Mỹ và Nhật Bản đang cạnh tranh để công bố một khám phá khoa học có khả năng giải mã bí ẩn đã tồn tại 10.000 năm trong bộ lông của mèo tam thể

Trước đây, đã có nhiều phát hiện khoa học tương tự được thực hiện độc lập bởi hai nhóm nghiên cứu từ hai quốc gia khác nhau. Ví dụ điển hình là vào thế kỷ 18, các nhà khoa học Joseph Priestley của Anh và Carl Wilhelm Scheele của Thụy Điển đã phát hiện ra khí oxy một cách đồng thời.

Hiện tại, trong một sự kiện học thuật khá hiếm gặp, một kiến thức mới vừa được phát hiện gần như đồng thời bởi hai nhóm nghiên cứu độc lập. Điều đặc biệt là họ không hề biết gì về công trình của nhau, dù khoảng cách giữa họ là một vòng quanh Trái Đất.

Khám phá này giải mã hiện tượng tại sao hầu hết mèo màu cam lại là mèo đực, trong khi mèo tam thể thì luôn là mèo cái?

Mối liên hệ giữa màu lông và giới tính của mèo là một bí ẩn tồn tại suốt 10.000 năm kể từ khi con người bắt đầu thuần hóa loài vật này. 60 năm trước, các nhà khoa học tưởng chừng đã giải mã được câu hỏi đó.

Tuy nhiên, hóa ra câu trả lời đó chỉ giải quyết một phần vấn đề. Phải đến bây giờ, hai nhóm nghiên cứu tại Mỹ và Nhật mới có thể hoàn thành công việc và giải đáp triệt để bí ẩn này.

Cả hai nhóm nghiên cứu đã công bố phát hiện của mình trên nền tảng bioRxiv, nơi chia sẻ các nghiên cứu khoa học chưa qua bình duyệt. Nhóm nghiên cứu tại Nhật đã đăng bài trước một ngày, có thể chỉ vì Mặt Trời ở Nhật Bản mọc sớm hơn ở Mỹ.

Điều này là minh chứng rõ ràng cho sự cạnh tranh gay gắt trong giới khoa học, nơi các nhóm nghiên cứu trên khắp thế giới đang nỗ lực tranh giành vị trí dẫn đầu.

Vào thời kỳ khai sinh nền nông nghiệp của loài người

Khoảng 10.000 năm trước, khi loài người bắt đầu trồng trọt, ở khu vực Lưỡng Hà – nơi giao thoa giữa Châu Á và Châu Âu, một cuộc rượt đuổi ly kỳ giữa mèo và chuột đã xảy ra.

Trong lúc chạy trốn khỏi mèo, một con chuột đã vô tình chui vào kho lương thực đầu tiên của loài người, những kho này ra đời sau thời kỳ tổ tiên chúng ta chỉ biết hái lượm và sinh tồn qua ngày.

Con người lúc này đã biết trồng trọt và tích trữ, và kho ngũ cốc chỉ xuất hiện khi loài người học được cách lưu trữ tài nguyên.

Con chuột, sau khi thoát khỏi sự truy đuổi của mèo – khi đó vẫn là loài vật hoang dã, sống sâu trong rừng – đã quay lại dẫn đồng loại tấn công kho ngũ cốc của loài người, nơi chúng có thể ăn uống thoải mái, không phải lo lắng về đói rét.

Lũ chuột tấn công kho ngũ cốc khiến loài người vô cùng bực bội. Vì chúng quá nhỏ và nhanh nhẹn, loài người không thể bắt kịp chúng. Dù có cố gắng bảo vệ kho lương thực đến đâu, lũ chuột vẫn luôn tìm cách xâm nhập và phá hoại.

Vì thế, loài người đành phải chấp nhận chia sẻ một phần thành quả lao động của mình với lũ chuột. Cho đến khi những con mèo xuất hiện và bắt đầu đi quanh các khu định cư của con người.

Loài người không khỏi thắc mắc: Tại sao những sinh vật lông lá, cảnh giác và phát ra tiếng kêu "meo meo" lại xuất hiện ở đây? Hóa ra, chúng đến để săn chuột. Và ngay lập tức, loài người nhận ra giá trị của chúng, bắt đầu cho mèo vào nhà để canh gác kho ngũ cốc.

Loài người rất biết ơn mèo và tôn thờ chúng trong các đền thờ kể từ đó.

Mỗi khi loài người di cư, chuyển nhà xuyên lục địa hay ra khơi chinh phục các vùng đất mới, họ đều mang theo mèo để bắt chuột và bảo vệ kho thực phẩm dự trữ.

Trong suốt vài ngàn năm, sinh vật lông lá này đã dần chiếm lĩnh thế giới, từ một công cụ hữu ích trở thành một người bạn, một thần may mắn và giờ đây, chúng đã trở thành "ông chủ" của chúng ta.

Quá trình lai tạo của loài mèo và bí ẩn của mèo tam thể

Khi loài mèo đồng hành cùng loài người khám phá các vùng đất mới, chúng không chỉ đơn giản thưởng ngoạn những cảnh vật lạ và thưởng thức các món ăn đặc sắc – chủ yếu là thịt chuột và thịt chim. Mèo còn có cơ hội giao lưu với các quần thể mèo bản địa, nơi chúng tìm thấy những người bạn tình, đa phần chỉ là tình một đêm.

Ví dụ, bạn có thể hình dung một con mèo đực Ai Cập, với bộ lông cam rực rỡ, được mang theo trên các tàu buôn, đi dọc theo các cảng Địa Trung Hải, nơi nó sẽ gặp gỡ và giao phối với những con mèo cái lông đen của vùng đất đó.

Năm năm sau khi con tàu ấy quay lại trên con đường cũ, các thủy thủ nhận thấy rằng màu sắc lông của lũ mèo tại các cảng biển đã thay đổi.

Một số mèo có lông cam, số khác có lông đen, và một số mèo thì có bộ lông loang lổ giữa cam, đen và trắng. Điều kỳ lạ là tất cả những con mèo có lông cam đều là mèo đực, còn những con mèo có lông cam và đen trộn lại đều là mèo cái.

Rất hiếm khi người ta tìm thấy một con mèo tam thể là mèo đực, và ngược lại, mèo cái lại có bộ lông cam nguyên vẹn. Tỷ lệ này chỉ là 1/3000.

" Thật sự là một bí ẩn di truyền, một câu đố không lời giải ", giáo sư Greg Barsh, một nhà di truyền học tại Đại học Stanford cho biết. Phải đợi đến thế kỷ 20, bí ẩn về màu lông và giới tính của mèo mới được giải thích phần nào, khi các nhà khoa học phát hiện ra nhiễm sắc thể X và Y có liên quan đến giới tính.

Hóa ra, một phần gen quy định màu lông của mèo nằm trên nhiễm sắc thể X. Và vì mèo đực chỉ có một nhiễm sắc thể X trong cặp XY, chúng chỉ có thể mang màu lông đơn sắc.

Ngược lại, những con mèo cái có hai nhiễm sắc thể XX sẽ có bộ lông pha trộn giữa màu đen và cam. Khi kết hợp với những sợi lông trắng, mà cả mèo đen và mèo cam đều có thể mang, lúc đó mới xuất hiện những con mèo tam thể cái.

Vậy chính xác gen nào trên nhiễm sắc thể X quyết định màu lông của mèo?

Câu hỏi này vẫn là một bí ẩn chưa được giải mã suốt 60 năm qua, vì nhiễm sắc thể X của mèo chứa đến 155 triệu cặp base và hơn 1.000 gen, khiến việc tìm kiếm câu trả lời trở nên vô cùng phức tạp.

Tuy nhiên, trong một nghiên cứu gần đây đăng trên bioRxiv, giáo sư Greg Barsh cùng các cộng sự tại Stanford đã tuyên bố rằng cuối cùng họ cũng đã phát hiện ra đoạn gen quyết định màu lông của mèo: gen khiến mèo đực có lông cam và mèo cái trở thành mèo tam thể.

Để thực hiện nghiên cứu này, giáo sư Barsh đã đến các phòng khám triệt sản mèo và thu thập 8 thai nhi mèo, trong đó có 4 con mèo có lông cam. Ông sau đó tách các RNA trong tế bào da của chúng và phát hiện ra RNA mã hóa một gen có tên Arhgap36, với nồng độ cao gấp 13 lần ở mèo lông cam.

Gen này cũng nằm trên nhiễm sắc thể X của mèo, vì vậy, giáo sư Barsh nghi ngờ rằng đây chính là gen tạo ra mèo đực có lông cam và mèo cái tam thể.

Để kiểm tra giả thuyết của mình, nhóm nghiên cứu đã giải mã bộ gen của 188 con mèo, gồm 145 con mèo lông cam, 6 con mèo tam thể/mèo đồi mồi, và 37 con mèo có lông đơn sắc nhưng không phải màu cam.

Kết quả cho thấy rõ ràng rằng những con mèo có lông cam và mèo tam thể mang một phiên bản đột biến của gen Arhgap36. Đặc biệt, một đoạn DNA dài khoảng 5 kilobase, tương đương với 5.000 cặp base đã bị mất.

"Những quan sát này cung cấp bằng chứng di truyền thuyết phục, khẳng định rằng việc thiếu một đoạn 5 kb là nguyên nhân tạo ra màu cam liên kết với giới tính ở mèo", giáo sư Barsh cho biết.

Điều thú vị là, chỉ một ngày trước đó, một nhóm nghiên cứu độc lập từ Đại học Kyushu ở Nhật Bản cũng công bố một phát hiện tương tự trên bioRxiv. Các nhà khoa học Nhật Bản đã phát hiện gen Arhgap36 là yếu tố quyết định màu cam trên lông mèo.

Có thể khi hai nhóm nghiên cứu biết về nhau, họ đã ngay lập tức công bố phát hiện của mình để tranh giành danh hiệu người đầu tiên giải mã bí ẩn về những sợi lông cam của mèo.

Trong lịch sử, đã có nhiều trường hợp các nhóm nghiên cứu độc lập phát hiện ra những sự thật khoa học giống nhau. Ví dụ, vào thế kỷ 18, Joseph Priestley và Carl Wilhelm Scheele đồng thời phát hiện ra khí oxy.

Vào năm 1930, hai nhà khoa học người Mỹ, Clyde Tombaugh và Percival Lowell, gần như phát hiện ra Sao Diêm Vương vào cùng một thời điểm khi cùng hướng kính thiên văn lên bầu trời.

Ưu điểm của các nghiên cứu độc lập trùng hợp này là các nhà khoa học không phải tốn thời gian kiểm chứng lại phát hiện của mình, một nguyên tắc cơ bản của khoa học.

Vì vậy, từ những phát hiện này, chúng ta có thể ngay lập tức khẳng định được kiến thức. Giống như việc xác định sự tồn tại của oxy hay Sao Diêm Vương, chúng ta cũng có thể chắc chắn rằng màu lông cam ở loài mèo bắt nguồn từ gen Arhgap36 trên nhiễm sắc thể X.

Vậy là, một bí ẩn đã được giải mã hoàn toàn.