VNR Content
Pearl
Chúng ta đã liên tục được nghe về các hậu quả đến từ biến đổi khí hậu trong suốt những năm trở lại đây, nên người xem đã vô cùng ngạc nhiên khi biết rằng biến đổi khí hậu chính là nguyên nhân dẫn đến đại dịch zombie trong series phim The Last of Us mới nhất của HBO: tất cả là do một loại nấm thích nghi với sự ấm lên của nhiệt độ môi trường.
The Last of Us là series phim được chuyển thể từ trò chơi điện tử vô cùng ăn khách cùng tên, có nội dung dẫn dắt người xem đến với một thế giới tưởng tượng đang phải hứng chịu đại dịch lạ, nơi một loại nấm mang tên Cordyceps đã tiến hóa để lây nhiễm sang cơ thể con người, chiếm quyền kiểm soát bộ não rồi biến họ thành những con rối với mục tiêu duy nhất là truyền bệnh cho người khác.
Liệu thứ khoa học viễn tưởng này có thể trở thành sự thật không?
“Một khi bào tử nấm đã nảy mầm bên trong cơ thể kiến, chúng bắt đầu phân chia thành các tế bào riêng lẻ dạng men; các tế bào này phát triển và nhân lên trong hemolymph (chất lỏng chứa máu của côn trùng) rồi lây lan khắp cơ thể”, William C. Beckerson, một nhà nghiên cứu sinh học phân tử và di truyền học trình độ sau tiến sĩ tại Đại học Utrecht ở Hà Lan, trả lời tờ Newsweek.
“Đầu tiên, cuộc sống của côn trùng nhiễm nấm vẫn tiếp tục diễn ra bình thường; tuy nhiên chỉ một vài ngày sau, các tế bào nấm bắt đầu tiết ra nhiều hóa chất khác nhau làm thay đổi hành vi của vật chủ. Những con kiến mang trong mình tế bào nấm, vốn dĩ là những sinh vật có tập tính xã hội rất cao với nhiệm vụ được phân công cụ thể trong đàn, đột nhiên đi lang thang khỏi tổ, chểnh mảng công việc của mình, sau đó bộc lộ những thay đổi trong vận động như co giật, bước đi lảo đảo, ngắt đoạn [...] các chu kỳ dẫn dắt chúng đi lang thang liên tục bất kể là ngày hay đêm [...].”
… cho đến tiến hóa để lây nhiễm sang con người
Trong series phim, loài nấm đã tiến hóa để có thể lây nhiễm sang con người. Cụ thể, sự tác động của biến đổi khí hậu khiến nhiệt độ trái đất nóng dần lên đã làm chúng có thể thích nghi với nhiệt độ cơ thể vốn cao hơn ở loài người. Điều này hoàn toàn có thể xảy ra trong cuộc sống thực tại, Beckerson cho biết.
“Cũng giống như cái cách mà chủng nấm Ophiocordyceps đã tiến hóa để thao túng hành vi của kiến thông qua một lịch sử tiến hóa lâu dài với hàng loạt phép thử và sai, các vi sinh vật như vi khuẩn và nấm rất có thể cũng sẽ thích nghi với nhiệt độ cao hơn thông qua đột biến ngẫu nhiên, với tốc độ nhanh đáng kinh ngạc. Đã có nhiều thí nghiệm được tiến hành để kiểm tra “khả năng chịu nhiệt” của nấm và các vi khuẩn (nói cách khác, xác định mức nhiệt cao nhất mà ở đó chúng có thể tồn tại), qua đó chỉ ra rằng chúng có khả năng sống sót ở mức nhiệt lên đến 42ºC (107,6ºF) - cao hơn 5ºC (98,6ºF) nhiệt độ trung bình của cơ thể người - nếu được nuôi trồng trong điều kiện độ ấm tăng dần”, Beckerson phân tích.
Nấm cordyceps mọc lên từ xác một con tằm
Hiện nay, hai loài nấm có tên Aspergillus và Candida đã được ghi nhận có thể lây nhiễm sang người, đồng thời là mầm bệnh cơ hội đối với những người có hệ thống miễn dịch suy yếu.
“Rất có khả năng những kiểu nhiễm nấm như thế này sẽ ngày càng trở nên phổ biến hơn trong bối cảnh hành tinh của chúng ta đang ấm dần lên; và việc những ký sinh trùng như Ophiocordyceps có thể lây nhiễm sang con người hoàn toàn không viển vông hay phi thực tế”, Beckerson nói.
Tuy nhiên, nấm kiến-zombie có xu hướng chỉ lây lan trên một loài kiến cụ thể, điều đó đồng nghĩa với việc một cú nhảy từ loài kiến sang con người xét trên mặt tiến hóa rất khó xảy ra.
“Các loài nấm lựa chọn vật chủ với tính đặc trưng rất cao, đến nỗi gần như mọi loại kiến zombie mà chúng tôi tìm thấy đều chỉ bị nhiễm bởi một loài Ophiocordyceps nhất định; nếu bạn cố nuôi cấy chúng trên một vật chủ lạ, ngay cả trong điều kiện môi trường phòng thí nghiệm, sẽ không có quá trình thao túng hành vi nào xảy ra”, Beckerson cho biết.
Ian Will, một nhà nghiên cứu nấm ký sinh tại Đại học Trung tâm Florida, nói rằng quy tắc mang tính kinh nghiệm kiểu “một loại nấm - một loại kiến” này cho thấy các cơ chế tốt của việc sửa đổi hành vi phải dựa vào sự đồng tiến hóa chặt chẽ để có thể hoạt động bình thường.
“Nếu một chủng Ophiocordyceps gặp khó khăn trong việc lan truyền giữa các loài kiến khác nhau, đó sẽ là chủng Ophiocordyceps đặc biệt có thể lây nhiễm sang loài động vật khác, như con người chẳng hạn”, Ian Will cho biết.
Ngoài ra, nếu loài nấm tiến hóa để lây nhiễm sang người thì điều đó cũng không có nghĩa là nó chắc chắn sẽ có thể kiểm soát hành vi của con người như đối với loài kiến.
“Sự nhiễm trùng và vấn đề thao túng là hai câu chuyện hoàn toàn khác nhau. Hành vi của con người và kiến cũng có sự khác biệt rõ ràng, và mặc dù một số hóa chất do các loại nấm tạo ra có thể gây ảnh hưởng đến hành vi ở các động vật có vú (các tác động của Aflatrem - hóa chất do một số loại nấm sản sinh ra - lên loài kiến và bò đã được quan sát và ghi nhận) thì việc thao túng hành vi theo phong cách hơi hướng kiểu “The Last of Us” là không có khả năng”, Beckerson nhận định.
Tuy nhiên, điều đó dường như không đúng với nấm Cordyceps.
“Các công trình phân tử nghiên cứu nhiều loài Ophiocordyceps đã gợi ý chúng tôi nghĩ đến khả năng tồn tại sự kết hợp giữa độc tố nấm và các hợp chất khác có thể gây cản trở sinh lý vật chủ (ở đây là kiến) và kiểm soát hành vi. Ít nhất một phần, điều này có thể tận dụng các hành vi kiến đã có từ trước và các quá trình điều chỉnh hành vi hơn là tạo ra các hành vi ‘mới’ hoàn toàn nằm ngoài những gì một con kiến khỏe mạnh có thể làm”, Beckerson phân tích.
Phòng thí nghiệm của Beckerson gần đây đã công bố một công trình nhằm xác định các ứng cử viên tiềm năng có thể đóng một vai trò nào đó trong việc thao túng hành vi ở kiến, với ứng cử viên đầy triển vọng là một hợp chất “dạng Aflatrem”.
“Hợp chất ‘dạng Aflatrem’ (có liên quan đến hợp chất Aflatrem quen thuộc được tạo ra bởi mầm bệnh thực vật Aspergillus flavus) khi được động vật tiêu thụ, chẳng hạn như khi bò ăn phải thức ăn bị nhiễm, có thể gây ra một số triệu chứng đáng kinh ngạc từng được quan sát ở kiến zombie”, Beckerson nói.
Cảnh phim The Last of Us
Một điều mà series phim làm tốt cho đến nay chính là đã chỉ ra những gì xảy đến với cơ thể vật chủ khi loài nấm thực hiện xong công việc của mình: giai đoạn cuối của quá trình nhiễm nấm có liên quan đến sự phát tán bào tử nhằm kiếm tìm con mồi xấu số mới. Quay trở lại với loài nấm kiến-zombie, con kiến nhiễm nấm sẽ bị “thao túng” để leo lên một điểm cao, sau đó khóa chặt hàm của mình xuống một chiếc lá - còn được gọi là “cái nắm chết chóc” - cuối cùng, hàng loạt bào tử nấm được giải phóng ồ ạt vỡ ra từ phần đầu của con kiến (lúc này đã “đậu quả” với phần cơ thể có hình dạng con rắn lớn).
“Loài nấm đã tái sinh sôi bên trong cơ thể con kiến, các bào tử nấm được sinh ra và phát tán xuống đất sẽ lây nhiễm lên nhiều kiến hơn”, Rea giải thích. “Việc thay đổi hành vi của kiến khiến chúng phải bò lên đỉnh của tán cây được cho là có lợi cho loài nấm; kết quả của quá trình này chính là việc giúp gia tăng cơ hội lây nhiễm đến nhiều kiến hơn thông qua sự phát tán ồ ạt các bào tử nấm từ trên cao”.
Một số loài nấm khác dựa vào sự phát triển của sợi nấm để neo giữ vật chủ lên bề mặt, Beckerson nói. Điều này cũng được thấy trong tập phim đầu tiên của The Last of Us, khi những người bị nhiễm bệnh tấn công và cắn người khác để lây lan sự nhiễm trùng, góp phần gia tăng thêm vòng đời.
Theo hướng dẫn của trò chơi điện tử cùng tên, một khi nấm đã tồn tại trong cơ thể vật chủ được hơn một thập kỷ, vật chủ cuối cùng sẽ chết và giải phóng ra bào tử, tương tự như những con kiến trong đời thực. Điều này cũng được tái hiện trên màn ảnh với phân cảnh một bộ xương bị mắc kẹt vào tường với sự nở rộ khổng lồ của nấm bùng phát từ bên trong.
>> Sony hợp tác HBO, chuyển thể “The Last of US” thành phim truyền hình
Tham khảo: NewsWeek
The Last of Us là series phim được chuyển thể từ trò chơi điện tử vô cùng ăn khách cùng tên, có nội dung dẫn dắt người xem đến với một thế giới tưởng tượng đang phải hứng chịu đại dịch lạ, nơi một loại nấm mang tên Cordyceps đã tiến hóa để lây nhiễm sang cơ thể con người, chiếm quyền kiểm soát bộ não rồi biến họ thành những con rối với mục tiêu duy nhất là truyền bệnh cho người khác.
Liệu thứ khoa học viễn tưởng này có thể trở thành sự thật không?
Từ nấm zombie kiến...
Trong tự nhiên tồn tại một loại nấm Cordyceps có thể lây nhiễm sang kiến (đôi khi còn được gọi là nấm zombie kiến), có tên khoa học là Ophiocordyceps unilateralis. Loài này lây nhiễm cho kiến rồi sau đó chiếm lấy cơ thể và kiểm soát hoàn toàn hành vi của chúng.“Một khi bào tử nấm đã nảy mầm bên trong cơ thể kiến, chúng bắt đầu phân chia thành các tế bào riêng lẻ dạng men; các tế bào này phát triển và nhân lên trong hemolymph (chất lỏng chứa máu của côn trùng) rồi lây lan khắp cơ thể”, William C. Beckerson, một nhà nghiên cứu sinh học phân tử và di truyền học trình độ sau tiến sĩ tại Đại học Utrecht ở Hà Lan, trả lời tờ Newsweek.
… cho đến tiến hóa để lây nhiễm sang con người
Trong series phim, loài nấm đã tiến hóa để có thể lây nhiễm sang con người. Cụ thể, sự tác động của biến đổi khí hậu khiến nhiệt độ trái đất nóng dần lên đã làm chúng có thể thích nghi với nhiệt độ cơ thể vốn cao hơn ở loài người. Điều này hoàn toàn có thể xảy ra trong cuộc sống thực tại, Beckerson cho biết.
“Cũng giống như cái cách mà chủng nấm Ophiocordyceps đã tiến hóa để thao túng hành vi của kiến thông qua một lịch sử tiến hóa lâu dài với hàng loạt phép thử và sai, các vi sinh vật như vi khuẩn và nấm rất có thể cũng sẽ thích nghi với nhiệt độ cao hơn thông qua đột biến ngẫu nhiên, với tốc độ nhanh đáng kinh ngạc. Đã có nhiều thí nghiệm được tiến hành để kiểm tra “khả năng chịu nhiệt” của nấm và các vi khuẩn (nói cách khác, xác định mức nhiệt cao nhất mà ở đó chúng có thể tồn tại), qua đó chỉ ra rằng chúng có khả năng sống sót ở mức nhiệt lên đến 42ºC (107,6ºF) - cao hơn 5ºC (98,6ºF) nhiệt độ trung bình của cơ thể người - nếu được nuôi trồng trong điều kiện độ ấm tăng dần”, Beckerson phân tích.
Hiện nay, hai loài nấm có tên Aspergillus và Candida đã được ghi nhận có thể lây nhiễm sang người, đồng thời là mầm bệnh cơ hội đối với những người có hệ thống miễn dịch suy yếu.
“Rất có khả năng những kiểu nhiễm nấm như thế này sẽ ngày càng trở nên phổ biến hơn trong bối cảnh hành tinh của chúng ta đang ấm dần lên; và việc những ký sinh trùng như Ophiocordyceps có thể lây nhiễm sang con người hoàn toàn không viển vông hay phi thực tế”, Beckerson nói.
Tuy nhiên, nấm kiến-zombie có xu hướng chỉ lây lan trên một loài kiến cụ thể, điều đó đồng nghĩa với việc một cú nhảy từ loài kiến sang con người xét trên mặt tiến hóa rất khó xảy ra.
“Các loài nấm lựa chọn vật chủ với tính đặc trưng rất cao, đến nỗi gần như mọi loại kiến zombie mà chúng tôi tìm thấy đều chỉ bị nhiễm bởi một loài Ophiocordyceps nhất định; nếu bạn cố nuôi cấy chúng trên một vật chủ lạ, ngay cả trong điều kiện môi trường phòng thí nghiệm, sẽ không có quá trình thao túng hành vi nào xảy ra”, Beckerson cho biết.
Ian Will, một nhà nghiên cứu nấm ký sinh tại Đại học Trung tâm Florida, nói rằng quy tắc mang tính kinh nghiệm kiểu “một loại nấm - một loại kiến” này cho thấy các cơ chế tốt của việc sửa đổi hành vi phải dựa vào sự đồng tiến hóa chặt chẽ để có thể hoạt động bình thường.
“Nếu một chủng Ophiocordyceps gặp khó khăn trong việc lan truyền giữa các loài kiến khác nhau, đó sẽ là chủng Ophiocordyceps đặc biệt có thể lây nhiễm sang loài động vật khác, như con người chẳng hạn”, Ian Will cho biết.
Ngoài ra, nếu loài nấm tiến hóa để lây nhiễm sang người thì điều đó cũng không có nghĩa là nó chắc chắn sẽ có thể kiểm soát hành vi của con người như đối với loài kiến.
Loài nấm điều khiển hành vi
Các nhà khoa học hiện vẫn chưa thể giải mã chính xác phương thức loại nấm nói trên kiểm soát hành vi của kiến. Robbie Rae, một chuyên gia về ký sinh trùng tại Đại học Liverpool John Moores ở Anh, trả lời Newsweek rằng các ký sinh trùng khác thay đổi hành vi của vật chủ đã có sự tiến hóa để thao túng quá trình thúc ép các chất dẫn truyền thần kinh tạo ra serotonin và dopamine, vốn có liên quan mật thiết đến điều chỉnh hành vi.Tuy nhiên, điều đó dường như không đúng với nấm Cordyceps.
“Các công trình phân tử nghiên cứu nhiều loài Ophiocordyceps đã gợi ý chúng tôi nghĩ đến khả năng tồn tại sự kết hợp giữa độc tố nấm và các hợp chất khác có thể gây cản trở sinh lý vật chủ (ở đây là kiến) và kiểm soát hành vi. Ít nhất một phần, điều này có thể tận dụng các hành vi kiến đã có từ trước và các quá trình điều chỉnh hành vi hơn là tạo ra các hành vi ‘mới’ hoàn toàn nằm ngoài những gì một con kiến khỏe mạnh có thể làm”, Beckerson phân tích.
Phòng thí nghiệm của Beckerson gần đây đã công bố một công trình nhằm xác định các ứng cử viên tiềm năng có thể đóng một vai trò nào đó trong việc thao túng hành vi ở kiến, với ứng cử viên đầy triển vọng là một hợp chất “dạng Aflatrem”.
“Hợp chất ‘dạng Aflatrem’ (có liên quan đến hợp chất Aflatrem quen thuộc được tạo ra bởi mầm bệnh thực vật Aspergillus flavus) khi được động vật tiêu thụ, chẳng hạn như khi bò ăn phải thức ăn bị nhiễm, có thể gây ra một số triệu chứng đáng kinh ngạc từng được quan sát ở kiến zombie”, Beckerson nói.
Bào tử nấm zombie
Một điều mà series phim làm tốt cho đến nay chính là đã chỉ ra những gì xảy đến với cơ thể vật chủ khi loài nấm thực hiện xong công việc của mình: giai đoạn cuối của quá trình nhiễm nấm có liên quan đến sự phát tán bào tử nhằm kiếm tìm con mồi xấu số mới. Quay trở lại với loài nấm kiến-zombie, con kiến nhiễm nấm sẽ bị “thao túng” để leo lên một điểm cao, sau đó khóa chặt hàm của mình xuống một chiếc lá - còn được gọi là “cái nắm chết chóc” - cuối cùng, hàng loạt bào tử nấm được giải phóng ồ ạt vỡ ra từ phần đầu của con kiến (lúc này đã “đậu quả” với phần cơ thể có hình dạng con rắn lớn).
“Loài nấm đã tái sinh sôi bên trong cơ thể con kiến, các bào tử nấm được sinh ra và phát tán xuống đất sẽ lây nhiễm lên nhiều kiến hơn”, Rea giải thích. “Việc thay đổi hành vi của kiến khiến chúng phải bò lên đỉnh của tán cây được cho là có lợi cho loài nấm; kết quả của quá trình này chính là việc giúp gia tăng cơ hội lây nhiễm đến nhiều kiến hơn thông qua sự phát tán ồ ạt các bào tử nấm từ trên cao”.
Một số loài nấm khác dựa vào sự phát triển của sợi nấm để neo giữ vật chủ lên bề mặt, Beckerson nói. Điều này cũng được thấy trong tập phim đầu tiên của The Last of Us, khi những người bị nhiễm bệnh tấn công và cắn người khác để lây lan sự nhiễm trùng, góp phần gia tăng thêm vòng đời.
Theo hướng dẫn của trò chơi điện tử cùng tên, một khi nấm đã tồn tại trong cơ thể vật chủ được hơn một thập kỷ, vật chủ cuối cùng sẽ chết và giải phóng ra bào tử, tương tự như những con kiến trong đời thực. Điều này cũng được tái hiện trên màn ảnh với phân cảnh một bộ xương bị mắc kẹt vào tường với sự nở rộ khổng lồ của nấm bùng phát từ bên trong.
>> Sony hợp tác HBO, chuyển thể “The Last of US” thành phim truyền hình
Tham khảo: NewsWeek
