“Tại sao con người lại thông minh đến thế?” – đây là câu hỏi luôn lôi cuốn các nhà khoa học và cả nhà sinh học tiến hóa Tadeusz Kawecki thuộc đại học Fribourg.
Tiến sĩ Kawecki băn khoăn: “Tại sao thông minh đem lại nhiều lợi ích như thế mà đa phần các loài vật vẫn cứ ngốc nghếch?”
Ông và các nhà khoa học có cùng suy nghĩ đang nỗ lực tìm hiểu nguyên nhân các loài vật học tập và vì sao một số loài học nhanh hơn những loài khác. Nghiên cứu của họ đã tìm ra một sự khác biệt lý thú: thông minh không tốt cho sức khỏe loài vật.
Học tập khá phổ biến trong thế giới động vật. Ngay cả loài giun giấm siêu nhỏ Caenorhabditis elegans cũng học mặc dù chỉ có vỏn vẹn 302 nơron thần kinh. Nó ăn vi khuẩn nhưng nếu ăn phải dòng vi khuẩn gây bệnh thì nó sẽ bị nhiễm. Loài giun này bẩm sinh không có “ác cảm” với vi khuẩn nguy hiểm. Chúng cần phải có thời gian để học hỏi nhằm phân biệt vi khuẩn nguy hiểm với những vi khuẩn khác để tránh bị bệnh.
(Ảnh: Leif Parsons)
Rất nhiều loài côn trùng khá thông minh. Nhà sinh học Reuven Dukas thuộc đại học McMaster cho biết: “Con người coi côn trùng là những con rôbôt nhỏ chỉ hành động theo bản năng”. Nghiên cứu do tiến sĩ Dukas thực hiện cùng những người khác đã chứng minh rằng loài côn trùng bé nhỏ xứng đáng được coi trọng nhiều hơn thế.
Ông nhận thấy ấu trùng của loài côn trùng phổ biến trong phòng thí nghiệm của mọi thời đại, loài ruồi giấm Drosophila melanogaster, có thể học làm quen với một số mùi thức ăn nhất định và mùi liên quan đến kẻ thù. Trong một loạt các thí nghiệm khác, ông phát hiện ruồi rấm đực lãng phí rất nhiều thời gian tán tỉnh những con cái thờ ơ. Phải mất rất nhiều thời gian để chúng học được những tín hiệu của con ruồi dễ chấp nhận.
Tiến sĩ Dukas đưa ra giả thuyết rằng bất cứ loài động vật nào có hệ thần kinh đều có thể học tập. Thậm chí với cả những trường hợp các nhà khoa học không thu được bằng chứng nào về việc học tập ở một số loài, ông vẫn cho rằng tìm ra được một quy luật không hề nhanh chóng đến thế. “Liệu có phải vì tôi không phải là một giáo viên giỏi hay vì loài vật không học?”, ông đặt ra câu hỏi.
Mặc dù học tập rất phổ biến trong thế giới loài vật, tiến sĩ Dukas băn khoăn liệu có phù hợp khi hoạt động học tập tiến hóa đầu tiên. Ông nói: “Chúng ta không thể chỉ nói rằng học tập là một hoạt động thích nghi với môi trường thay đổi”.
Loài vật vẫn có thể thích nghi với môi trường luôn biến đổi mà không cần phải dùng đến hệ thần kinh để học. Vi khuẩn có thể thay đổi hoạt động nhằm tồn tại. Nếu một con vi khuẩn cảm nhận được độc tố, nó sẽ tránh đi. Nếu nó cảm nhận được nguồn thức ăn mới nó sẽ điều khiển hoạt động của gen để điều hòa trao đổi chất. Theo tiến sĩ Dukas, “mạng lưới gen giống của vi khuẩn E.coli hoạt động tốt đến mức đáng ngạc nhiên trong điều kiện môi trường thay đổi”.
Học tập hóa ra cũng có hậu quả phụ có hại khiến cho môi trường sống trở nên phức tạp hơn. Tiến sĩ Kawecki và cộng sự mới đây đã tìm được bằng chứng ấn tượng cho những hậu quả phụ này nhờ nghiên cứu ruồi giấm khi chúng tiến hóa thành những “học sinh” xuất sắc hơn trong phòng thí nghiệm.
Để có được những con ruồi thông minh hơn, các nhà nghiên cứu cho chúng được lựa chọn giữa thạch cam và dứa làm bữa ăn. Cả hai món đều hấp dẫn đối với chúng. Nhưng những con ruồi giấm đậu trên thạch cam nhận thấy nó được trộn với thuốc đắng chữa sốt rét. Chúng mất 3 tiếng đồng hồ để học một điều rằng mùi thơm hấp dẫn của cam kéo theo sau là một vị đáng sợ.
Để thử nghiệm những con ruồi này, các nhà khoa học sau đó cho chúng 2 đĩa thạch, một cam một dứa. Lần này không cái đĩa nào chứa thuốc đắng. Những con ruồi đậu lên cả hai đĩa thạch, thưởng thức và những con cái thậm chí còn đẻ trứng trên đó.
Tiến sĩ Kawecki cho biết: “Những con ruồi đã trải qua kinh nghiệm đáng sợ với miếng thạch cam chứa thuốc đắng lẽ ra phải tiếp tục tránh đĩa thạch cam mà quay sang đĩa thạch dứa”.
Ông và đồng nghiệp đã lấy trứng từ đĩa thạch dứa không có thuốc đắng rồi từ những quả trứng này cho ra đời thế hệ ruồi giấm tiếp theo. Họ lặp lại quá trình trên thế hệ ruồi giấm mới, trừ một điều đĩa thạch dứa được trộn thuốc đắng chứ không phải đĩa thạch cam.
Chỉ cần 15 thế hệ với điều kiện không thay đổi những con ruồi giấm đã được lập trình gen để học tốt hơn. Vào thời điểm bắt đầu tiến hành thí nghiệm, những con ruồi mất nhiều giờ để học sự khác biệt giữa thạch có và không có thuốc đắng. Những con ruồi học nhanh thì chỉ mất chưa đầy một giờ đồng hồ.
Nhưng những con ruồi thông minh cũng phải trả giá. Tiến sĩ Kawecki và đồng nghiệp đã mang ấu trùng của chúng trộn lẫn với những cá thể của một giống ruồi khác sau đó cung cấp cho chúng nguồn men nghèo nàn làm thức ăn để xem con nào sống sót. Họ thực hiện thí nghiệm tương tự với họ hàng bình thường của những con ruồi thông minh sống trong quần thể ruồi khác. Khoảng một nửa số ruồi thông minh tồn tại trong khi con số này ở ruồi bình thường cùng họ là 80%.
