Lời giải cho bí ẩn những sinh vật "nửa đực nửa cái"

Trường hợp sinh vật "nửa đực nửa cái" điển hình được nhắc tới nhiều nhất là con gà của tiến sĩ H.E.Schaef. Nhìn từ bên phải, nó có bộ mào đỏ tươi giống như những con gà trống bình thường khác, nhưng nhìn từ bên trái, người ta sẽ nghĩ nó là gà mái với bộ lông kém sặc sỡ và vóc dáng nhỏ hơn.

Tính lưỡng tính của con gà này cũng được biểu hiện qua hành vi: Nó muốn đạp các con gà mái khác trong sân nhưng cũng có khả năng tự đẻ ra những quả trứng nhỏ.

Khi con gà chết, tiến sĩ Schaef nhận thấy phần khung xương bên phải của nó to hơn nhiều so với bên trái. Đồng thời, nó cũng có cả tinh hoàn và buồng trứng với một quả trứng non đã thành hình.

Trường hợp về con gà này đã được đăng trên tạp chí Journal of Experimental Zoology năm 1923. Khung xương của con gà đã được tiến sĩ Schaef gửi cho nhà giải phẫu học Madge Thurlow Macklin.

Ngày nay, những cá thể tương tự như con gà của tiến sĩ Schaef được gọi là những ‘cá thể lưỡng tính’ (bilateral gynandromorphs). Khác với sinh vật lưỡng giới (hermaphrodites – hai giới tính trộn lẫn vào nhau, thường ở điểm bắt đầu và kết thúc của cơ quan sinh dục), các cá thể lưỡng tính được chia tách làm đôi một cách hoàn hảo trên cơ thể với hai nửa, một nửa là giống đực, nửa còn lại là giống cái.

Ngoài trường hợp con gà của tiến sĩ Schaef, người ta ghi nhận thêm rất nhiều những cá thể tương tự ở trên các loài khác.

Vào ngày 7/5/1752, trước Hiệp hội Hoàng gia Anh, ông M Fisher ở Newgate đã giới thiệu con tôm hùm với hai phần cơ thể được phân đôi. Ngoài tôm và gà, người ta còn ghi nhẫn thêm những loài động vật có cá thể lưỡng tính như cua, sâu tằm, bướm, ong, rắn và một số loài chim.

Michael Clinton từ Đại học Edinburgh ở Anh ước tính xác suất trở thành cá thể lưỡng tính ở chim là từ 1 trên 10.000 cho đến 1 trên 1.000.000. Tỷ lệ tương tự trên động vật có vú vẫn chưa rõ.

Không quá ngạc nhiên khi những con vật này thường khó khăn trong việc tìm kiếm bạn tình.

Điển hình là trường hợp con chim hồng tước được thầy giáo trung học đã về hưu Robert Motz phát hiện ra. Cơ thể nó cũng được chia làm hai phần, một phần là màu đỏ tươi rực rỡ của con trống, phần còn lại màu xám nhạt đặc trưng cho con mái.

Sự quan sát của ông khiến nhà điểu học Brian Peer tại Đại học Western Illinois ở Macomb, Hoa Kỳ chú ý. “Nó được chia tách làm đôi một cách hoàn hảo”, Peer nói.

Hai ông cùng quan sát con chim trong khoảng 40 lượt khác nhau nhưng chưa thấy nó cặp kè với một con chim nào khác. Nó cũng không hề cất tiếng hót. Những con chim khác ‘bỏ rơi’ nó. Dường như việc bị ‘bỏ rơi’ là chuyện thường xảy ra với các cá thể lưỡng tính. Chúng sẽ bị xa lánh hoặc tấn công.

Một thời gian dài, người ta cho rằng lỗi về gene sau khi thụ thai gây ra hiện tượng này.

Giới tính sinh học của một cá thể được quyết định bởi sự kết hợp các nhiễm sắc thể giới tính. Ở người, đàn ông có cặp nhiễm sắc thể XY, phụ nữ là XX. Cơ chế này khác nhau ở các loài khác nhau. Ví dụ, ở gà thì con trống mang cặp nhiễm sắc thể ZZ, còn gà mái mang cặp ZW.

Đôi khi, một tế bào bị mất đi một trong hai nhiễm sắc thể cùng cặp gây ra những biến đổi lớn về giới tính ở con vật. Nếu phôi gà mang cặp nhiễm sắc thể ZW đang trong quá trình phát triển mà một tế bào bị mất đi nhiễm sắc thể W (tức là chỉ còn lại nhiễm sắc thể Z) thì tế bào đó sẽ thiếu gene để hình thành một con gà mái, do vậy con gà sẽ phát triển phần đặc tính của con trống.

Nếu tế bào này nhân lên, tất cả nhóm tế báo được hình thành từ nó sẽ mang nhiễm sắc thể Z tạo ra con trống. Trong khi đó, những tế bào khác trong phôi vẫn mang nhiễm sắc thể gà mái nên dẫn tới việc nở ra gà lưỡng tính với một nửa trống (nhiễm sắc thể Z thay vì ZZ) và một nửa mái (nhiễm sắc thể ZW).

Trên lý thuyết là vậy. Nhưng vài năm trước, Michael Clinton đã nhận được một cuộc gọi khiến ông xem xét lại lý thuyết này.

Clinton cho biết, một đồng nghiệp của ông tới thăm trang trại nuôi gà, phát hiện ra một con gà giống với con gà của tiến sĩ Schaef năm xưa và đã mang về cho ông. Sau đó, nhóm của ông còn tìm thấy thêm hai con gà lưỡng tính khác.

Nhưng khi chụp lại gene của những con gà này, ông thấy các nhiễm sắc thể giới tính hoàn toàn bình thường trên toàn bộ con gà. Một nửa có cặp nhiễm sắc thể ZW, nửa còn lại là cặp ZZ (thay vì chỉ có một nhiễm sắc thể Z). Nói cách khác, con gà được hình thành từ hai con gà sinh đôi khác trứng và hợp nhất thành một.

Qua đó, Clinton đưa ra giả thiết khác về việc sinh ra động vật lưỡng tính. Trong quá trình một trứng thành hình, tế bào duy nhất ban đầu sẽ loại bỏ một nửa số nhiễm sắc thể, vốn nằm trong một túi DNA gọi là "thể cực". Tuy nhiên, ở những ca hiếm gặp, tế bào đó giữ lại cả thể cực lẫn nhân tế bào của nó.

Nếu cả hai thành phần này đều được thụ thai và tế bào bắt đầu phân chia thì mỗi bên cơ thể con gà sẽ phát triển bộ gene riêng và cả giới tính riêng. Trường hợp này rất có thể là một dạng lỗi của quá trình tiến hoá.

Trong tự nhiên, tỷ lệ của con đực và con cái trong cùng một quần thể có thể thay đổi để thích ứng với môi trường.

Vào thời điểm khắc nghiệt, con cái có xu hướng đẻ ra nhiều con cái hơn, chúng tìm bạn tình và truyền lại ADN của mẹ. Một số con vẹt có thể tinh tới 20 con trống hoặc mái liên tiếp, tùy theo ngoại cảnh.

Trong trường hợp có một trứng giữ lại thể cực và vì thế có hai nhân tế bào, nếu chim mẹ cho phép cả hai nhân tế bào cùng được thụ thai thì trứng sẽ phát triển thành một phôi thai nửa trống nửa mái.

Bằng cách nào đó, chim mẹ loại bỏ được giới tính không mong muốn trước khi đẻ trứng, qua đó kiểm soát được giới tính của chim con. Tuy nhiên, trong những ca hiếm gặp, nhân tế bào không mong muốn lại không bị loại bỏ, dẫn đến việc sinh ra cá thể lưỡng tính.

Trong một số trường hợp, tác động của con người cũng có thể gây ra hiện tượng lưỡng tính ở động vật.

Ví dụ, hồi tháng 4/2015, Jahner đã tìm hiểu về một sự trùng hợp kỳ lạ. Ông nghiên cứu loài bướm Mỹ Lycaeides và chưa bao giờ thấy một cá thể lưỡng tính nào trước khi xảy ra thảm họa kép ở nhà máy điện hạt nhân Fukushima Daiichi của Nhật Bản, nhưng sau đó đã phát hiện ra 6 cá thể sau 16 tháng xảy ra thảm họa.

“Từ đó tới nay tôi chưa tìm thêm được con nào”, ông nói.

Các nhà nghiên cứu cũng tìm thấy nhiều bướm lưỡng tính sau thảm họa hạt nhân Chernobyl khiến người ta cho rằng hàm lượng phóng xạ có thể tăng khả năng sinh ra các cá thể lưỡng tính.

“Đây là một sự trùng hợp kỳ lạ dù chưa biết liệu đó có phải nguyên nhân gây ra hiện tượng này không”, Jahner nói.