“Chạy đua vũ trang” ở cơ quan sinh dục của vịt

Một cuộc “chạy đua” thú vị trong sự tiến hóa của cơ quan sinh dục ở vịt đực và vịt cái vừa được các nhà khoa học khám phá. Nghiên cứu này giúp loại bỏ ý niệm cho rằng sinh vật giống cái luôn là những thành viên thụ động trong mối quan hệ giữa 2 giống.

Tiến hóa để chiếm ưu thế cạnh tranh

Có đến 97% loài gia cầm không có bộ phận có chức năng tương tự như dương vật của con người. Vịt là loài nằm trong thiều số 3% còn lại có dương vật để làm nhiệm vụ duy trì nòi giống.

Ở những loài gia cầm không có dương vật, chúng giao phối theo cách mà các nhà sinh vật học gọi là “chạm nhau qua lỗ huyệt” (cloacal kiss), tức là sự tiếp xúc nhanh qua một lỗ có ở cả 2 giống đực và cái – lỗ này vừa có chức năng bài tiết vừa là phương tiện để phóng trứng và tinh trùng.

Khác với nhiều loài gia cầm khác, vịt đực có dương vật rất khác nhau về chiều dài, tùy theo từng chủng loài, từ chỗ chỉ ngắn ngủn khoảng 1,27 cm cho đến ngoằng tới 38 cm! Hơn nữa, dương vật của chúng cũng rất đa dạng về ngọai hình, từ chỗ trơn láng cho đến có gai và rãnh.

Các nhà khoa học lý giải rằng dương vật vịt đực đã tiến hóa để trở nên dài hơn nhằm chiếm ưu thế cạnh tranh trong việc đưa tinh trùng đến trứng của vịt cái nhanh hơn và có khả năng gây thụ thai cao hơn.

Bà Patricia Brennan, chuyên gia về sinh thái học hành vi của hai trường đại học: Yale ở Mỹ và Sheffield ở Anh, phát biểu: “Sau khi nghiên cứu cơ quan sinh dục của vịt đực, tôi lập tức bị cuốn hút bởi ý nghĩ rằng bộ phận sinh sản của vịt cái phải được cấu tạo như thế nào để có thể chứa được cái dương vật kỳ dị của vịt đực”.

Bà Brennan và các cộng sự đã bất ngờ nhận thấy âm hộ của vịt cái cũng “cầu kỳ” không kém dương vật của vịt đực. Âm hộ của chúng có đầy những “ngõ cụt” và những công cụ đối phó khác, và những cấu trúc này dường như được thiết kế để loại dương vật ra khỏi cuộc giao phối mà chúng không thích.

Như ổ khóa và chìa khóa

Ở đa số các loài gia cầm, âm hộ hay vòi trứng chỉ là một chiếc ống đơn giản, Tuy nhiên, ở một số chủng loài vịt, âm hộ có những chiếc túi ngay ở 2 bên thành âm đạo. Những chiếc túi này chính là những “ngõ cụt” hoặc “lối vào” giả đối với dương vật.

Bà Brennan giải thích: “Nếu dương vật tiến vào những chiếc túi này thì chúng bị chặn lại, không thể nào tiếp cận được vòi trứng để phóng tinh trùng”.

Vòi trứng của vịt cái cũng có chứa nhiều cấu trúc chật chội có hình xoắn theo chiều kim đồng hồ. Về điều này, nhà điểu cầm học Richard Prum, cộng sự của bà Brenna, nói: “Thật là thú vị, vì dương vật của vịt đực cũng có hình xoắn ốc, nhưng theo chiều… ngược lại, tức ngược chiều kim đồng hồ. Do đó, âm hộ và dương vật ở vịt cứ như là một bộ ổ khóa và chìa khóa vậy”.

Nhóm nghiên cứu đã khảo sát 14 chủng loài khác nhau của vịt và ngỗng. Kết quả cho thấy rằng qua thời gian tiến hóa, số lượng túi và cấu trúc xoắn trong cơ quan sinh sản của vịt cái đã tăng lên trong khi dương vật của vịt đực cũng dài thêm ra.

Bà Brennan nói: “Tôi đã có thể dự đoán được cấu trúc của cơ quan sinh dục của con đực phải như thế nào để có thể tương thích với bộ máy sinh sản của con cái, và ngược lại”.

Nghiên cứu này cho thấy bộ phận sinh dục của cả vịt đực và vịt cái đã tiến hóa để khắc chế lẫn nhau trong một hình thức “chạy đua vũ trang” để nắm quyền kiểm soát sinh sản.

Ông Prum nói: “Mặc dù hầu hết loài vịt đều theo chế độ “một vợ một chồng”, việc con cái bị “cưỡng bức” bởi con đực là điều thường thấy ở nhiều loài vịt. Chiều dài dương vật của một chủng loài sinh vật có liên quan mạnh mẽ đến tần suất giao cấu cưỡng ép ở chủng loài đó”.

Do đó, theo bà Brennan: “để phản ứng trước mưu toan “cưỡng hiếp” của vịt đực, vịt cái có khả năng sử dụng những điều kiện về cơ thể và hành vi riêng của chúng để quyết định cho con vịt đực nào được quyền “làm cha”.

Điều đó có nghĩa là dương vật của vịt đực đã tiến hóa nhằm mục đích vượt qua được sự tự bảo vệ ngày càng tinh tế của cơ quan sinh dục vịt cái, và ngược lại, bộ máy sinh sản của vịt cái thậm chí còn tiến hóa nhiều hơn để chống lại sự “tấn công” của vịt đực.

Bà nói: “Một số loài gia cầm có cơ thể lớn và sống theo chế độ “một vợ một chồng”, như ngỗng và thiên nga, lại có dương vật nhỏ, trong khi những loài khác có thân hình bé nhỏ và sống lang chạ thì lại có cơ quan sinh dục lớn và phức tạp”.

Cơ chế chủ động chọn lựa của sinh vật cái

Theo nhóm nghiên cứu, khi con vịt cái bằng lòng với sự “tán tỉnh” của con đực, nó sẽ tỏ thái độ hợp tác bằng cách tạo điều kiện cho dương vật của con đực vượt qua được hàng rào bảo vệ do chính nó tạo ra. Còn nếu con cái cương quyết không chấp nhận con đực thì nó sẽ không cho dương vật thoát ra khỏi những “ngõ cụt” ở âm đạo.

Ông Robert Montgomerie, chuyên gia về sinh học tiến hóa của trường Đại học Queen ở Kingston, Canada, nhận xét rằng: “Những phát hiện này giúp loại bỏ ý niệm cho rằng sinh vật giống cái luôn là những thành viên thụ động trong mối quan hệ giữa 2 giống”.

Theo ông, nghiên cứu này giúp chúng ta luôn nhớ rằng chúng ta phải có sự quan tâm bằng nhau đối với cả 2 giới trong quá trình sinh sản. Trong khi đó, nhà điều cầm học Kevin Johnson cho rằng nên mở rộng nghiên cứu đến những loài động vật khác để phát hiện những trường hợp tiến hóa tương tự.

Về nghiên cứu của mình, bà Brennan nói: “Điều làm tôi thật sự thích thú chính là là cơ chế chọn lựa đầy bí ẩn của con cái. Bạn hãy hình dung một môi trường tiến hóa mà trong đó con đực có dương vật dài thêm ra, trong khi con cái lại tạo ra thêm nhiều rào cản ở bộ phận sinh dục để tự bảo vệ. Đó chính là một cuộc ‘chạy đua vũ trang’ về tiếnhóa”.

“Chúng tôi cho rằng những trường hợp tiến hóa như thế đang lan rộng và là một phần của sự tương tác trong quá trình sinh sản của tất cả các loài động vật, kể cả con người”.

Nghiên cứu này được công bố trên tạp chí PloS One (Public Library of Science) ngày 2/5/2007.

Minh Quang