Thứ hai, 22/01/2018 - 20:43

Giới tính động vật đảo lộn do biến đổi khí hậu

Dân trí

Với một số loài, biến đổi khí hậu toàn cầu không chỉ gây rối loạn môi trường sống mà còn ảnh hưởng đến giới tính của chúng.

Một con rùa biển xanh trong Biển Đỏ. Ảnh: Reinhard Dirscherl/Getty Images
Một con rùa biển xanh trong Biển Đỏ. Ảnh: Reinhard Dirscherl/Getty Images

Trong một thế giới ấm áp hơn, tương lai của loài rùa biển xanh (Chelonia mydas) sẽ toàn là giống cái. Khi tiếp xúc với nhiệt độ ấm hơn bình thường - do quá trình biến đổi khí hậu, các phôi cái của loài bò sát này sẽ hình thành chứ không phải phôi đực. Theo một nghiên cứu mới ở khu vực Rạn san hô Great Barrier (Australia), hơn 99 phần trăm rùa biển chưa trưởng thành hiện là rùa cái.

Nhưng rùa biển xanh không chỉ là trường hợp duy nhất: với một số loài bò sát và cá thì nhiệt độ môi trường bên ngoài xác định giới tính thế hệ tiếp theo. Điều đó có nghĩa là khi nền nhiệt toàn cầu tiếp tục tăng, toàn bộ quần thể loài có thể trở thành đực hoặc cái khiến quá trình sinh sản của chúng bị ảnh hưởng nghiêm trọng.

Hiện tượng này được gọi là “giới tính phụ thuộc nhiệt độ”, và các nhà khoa học vẫn chưa thể tìm ra cơ chế hoạt động chính xác của nó. Đối với con người và các loài động vật có vú khác, gien xác định giới tính: giống cái sinh ra với hai nhiễm sắc thể X, còn giống đực sinh ra với nhiễm sắc thể X và Y. Đối với nhiều loài bò sát và cá, nhiệt độ được cho là “công tắc” gien để bật hoặc tắt quá trình đệm chuyển phôi sinh học thành con đực hoặc con cái.

Ví dụ, khi trứng loài rùa biển xanh được ấp ở nhiệt độ 84.7 độ F (29.3 độ C), số lượng cá thể rùa đực và cái là tương đương nhau. Nhưng nếu nền nhiệt tăng cao hơn, toàn bộ trứng nở ra có thể thành rùa cái. "Đây thực sự là một hệ thống mát mẻ", Fredric Janzen, nhà sinh thái học tiến hóa tại Đại học bang Iowa nói. “Chỉ cần giảm đi vài độ. Và bùm! Tất cả đều thành giới tính này hoặc kia".

Khi sự biến đổi khí hậu khiến giới tính các thế hệ tương lai thay đổi, một số loài có thể tuyệt chủng nếu chúng không tìm ra phương thức thích nghi.

Rùa và rùa cạn

Rùa biển Hawksbill. Ảnh: Prisma Bildagentur/Getty Images
Rùa biển Hawksbill. Ảnh: Prisma Bildagentur/Getty Images

Giống rùa biển xanh, nhiệt độ ấm hơn khiến số trứng nở ra con cái tăng cao đối với nhiều loài rùa và rùa cạn. Các nhà khoa học đã nghiên cứu những con rùa biển non Hawksbill trong các rạn san hô ngoài Florida, và nhận thấy số lượng con cái gấp đôi con đực.

Ngay từ năm 2007 đã có báo nghiên cứu viết rằng: "Trong trường hợp xấu nhất, sự nóng lên toàn cầu có thể dẫn tới việc xóa sổ hoàn toàn rùa đực”. Riêng với loài rùa tai đỏ bản địa Mỹ thì ngược lại. Các nhà nghiên cứu nghi ngờ sự thay đổi khí hậu đã kéo dài mùa làm tổ, cho phép rùa cái đẻ trứng khi trời lạnh. Những ổ trứng mát mẻ này lại nở ra nhiều con đực hơn. Dù thế nào, quá trình sinh sản chắc chắn sẽ bị ảnh hưởng khi nhiều con sẽ không thể kiếm được bạn tình.

Thằn lằn

Thằn lằn bóng chân ngắn ở Tasmania, Australia. Ảnh: JMsayers /Wikimedia Commons
Thằn lằn bóng chân ngắn ở Tasmania, Australia. Ảnh: JMsayers /Wikimedia Commons

Trên hòn đảo Tasmania, có một loài thằn lằn bóng chân ngắn nhỏ được gọi là thằn lằn tuyết sống ở các vùng núi đá từ ven biển vùng cao nguyên, có tuổi đời ngắn. Có hai cơ chế khác nhau xác định giới tính của loài thằn lằn này: với những con sống ven biển, nhiệt độ thấp sẽ khiến số con đực tăng cao; nhưng với những con sống trên cao nguyên, gen là yếu tố xác định xem một quả trứng nở ra là đực hay cái. Điều đó có nghĩa là những con thằn lằn vùng cao đã thích nghi được với biến đổi khí hậu - điều mà đồng loại của chúng phải thích ứng nếu muốn sinh tồn khi trái đất nóng lên.

Tuatara

Một con tuatara, thành viên duy nhất còn sống của loài bò sát đã tồn tại trước thời khủng long. Ảnh: Bernard Spragg/Wikimedia Commons
Một con tuatara, thành viên duy nhất còn sống của loài bò sát đã tồn tại trước thời khủng long. Ảnh: Bernard Spragg/Wikimedia Commons

Trong khi nhiệt độ ấm lên thường tạo ra tỉ lệ con cái lớn hơn, một ngoại lệ chính là bò sát tuatara (Sphenodon punctatus), nhìn khá giống cự đà sống trên những hòn đảo rải rác ngoài khơi New Zealand. Loài bò sát gai này có thể phát triển đến 0.45m chiều dài, ăn sâu bọ, trứng chim, và đôi khi cả con non mới sinh của chúng. Phôi mất một năm để nở, và nhiệt độ ấm lên khiến cho số lượng cá thể đực tăng cao. Do sự biệt lập giữa các đảo, những con “thừa” ra chẳng còn chỗ nào khác để tìm bạn tình.

Cá lườn bạc Argentina. Ảnh: PLoS One, 2009
Cá lườn bạc Argentina. Ảnh: PLoS One, 2009

Đa số các loài cá xương có nhiễm sắc thể giới tính và sự định đoạt giới tính bởi di truyền. Trên 60 loài cá xương có giới tính chịu ảnh hưởng của các yếu tố môi trường, trong đó có cá lườn bạc Argentina. Với loài cá này nhiệt độ là yếu tố quyết định, và nền nhiệt tăng cao sẽ “đực hóa” các phôi khiến cho số lượng cá thể chúng ngày một giảm.

Các nhà khoa học vẫn chưa xác định được phương pháp tối ưu sử dụng nhiệt độ để quyết định giới tính phôi. Nhà nghiên cứu Janzen cho rằng điều quan trọng là phải tìm ra nó: "Đây có lẽ là một phần của đáp án cho câu hỏi trong tương lai gần: làm sao để chúng ta giữ lại được những loài vật này?".

Tùng Anh

Theo Theverge