Kì lạ “cặp đôi” mất 9 năm để sinh ra 9.000 con cháu, chắt

[june04]

Chuyện thật mà như bịa. Tuy nhiên, cặp đôi này không phải là loài người mà là giống tôm hùm cây Dryococelus australis, giống bọ que với kích cỡ chỉ bằng bàn tay. Loài này sinh trưởng trên lưng chừng vách núi ở cù lao nho nhỏ của Ball’s Pyramid nằm cách 600km với Đông Úc ở Nam Thái Bình Dương.

Một cù lao nho nhỏ của Ball’s Pyramid nằm cách 600km với Đông Úc ở Nam Thái Bình Dương, nhô lên như một mảnh thủy tinh. Và họ - trên lừng chừng vách núi, tránh nắng dưới một bụi cây - là những người sống sót duy nhất. Cả hai may mắn tồn tại và chỉ 9 năm sau con số đã là 9000, con cháu, chắt chút chít của Adam và Eve. Đừng đùa, đây chẳng phải là một câu chuyện quái gở tự bịa ra đâu. Cặp đôi may mắn chính là loài tôm hùm cây Dryococelus australis, giống bọ que với kích cỡ chỉ bằng bàn tay.

Chúng cứ ngỡ là đã bị tuyệt chủng sau khi đám chuột xâm chiếm hòn đảo Lord Howe vào năm 1928, nhưng rốt cục lại được tìm thấy tại Ball’s Pyramid sau 83 năm. Loài này có được sự phục sinh thần kì chính là nhờ nỗ lực tìm kiếm của một nhóm nhà khoa học trên vách đá dựng đứng cao đến 150m. Hai con tôm được đặt tên là “Adam và “Eve” rồi được gửi tới để gây giống tại Vườn thú Melbourne.

Hồi sinh sau thảm họa với loài côn trùng này là điều đơn giản. Tôm hùm cái đẻ 10 trứng mỗi 10 ngày và có thể trinh sinh, chúng chẳng cần đến con đực để có thể sinh sản. Tái thiết trái đất với loài người lại là một câu chuyện khác. Liệu chúng ta có thể làm được? Và sẽ phải mất bao lâu?

Câu trả lời không phải chỉ cần một cuộc tranh luận là có. Từ nghiên cứu của Nasa về con số những người kiệt xuất cần đến để chuyển tới hành tinh khác, cho tới việc bảo tồn các loài sắp tuyệt chủng, đây là vấn đề mang tầm quốc tế và cực kỳ cấp bách. Vậy hay thử tua nhanh 100 năm. Những nỗ lực của nhân loại đã sai hướng hoàn toàn và một cuộc nổi dậy của robot đã xóa sổ chúng ta hoàn toàn khỏi bề mặt trái đất – điều được dự đoán bởi Stephen Hawking vào năm 2014.

Chỉ còn hai người sống sót. Và sẽ chẳng thể tránh được chuyện: thế hệ đầu tiên sẽ đều là anh chị em ruột. Sigmund Freud tin rằng loạn luân là điều cấm kị chung của loài người. Không phải là nó chỉ ghê tởm, mà còn cực kỳ nguy hiểm. Một nghiên cứu về những đứa trẻ sinh tại tiệp khắc từ 1933 đến 1970 đã thấy được gần 40% số đó có bố mẹ là có huyết thông thân cận thì đều bị tàn tật nặng, 14% trong số đó cuối cùng đã tử vong.

Rủi do lặn
Để có thể hiểu được vì sao giao phối cận huyết (GPCH) lại nguy hiểm như vậy, ta cần phải biết rõ về di truyền. Mỗi người đều có hai bản copy của mỗi gen, từ cha và mẹ. Nhưng vài biến thể gen sẽ không biểu hiện trừ khi bạn có hai bản giống hệt nhau. Hầu như các chứng di truyền đều do các biến thể gen lặn gây ra, chúng nằm ngoài vùng kiểm soát của việc tiến hóa bởi hoàn toàn vô hại khi chỉ có một mình. Về cơ bản, trung bình mỗi người có một tới hai gen lặn nguy hiểm trong bộ gen của mình.

Khi một cặp đôi có huyết thống, những điều không hay sẽ sớm xảy ra. Lấy ví dụ chứng Achromatopsia, một bệnh lặn hiếm gặp khiến cho ta bị mù màu hoàn toàn. Nó ảnh hưởng 1 trên 33.000 người Mỹ và xuất hiện ở một trên 100 người. Nếu một trong những người sống sót sau đại họa có biến thể này, một phần tư cơ hội con của họ sẽ có một bản copy. Tuy nhiên, chỉ sau một thế hệ loạn luân – nguy cơ tăng vọt lên – với một phần tư cơ hội có hai bản copy. Và nghĩa là 1 phân 16 cơ hội đứa cháu của cặp đôi này sẽ mắc căn bệnh.
Đây chính là số phận của các cư dân Pingelap, một đảo san hô biệt lập tại Tây Thái Bình Dương. Toàn bộ dân số sụt giảm xuống còn 20 người chỉ sau một cơn bão quét qua hòn đảo vào thế kỷ 18.

Trong đó có một người có gen achromatopsia. Với một nguồn gen nhỏ như vậy, hiện nay có một phần 10 dân số đảo này đã bị mù màu. Ngay cả khi nguy cơ kinh khủng này hiện ra trong đầu, nếu những người sống sót có đủ con cháu mà cơ may nào đó có ít nhất một đứa khỏe mạnh. Thì điều gì sẽ xảy ra nếu GPCH tiếp tục diễn ra hàng trăm năm? Thực ra bạn không cần phải kẹt trên một hòn đảo để biết được, bởi có một cộng đồng chẳng hề e ngại gì với người thân của mình: hoàng tộc Châu u.

Và với chín thế hệ thành hôn giữa anh em họ, chú bác, cháu họ qua 200 năm, đế quốc Habsburg tại Tây Ban Nha đã nếm trải điều này một cách hoàn toàn tự nhiên. Charles II là gia tộc với những nạn nhân nổi tiếng nhất. Sinh ra với những khuyết tật cả về đầu óc lần thân thể, vị vua còn chẳng thể bước đi cho đến năm tám tuổi. Tới khi trưởng thành, chứng vô sinh của ông đã chấm dứt cả một triều đại. Tổ tiên của Charles quá gần gũi, “hệ số cận huyết” của ông – một con số phản ánh tỉ lệ của các gen di truyền giống nhau từ cha mẹ - cao hơn nhiều so với trường hợp ông được sinh ra bởi anh chị của mình.

Đó cũng là biện pháp được các nhà sinh thái học sử dụng để đánh giá nguy cơ di truyền của các loài sắp tuyệt chủng. “Với số lượng cá thể ít như vậy, con nào cũng thành ruột thịt của nhau không sớm thì muộn, và mối quan hệ khiến hiệu ứng GPCH ngày càng trở nên đáng quan tâm,” giải thích bởi Tiến sĩ Bruce Robertson của Đại học Otago. Ông nghiên cứu về loài vẹt khổng lồ, không biết bay của New Zealand, tên gọi kakapo, vốn chỉ còn 125 con trên trái đất.

Đặc biệt là những ảnh hưởng của GPCH tới chất lượng tinh trùng, khiến cho tỉ lệ trứng không được nở từ 10% lên đến 40%. Đây chính là ví dụ buồn bã của GPCH, Robertson nói, gây ra bởi sự tiếp xúc giữa các gen lặn trong quần thể. Cho dù có bao nhiêu thức ăn và sự bảo vệ, loài kakapo có lẽ cũng chẳng trụ được.

Lai tạp kháng thể
Loài sắp tuyệt chủng cũng chịu ảnh hưởng bởi những nguy cơ lâu dài hơn. Có thể chúng sẽ thích ứng dần với môi trường của mình, đa dạng di truyền khiến cho các loài tiến hóa theo cách của riêng mình theo những thử thách của tương lai. Không gì quan trọng hơn khả năng miễn dịch. “Đó là thứ mà hầu hết các loài tìm cách để thúc đẩy sự đang dạng, ngay cả con người. Chúng ta chọn bạn tình với thành phần miễn dịch khác biệt nên con cái chúng ta có một hệ miễn dịch rất đa dạng,” trích lời Ts Phillip Stephens của Đại học Durham.

Quay lại quá khứ, có lẽ việc giao phối với người Neanderthal đã cho hệ miễn dịch của chúng ta một cú hích về di truyền. Ngay cả khi thành công, ta cũng chẳng thể phớt lờ điều này. Khi mà số lượng nhỏ cả thể sống biệt lập quá lâu, họ sẽ dễ bị tác động bởi hiệu ứng kẻ sáng lập, trong đó việc mất đi sự đa dạng di truyền khuếch đại các dị tật di truyền của quần thể. Không chỉ là việc loài người mới sẽ có hình dạng khác – họ còn có thể thành một loài khác hẳn.

Vậy phải cần bao nhiêu biến thể? Đây là một tranh cãi đã có từ những năm 80, theo Stephens, khi một nhà khoa học Úc công bố một quy luật. “Cơ bản ta cần 50 cá thể sinh sản để có thể tránh được tác hại của GPCH và khoảng 500 để có thể phát triển,” ông nói. Quy luật này vẫn được sử dụng cho tới nay – tuy nhiên 500 đã thành 5000 để đánh giá những mất mát ngẫu nhiên khi gen được truyền qua các thế hệ - để dựng lên sách đỏ IUCN, danh sách những loài động vật đang trên bờ tuyệt chủng.

Nhưng trước khi bạn bỏ cuộc với cặp đôi của chúng ta, một nhà khoa học đã chỉ ra, con người là minh chứng sống của những sai sót cố hữu. Theo những bằng chứng trên giải phẫu và khảo cổ học, tổ tiên của chúng ta cũng chẳng có đủ số cá thể cần thiết, với 1000 cá thể tồn tại gần một triệu năm.

Khoảng 50.000 tới 100.000 năm trước, ta gặp phải một trở ngại mới từ việc tổ tiên mình di cư khỏi Châu Phi. Và như bạn đã biết, ta lại rơi vào trường hợp kém đa dạng di truyền. Năm 2012, một nghiên cứu về sự khác biệt di truyền giữa hai nhóm tinh tinh hàng xóm của nhau đã cho thấy sự đa dạng còn nhiều hơn toàn bộ bảy tỉ người đang sống trên trái đất.

Nhìn lại tổ tiên của chúng ta có lẽ là nước đi tốt nhất. Theo ước tính của nhà nhân chủng học John Moore, với một nhóm di cư nhỏ của loài người cổ đại – cần khoảng 160 người.
Ông cho rằng nên bắt đầu với những cặp đôi trẻ, chưa có con và sáng lọc sự tiềm ẩn của những gen lặn nguy hiểm. Trên hết, ông đang tính toán cho chuyện du hành vũ trụ, chứ không phải tái thiết trái đất. Và con số này chỉ giới hạn trong 200 năm biệt lập trước khi họ quay lại trái đất.

Vậy ta cần gì ở hai người nam và nữ cuối cùng? Rất khó để nói trong mọi trường hợp, cho dù Stephens đã rất lạc quan. “Minh chứng cho những tác hại ngắn hạn của kém đa dạng di truyền là rất mạnh, nhưng tất cả vẫn chỉ là xác suất. Vẫn có những câu chuyện quay lại từ bờ vực đầy kì thú – mọi thứ đều có thể.”

Chỉ cần thảm họa không hủy diệt hoàn toàn nền móng của cuộc sống hiện đại, nhân loại có thể trỗi dậy cực nhanh chóng. Vào lúc bước sang thế kỷ 20, cộng đồng người Hutterite tại Bắc Mỹ - mà, tình cờ rằng, tình trạng GPCH rất cao – đạt được lượng tăng trưởng dân số cao nhất từ trước tới giờ, tăng gấp đôi sau mỗi 17 năm. Đây là một nhiệm vụ khó khăn, nhưng nếu mỗi người phụ nữ có tám đứa con, ta sẽ quay lại con số bảy tỉ người chỉ trong vòng 556 năm.

vbf @ sưu tầm