Cơ quan sinh sản của ếch biến đổi dị thường

Đường ống tưới tiêu của một trang trại có vẻ như là nơi trú ẩn an toàn hơn cho ếch nhái thay vì một cái rãnh nước gần bãi đậu xe của siêu thị. Nhưng các nhà khoa học thuộc đại học Florida lại chứng minh rãnh nước mới là địa điểm thích hợp.

Trong một nghiên cứu có nhiều ứng dụng rộng rãi cho cuộc tranh cãi diễn ra từ lâu về vấn đề liệu các chất hóa học trong nông nghiệp có gây nguy hại các loài lưỡng cư hay không, các nhà nghiên cứu động vật thuộc đại học Florida phát hiện thấy cóc nhái sống ở vùng ngoại ô ít gặp phải hiện tượng bất thường trong cơ quan sinh sản hơn so với những con sống gần trang trại, nơi một số ếch nhái có cả tinh hoàn lẫn buồng trứng.

Lou Guillette – giáo sư ngành động vật học – cho biết: “Khi tăng cường phát triển nông nghiệp thì số lượng đặc điểm bất thường cũng tăng lên”.

Guillette là một trong các tác giả của nghiên cứu thuộc đại học Florida, bài báo đã được đăng tải trực tuyến trên tạp chí Environmental Health Perspectives. Tác giả chính là Krista McCoy, nghiên cứu này đồng thời là một phần trong luận văn Môi trường và Tài nguyên thiên nhiên tại đại học Florida của bà.

Một vài nghiên cứu trước đó đưa ra mối liên hệ giữa thuốc diệt cỏ được sử dụng phổ biến trong nông nghiệp và các đặc điểm bất thường về giới tính ở nòng nọc và ếch. Tình trạng dị hình này có thể khiến số lượng ếch nhái suy giảm tại các khu vực bị các chất gây ô nhiễm hủy hoại ví dụ như Sierra Nevada, Calif. Các loài lưỡng cư đang suy giảm trên toàn thế giới, độc chất dùng trong nông nghiệp được coi là một nguyên nhân. Các nguyên nhân khác bao gồm bệnh tật truyền nhiễm và mất môi trường sống.

Loài cóc Bufo marinus. (Ảnh: fireflyforest.net)

Trước đây người ta đã tiến hành so sánh những con ếch thu thập được trong môi trường tự nhiên với những con ở vùng nông nghiệp. Các nghiên cứu khác cũng tập trung vào hóa chất đặc biệt, trong đó có thuốc diệt cỏ Atrazine, là nguyên nhân gây ra các đặc điểm bất thường. Nghiên cứu của đại học Florida là nghiên cứu đầu tiên có xem xét các nghiên cứu cùng loại để so sánh tính dị thường ở loài cóc hoang dại sinh sống tại những vùng thâm canh với những con ếch ở cả vùng bán nông nghiệp lẫn vùng ngoại ô tuyệt đối. Nghiên cứu đã nhấn mạnh đến sự khác biệt về tác động của nền nông nghiệp và quá trình phát triển.

Guillette cho biết: “Nghiên cứu của chúng tôi lần đầu tiên đặt ra câu hỏi rõ ràng: giữa hai khu vực có sự can thiệp của con người liệu có tồn tại chênh lệch tỉ lệ cá thể dị thường hay không?”

Do kết quả của nghiên cứu ám chỉ đến nguyên nhân là nền nông nghiệp, nên các nghiên cứu bổ sung trong tương lai có thể thu hẹp trọng tâm đến các chất hóa học dùng trong nông nghiệp.

McCoy cho biết: “Chúng ta biết rằng các hóa chất được sử dụng tại vùng canh tác, nên chúng ta có thể tiến hành chứng minh việc sử dụng hóa chất gây ra tính dị thường bằng cách thực hiện các thí nghiệm có kiểm soát với từng hóa chất riêng rẽ cũng như kết hợp chúng”.

Các nhà nghiên cứu đã tập trung những con cóc khổng lồ với cái tên khoa học Bufo marinus từ 5 địa điểm khác nhau trải dài từ hồ Worth cho đến Belle Glade, xuôi về phía Homestead tại nam Florida. Bufo marinus là loài có kích cỡ lớn, kì lạ và số lượng đông đảo nhưng đồng thời là kẻ thù nguy hiểm chết người đối với những loài vật nhỏ. Theo Guillette, các nhà nghiên cứu tìm hiểu loài cóc nói trên một phần là do dễ bắt được chúng, thêm nữa kích cỡ cơ thể to lớn của chúng đảm bảo cung cấp đủ máu để nghiên cứu. “Chúng xuất hiện phổ biến tại các vùng nông nghiệp khác trên toàn thế giới”, nên chúng là loài đại diện lý tưởng.

Một trong những địa điểm nghiên cứu bao gồm chủ yếu là các cánh đồng mía hoặc hoa màu. Diện tích đất trồng giảm ở 3 địa điểm khác, địa điểm còn lại hoàn toàn thuộc vùng ngoại ô. Các nhà nghiên cứu đã tính toán diện tích đất trồng của mỗi địa điểm bằng hình ảnh từ Google Earth.

Mỗi địa điểm có diện tích 2,1 dặm vuông, cóc thí nghiệm được thu thập ở vùng trung tâm. Do phạm vi cư trú của loài cóc vào khoảng 1,2 dặm, các nhà nghiên cứu chỉ tìm kiếm những con sống thu gọn trong vùng được xác định. Họ đã thu thập được ít nhất 20 con cóc từ mỗi địa điểm vào năm 2005 và 2006.

Kiểm tra những con cóc bị biến đổi tiết lộ thông tin rằng: môi trường sống có mức độ canh tác càng lớn, tính dị thường ở cơ quan sinh dục càng cao; những con cóc này được gọi là cóc chuyển đổi giới tính có mang cả cơ quan sinh sản đực và cái bên trong, không hề giống với loài cóc bình thường hay đa số các loài lưỡng cư.

Trong khi 4 chi ở con cóc đực bình thường dày hơn và khỏe hơn 4 chi của các con cái cùng họ, rất nhiều ếch chuyển đổi giới tính tại các vùng nông nghiệp lại có hai chi trước mỏng và yếu. Ếch đực chuyển đổi giới tính cũng có ít chai sinh dục (nuptial pad) hơn – vùng da tách biệt trên chân dùng để kẹp chặt con cái khi giao phối.

Ở những vùng có thể xác định giới tính của cóc ếch dễ dàng thì những con đực là những con bị ảnh hưởng nặng nề nhất. Cóc đực bình thường màu nâu, trong khi những con cóc cái điểm thêm các đường sọc nâu. Tuy nhiên cóc đực sống ở vùng nông nghiệp lại có sọc nâu giống con cái.

Xét về cấu trúc bên trong, những vùng có nền nông nghiệp càng phát triển thì cơ quan sinh sản của con đực càng “nữ tính hóa”. Nhiều con có cả buồng trứng lẫn tinh hoàn. Không chỉ có thế, cả con đực bị ảnh hưởng hay những con đã chuyển đổi giới tính cũng có ít hoocmon đực testoterone hơn con đực bình thường nên khả năng sinh sản của chúng cũng bị suy giảm.

Guillette và McCoy cho biết kết quả nghiên cứu có thể có nhiều ý nghĩa quan trọng không chỉ với các loài hoang dã mà còn với cả con người.

McCoy nói rằng: “Những gì chúng tôi phát hiện được ở loài Bufo marinus cũng có thể xảy ra với các loài động vật khác, trong đó bao gồm các loài lưỡng cư và con người. Thực tế tính dị thường trong cơ quan sinh sản đang tăng lên ở cộng đồng loài người. Điều này có lẽ phần nào liên quan đến việc tiếp xúc với thuốc trừ sâu”.