Phát hiện khoa học có thể giải mã bí ẩn đã tồn tại 10.000 năm bên trong bộ lông mèo tam thể

Trong quá khứ, cũng đã từng có nhiều phát hiện khoa học giống nhau, được thực hiện bởi 2 nhóm nghiên cứu độc lập, đến từ hai quốc gia khác nhau. Chẳng hạn như vào thế kỷ 18, hai nhà khoa học Joseph Priestley, người Anh và Carl Wilhelm Scheele người Thụy Điển đã cùng phát hiện ra khí oxy.

Và bây giờ, trong một sự kiện học thuật tương đối hiếm gặp, một kiến thức mới lại vừa được tìm ra gần như cùng một lúc, bởi hai nhóm nghiên cứu làm việc độc lập. Điều thú vị là họ ở cách nhau tới một vòng Trái Đất và không hề biết gì về công việc của nhau.

Đó công việc giải mã màu lông cam của những con mèo: Tại sao gần như toàn bộ mèo màu cam đều là mèo đực? Còn hễ là mèo tam thể thì chỉ có thể là mèo cái?

Trong bức ảnh này, con mèo cam chắc chắn là mèo đực. Còn hai con mèo tam thể và cam đen còn lại chắc chắn là mèo cái. Nhưng tại sao lại vậy?

Màu lông gắn với giới tính của mèo vốn là một bí ẩn tồn tại trong suốt 10.000 năm kể từ khi loài người thuần hóa loài động vật này. 60 năm về trước, các nhà khoa học đã nghĩ rằng họ đã tìm được câu trả lời.

Nhưng hóa ra, đó chỉ là một nửa của vấn đề, mà phải đợi cho tới tận bây giờ, hai nhóm nghiên cứu tại Mỹ và Nhật Bản mới làm việc độc lập với nhau để giải quyết bí ẩn đó một cách triệt để.

Họ đã cùng nhau công bố phát hiện mới của mình trên bioRxiv, một nền tảng xuất bản khoa học trước bình duyệt. Mà nhóm nghiên cứu tại Nhật đã đăng sớm hơn một ngày, có lẽ đơn giản vì Mặt Trời đã mọc sớm hơn ở Nhật Bản so với ở Mỹ.

Đây là một ví dụ cho thấy sự ganh đua khoa học, giữa các nhóm nghiên cứu trên thế giới, đang diễn ra khốc liệt đến mức thế nào.

Từ buổi bình minh nông nghiệp của loài người

Khoảng 10.000 năm trước, trong buổi bình minh nông nghiệp của loài người, khi tổ tiên Homo Sapiens của chúng ta bắt đầu biết trồng trọt cây lương thực. Tại một khu vực gọi là Lưỡng Hà, nằm giữa vùng tiếp giáp Châu Á với Châu Âu ngày nay, một cuộc rượt đuổi như Tom và Jerry đã xảy ra.

Một con chuột trong lúc chạy trốn mèo đã vô tình chui được vào kho ngũ cốc của loài người, những chiếc kho lần đầu tiên tồn tại, sau thời kỳ tổ tiên chúng ta chỉ biết ăn lông ở lỗ, hái lượm để sống qua ngày.

Giờ đây, họ đã biết trồng trọt và tích trữ. Và chỉ khi biết tích trữ, kho ngũ cốc mới được xây dựng.

Con chuột chui được vào kho ngũ cốc, nó trốn thoát được con mèo – khi đó còn là một loài vật hoang dã, sống tận mãi trong rừng sâu. Và khi trở lại tổ, con chuột đã rủ một loạt các đồng loại tấn công vào kho ngũ cốc của loài người, một nơi ấm áp mà chúng có thể thỏa sức ăn sung mặc sướng, không lo đói rét.

Sự đổ bộ của lũ chuột khiến loài người tức lắm. Vì những con chuột quá nhỏ và nhanh, họ chẳng thể bắt chúng. Dù có che chắn kho ngũ cốc của mình thế nào, lũ chuột cũng sẽ tìm được cách cắn phá và chui vào.

Thế là bất đắc dĩ, loài người phải chia sẻ một phần thành quả lao động ban ngày của mình cho lũ chuột. Cho đến khi những con mèo xuất hiện và đi loanh quanh khu định cư của loài người.

Họ tự hỏi: Tại sao sinh vật lông lá, cảnh giác và kêu "meo meo" này lại xuất hiện ở đây? Hóa ra, chúng đến để bắt chuột. Và thế là như vớ được vàng, loài người bắt đầu cho mèo vào nhà để canh gác kho ngũ cốc của mình.

Họ biết ơn loài mèo, tôn thờ nó trong các đền thờ kể từ đó.

Loài người biết ơn mèo, tôn thờ nó trong các đền thờ kể từ đó.

Cứ mỗi khi đi đâu, trong các chuyến di cư du mục, chuyển nhà xuyên lục địa hay giong buồm chinh phục các miền đất mới ở viễn dương, loài người cũng phải đem theo mèo để bắt chuột, hòng bảo vệ kho thực phẩm dự trữ của mình.

Thế là trong khoảng thời gian khoảng vài ngàn năm, sinh vật lông lá này bắt đầu xâm chiếm thế giới, từ một công cụ trở thành một người bạn, một vị thần may mắn và giờ là thành "ông chủ" của chúng ta.

Quá trình lai tạo của loài mèo và bí ẩn của mèo tam thể

Khi loài mèo theo chân loài người đi khắp thế giới, chúng không chỉ đơn giản là tới các miền đất mới, thưởng ngoạn cảnh vật mới và ăn những món đặc sản mới – đa phần là thịt chim và thịt chuột. Lũ mèo cũng có cơ hội gặp gỡ quần thể mèo bản địa, nơi chúng có thể tìm thấy một người bạn tình – mà đa phần là tình một đêm.

Vì vậy, bạn có thể tưởng tượng một con mèo đực Ai Cập có bộ lông màu cam hết sức "ăn chơi", được mang theo trên tàu buôn của loài người đi dọc theo các thành phố cảng ở Địa Trung Hải, nơi nó sẽ gặp gỡ và giao phối liên tục với những con mèo cái bản địa có lông đen.

Một vài năm sau khi chiếc tàu viễn dương quay trở lại trên chính con đường mà nó đã đi qua, các thủy thủ đã nhìn thấy màu sắc lông của lũ mèo ở cảng biển đã thay đổi.

Một số có lông màu cam, 1 số có lông đen, số còn lại có bộ lông loang lổ giữa đen, cam, trắng
Một số có lông màu cam, một số có lông đen, số còn lại có bộ lông loang lổ giữa đen, cam và trắng. Điều kỳ lạ là toàn bộ những con mèo có lông cam đều là mèo đực, và hễ mèo có lông cam và đen trộn lại, chúng sẽ đều là mèo cái.

Phải hiếm lắm người ta mới tìm được một con mèo tam thể là mèo đực và ngược lại, mèo cái lại có lông cam hoàn toàn. Tỷ lệ là khoảng 1/.3000.

"Nó quả thực là một bí ẩn di truyền, một câu đố thực sự", giáo sư Greg Barsh, một nhà di truyền học đến từ Đại học Stanford cho biết. Phải đợi tới thế kỷ 20, bí ẩn về màu lông và giới tính của mèo mới được giải thích một phần, khi các nhà khoa học tìm ra các nhiễm sắc thể X và Y chịu trách nhiệm cho giới tính.

Hóa ra, một phần gene chịu trách nhiệm cho màu lông của mèo được tìm thấy trên nhiễm sắc thể X. Và một con mèo đực chỉ sinh ra với một nhiễm sắc thể X trong cặp XY mà thôi, nó sẽ chỉ có thể có lông đơn sắc một màu.

Ngược lại, những con mèo cái mang cả hai nhiễm sắc thể XX, chúng sẽ có lông phối trộn giữa đen và cam. Và khi kết hợp với những sợi lông cơ bản màu trắng, mà cả mèo đen và mèo cam đều có thể có, lúc này, những con mèo tam thể cái mới ra đời.

Nhưng chính xác thì gene nào trên nhiễm sắc thể X đã quyết định màu lông của mèo?

Đó vẫn là một nửa bí ẩn còn lại, mà trong suốt 60 năm qua, các nhà khoa học không thể tìm ra được câu trả lời. Lý do là bởi nhiễm sắc thể X của mèo có tới 155 triệu cặp base A, X, T, G và hơn 1.000 gene, khiến cho việc sàng lọc trở nên khó khăn.

Nhưng trong một nghiên cứu mới đây đăng trên bioRxiv, một nền tảng xuất bản khoa học trước bình duyệt, giáo sư Greg Barsh cùng các đồng nghiệp của mình tại Stanford cho biết cuối cùng họ cũng đã tìm ra nó, đoạn gene khiến lông mèo đực có màu cam, còn mèo cái thì trở thành tam thể.

Để làm được điều này, giáo sư Barsh đã tới các phòng khám triệt sản mèo và xin về 8 thai nhi mèo, trong số đó có 4 con mèo có lông cam. Sau đó, ông phân lập các RNA xuất hiện trên tế bào da của chúng và phát hiện ra RNA mã hóa một gene ký hiệu là Arhgap36 xuất hiện ở nồng độ cao gấp 13 lần ở mèo có lông cam.

Đây cũng là gene nằm trên nhiễm sắc thể X của mèo, do đó, giáo sư Barsh đã nghi ngờ đây chính là thứ đã tạo ra mèo đực cam và mèo cái tam thể.

Gene Arhgap36 là tác nhân tạo ra màu cam trên lông mèo.

Để kiểm tra giả thuyết của mình, nhóm nghiên cứu đã giải mã bộ gene của 188 con mèo, bao gồm 145 con mèo màu cam, 6 con mèo tam thể/mèo đồi mồi và 37 con mèo có lông đơn sắc nhưng không phải màu cam.

Kết quả cho thấy đúng là những con mèo có lông cam và mèo tam thể đã mang một phiên bản đột biến của gene Arhgap36. Trong đó, có một mẩu DNA dài khoảng 5 kilobase, tương ứng với 5.000 cặp base đã bị biến mất.

"Nhìn chung, những quan sát này cung cấp bằng chứng di truyền và bộ gene mạnh mẽ cho thấy việc mất đoạn 5 kb gây ra màu cam liên kết với giới tính ở mèo", giáo sư Barsh cho biết.

Điều thú vị là trước đó chỉ một ngày, phát hiện tương tự cũng vừa được một nhóm nghiên cứu độc lập đến từ Đại học Kyushu ở Nhật Bản công bố trên bioRxiv. Bài báo này cho thấy các nhà khoa học ở Nhật Bản cũng đã biết gene Arhgap36 là tác nhân tạo ra màu cam trên lông mèo.

Có thể là khi hai nhóm nghiên cứu biết về công việc của nhau, họ đã ngay lập tức công bố phát hiện mới của mình để tranh giành danh hiệu người đầu tiên giải mã được bí ẩn trong những sợi lông màu cam của loài mèo.

Trong quá khứ, cũng đã từng có nhiều phát hiện khoa học giống nhau được thực hiện bởi 2 nhóm nghiên cứu độc lập với nhau. Chẳng hạn như vào thế kỷ 18, hai nhà khoa học Joseph Priestley, người Anh và Carl Wilhelm Scheele người Thụy Điển đã cùng phát hiện ra khí oxy.

Vào năm 1930, hai nhà khoa học người Mỹ là Clyde Tombaugh và Percival Lowell đã gần như phát hiện ra Sao Diêm Vương vào cùng một thời điểm, khi họ hướng kính thiên văn của mình lên bầu trời.

Ưu điểm của các nghiên cứu độc lập trùng hợp này là chúng khiến các nhà khoa học không cần mất thêm thời gian để kiểm chứng lại phát hiện của mình, một trong những nguyên tắc cơ bản của khoa học.

Kiến thức từ đó vì vậy có thể được xác lập ngay lập tức. Vì vậy, giống như sự tồn tại của oxy và sao Diêm Vương đã được khẳng định, chúng ta cũng có thể chắc chắn rằng màu lông cam của loài mèo đến từ gene Arhgap36 trên nhiễm sắc thể X của chúng.

Đó là bí ẩn đã hoàn toàn được giải mã.

Cập nhật: 07/12/2024 thanhnienviet