Các chuyên gia nghiên cứu mới đây đã tìm ra bí quyết để giúp cho kiến chúa có thể sống lâu hơn so với những con kiến thợ.

Theo các chuyên gia này, trong thế giới tự nhiên, những loài sinh vật khi đẻ ra nhiều con thì thường có tuổi đời ngắn ngủi, trong khi những loài ít sinh sản lại có khuynh hướng sống được lâu hơn. Đơn cử như loài gián, có thể đẻ hàng trăm quả trứng nhưng lại có tuổi thọ chưa đầy một năm. Ngoài ra, loài chuột đẻ ra hàng chục con, nhưng cũng chỉ sống được trong một hoặc tối đa là hai năm. Trong khi đó, loại cá voi lưng gù dù chỉ sinh được một con sau mỗi hai hoặc ba năm, nhưng lại có cuộc sống kéo dài trong nhiều thập kỷ.

Những ví dụ nói trên, dường như phản ảnh về quá trình tiến hoá và tiêu thụ năng lượng để sinh sản nhanh chóng hơn, tạo ra nhiều cá thể hơn, hoặc với mục đích duy trì sự sống cho một cá thể.

Kiến chúa có thể sống được hơn 30 năm. (Ảnh: Wildaboutants)

Tuy nhiên, theo các khoa học gia, kiến chúa lại là một trường hợp ngoại lệ. Cụ thể, ở một số loài kiến, kiến chúa có thể sống hơn 30 năm trong khi sinh ra hàng ngàn quả trứng, mà sau đó nở thành kiến thợ ở trong tổ. Ngược lại, đối với kiến thợ, những con cái không sinh sản, lại chỉ sống sót được trong vài tháng mà thôi. Thế nhưng, trong hoàn cảnh đặc biệt, vì lợi ích của tổ, kiến thợ ở một số loài này cũng có thể biến thành kiến chúa, và có tuổi thọ kéo dài hơn một cách đáng kể.

Giáo sư chuyên về sinh thái học Laurent Keller tại ĐH Lausanne (Thụy Sĩ) cho biết: "Hầu hết các cuộc nghiên cứu về lão hoá đều được thực hiện trên những sinh vật có tuổi thọ rất ngắn. Tuy nhiên, loài kiến là đối tượng hấp dẫn để nghiên cứu về quá trình lão hoá, bởi vì kiến chúa và kiến thợ ở trong đàn thường có cùng bộ gene, nhưng lại rất khác biệt với nhau về tuổi thọ".

Điều gì đã giúp cho kiến chúa có tuổi thọ cao? Cuộc nghiên cứu gần đây đã tiết lộ về những chi tiết quan trọng giúp loài kiến, đặc biệt là kiến chúa lại có tuổi thọ cao như vậy.

Bí quyết sống thọ của kiến chúa
Trên tạp chí Science, các chuyên gia nghiên cứu tại ĐH New York chỉ ra rằng, một số con kiến chúa sản sinh ra một loại protein đặc biệt để ngăn chặn tác dụng lão hoá của insulin, từ đó nhằm giúp chúng có thể tiêu thụ nhiều thức ăn bổ sung năng lượng cần thiết cho quá trình đẻ trứng mà không bị rút ngắn về tuổi thọ.

Họ đã chỉ ra rằng, insulin và hệ thống tín hiệu về sinh hoá mà loài kiến kích thích ra là yếu tố điều chỉnh chính của quá trình lão hoá. Trên thực tế, insulin chính là hormone từ tuyến tuỵ tiết ra và có ảnh hưởng đến cách mà các tế bào ở trong cơ thể tiếp nhận, và sử dụng đường glucose. Vì vậy, insulin có ảnh hưởng chủ yếu đến việc tạo ra năng lượng dành cho các tế bào. Trong quá trình này, insulin còn tạo ra các gốc tự do có khả năng gây hại và các phân tử ôxýt hoá khác là sản phẩm phụ của quá trình trao đổi chất.

Nhiều chuyên gia nghi ngờ rằng, đây là lý do vì sao chế độ ăn kiêng sẽ hạn chế mức calorie, giữ mức insulin thấp, dường như lại giúp kéo dài tuổi thọ ở nhiều loài sinh vật.

Insulin lại có nhiều ý nghĩa đối với loài kiến.
Cụ thể hơn, chuyên gia về sinh vật học Claude Desplan và Danny Reinberg tại ĐH New York, cho biết quá trình tiến hoá đã sắp xếp lại một số thành phần của đường truyền dẩn insulin ở kiến. Điều này có thể giải thích lý do tại sao mà kiến chúa lại sống lâu hơn kiến thợ.

Hormone của kiến chúa giúp cho nó có thể sống lâu hơn. (Ảnh: Clint Penick)

Hai chuyên gia về sinh vật học này cũng đã từng nghiên cứu về loài kiến nhảy Ấn Độ (tên khoa học là Harpegnathos saltator). Kiến chúa ở loài này sống được khoảng 5 năm, trong khi kiến thợ chỉ sống khoảng 7 tháng.
Tuy nhiên, ở loài kiến này, sự khác biệt về tuổi thọ lại không ổn định. Bởi vì, nếu kiến chúa chết hoặc bị loại ra khỏi bầy đàn, những con kiến thợ sẽ cảm nhận thấy sự thay đổi gần như ngay lập tức, vì mùi hương của kiến chúa đã biến mất. Sau đó, nếu kiến thợ nào đó chiến trắng trong một cuộc chiến tranh giành ngôi vị thì sẽ trở thành kiến chúa "giả".
Kiến chúa "giả" không chỉ có hành vi "đóng giả làm nữ vương". Thay vào đó, chúng sẽ tự phát triển ra buồng trứng và thậm chí có thể đẻ trứng, và kéo dài được tuổi thọ từ 3 – 4 năm.
Khi kiến thợ trở thành kiến chúa "giả", nó sẽ ăn nhiều hơn, quá trình trao đổi chất sẽ thay đổi, làm cho nồng độ insulin tăng, từ đó kích thích sự phát triển của buồng trứng. Thế nhưng, điều kỳ lạ là việc truyền đi tín hiệu insulin nhiều hơn đáng lý ra sẽ rút ngắn đi tuổi thọ, thay vì được kéo dài.

Họ đã tìm thấy câu trả lời cho bí mật này nằm ở tín hiệu insulin. Theo đó, khi insulin khi liên kết với thụ thể của nó ở trên bề mặt tế bào, sẽ tạo ra một loạt phản ứng ở trong tế bào, bao gồm hai con đường hoá học riêng biệt. Trong đó, một con đường kích hoạt một loại enzyme gọi là MAP kinase, rất quan trọng đối với quá trình trao đổi chất và phát triển buồng trứng.
Ngoài ra, con đường khác ngăn chặn quá trình tổng hợp RNA và làm cho tuổi thọ bị rút ngắn. Nhưng ở loài kiến này, con đường MAP kinase sẽ hoạt động, còn con đường kia thì bị ngưng giảm.

Chuyên gia về sinh vật học Claude Desplan, cho biết: "Imp-L2, một loại protein ở kiến, dường như có chức năng bảo vệ con đường cho phép trao đổi chất, nhưng lại ức chế con đường dẫn đến lão hoá".
Do việc thực hiện những cuộc thí nghiệm di truyền ở trên ruồi giấm dễ dàng hơn so với loài kiến, nên nhóm nghiên cứu này đang xem xét liệu họ có thể kéo dài tuổi thọ của loài ruồi này bằng cách sử dụng protein Imp-L2. Ngoài ra, họ cũng hi vọng sẽ thí nghiệm được trên chuột để tìm ra những tác động tương tự.

Bài viết tham khảo nguồn: Quantamagazine, Theconversation