Phát hiện mới: Bằng chứng tuyến nọc độc trong miệng loài lưỡng cư không chân

Phát hiện làm thay đổi cách nhìn về caecilian

Các nhà khoa học vừa công bố bằng chứng đầu tiên cho thấy một nhóm tuyến ở miệng loài caecilian có thể tương đồng về sinh học và chức năng với tuyến nọc độc của rắn. Những phát hiện này mở ra khả năng rằng một số loài lưỡng cư không chân dùng chất tiết ở hàm để tương tác với con mồi theo cách chưa từng được ghi nhận trước đây.

Caecilian là gì và vì sao chúng ít được biết đến

Caecilian là lưỡng cư có thân hình thuôn dài, không chi, thường sống trong hang hoặc lớp đất mục. Chúng thích nghi mạnh với môi trường ngầm: thị lực kém, thay vào đó dựa vào các xúc tu ở phần đầu và màng dịch để nhận biết môi trường xung quanh. Do đặc tính sống kín đáo và nghiên cứu hạn chế, cấu tạo bên trong của chúng vẫn còn nhiều bí ẩn đối với giới khoa học.

Siphonops annulatus cuộn tròn trên nền rừng. (Ảnh: Sci Tech Daily).

Những cấu trúc mới được mô tả

Pedro Luiz Mailho-Fontana, tác giả chính của nghiên cứu, phát hiện một hệ thống các tuyến nhỏ trong cả hàm trên lẫn hàm dưới của loài ringed caecilian (Siphonops annulatus). Những tuyến này nối với các ống nhỏ dẫn đến chân răng, và theo phân tích phôi, nguồn gốc mô của chúng khác biệt so với các tuyến tiết nhầy và tuyến ở da.

Bằng chứng hóa học sơ bộ

Phân tích ban đầu chất tiết thu được từ các tuyến miệng cho thấy hoạt tính mạnh của enzym phospholipase A2 — một protein thường xuất hiện trong nhiều chất độc động vật. Mức độ enzym này trong mẫu caecilian ở một số trường hợp còn cao hơn mức ghi nhận ở một vài loài rắn đuôi chuông. Tuy nhiên, các tác giả nhấn mạnh rằng dữ liệu còn sơ bộ và cần các xét nghiệm hóa học sâu hơn để xác định mức độ độc tính thực sự.

Giả thuyết về vai trò sinh học

Các nhà nghiên cứu đặt giả thuyết rằng chất tiết ở miệng có thể được sử dụng khi caecilian cắn con mồi, nhằm làm suy yếu hoặc vô hiệu hóa con mồi trước khi tiêu hóa. Vì loài này thiếu chi, miệng trở thành công cụ chính để bắt và giữ con mồi; do đó, một cơ chế hoá học hỗ trợ săn mồi sẽ có lợi trong hành vi ăn uống của chúng.

Ý nghĩa tiến hóa

Nếu các tuyến miệng thực sự sản sinh ra nọc độc, caecilian có thể là đại diện cổ xưa hơn cho sự tiến hóa của tuyến nọc độc ở động vật trên cạn so với rắn. Trong nghiên cứu, tác giả nhắc đến mốc niên đại của caecilian ở khoảng 250 triệu năm, so với nguồn gốc của rắn được cho là xuất hiện muộn hơn, vào kỷ Phấn trắng. Điều này gợi ý khả năng tuyến tương tự nọc độc đã xuất hiện sớm trong lịch sử tiến hóa một số nhóm lưỡng cư.

Ai đứng sau phát hiện?

Nghiên cứu được thực hiện bởi nhóm tại Phòng thí nghiệm Sinh học Cấu trúc thuộc Viện Butantan (São Paulo, Brazil). Pedro Luiz Mailho-Fontana là tác giả chính; nghiên cứu còn có sự tham gia của Marta Maria Antoniazzi và được dẫn dắt về mặt khoa học bởi Carlos Jared, giám đốc phòng thí nghiệm. Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí iScience vào ngày 3/7.

Đặc điểm sinh sản và chế độ ăn của caecilian

Những đặc điểm sinh học khác ghi nhận ở caecilian cho thấy loài này có kiểu thụ tinh trong: cá thể đực sử dụng một cấu trúc giống dương vật để thực hiện giao hợp, và quá trình này có thể kéo dài từ hai đến ba giờ. Về sinh sản, khoảng 25% loài caecilian đẻ trứng trong khi phần lớn còn lại được mô tả là “động vật ăn trứng”; các quả trứng mà chúng liên quan có thể có màu gần như trong suốt. Về thức ăn, caecilian săn mồi các loài giun, nhuyễn thể, rắn nhỏ, ếch nhái và thằn lằn.

Những câu hỏi còn bỏ ngỏ

Dù các kết quả bước đầu rất đáng chú ý, nhiều điểm vẫn cần làm rõ. Cần có phân tích hóa học chi tiết để xác định thành phần cụ thể của các chất tiết, đánh giá độc tính theo từng liều lượng đối với con mồi khác nhau, và nghiên cứu hành vi để chứng minh cơ chế phóng thích khi cắn. Ngoài ra, phạm vi phân bố các tuyến này trong các loài caecilian khác và ý nghĩa sinh thái của chúng vẫn là đề tài cho các nghiên cứu tiếp theo.

Suy nghĩ cuối cùng

Phát hiện về những tuyến đặc biệt trong miệng Siphonops annulatus đặt ra một số câu hỏi lớn về cách tiến hóa các cơ chế sinh học liên quan đến nọc độc ở động vật có xương sống trên cạn. Dù còn phải thận trọng với các kết luận cuối cùng, nghiên cứu này cho thấy rằng hệ thống trao đổi chất và chiến lược săn mồi của những loài ít được quan sát như caecilian có thể phức tạp hơn chúng ta tưởng.

Câu hỏi thường gặp

Caecilian có thực sự độc không?

Hiện có bằng chứng về tuyến ở miệng có hoạt tính enzyme giống thành phần trong nọc độc, nhưng chưa có xác nhận đầy đủ rằng chất tiết đó gây độc trong điều kiện tự nhiên. Các nhà khoa học đang chờ phân tích hoá học sâu hơn.

Tại sao phát hiện này quan trọng?

Nếu được xác nhận, đây có thể là ví dụ về một dạng tuyến nọc độc xuất hiện sớm trong tiến hóa các động vật trên cạn, làm phong phú hiểu biết về nguồn gốc và đa dạng hoá các chiến lược săn mồi.

Loài này sống ở đâu và bắt con mồi như thế nào?

Sống chủ yếu trong hang và dưới lớp đất mục, caecilian dùng xúc tu và dịch nhầy để dò tìm môi trường. Vì không có chi, chúng dùng miệng để bắt và giữ thức ăn, bao gồm giun, nhuyễn thể, một số loài bò sát nhỏ và ếch nhái.

Kết luận

Khám phá về hệ thống tuyến ở hàm của Siphonops annulatus đặt nền tảng cho loạt nghiên cứu mới về sinh lý, hành vi và tiến hóa của caecilian. Việc hiểu rõ tính chất và vai trò của những chất tiết này cần cơ sở dữ liệu hóa học và thực nghiệm mạnh mẽ hơn, nhưng nghiên cứu hiện tại đã mở cánh cửa cho một hướng đi nghiên cứu đầy hứa hẹn trong khảo sát các cơ chế phòng ngự và săn mồi ở lưỡng cư không chân.