Thằn lằn trinh sản ở Việt Nam: nhông cát toàn con cái tự đẻ con

Ở Việt Nam có những loài bò sát chỉ có con cái, tự đẻ trứng nở ra con mà không cần con đực. Ví dụ đã được mô tả khoa học gồm nhông cát Leiolepis ngovantrii ở ven biển phía nam, nhông cát Leiolepis guentherpetersi ở miền Trung, loài thạch sùng nhỏ Lepidodactylus lugubris ở vùng ven biển, hải đảo, và rắn giun Indotyphlops braminus hay gặp trong vườn nhà. Hiện tượng này gọi là trinh sản, hay sinh sản đơn tính, và phần lớn các loài bò sát trinh sản có nguồn gốc từ sự lai giữa hai loài khác nhau.

Trinh sản là gì

Trinh sản (tiếng Anh parthenogenesis, từ tiếng Hy Lạp "sinh ra từ trinh nữ") là khi trứng phát triển thành cá thể mới mà không cần tinh trùng thụ tinh. Ở động vật, trinh sản gặp ở rệp cây, ong (con đực của ong mật sinh ra từ trứng không thụ tinh), giáp xác nhỏ, cá, và ở bò sát.

Cần phân biệt hai trường hợp:

• Trinh sản ngẫu nhiên: một con cái của loài bình thường (có đực, có cái) thỉnh thoảng đẻ được con không cần đực, thường khi bị nuôi nhốt lâu không gặp con đực. Đã ghi nhận ở rồng Komodo, một số loài trăn, rắn, cá mập. Đây là ngoại lệ, không phải cách sống.
• Trinh sản bắt buộc: cả loài chỉ có con cái, đời này qua đời khác. Các loài nhông cát toàn cái ở Việt Nam thuộc trường hợp này.

Bài này nói chủ yếu về trường hợp thứ hai, vì đó mới là một kiểu thích nghi có lịch sử tiến hoá riêng.

Nhông cát toàn con cái ở Việt Nam

Nhông cát Ngô Văn Trí

Leiolepis ngovantrii được hai nhà bò sát học Mỹ L. Lee Grismer và Jesse Grismer mô tả năm 2010. Câu chuyện thường được kể lại là những con nhông đầu tiên được chú ý lại nằm trong bể của một nhà hàng đặc sản: các nhà khoa học thấy lạ vì toàn bộ đều là con cái, và trông không giống loài nhông nào đã biết. Tên loài đặt theo Ngô Văn Trí, một nhà nghiên cứu bò sát Việt Nam đã góp phần phát hiện. Loài này sống trên đất cát ven biển vùng Đông Nam Bộ, nay thuộc địa bàn TP Hồ Chí Minh mở rộng.

Nhông cát Günther Peters

Leiolepis guentherpetersi là một loài nhông cát toàn cái khác, được mô tả từ dải cát ven biển miền Trung vào đầu thập niên 1990. Các nghiên cứu di truyền về chi Leiolepis cho thấy những loài toàn cái này mang bộ gen ghép từ hai loài nhông cát có đực khác nhau.

Nhông cát là bò sát đào hang trên đất cát, ăn lá, hoa, côn trùng, có hai bên sườn màu sặc sỡ. Ở nhiều vùng, nhông cát bị săn bắt làm thực phẩm. Với các loài toàn cái có vùng phân bố hẹp, áp lực này đáng lo, và bài viết này không khuyến khích bắt hay nuôi chúng.

Hai kẻ trinh sản đi khắp thế giới

Không phải loài trinh sản nào cũng hiếm. Hai loài sau phân bố rất rộng:

• Rắn giun (Indotyphlops braminus): con rắn nhỏ, đen bóng, dài cỡ một chiếc đũa ngắn, hay bị nhầm là giun đất khi đào chậu cây. Đây là loài toàn cái, bộ nhiễm sắc thể tam bội (ba bộ). Nó lan đi khắp thế giới theo đất của các chậu cây cảnh, vì chỉ cần một con là lập được cả quần thể. Tên tiếng Anh flowerpot snake (rắn chậu hoa) nói đúng con đường ấy. Rắn giun vô hại với người.
• Thạch sùng Lepidodactylus lugubris (tiếng Anh gọi là mourning gecko): một loài thạch sùng nhỏ, phần lớn quần thể toàn cái, phân bố rộng khắp các đảo và vùng ven biển nhiệt đới châu Á – Thái Bình Dương. Ở những nơi nó có mặt, hai con cái đôi khi có hành vi giống giao phối dù không có con đực.

Hai ví dụ này cho thấy một lợi thế lớn của trinh sản: khả năng lập quần thể từ một cá thể. Một con thạch sùng trôi theo thuyền, một con rắn giun nằm trong bầu cây là đủ để khởi đầu ở vùng đất mới.

Lai giống: con đường dẫn tới loài toàn cái

Bò sát trinh sản bắt buộc hiếm khi xuất hiện từ hư không. Bằng chứng di truyền ở nhiều nhóm, nổi tiếng nhất là thằn lằn roi Aspidoscelis ở Bắc Mỹ, cho thấy phần lớn các loài toàn cái ra đời từ lai giữa hai loài có đực. Đứa con lai mang hai bộ gen khá khác nhau; ở một số trường hợp, chính sự lệch này làm rối quá trình giảm phân bình thường, và cá thể lai tìm ra cách sinh sản không cần thụ tinh.

Với thằn lằn roi, một nghiên cứu công bố năm 2010 trên tạp chí Nature đã làm rõ một mấu chốt: trước khi giảm phân, tế bào trứng của con cái nhân đôi bộ nhiễm sắc thể. Giảm phân sau đó chia đôi bộ đã nhân đôi, nên trứng giữ nguyên số nhiễm sắc thể của mẹ, và các nhiễm sắc thể ghép cặp với bản sao giống hệt nó chứ không phải với bản kia. Nhờ vậy con sinh ra giữ được trạng thái lai, không bị mất dần sự đa dạng giữa hai bộ gen. Liệu nhông cát ở Việt Nam có dùng đúng cơ chế đó hay không là câu hỏi còn cần nghiên cứu riêng.

Được gì và mất gì

Ý ở cột trái gọi là "cái giá gấp đôi của giới tính": nếu mỗi con mẹ đều sinh hai con, quần thể có đực chỉ có một nửa cá thể là đẻ được. Vì vậy một câu hỏi lớn của sinh học tiến hoá là: nếu trinh sản lợi đến thế, vì sao hầu hết động vật vẫn sinh sản hữu tính?

Lời đáp được nhiều người ủng hộ là giả thuyết "Nữ hoàng Đỏ": mầm bệnh và ký sinh liên tục tiến hoá để bám vào các tổ hợp gen phổ biến nhất. Sinh sản hữu tính xáo bài liên tục, tạo ra con cái mang tổ hợp mới, khó bị tấn công hơn. Dòng vô tính thì đứng yên, sớm muộn sẽ bị một mầm bệnh nào đó "bẻ khoá". Giả thuyết này có bằng chứng ủng hộ ở một số loài ốc và cá, nhưng các nhà khoa học vẫn còn tranh luận về mức độ phổ quát của nó.

Vì sao loài toàn cái hay sống ở bãi cát, đảo, vùng ven

Một quan sát lặp lại ở nhiều nhóm sinh vật là loài trinh sản thường gặp ở môi trường "mở", mới, hay biến động: bãi cát ven biển, đảo nhỏ, vùng ranh giới giữa hai loài. Có mấy cách giải thích. Thứ nhất, chỗ hai loài gặp nhau là chỗ dễ sinh ra con lai. Thứ hai, ở nơi thưa thớt, khả năng lập quần thể từ một con là lợi thế quyết định. Thứ ba, trong môi trường ít loài cạnh tranh và ít ký sinh, cái giá thiếu đa dạng gen chưa kịp lộ ra. Các nhông cát toàn cái ở Việt Nam sống đúng trên những dải cát ven biển như vậy, nên chúng là đối tượng nghiên cứu rất đáng giá.

Góc nhìn hôm nay

Việc một loài nhông cát toàn cái được nhận ra trong bể của nhà hàng cho thấy hai điều. Thứ nhất, đa dạng sinh học Việt Nam vẫn còn nhiều điều chưa được mô tả, kể cả ở những con vật quen thuộc. Thứ hai, khai thác làm thực phẩm có thể chạm tới những loài mà khoa học còn chưa kịp biết tên. Với loài toàn cái phân bố hẹp, mỗi quần thể có thể là duy nhất về mặt di truyền.

Người muốn tìm hiểu thêm có thể đọc các bài tổng quan về sinh sản đơn tính ở bò sát, và các công trình của nhà bò sát học Việt Nam như Nguyễn Văn Sáng, Hồ Thu Cúc, Nguyễn Quảng Trường về danh lục bò sát lưỡng cư Việt Nam. Ở nhà, lần sau đào chậu cây thấy một con "giun" đen bóng biết uốn mình nhanh như rắn, hãy để nó yên: đó có thể là một con rắn giun, hậu duệ của một dòng toàn cái đã đi khắp thế giới.