn, vùng đầm lầy còn phải đối phó với thói phàm ăn của hải ly khi những rễ cây đóng vai trò sống còn trong việc duy trì đầm lầy đang bị gặm nhấm.

(Ảnh: iStockphoto/Per Jørgensen)

Giáo sư Attygalle và các chuyên gia sinh học đồng nghiệp của ông – giáo sư Thomas Eisner và giáo sư Steven Finckbeiner – tin rằng họ đã tìm ra được những hợp chất hóa học thay thế cho việc đánh bẫy tự do hay gây độc có hại cho hệ sinh thái trong giải quyết vấn đề kiểm soát số lượng đàn hải ly.

Attygale cho biết, một số hợp chất dễ bay hơi như terpenoid, rượu béo, axit béo và một vài este của chúng đã được phát hiện có trong chất dịch hòa tan lấy từ tuyến hậu môn của hải ly. Những hợp chất này rất hấp dẫn đối với hải ly, do đó khi được áp dụng có chiến lược, chúng sẽ giúp ích rất nhiều trong nỗ lực kiểm soát sự phát triển đàn hải ly ở sinh quyển vùng bờ biển vốn rất dễ bị hủy hoại.

Thành phần chủ yếu của terpenoid được phát hiện là (E,E)-farnesol và các este của nó nhờ so sánh thời gian ghi sắc dạng hơi, ion hóa điện tử (EI) và quang phổ ion hóa hóa học (CI) lớn của chúng với các hợp chất xác thực. Quang phổ lớn EI của 4 đồng phân farnesol khá giống nhau, tuy nhiên phần mềm thuật toán ChemStation (Agilent) và GC–MS Solution (Shimadzu) vẫn có khả năng phân biệt các hợp chất tự nhiên với vai trò (E,E)-đồng phân khi thư viện quang phổ chất lượng cao được biên soạn từ các mẫu tham khảo dùng trong nghiên cứu. Tương tự, các este được nhận diện là este của (E,E)-farnesol. Đối lập với quang phổ EI, quang phổ CI của đồng phân (E,E) và (E,Z) lại rất khác nhau so với đồng phân (Z,E) và (Z,Z).

Hơn nữa, quang phổ hồng ngoại của đồng phân (E,E) cũng khác so với 3 đồng phân khác trong nhóm 2962-2968 cm-1 và 2918-2922 cm-1 thể hiện sự chuyển động kéo dài nhóm CH₃ và CH₂ không đối xứng. Cuối cùng, chỉ số so sánh ghi nhớ của farnesol và đồng phân este farnesyl xác định từ các mẫu thực được sử dụng để xác nhận.

Nhiều năm nay, E. A. McIlhenny đã bị chỉ trích rất nhiều vì đưa loài gặm nhấm này từ Nam Mỹ đến đảo Avery từ những năm 1930. Lúc đó, McIlhenny muốn mở rộng ngành thương mại lông thú tại Louisiana nên ông đã đưa những con hải ly từ Nam Mỹ đến quê hương mình trên đảo Avery và câu chuyện tiếp diễn từ đó. Nhưng một cơn bão đã cuốn qua bãi nuôi hải ly và đưa chúng trở về hoang dã.

Câu chuyện tồn tại nhiều thập kỉ và được lưu truyền mãi qua các thành viên trong gia đình. 5 năm trước, một nhà sử học được gia đình McIlhenny thuê đã tìm ra những tài liệu ghi chép rằng McIlhenny thực ra đã mua những con hải ly từ một người buôn bán lông thú tại St Bernard vào năm 1938. Trong bài phỏng vấn của nhà báo Kirkham có viết: Theo nhà sử học và người quản lý Shane Bernard của gia đình McIlhenny, McIlhenny thực chất đã để xổng những con hải ly chứ không phải do cơn bão.

Kirkham nói: “Tôi tin rằng câu chuyện đã bị biến đổi. Ai cũng biết những câu chuyện truyền miệng hay truyện dân gian đều có thể bị thay đổi khi chúng được truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác”.

Trong khi các cơ quan liên bang đang tìm kiếm nhiều biện pháp gây độc, nhưng không biện pháp nào được thực hiện lâu dài do chúng đều ảnh hưởng đến các loài khác. Nghiên cứu của giáo sư Attygalle và các trợ lý đưa ra một kỹ thuật nhử mồi thân thiện với môi trường nhằm lôi kéo những con hải ly đến những cái bẫy; từ đó mang chúng đi xa vùng bờ biển và những vùng đầm lầy dễ bị tổn hại.