Tại sao sinh vật lại cần phải giao phối?

Câu hỏi tưởng đơn giản, nhưng không dễ trả lời. Đúng là "chuyện ấy" giúp các sinh vật duy trì nòi giống, nhưng ở nhiều loài còn có một lựa chọn khác: sinh sản vô tính, tức là không cần sự giao phối giữa đực và cái.

Câu hỏi trên tưởng chừng như đơn giản, nhưng lại không dễ trả lời. Đúng là "chuyện ấy" giúp các sinh vật duy trì nòi giống, nhưng ở nhiều loài còn có một lựa chọn khác: sinh sản vô tính, tức là không cần sự giao phối của cá thể cái với cá thể đực.

{keywords}

Đáng ngạc nhiên là, hiện vẫn không có bất kỳ câu trả lời đơn lẻ, rõ ràng nào cho câu hỏi "Tại sao sinh vật lại làm 'chuyện ấy'?". Trong thực tế, cho tới nay, các nhà nghiên cứu đã đưa ra tới hơn 20 giả thuyết khác nhau nằm lí giải nó.

Gần đây, nhiều thử nghiệm đã bắt đầu được tiến hành nhằm kiểm chứng các giả thuyết trên, đưa chúng ta tiến gần hơn tới việc tìm thấy câu trả lời cuối cùng.

Ở các loài vô tính, cá thể cái sinh sản mà không cần sự đóng góp di truyền của cá thể đực và tạo ra các con gái giống hệt mẹ. Bất kỳ ai từng chứng kiến cây hoa hồng của họ bị lụi tàn vì rệp cây sẽ biết chiến lược sinh sản này có thể thành công tới mức nào.

Ở những loài vô tính, cá thể đực thường không góp phần tạo ra con cái. Trong khi các bà mẹ lưỡng tính cần phải sinh ra cả con trai và con gái, thì một bà mẹ đơn tính có thể tạo ra mình con gái.

Nếu các cá thể cái là phe chịu trách nhiệm duy trì nòi giống (chúng tạo ra trứng, nuôi dưỡng con nhỏ, ...), việc này sẽ khiến quá trình phát triển dân số nhanh chóng và dễ dàng hơn: một cá thể cái vô tính có thể trở thành 2, 2 có thể thành 4, 4 có thể thành 8, và cứ như vậy. Điều này đã được xác thực thông qua các thí nghiệm so sánh các bọ cánh cứng đơn tính với bọ cánh cứng lưỡng tính trong môi trường phòng thí nghiệm.

{keywords} 

Ngoại trừ các động vật có vú (kể cả con người) và chim, hầu như mỗi nhóm phân loại sinh vật đều tồn tại các loài vô tính, kể cả một số loài cá, bò sát, thực vật và côn trùng, nhưng chúng không phổ biến. Điều đó ám chỉ, bất chấp các lợi ích của sinh sản vô tính, xét trên khía cạnh sinh học về dài hạn, sự giao phối vẫn chiến thắng. Các nghiên cứu tiến hóa về vấn đề này hiện chủ yếu tập trung vào 2 luồng giả thuyết rộng. Cả hai luồng giả thuyết này đều căn cứ vào thực tế rằng, quá trình giao phối tạo ra sự đa dạng, bằng cách trộn lẫn cấu trúc di truyền của các bố mẹ.

Những người ủng hộ giả thuyết "biến dị quyết định" cho rằng, nếu các sinh vật mang nhiều đột biến có tỉ lệ sống sót thấp một cách không cân xứng, nhiều biến dị xấu có xu hướng biến mất dần cùng các vật chủ, tạo ra một lượng lớn sinh vật không mang các biến dị như vậy. Ở các loài vô tính, do thiếu sự đa dạng này, không cá thể nào đặc biệt chịu ảnh hưởng nặng nề của các biến dị. Hậu quả là, không một cái chết vì biến dị nào loại bỏ được nhiều đột biến có hại đó.

Song, giả thuyết trên ngày càng bị hoài nghi, vì rõ ràng là, nhiều loài lưỡng tính, kể cả côn trùng và thực vật, đang không thực sự sản sinh ra nhiều biến dị gây hại như giả thuyết nêu ra.

Một giả thuyết khác là, sự giao phối cho phép một dòng giống sinh vật thích nghi với các điều kiện đang biến đổi. Các thí nghiệm xác thực, các thành viên của một giống sinh vật lưỡng tính thường thích nghi nhanh hơn các thành viên vô tính cùng loài khi các điều kiện sống thay đổi. Thực tế, những thí nghiệm này chứng tỏ, nếu một cộng đồng lưỡng tính được phép tự do tiến hóa trong các điều kiện thay đổi, nó có thể thay thế toàn bộ một cộng đồng vô tính.

Có thể tồn tại nhiều lí do giải thích tại sao sự giao phối lại hỗ trợ khả năng thích nghi. Chẳng hạn như, hãy tưởng tượng 2 cá thể trong một cộng đồng vô tính đều sở hữu một biến dị tốt, nhưng khác nhau. Vì ADN của chúng không thể hòa trộn, các con cháu của chúng rốt cuộc cạnh tranh với nhau và bạn sẽ không bao giờ có được lợi ích của cả 2 biến dị tốt ở trong một cá thể.

Ngược lại, ở một cộng đồng lưỡng tính, cả 2 biến dị tốt có khả năng tìm được cách tụ vào một cá thể. Bằng cách này, chúng ta nhận được lợi ích của cả 2 biến dị, khiến việc thích nghi dễ dàng hơn nhiều. Một nghiên cứu ở cấp độ phân tử, mới công bố hồi cuối tháng 2 vừa qua đã xác thực điều này.

Do vậy, việc tăng tốc độ thích nghi dường như là một lí giải tương đối thỏa đáng. Nhưng, điều gì xảy ra sau khi kết thúc một biến đổi môi trường và các điều kiện trở nên ổn đinh? Liệu chúng ta có thể không nghĩ đến việc các cá thể vô tính trỗi dậy một lần nữa để cạnh tranh với các cá thể lưỡng tính?

Vì lí do này, nhiều nhà nghiên cứu đang ngày càng chú ý đến quan điểm rằng, sự đa dạng nhờ giao phối cũng giúp các loài thích nghi trong cuộc chiến tiến hóa không bao giờ chấm dứt với những sinh vật ký sinh chúng. Trong thực tế, các gen liên quan đến sự miễn dịch nằm trong số các gen tiến hóa nhanh nhất mà chúng ta có.

Ngoài ra, gần đây, các nhà nghiên cứu còn thu được bằng chứng rằng, các loài có thể gia tăng số lượng hòa trộn gen khi cảm nhận chúng đang bị nhiễm một loại ký sinh trùng. Điều đó đồng nghĩa, con cháu của chúng thậm chí sẽ khác nhiều hơn với các thế hệ đi trước và bố mẹ chúng.

Chúng ta cũng đã biết các bất lợi của sự thiếu đa dạng ở một loại cây trồng vô tính. Chẳng hạn như, sự tấn công của các sinh vật ký sinh đã dẫn tới sự mất mùa khoai tây Ireland trong giai đoạn 1845 - 1849. Hiện nay, cây chuối cũng đang bị đe dọa trước sự tấn công của nhiều loại nấm ký sinh khác nhau. Thực tế này đặc biệt gây quan ngại do có tới hơn 95% chuối xuất khẩu trên toàn thế giới chỉ dựa vào một chủng vô tính duy nhất (chuối Cavendish).

Vậy, sinh vật làm "chuyện ấy" để đảm bảo hậu duệ của chúng không bị bệnh tật xóa sổ hay khiến chúng không bị mắc các biến dị gây hại? Hai giả thuyết này không nhất thiết phải loại trừ lẫn nhau. Các nhà nghiên cứu đang xem xét khả năng đưa ra một dạng giả thuyết "lai" giữa chúng. Song với họ, một câu hỏi lớn vẫn còn: Tại sao lại có nhiều loài sinh vật hơn không sở hữu cả giai đoạn sinh sản vô tính và lưỡng tính?

Tuấn Anh (Theo Daily Mail)

XEM CÁC TIN CÔNG NGHỆ MỚI NHẤT:

Chữ ký số Viettel-CA được tích hợp lên hệ thống e-GP

Từ ngày 29/9, dịch vụ chứng thực chữ ký số Viettel-CA đã tích hợp thành công lên hệ thống mạng đấu thầu quốc gia (e-GP), góp phần từng bước thúc đẩy tiến trình chuyển đổi số trong các tổ chức, doanh nghiệp.

Cơ hội nhận iPhone 13 khi đăng ký dịch vụ oneSME của VNPT

Hưởng ứng ngày Chuyển đổi số Quốc gia 10/10/2022, VNPT khởi động chương trình khuyến mại lớn nhất trong năm “oneSME - Đăng ký nhanh tay - Vận may sẽ tới” dành cho khách hàng đăng ký dịch vụ VT-CNTT trên nền tảng https://onesme.vn.

Vì sao Nhật Bản lao dốc trên bảng xếp hạng kỹ thuật số toàn cầu?

Nhật Bản tiếp tục xuống hạng xét về chỉ số cạnh tranh kỹ thuật số, cho thấy khó khăn của nước này trong việc hiện đại hóa hệ thống công và tư nhân.

AMD tung bộ xử lý Ryzen 7000 cao cấp, dành cho máy tính cấu hình 'khủng'

Hãng AMD giới thiệu ra thị trường Việt Nam bộ xử lý Ryzen 7000 dành cho máy tính để bàn, phục vụ chơi game, sáng tạo nội dung, đòi hỏi cấu hình mạnh.

Tìm hiểu về bảo vệ an toàn cho trẻ em trên Facebook, Instagram với “Safety Café Vietnam”

Sự kiện “Safety Café Vietnam” sắp được tổ chức để phổ biến cho người dùng các tính năng về an toàn và quyền riêng tư, đặc biệt là tìm hiểu về bảo vệ an toàn cho trẻ em, thanh thiếu niên trên các nền tảng Facebook, Instagram.

Công bố 10 nhóm ưu đãi nổi bật trong “Tháng 10: Tháng tiêu dùng số”

Đến ngày 29/9, đã có 50 doanh nghiệp tham gia chương trình “Tháng 10. Tháng tiêu dùng số” với 10 nhóm ưu đãi cụ thể về viễn thông, thanh toán số, thương mại điện tử, an toàn thông tin mạng, giao thông, giáo dục, y tế…

Traveloka huy động thành công 300 triệu USD

Kỳ lân du lịch trực tuyến Traveloka vừa hoàn thành vòng gọi vốn 300 triệu USD, với sự tham gia của các nhà đầu tư BlackRock và Indonesia Investment Authority (INA).

Phát hiện chiến dịch tấn công APT mới vào các đơn vị trọng yếu tại Việt Nam

Cùng với việc cảnh báo về chiến dịch tấn công APT quy mô lớn vào các tổ chức, doanh nghiệp trọng yếu tại Việt Nam qua khai thác lỗ hổng trên máy chủ Microsoft Exchange, Công ty NCS cũng phát hành công cụ miễn phí kiểm tra.

Thêm dấu hiệu bất ổn của Facebook

Mark Zuckerberg thông báo Meta, công ty mẹ Facebook và Instagram, sẽ đóng băng tuyển dụng và cắt giảm ngân sách tại hầu hết bộ phận.

Hình ảnh ấn tượng máy bay chở khách chạy điện hoàn toàn đầu tiên cất cánh

Chiếc máy bay chở khách chạy hoàn toàn bằng điện đầu tiên trên thế giới vừa cất cánh thành công với khả năng chở 9 hành khách và đạt tốc độ ấn tượng.

Đang cập nhật dữ liệu !