Ô nhiễm hóa chất gây ra hiện tượng 'đảo ngược giới tính' ở một số loài
Một nghiên cứu mới cho thấy khoảng 5% số chim hoang dã ở Úc đang trải qua hiện tượng “đảo ngược giới tính”, tức bộ gen và cơ quan sinh sản của chúng không trùng khớp.
Các nhà nghiên cứu tin rằng nguyên nhân có thể đến từ các hóa chất môi trường làm rối loạn hormone.
Theo tờ The Guardian ngày 13.8, nhóm nghiên cứu thuộc Đại học Sunshine Coast (Úc) đã phân tích 480 cá thể chim chết khi đang được điều trị tại một bệnh viện động vật hoang dã ở khu vực phía đông nam Queensland. Kết quả được công bố cùng ngày trên tạp chí khoa học quốc tế Biology Letters.
Nghiên cứu phát hiện 24 cá thể thuộc 5 loài, bao gồm chim bói cá cười (kookaburra) và vẹt lori (lorikeet), có hiện tượng “đảo ngược giới tính”, khi giới tính di truyền và cơ quan sinh sản không trùng khớp.
Ở loài chim, con đực thường có hai nhiễm sắc thể Z, còn con cái có một nhiễm sắc thể Z và một nhiễm sắc thể W. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng xét nghiệm DNA để xác định giới tính di truyền, sau đó tiến hành mổ khám để kiểm tra cơ quan sinh sản.
Kết quả cho thấy, hầu hết các cá thể đảo ngược giới tính đều là cái về mặt di truyền nhưng lại có cơ quan sinh sản đực. Ngược lại, một cá thể chim bói cá cười đực về mặt di truyền lại có lỗ huyệt kèm bằng chứng cho thấy nó vừa đẻ trứng. Một số trường hợp khác có đồng thời cả tinh hoàn và buồng trứng.
Theo từng loài, chim ác là (Australian magpie) có tỷ lệ đảo ngược giới tính thấp nhất với 3%, trong khi chim bồ câu mào (crested pigeon) có tỷ lệ cao nhất với 6,3%. Phó giáo sư Dominic Potvin, trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết: “Khi lần đầu nhìn thấy kết quả, tôi đã hoài nghi và phải kiểm tra lại nhiều lần”.
Hiện tượng đảo ngược giới tính vốn được biết đến ở các loài thân mềm, cá, lưỡng cư và bò sát, nhưng đây là lần đầu tiên được ghi nhận trên quy mô rộng ở chim hoang dã.
Các chuyên gia cho rằng thủ phạm là các chất gây rối loạn nội tiết (EDCs) - nhóm hóa chất có thể can thiệp vào hệ hormone của động vật và gây biến đổi giới tính.
Giáo sư Kate Buchanan (Đại học Deakin, Úc), người không tham gia nghiên cứu, nhận định: “Không có gì ngạc nhiên khi phần lớn chim thay đổi từ cái sang đực, vì giới tính mặc định của chúng là cái. Các yếu tố môi trường, đặc biệt là hóa chất nhân tạo, nhiều khả năng là nguyên nhân”.
Trong các nghiên cứu trước đây, nhóm của Giáo sư Buchanan đã phát hiện những biểu hiện bất thường ở chim ăn côn trùng sống gần nhà máy xử lý nước thải và ở sáo châu Âu tiếp xúc với chất gây rối loạn nội tiết.
Tiến sĩ Claire Holleley thuộc Tổ chức Nghiên cứu Khoa học và Công nghiệp Khối Thịnh vượng chung Úc (CSIRO) nói: “Trong khi biến đổi giới tính ở bò sát có thể do thay đổi nhiệt độ, thì ở trường hợp này dường như là yếu tố khác. Chúng tôi nghi ngờ các chất gây rối loạn nội tiết là thủ phạm chính”.
Nhóm nghiên cứu cảnh báo hiện tượng đảo ngược giới tính có thể làm giảm khả năng sinh sản và gây suy giảm số lượng quần thể chim, với tác động đặc biệt nghiêm trọng đối với các loài đang bị đe dọa.
Ông Golo Maurer, trưởng bộ phận chiến lược bảo tồn tại BirdLife Australia, nhận xét: “Bên cạnh hàng loạt mối đe dọa như biến đổi khí hậu, mất môi trường sống và ô nhiễm nhựa, tác hại tiềm ẩn từ chất gây rối loạn nội tiết là vấn đề đáng lo ngại”.
Tuy nhiên, một số chuyên gia cho rằng kết quả này chưa thể khái quát cho toàn bộ các loài chim hoang dã, bởi mẫu nghiên cứu chỉ gồm các cá thể được tiếp nhận tại bệnh viện động vật hoang dã.
Hiện tượng chuyển giới tính (sex reversal) cũng xảy ra ở động vật có vú, mặc dù hiếm gặp hơn nhiều so với các loài chim, cá hay bò sát.
Tuy nhiên, cơ chế và nguyên nhân của hiện tượng này ở động vật có vú thường khác. Trong khi ở các loài khác, nguyên nhân có thể do yếu tố môi trường (như nhiệt độ) hoặc xã hội (như vị trí trong bầy đàn), thì ở động vật có vú, hiện tượng này chủ yếu liên quan đến các vấn đề về gien và hormone trong quá trình phát triển phôi thai.
Nguyên nhân chính
Đột biến gien: Động vật có vú được xác định giới tính bởi cặp nhiễm sắc thể XX (cái) và XY (đực). Sự chuyển giới tính có thể xảy ra khi có đột biến ở các gen quan trọng trong quá trình xác định giới tính. Ví dụ, một cá thể có nhiễm sắc thể XX nhưng lại phát triển tinh hoàn và các đặc điểm sinh dục đực, hoặc ngược lại, một cá thể XY lại phát triển buồng trứng.
Yếu tố hormone: Giống như các loài chim, sự rối loạn hormone cũng có thể gây ra hiện tượng này. Sự mất cân bằng nội tiết tố trong giai đoạn phát triển phôi thai có thể làm thay đổi hướng phát triển của các tuyến sinh dục, dẫn đến sự không đồng nhất giữa giới tính di truyền và giới tính thể hiện ra bên ngoài.
So sánh với chim
Sự khác biệt lớn nhất giữa chim và động vật có vú là cách gien quyết định giới tính.
Ở chim: Chim cái có cặp nhiễm sắc thể ZW, chim đực có cặp ZZ.
Ở động vật có vú: Con cái có cặp XX, con đực có cặp XY.
Do đó, các yếu tố gây ra sự chuyển đổi cũng khác nhau. Nghiên cứu về chim ở Úc chỉ ra rằng các chất gây rối loạn nội tiết từ môi trường có thể là nguyên nhân chính, điều này cũng có thể xảy ra ở động vật có vú nhưng thường ít phổ biến hơn và các trường hợp được ghi nhận thường có liên quan đến lỗi di truyền hoặc sự phát triển bất thường ở cấp độ tế bào trong quá trình phôi thai.