Gà, bò và lợn cổ đại có thể “nắm” bí mật về bệnh dịch ở vật nuôi hiện đại

Trong khi bình minh của nền nông nghiệp bắt đầu vào khoảng 8.000 đến 10.000 năm trước đây, thì chỉ vào thế kỷ trước hoặc hơn thế thì mối quan hệ giữa con người với việc trồng trọt và nuôi gia súc mới thay đổi một cách rõ nét. Vì thế, hiểu biết những thông tin bệnh tật của gia súc từ thời cổ đại có thể hữu ích cho điều trị gia súc hiện đại.

Những thay đổi và thách thức

“Chúng ta đi từ việc sử dụng động vật phần lớn để lấy sức kéo và trồng trọt quy mô nhỏ – nuôi vài con gà ở sân sau và vài con lợn trong bãi – đến một nền nông nghiệp công nghiệp hóa”, Laurent Frantz, giáo sư hệ gene cổ động vật tại ĐH Ludwig Maximilian Munich, Đức, cho biết.

Không chỉ là thay đổi quy mô nông nghiệp, các động vật được nuôi trong trang trại tự nó cũng được chuyển đổi một cách sâu sắc. Sự biến đổi theo thời gian này thi thoảng vẫn còn được lưu giữ trong những bộ xương của chúng.

Ngày nay, các nhà khoa học vẫn đang cố gắng hiểu về quá trình này một cách tốt hơn bằng việc giải trình tự DNA cổ đại của các loài vật – và từ đó tìm xem cách thức nào khiến các gia súc hiện đại lại trở nên có nhiều sức chống chịu hơn.

Quá trình thuần hóa bắt đầu khi động vật và cây trồng bắt đầu thích ứng với việc sống trong những môi trường do con người tác động. Con người bắt đầu phối giống có lựa chọn các loài vật với những đặc điểm cụ thể khiến chúng hữu dụng với con người.

Những đặc điểm đó có thể trải rộng từ kích thước được ưa thích đến sự thu hút của chúng với con người. Quá trình thuần hóa đã thay đổi một cách đáng kinh ngạc hình dáng và hành xử của động vật, ví dụ như trở nên ngoan ngoãn và dễ chấp nhận con người hơn.

Một vài kỷ nguyên cho thấy những thay đổi về hình thức dễ thấy như sự gia tăng kích thước vật nuôi trong thời kỳ La Mã.

Lợn và ngựa nhìn chung trở nên nhỏ hơn trong vài thế kỷ cho đến thời kỳ Cái chết Đen vào những năm 1300, khi động vật trở nên có kích thước trở lại to hơn. Dù những thay đổi đó được dò trong những hồ sơ khảo cổ, các nhà nghiên cứu vẫn còn phải tìm hiểu đâu là nguyên nhân dẫn đến những thay đổi đó.

Frantz từ lâu đã bị thu hút bởi lịch sử thuần hóa. Nghiên cứu của ông về di truyền của vật nuôi kéo dài trong 3.000 năm qua, trong khuôn khổ dự án PALAEOFARM.
Lợn có lẽ là vật nuôi duy nhất đã được thuần hóa không chỉ một ần mà là hai – ở Trung Đông và Trung Quốc, theo Frantz.

Các “bể” gene

Qua cả thiên niên kỷ, lợn hầu hết là được nuôi nấng theo cách thả rông, đi lang thang, ở châu Âu và lai giống với lợn lòi hoang địa phương. Nhưng trong thế kỷ 19, lợn Trung Quốc đã được nhập khẩu vào châu Âu.

Những con lợn này dường như trải qua quá trình chọn lọc và quá trình thuần hóa sớm hơn so với ở các quốc gia châu Âu, sản lượng thịt cũng cao hơn nhiều.

Bò thì lại khác. Bể gene của chúng nhỏ hơn để bắt đầu và dường như ít có khả năng con người nhân giống chúng với tổ tiên hoang dã của chúng, bò rừng đã tuyệt chủng. Một con bò rừng được đạt độ cao 1,8m, đo từ vai, và có cặp sừng dài hơn nhiều.

“Những con bò rừng rất hung dữ”, Frantz nói. “Con người thường chủ yếu sử dụng bò và các gia súc lớn khác để kéo cày và ít nhân giống chúng với bò hoang”.

Ông đã thu thập các mảnh xương cổ đại từ những hố khảo cổ và giải trình tự các hệ gene trong khuôn khổ PALAEOFARM, dự án diễn ra trong vòng năm năm và kết thúc vào tháng 8/2025.

Các di chỉ bao gồm thành phố Trung Cổ Lübeck, từng là thủ đô của xứ Hanseatic mà ngày nay thuộc Đức, và các khu định cư của người Viking, Anglo-Saxon quang thành phố York ở Anh.

Frantz so sánh thông tin di truyền cổ điển với các trình tự DNA từ các cuộc phối giống hiện đại của bò, lợn và gà.

Kiểm soát vật nuôi

Ông quan tâm đến bệnh dịch ở động vật. Các điểm chôn cất lớn hàng trăm con bò ở Bắc Âu vào thế kỷ 16, 17 và 18. Thủ phạm có lẽ là rinderpest, một bệnh dịch do virus gây ra, được đặt tên là một từ tiếng Đức có nghĩa là dịch hạch bò.

Khi có một dịch bệnh tàn sát một số lượng lớn lợn hay bò thì vẫn còn một số sống sót. Frantz muốn hiểu di truyền của những con sống và con chết cũng như các loại virus và vi khuẩn là nguyên nhân của dịch bệnh đó.

Hiểu biết này có thể giúp con người điều trị cho gia súc hiện đại.

Ví dụ ở Scotland, các nhà nghiên cứu đã chỉnh sửa gene lợn để nó kháng với bệnh virus hợp bào hô hấp chết chóc. Một DNA cổ đại có thể giúp nhìn thấu vào những phần DNA của một con vật và giúp hiểu vì sao sức đề kháng nó lại trở nên yếu ớt.

Đó cũng là lý do để bảo tồn loài lợn hiếm và nhân giống bò bởi vì chúng có thể mang những biến thể gene đem lại sức đề kháng với một số bệnh dịch. “Ở bò, đây là phần quan trọng dành cho tương lai, cho sức đề kháng tiềm năng với bệnh truyền nhiễm và hạn hán”, Frantz nói.

Kích thước quần thể nhỏ và chọn lọc có định hướng cũng có nghĩa là về tổng thể có ít biến thể di truyền trong các loài động vật lớn như bò so với các con vật nhỏ hơn được thuần hóa.

Vai trò của gà

Gà dường như tiến hóa từ gà rừng đỏ, vốn hay nhảy vào các ngôi làng và thị trấn ở Đông Nam Á cạnh các cánh đồng lúa. Loài chim này cuối cùng cũng tới châu Âu vào khoảng năm 800 trước công nguyên và được những người La Mã nhân giống. Các trang trại chăn nuôi vào cuối thế kỷ 19 và đầu thế

kỷ 20 dường như vang vọng tiếng gáy của những con chim nhanh nhẹn này trong một hình dáng vẫn còn mảnh mai như những con gà rừng.

Tương phản với điều đó, ngày nay chúng lại hóa tròn trĩnh. Quá trình nhân giống suốt 70 năm qua đã chuyển đổi loài này cho phù hợp với chăn nuôi sản xuất. “Gà đã lớn nhanh gấp ba lần trong vòng 50 năm qua”, Frantz nói.

Loài chim hoang dại này có nhiều màu sắc hơn và nhỏ hơn nhiều, theo Ophelie Lebrasseur, một nhà khảo cổ học động vật tại Trung tâm Nhân học sinh học và hệ gene Toulouse, Pháp, nói. Quan tâm đến lịch sử tiến hóa loài gà, bà truy tìm nguồn gốc của việc đưa gà vào châu Âu và nghiên cứu sự tiến hóa của chúng cho đến thời hiện đại. Hiện Lebrasseur đang theo đuổi nguồn gốc phức tạp của chúng ở Nam Mỹ trong khuôn khổ ARAUCANA, một dự án sẽ kết thúc vào tháng 9 này sau hai năm rưỡi nghiên cứu.

“Có vẻ như ngày nay, Nam Mỹ là nơi hội tụ của gà châu Âu, Polynesia và châu Á,” bà nói.

Câu đố Nam Mỹ

Nhưng bằng cách nào và khi nào thì gà đến Nam Mỹ lần đầu vẫn còn là một câu đố bí ẩn. Vào cuối thế kỷ 15, Christopher Columbus đã mang gà đến đó “nhưng chúng đã bị xơi sạch trong một nạn đói”, Lebrasseur cho biết.

Những người châu Âu chuyển gà trở lại Nam Mỹ vào thế kỷ 16 nhưng vẫn còn chưa biết liệu có phải gà Polynesia đã tới đầu tiên không. Lebrasseur đang giải trình tự DNA cổ từ những mảnh xương gà tìm thấy ở các di chỉ khảo cổ Nam Mỹ, đặc biệt là Argentina. Bà hi vọng sẽ tìm thấy một dấu hiệu trong DNA này có thể nói về việc tổ tiên của chúng đến từ đâu.

Lebrasseur cũng quan tâm đến gà được nuôi ở sân sau các ngôi nhà tại Nam Mỹ và khả năng một số có đáp ứng tốt hơn với môi trường tự nhiên ở địa phương.

“Ở châu Âu, chúng tôi không còn nuôi gà ở sân sau, điều mà người ta vẫn còn tìm thấy ở một số quốc gia châu Phi và Nam Mỹ”, bà nói.

Virus gây bệnh cho gà

Ngày nay nông dân chọn các giống gà cho năng suất cao hiện đại, nhưng điều này lại thu hẹp sự đa dạng của chúng và có thể khiến chúng dễ mắc bệnh. Một giải pháp là đưa gene từ các giống truyền thống, đặc biệt là những gene có khả năng hữu ích trong việc chống lại bệnh tật.

Frantz đặc biệt quan tâm đến bệnh Marek’s, một nguyên nhân gây chết do virus herpes dễ lây lan. Gà nhiễm bệnh sẽ bị ảnh hưởng thần kinh và nổi các khối u. “Việc nuôi nấng gà kiểu công nghiệp đóng vai trò quan trọng trong tiến hóa của virus này”, ông nhận xét.

Nghiên cứu của ông cho thấy những chủng virus xuất hiện sớm hơn thì ít độc hơn và quan trọng hơn, các gene gà có thể phòng vệ được trước loài virus này.

“Chúng ta có thể có khả năng đến những cách mới để chiến đấu chống lại loại dịch bệnh hiện đại này hoặc có tiềm năng cải thiện các loại vaccine hiệu quả hơn”, Frantz cho biết về ý nghĩa của nghiên cứu.

Nguyễn Thanh Nhàn – Đức Độ tổng hợp

Nguồn: https://phys.org/news/2023-06-ancient-chickens-cows-pigs-secrets.html

https://cordis.europa.eu/project/id/853272

https://cordis.europa.eu/project/id/895107