Chuột chù không lông hoàng hậu dùng tín hiệu hóa học để ức chế sinh sản đối thủ

Chuột chù không lông là loài động vật rất đặc biệt. Chúng sống chủ yếu dưới mặt đất, có khả năng chịu đau thấp với một số loại cơn đau, tồn tại mà không cần oxy trong thời gian dài, rất hiếm khi mắc ung thư và tuổi thọ có thể vượt quá 30 năm, lâu hơn nhiều so với các loài gậm nhấm có kích thước tương tự. Đáng chú ý, loài này có cấu trúc xã hội eusocial, tương tự như kiến, ong hay mối, trong đó chỉ duy nhất một con cái, gọi là hoàng hậu, có quyền sinh sản trong bầy có thể lên đến hơn 100 cá thể.

Trước đây, nguyên nhân hoàng hậu ngăn chặn các con cái khác sinh sản được cho là do hành vi bắt nạt và bạo lực trực tiếp, tuy nhiên điều đó bất hợp lý khi các con đường hầm nơi chúng sinh sống có thể kéo dài đến 3 km. Nhóm nghiên cứu tại Lewin Lab thuộc Trung tâm Max Delbrück đã phát hiện đây thực chất là một hệ thống truyền tín hiệu hóa học khéo léo.

Chuột chù không lông có khả năng khứu giác rất phát triển với khoảng 1200 gene thụ thể mũi, nhiều hơn chuột nhắt (khoảng 1000 gene) và nhiều hơn rất nhiều so với vài trăm ở người. Chúng mắt kém nên phải sử dụng khứu giác để điều hướng dưới lòng đất. Nhóm nghiên cứu thu thập "hương thơm" từ từng cá thể bằng cách đưa ống nhựa hấp thụ gần chuột chù trong 30 phút để hấp thụ những phân tử bay hơi trên cơ thể và phân tích qua máy khối phổ, phân tách thành khoảng 100 hợp chất hóa học khác nhau.

Phân tích mẫu từ hàng trăm cá thể cho thấy mỗi đàn chuột có dấu hiệu hóa học đặc trưng riêng. Khi đưa chuột từ các đàn khác nhau gặp nhau, chúng thường sniff mùi nhau trong khoảng 40 giây và tấn công dữ dội nếu nhận ra là kẻ lạ. Khi khứu giác tạm thời bị vô hiệu hóa, hành vi hung hãn với người lạ hoàn toàn biến mất, cho thấy khứu giác đóng vai trò then chốt trong nhận biết đồng loại và lãnh thổ.

Trong số các hợp chất được phân tích, nhóm nghiên cứu phát hiện một ester gọi là isopropyl myristate chỉ có trong mẫu của hoàng hậu, không xuất hiện ở cá thể không sinh sản. Hợp chất này được hoàng hậu tiết ra từ vùng sinh dục, để lại dấu ấn khắp hệ thống đường hầm mà nó đi qua. Nồng độ hợp chất thay đổi theo chu kỳ sinh sản, đạt đỉnh khi hoàng hậu đang động dục hoặc mang thai, trở thành dấu hiệu báo hiệu khả năng sinh sản của hoàng hậu.

Isopropyl myristate không chỉ bay hơi mà còn bám dính bền trên bề mặt, vẫn có thể phát hiện trong chuồng nuôi sau 24 giờ. Do mạng lưới hang rộng lớn, việc hợp chất duy trì lâu giúp hoàng hậu tiết kiệm công sức trong việc lan tỏa mùi hương khắp nơi.

Chuột chù không lông tổ chức theo thứ bậc phân cấp, từ công nhân hạng thấp, lính, đến các cá thể có thứ hạng cao và con đực sinh sản gọi là pasha. Khi được đặt trong mê cung chữ T với isopropyl myristate ở một bên, những con cái thứ hạng cao - có cơ hội trở thành hoàng hậu - thường tránh hợp chất này, có thể vì lo ngại phản ứng hung hãn của hoàng hậu thực sự.

Chụp cắt hình ảnh bằng siêu âm chức năng cho thấy mùi hương kích thích mạnh vùng vỏ não khứu giác, khẳng định đây là tín hiệu riêng biệt chứ không phải mùi nền. Đáng chú ý, phơi nhiễm với isopropyl myristate gây thay đổi nồng độ hormone ở con cái không sinh sản: hormone prolactin - vốn ức chế khả năng sinh sản - giảm khi hoàng hậu mất đi và tăng lại khi hợp chất được thêm vào. Ngược lại, hormone progesterone - liên quan đến sinh sản tích cực - tăng khi không có hoàng hậu và giảm khi hợp chất hiện diện.

Nghiên cứu mở rộng với các cặp chuột chù không hoàng hậu cho thấy khi không có hoàng hậu, chúng bắt đầu sinh sản sau khoảng 4-5 tuần. Tuy nhiên, khi chuồng nuôi được tưới hàng ngày bằng isopropyl myristate, hiện tượng mang thai không xảy ra, chứng tỏ hợp chất có tác dụng ngừa thai hiệu quả.

Khi hoàng hậu bị loại bỏ khỏi đàn trưởng thành, các con cái thường xảy ra xung đột tranh quyền, thậm chí đấu nhau chết, cho đến khi một cá thể duy nhất lên làm hoàng hậu mới. Nhưng trong thí nghiệm khi hợp chất được cung cấp thường xuyên trong ba tháng, mọi xung đột biến mất và không có cá thể nào cố gắng lên làm hoàng hậu. Hợp chất hoạt động như một loại thuốc ngừa thai siêu việt, duy trì sự ức chế sinh sản và ổn định hòa bình trong đàn.

Kết quả cho thấy sinh học của chuột chù không lông có sự tương đồng chặt chẽ với các loài côn trùng xã hội, như ong mật, vốn cũng dùng pheromone để ngăn cản các con cái công nhân phát triển buồng trứng. Đây là một cơ chế đơn giản nhưng giải thích được hành vi xã hội phức tạp.

Tuy nhiên, tác giả Gary Lewin cho biết isopropyl myristate không phải là độc quyền của loài chuột chù không lông mà còn được tìm thấy trong tiết sữa của phụ nữ cho con bú, dù chức năng của nó ở người vẫn chưa được hiểu rõ. Điều này đặt ra câu hỏi liệu hợp chất này hoặc các hợp chất tương tự có ảnh hưởng đến sinh sản của các loài động vật có vú khác, kể cả con người hay không, điều mà hiện tại khoa học chưa thể khẳng định.

Theo Gary Lewin, "Isopropyl myristate từng được phát hiện trong dịch tiết của các bà mẹ đang cho con bú, dù công dụng của nó chưa rõ ràng. Hợp chất này hoặc các hợp chất tương tự có thể tác động lên sinh sản của các loài khác ngoài chuột chù không lông, thậm chí có thể là con người, nhưng chúng ta chưa biết được điều đó".

Đây là công trình xuất bản trên Nature năm 2026, số DOI: 10.1038/s41586-026-10772-5.

Jacek Krywko, phóng viên khoa học và công nghệ tự do, chuyên đề về thám hiểm không gian, trí tuệ nhân tạo và kỹ thuật.

Bài viết được biên tập với sự hỗ trợ của công cụ trí tuệ nhân tạo (AI), tổng hợp từ các nguồn tin dẫn bên dưới và đã qua kiểm duyệt của toà soạn Quang Minh Việt Nam.