VNR Content
Pearl
Trong khi quá trình sinh sản của con người khá đơn giản, sự sinh sản ở động vật lại phức tạp và thú vị hơn rất nhiều. Hầu hết các loài động vật hoang dã cần giao phối để tạo ra con cái, nhưng có một số loài không giao phối và vẫn sinh ra các thế hệ mới. Hiện tượng này được gọi là “sinh sản đơn tính” hay “trinh sản”.
Trong sinh sản hữu tính, con đực và con cái giao phối với nhau để tạo ra con non duy nhất về mặt di truyền. Hình thức sinh sản này đòi hỏi phải có cả trứng và tinh trùng vì chúng mang thông tin di truyền cần thiết để tạo ra con non. Trong khi đó, sinh sản vô tính không đòi hỏi sự hợp nhất của các giao tử để tạo ra các cá thể mới, con được sinh ra từ một cơ thể mẹ duy nhất và thừa hưởng các gen chỉ từ cơ thể mẹ đó.
Sinh sản hữu tính (sexual reproduction) và sinh sản vô tính (asexual reproduction)
“Sinh sản đơn tính” hay “Trinh sản” là một kiểu sinh sản vô tính. Các cá thể mới phát triển từ một tế bào trứng chưa qua thụ tinh và giống hệt mẹ về mặt di truyền.
Quá trình trinh sản bắt đầu ngay sau khi trứng được tạo ra. Khi một tế bào chia thành 2 nửa để tạo ra tế bào trứng, nửa còn lại sẽ trở thành thể cực (polar body), chứa một bản sao DNA gần giống tế bào trứng. Thông thường, thể cực sẽ tiêu biến, nhưng đôi khi, thể cực bằng cách nào đó lại kết hợp với trứng, hoạt động giống như tinh trùng khi thụ tinh và con non sẽ phát triển từ đây.
Trinh sản chia làm 2 loại: ngẫu nhiên và bắt buộc. Sinh vật trinh sản ngẫu nhiên sẽ có khả năng chuyển đổi giữa sinh sản hữu tính và trinh sản. Trong khi đó, loài trinh sản bắt buộc là loài chỉ có thể trinh sản, không có khả năng sinh sản hữu tính.
Theo trang The Conversation, thông qua thử nghiệm trên chuột, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng có hơn 30 gen chỉ hoạt động nếu chúng đến từ cơ thể bố thông qua tinh trùng và có hơn 30 gen khác chỉ hoạt động nếu đến từ cơ thể mẹ. Tất cả những gen này đều là gen đã được “in dấu”, việc in dấu này ngăn cản khả năng trinh sản ở tất cả các loài động vật có vú, bao gồm cả con người.
“In dấu bộ gen” (Genomic imprinting) là sự hoạt động khác nhau của các gen tùy theo nguồn gốc của chúng. “In dấu bộ gen” được phát hiện vào những năm 1990, nhưng cơ chế của nó chỉ mới được làm rõ trong vòng 10 năm trở lại đây.
Rồng Komodo (Varanus komodoensis)
Vào năm 2006, một con rồng Komodo cái ở vườn thú Chester(Anh) đã đẻ một lứa 25 quả trứng, mặc dù nó chưa bao giờ giao phối hoặc tiếp xúc với rồng đực.
Các quần thể rồng Komodo đang giảm dần trên khắp thế giới và phải dựa vào nhân giống nuôi nhốt để tồn tại
Tương tự, tại Vườn thú London, một con rồng Komodo khác đã đẻ ra bốn quả trứng. Được biết, lần cuối cùng con rồng này giao phối là trước đó hai năm rưỡi. Như vậy, rồng cái đã phát sinh trinh sản ngẫu nhiên sau một khoảng thời gian dài không được tiếp xúc với con đực.
Bọ que gai khổng lồ (Extatosoma tiaratum)
Năm 2013, các nhà khoa học Úc đã nghiên cứu về loài bọ que gai khổng lồ. Họ phát hiện ra rằng những con cái chống lại việc giao phối với những con đực bằng cách sử dụng một trong ba cách: đá chân và cuộn tròn phần bụng; thay đổi pheromone (các phân tử mùi mà sinh vật tiết ra để giao tiếp) để các con đực khó phát hiện hoặc tiết ra các hóa chất chống kích thích tình dục để xua đuổi con đực.
Loài bọ que gai khổng lồ cũng có thể dựa vào trinh sản để duy trì nòi giống
Nghiên cứu kết luận, trong một số trường hợp, bọ que gai khổng lồ cái được hưởng lợi từ việc không giao phối. Các nhà nghiên cứu cho rằng điều này đã dẫn đến sự phát sinh hình thức trinh sản ở loài này.
Rắn đầu đồng (Agkistrodon contortrix)
Rắn đầu đồng cũng xuất hiện hiện tượng "không chồng mà chửa"
Một số loài rắn có thể duy trì nòi giống bằng hình thức trinh sản. Tiểu biểu như trường hợp của một con rắn đầu đồng ở tiểu bang Indiana (Mỹ) đã sinh ra một đứa con chết non và bốn quả trứng vô sinh. Trên thực tế, cá thể này đã bị bắt từ tự nhiên và nhốt riêng trong suốt 9 năm.
Thằn lằn đuôi dài whiptail (Aspidoscelis uniparens)
Thằn lằn đuôi dài whiptail sống chủ yếu ở sa mạc và đồng cỏ ở Hoa Kỳ.
Môi trường sa mạc khắc nghiệt buộc loài thằn lằn đuôi dài whiptail phải thay đổi cách sinh sản
Do chỉ toàn giống cái, loài này chỉ có thể sinh sản bằng hình thức trinh sản, thông qua Giảm phân. Toàn bộ nhiễm sắc thể của loài đều được thừa hưởng từ mẹ nên tất cả các con non đều là dòng vô tính và thuộc giống cái. Loài này cũng được biết là biểu hiện hành vi giống đực để giao phối giả với những con cái khác, nhằm kích thích sinh sản.
Ưu điểm chính của trinh sản ở loài này là có thể sinh sản nhanh hơn nhiều so với những loài sinh sản hữu tính, cho phép tăng nhanh số lượng loài khi có điều kiện lý tưởng.
Cá nhám nhu mì (Stegostoma fasatum)
Năm 1999, các nhà nghiên cứu đã đưa một con cá nhám nhu mì cái bị bắt từ tự nhiên và thả chung bể với một con cá đực nuôi nhốt. Trong thời gian này, cả hai giao phối sau đó tách đôi. Đến năm 2012, con đực vĩnh viễn bị tách khỏi con cái. Khi quá trình giao phối ngừng lại, quá trình sản xuất trứng của cá cái cũng ngừng theo.
Hầu hết các trường hợp trinh sản, bao gồm cả cá nhám, thường được phát hiện trong môi trường nuôi nhốt
Sau đó, vào năm 2013, các nhà nghiên cứu đã đưa cá cái vào bể của mình. Điều thú vị là trong thời gian này, cá mẹ lại bắt đầu đẻ trứng! Tuy nhiên, một điều còn bất ngờ hơn đến từ “con gái” của cô cá này, nó đã trưởng thành và bắt đầu tự đẻ trứng, mặc dù chưa bao giờ giao phối với con đực!
Các nhà nghiên cứu tin rằng phôi trong trứng của cá mẹ phát triển vì cá nhám có thể lưu trữ tinh trùng của con đực trong một thời gian dài, hoặc nó đã trinh sản. Mặt khác, dường như con cá cái con đã trinh sản vì nó chưa bao giờ giao phối.
Thần ưng California (Gymnogyps californianus)
Vài năm trước, khi đang tiến hành xét nghiệm DNA, các nhà khoa học tại Liên minh Động vật Hoang dã Sở thú San Diego (Mỹ) đã tìm thấy hai con chim thần ưng California với “thân thế” vô cùng kỳ lạ. Hai con chim không hề có quan hệ huyết thống với những con chim bố được ghi chép lại. Trên thực tế, cả hai đều ra đời nhờ hình thức trinh sản, chúng không có bố mà thừa hưởng 100% DNA từ chim mẹ.
Chim thần ưng California gần đây đã được phát hiện có khả năng trinh sản
Thần ưng California là một loài chim thuộc họ kền kền và đã được liệt vào danh sách động vật trong tình trạng nguy cấp. Chúng vốn là loài sinh sản hữu tính, hiện tượng trinh sản lần này chỉ là ngẫu nhiên, như một cách để thích nghi với môi trường sống khắc nghiệt và sự sụt giảm số lượng loài nghiêm trọng.
Thứ hai, kiểu sinh sản này giúp các loài như rồng komodo phát triển mạnh ở các đảo hoang, vì một con cái có thể tự tạo ra một quần thể. Bên cạnh đó, đây có thể là phương pháp cuối cùng giúp nhiều loài bò sát, côn trùng và động vật lưỡng cư sống trong môi trường khắc nghiệt duy trì nòi giống, thoát khỏi nguy cơ tuyệt chủng.
Tuy nhiên, các loài ra đời nhờ trinh sản luôn tạo ra các dòng vô tính, không có bất kỳ tổ hợp tính trạng mới nào. Những cá thể thuộc dòng vô tính thường không có khả năng thích nghi với môi trường thay đổi, dễ bị nhiễm bệnh, thậm chí chết hàng loạt.
Tổng hợì
1. Trinh sản - hình thức sinh sản độc lạ
Đông vật có 2 hình thức sinh sản là sinh sản hữu tính hoặc sinh sản vô tính.Trong sinh sản hữu tính, con đực và con cái giao phối với nhau để tạo ra con non duy nhất về mặt di truyền. Hình thức sinh sản này đòi hỏi phải có cả trứng và tinh trùng vì chúng mang thông tin di truyền cần thiết để tạo ra con non. Trong khi đó, sinh sản vô tính không đòi hỏi sự hợp nhất của các giao tử để tạo ra các cá thể mới, con được sinh ra từ một cơ thể mẹ duy nhất và thừa hưởng các gen chỉ từ cơ thể mẹ đó.
“Sinh sản đơn tính” hay “Trinh sản” là một kiểu sinh sản vô tính. Các cá thể mới phát triển từ một tế bào trứng chưa qua thụ tinh và giống hệt mẹ về mặt di truyền.
Quá trình trinh sản bắt đầu ngay sau khi trứng được tạo ra. Khi một tế bào chia thành 2 nửa để tạo ra tế bào trứng, nửa còn lại sẽ trở thành thể cực (polar body), chứa một bản sao DNA gần giống tế bào trứng. Thông thường, thể cực sẽ tiêu biến, nhưng đôi khi, thể cực bằng cách nào đó lại kết hợp với trứng, hoạt động giống như tinh trùng khi thụ tinh và con non sẽ phát triển từ đây.
Trinh sản chia làm 2 loại: ngẫu nhiên và bắt buộc. Sinh vật trinh sản ngẫu nhiên sẽ có khả năng chuyển đổi giữa sinh sản hữu tính và trinh sản. Trong khi đó, loài trinh sản bắt buộc là loài chỉ có thể trinh sản, không có khả năng sinh sản hữu tính.
2. Con người có khả năng trinh sản không?
Câu trả lời là: KhôngTheo trang The Conversation, thông qua thử nghiệm trên chuột, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng có hơn 30 gen chỉ hoạt động nếu chúng đến từ cơ thể bố thông qua tinh trùng và có hơn 30 gen khác chỉ hoạt động nếu đến từ cơ thể mẹ. Tất cả những gen này đều là gen đã được “in dấu”, việc in dấu này ngăn cản khả năng trinh sản ở tất cả các loài động vật có vú, bao gồm cả con người.
“In dấu bộ gen” (Genomic imprinting) là sự hoạt động khác nhau của các gen tùy theo nguồn gốc của chúng. “In dấu bộ gen” được phát hiện vào những năm 1990, nhưng cơ chế của nó chỉ mới được làm rõ trong vòng 10 năm trở lại đây.
3. Hiện tượng trinh sản trong tự nhiên
Có hơn 80 loài cá, bò sát và lưỡng cư đã được phát hiện có khả năng trinh sản. Dưới đây là một vài ví dụ:Rồng Komodo (Varanus komodoensis)
Vào năm 2006, một con rồng Komodo cái ở vườn thú Chester(Anh) đã đẻ một lứa 25 quả trứng, mặc dù nó chưa bao giờ giao phối hoặc tiếp xúc với rồng đực.
Tương tự, tại Vườn thú London, một con rồng Komodo khác đã đẻ ra bốn quả trứng. Được biết, lần cuối cùng con rồng này giao phối là trước đó hai năm rưỡi. Như vậy, rồng cái đã phát sinh trinh sản ngẫu nhiên sau một khoảng thời gian dài không được tiếp xúc với con đực.
Bọ que gai khổng lồ (Extatosoma tiaratum)
Năm 2013, các nhà khoa học Úc đã nghiên cứu về loài bọ que gai khổng lồ. Họ phát hiện ra rằng những con cái chống lại việc giao phối với những con đực bằng cách sử dụng một trong ba cách: đá chân và cuộn tròn phần bụng; thay đổi pheromone (các phân tử mùi mà sinh vật tiết ra để giao tiếp) để các con đực khó phát hiện hoặc tiết ra các hóa chất chống kích thích tình dục để xua đuổi con đực.
Nghiên cứu kết luận, trong một số trường hợp, bọ que gai khổng lồ cái được hưởng lợi từ việc không giao phối. Các nhà nghiên cứu cho rằng điều này đã dẫn đến sự phát sinh hình thức trinh sản ở loài này.
Rắn đầu đồng (Agkistrodon contortrix)
Một số loài rắn có thể duy trì nòi giống bằng hình thức trinh sản. Tiểu biểu như trường hợp của một con rắn đầu đồng ở tiểu bang Indiana (Mỹ) đã sinh ra một đứa con chết non và bốn quả trứng vô sinh. Trên thực tế, cá thể này đã bị bắt từ tự nhiên và nhốt riêng trong suốt 9 năm.
Thằn lằn đuôi dài whiptail (Aspidoscelis uniparens)
Thằn lằn đuôi dài whiptail sống chủ yếu ở sa mạc và đồng cỏ ở Hoa Kỳ.
Do chỉ toàn giống cái, loài này chỉ có thể sinh sản bằng hình thức trinh sản, thông qua Giảm phân. Toàn bộ nhiễm sắc thể của loài đều được thừa hưởng từ mẹ nên tất cả các con non đều là dòng vô tính và thuộc giống cái. Loài này cũng được biết là biểu hiện hành vi giống đực để giao phối giả với những con cái khác, nhằm kích thích sinh sản.
Ưu điểm chính của trinh sản ở loài này là có thể sinh sản nhanh hơn nhiều so với những loài sinh sản hữu tính, cho phép tăng nhanh số lượng loài khi có điều kiện lý tưởng.
Cá nhám nhu mì (Stegostoma fasatum)
Năm 1999, các nhà nghiên cứu đã đưa một con cá nhám nhu mì cái bị bắt từ tự nhiên và thả chung bể với một con cá đực nuôi nhốt. Trong thời gian này, cả hai giao phối sau đó tách đôi. Đến năm 2012, con đực vĩnh viễn bị tách khỏi con cái. Khi quá trình giao phối ngừng lại, quá trình sản xuất trứng của cá cái cũng ngừng theo.
Sau đó, vào năm 2013, các nhà nghiên cứu đã đưa cá cái vào bể của mình. Điều thú vị là trong thời gian này, cá mẹ lại bắt đầu đẻ trứng! Tuy nhiên, một điều còn bất ngờ hơn đến từ “con gái” của cô cá này, nó đã trưởng thành và bắt đầu tự đẻ trứng, mặc dù chưa bao giờ giao phối với con đực!
Các nhà nghiên cứu tin rằng phôi trong trứng của cá mẹ phát triển vì cá nhám có thể lưu trữ tinh trùng của con đực trong một thời gian dài, hoặc nó đã trinh sản. Mặt khác, dường như con cá cái con đã trinh sản vì nó chưa bao giờ giao phối.
Thần ưng California (Gymnogyps californianus)
Vài năm trước, khi đang tiến hành xét nghiệm DNA, các nhà khoa học tại Liên minh Động vật Hoang dã Sở thú San Diego (Mỹ) đã tìm thấy hai con chim thần ưng California với “thân thế” vô cùng kỳ lạ. Hai con chim không hề có quan hệ huyết thống với những con chim bố được ghi chép lại. Trên thực tế, cả hai đều ra đời nhờ hình thức trinh sản, chúng không có bố mà thừa hưởng 100% DNA từ chim mẹ.
Thần ưng California là một loài chim thuộc họ kền kền và đã được liệt vào danh sách động vật trong tình trạng nguy cấp. Chúng vốn là loài sinh sản hữu tính, hiện tượng trinh sản lần này chỉ là ngẫu nhiên, như một cách để thích nghi với môi trường sống khắc nghiệt và sự sụt giảm số lượng loài nghiêm trọng.
4. Ưu nhược điểm của trinh sản
Có một số lý do khiến động vật lựa chọn hình thức trinh sản. Đầu tiên, trinh sản giúp động vật không phải tiêu hao năng lượng và thời gian cho việc tìm kiếm bạn tình hay giao phối, cho phép tăng nhanh số lượng loài trong điều kiện lý tưởngThứ hai, kiểu sinh sản này giúp các loài như rồng komodo phát triển mạnh ở các đảo hoang, vì một con cái có thể tự tạo ra một quần thể. Bên cạnh đó, đây có thể là phương pháp cuối cùng giúp nhiều loài bò sát, côn trùng và động vật lưỡng cư sống trong môi trường khắc nghiệt duy trì nòi giống, thoát khỏi nguy cơ tuyệt chủng.
Tuy nhiên, các loài ra đời nhờ trinh sản luôn tạo ra các dòng vô tính, không có bất kỳ tổ hợp tính trạng mới nào. Những cá thể thuộc dòng vô tính thường không có khả năng thích nghi với môi trường thay đổi, dễ bị nhiễm bệnh, thậm chí chết hàng loạt.
5. Kết luận
Trinh sản là hình thức sinh sản độc đáo chỉ có ở động vật. Đây là hình thức bắt buộc ở một số loài nhưng cũng có thể phát sinh ngẫu nhiên ở một số loài khác do áp lực của môi trường. Mặc dù tồn tại nhược điểm lớn là tạo ra các dòng vô tính, con non ra đời thường yếu ớt và dễ chết hàng loạt, song trinh sản đã giúp nhiều loài thích nghi với với điều kiện môi trường khắc nghiệt hoặc sự thiếu hụt giống đực nhằm duy trì số lượng loài.Tổng hợì
