Nhộng kiến có thể tạo ra sữa

Một luồng dưỡng chất do các nhộng kiến bài tiết đã giúp nuôi cả bầy kiến và có thể đóng vai trò nhất định trong quá trình tiến hóa của các cấu trúc xã hội loài kiến.

Lần đầu tiên, các nhà nghiên cứu đã quan sát được bí mật của những con kiến: một dòng chất lỏng dạng sữa có thể nuôi dưỡng bầy kiến.

Nghiên cứu này, được xuất bản trên Nature vào ngày 30/11/2022, phát hiện ra là nhộng kiến – một giai đoạn phát triển thụ động trong vòng đời của loài sinh vật chăm chỉ này – đã tạo ra một dòng chất lỏng giàu dưỡng chất có thể nuôi sống kiến trưởng thành và ấu trùng kiến.

Những con ấu trùng kiến đang được ấp phụ thuộc vào dòng dưỡng chất này để sinh trưởng và sống sót, giống như cách các con non của những loài động vật có vú cần sữa. Nếu các con kiến trưởng thành và ấu trùng kiến không ăn dòng sữa này, nó có thể dễ bị nhiễm nấm. “Chúng tôi nhận ra một cơ chế liên kết bầy kiến, kết nối các con kiến qua các giai đoạn phát triển – trưởng thành, ấu trùng và nhộng – thành một khối thống nhất vững chắc, xã hội hữu cơ”, Orli Snir, một nhà sinh học ở trường đại học Rockefeller ở thành phố và là đồng tác giả công trình, cho biết.

“Thực sự ngạc nhiên khi biết rằng chưa có ai từng phát hiện ra điều này trước đây”, Patrizia d’Ettorre, một nhà côn trùng học tại ĐH Sorbonne Paris North, Pháp, nói. “Nhộng vẫn được coi là vô dụng bởi chúng bất động, ở một số loài chúng được bọc trong một cái kén, chúng không ăn, chúng chỉ chuyển động quanh bởi những con kiến thợ, vì vậy chúng được cho là không đóng góp bất cứ điều gì vào xã hội kiến. Nhưng công trình này cho thấy đây không phải là sự thật”.

Snir và cộng sự đã có một khám phá thông qua quan sát những con kiến vô tính Ooceraea biroi – một loại kiến ​​vô tính không có con chúa trong chi Ooceraea khi cô lập chúng trong những giai đoạn khác nhau trong vòng đời của chúng, để tìm hiểu cái gì khiến các bầy kiến tích hợp được với nhau.

Trong khi quan sát những con nhộng kiến được cô lập, các nhà nghiên cứu ngạc nhiên khi thấy những giọt của một dòng chất lỏng xuất hiện trên những điểm trên bụng chúng. Khi dòng chất lỏng này được gia tăng, những nhộng bơi trong đó nhưng chúng vẫn sống sót khi loại bỏ chất lỏng này đi.

Bằng việc tiêm chất nhuộm thực phẩm màu xanh vào nhộng và truy dấu điểm đến của chất lỏng, các nhà nghiên cứu thấy những con kiến trưởng thành uống chất lỏng khi chúng được tiết ra và giúp những ấu trùng uống bằng cách mang chúng đến với các con nhộng. Điều này khiến chất lỏng không được tích tụ lại nữa. “Các con kiến trưởng thành đang đóng vai trò bố mẹ khi chúng giúp làm sạch nhộng, mang các ấu trùng và đặt chúng vào chỗ các con nhộng để có cái ăn”, Snir nói.

Nhóm nghiên cứu đã kiểm tra thành phần phân tử chất lỏng và nhận ra 185 loại protein trong đó cũng như hơn 100 chất chuyển hóa như các amino acids, đường và vitamin… Các hợp phần được nhận diện cho thấy là chất lỏng này có nguồn gốc từ dòng chất lỏng của lớp vỏ được tạo ra khi các ấu trùng nuôi lớp biểu bì bao quanh khi chúng phát triển thành nhộng. “Đó là một sự tái chế mang tính cơ hội mà các con kiến đang thực hiện trong một bầy đàn… và là một sự phân lớp chuyển hóa trong lao động,” Adria LeBoeuf, một nhà sinh học tại trường đại học Fribourg, Thụy Sĩ, nhận xét.

Vai trò tiến hóa

Các nhà nghiên cứu cũng dò được ‘sữa nhộng’ trong các loài từ năm phân họ kiến lớn nhất, và đề xuất là nó có thể đóng một vai trò nhất định trong sự tiến hóa của các cấu trúc xã hội kiến. “Nó có thể là sự tiến hóa nhanh chóng sau khi những con kiến trở thành loài mang tính xã hội cao hơn hoặc thậm chí có thể trước khi chúng có tính xã hội”, đồng tác giả Daniel Kronauer, một nhà sinh học tại đại học Rockefeller, nhận xét.

Nhóm nghiên cứu giờ mong muốn nghiên cứu những hiệu ứng như các bài tiết của nhộng kiến có thể có trên những con trưởng thành và ấu trùng theo nghĩa hành xử và chức năng sinh lý của cơ thể. “Liệu ấu trùng phát triển thành kiến chúa hay kiến thợ có thể do uống nhiều hơn dòng chất lỏng này?”, Kronauer nêu ý tưởng.

Karsten Schönrogge, một nhà sinh thái học tại Trung tâm Sinh thái và thủy văn Anh ở Wallingford, cũng muốn thấy nghiên cứu về việc “liệu sự bài tiết của các con nhộng cũng hữu dụng trong việc truyền tải các cộng đồng vi sinh vật trong ruột có giúp kiến tiêu hóa thức ăn hay không?”.

Lê Anh Vũ tổng hợp

Nguồn: https://www.nature.com/articles/d41586-022-04186-2

https://www.telegraph.co.uk/news/2022/11/30/ants-breastfeed-young-boost-survival-across-colony/

Tác giả