Thí nghiệm gây bất ngờ
Jo Nagai, người Nhật Bản, bắt đầu nghiên cứu bướm từ khi mới 10 tuổi. Sự tò mò về quá trình biến thái của loài côn trùng này đã đưa cậu đến một câu hỏi không dễ trả lời: Nếu sâu bướm học được cách phản ứng với một mùi nhất định, phản ứng đó có biến mất khi nó tiến hóa thành bướm hay không?
Để tìm câu trả lời, Nagai tập trung nghiên cứu loài bướm phượng châu Á (Papilio xuthus) và sử dụng mùi hoa oải hương trong các thí nghiệm.
Những con sâu bướm được huấn luyện để liên kết mùi hoa oải hương với một kích thích khó chịu. Sau quá trình biến thái, khi những con sâu bướm đã trở thành bướm trưởng thành, các nhà nghiên cứu tiếp tục kiểm tra phản ứng của chúng trước mùi hương này.
Kết quả cho thấy những con bướm từng được huấn luyện khi còn là sâu bướm vẫn có xu hướng tránh mùi hoa oải hương.
Phát hiện này đáng chú ý bởi quá trình biến thái của bướm là một sự thay đổi sinh học rất lớn. Cơ thể của sâu bướm gần như được tổ chức lại trong giai đoạn nhộng trước khi hình thành một con bướm trưởng thành với hình thái hoàn toàn khác.
Tuy nhiên, một phản ứng hành vi được hình thành từ giai đoạn ấu trùng vẫn được duy trì sau quá trình biến đổi.
Nghiên cứu của Nagai được lấy cảm hứng từ những công trình trước đó về khả năng duy trì hành vi đã học ở côn trùng. Năm 2008, Douglas Blackiston, Elena Silva Casey và nhà côn trùng học Martha Weiss từng phát hiện sâu bướm thuốc lá có thể học cách tránh một mùi hương khi mùi này được kết hợp với một kích thích khó chịu.
Sau khi biến thành bướm đêm trưởng thành, những cá thể từng được huấn luyện vẫn duy trì phản ứng tránh né. Phát hiện này cho thấy quá trình biến thái không nhất thiết xóa bỏ hoàn toàn những thay đổi liên quan đến hành vi đã được hình thành trước đó.
Nhưng Nagai không dừng lại ở câu hỏi này. Cậu tiếp tục đặt ra một vấn đề lớn hơn là: Nếu một cá thể có thể duy trì phản ứng đã học sau khi biến thái, liệu phản ứng đó có thể xuất hiện ở thế hệ con cháu hay không?
Điều bất ngờ xuất hiện ở thế hệ F2
Câu hỏi về thế hệ tiếp theo đã đưa nghiên cứu của Nagai sang một hướng hoàn toàn khác. Theo nghiên cứu được trình bày sau đó, các nhà nghiên cứu ghi nhận phản ứng tránh mùi hoa oải hương không chỉ ở những cá thể từng được huấn luyện mà còn ở các thế hệ sau. Đáng chú ý, những cá thể thuộc thế hệ sau không trực tiếp trải qua quá trình huấn luyện ban đầu.
Bản tóm tắt nghiên cứu năm 2026 của Hiệp hội Sinh thái Nhật Bản mô tả công trình là nghiên cứu về sự truyền tải qua các thế hệ của một phản ứng được học ở giai đoạn ấu trùng ở loài Papilio xuthus.
Nghiên cứu theo dõi loài bướm qua ba thế hệ. Kết quả cho thấy phản ứng được ghi nhận ở thế hệ sau và hiệu ứng này suy yếu dần qua những thế hệ tiếp theo.
Đây chính là chi tiết khiến nghiên cứu trở nên đặc biệt đáng chú ý. Tuy nhiên, kết quả không đồng nghĩa với việc những con bướm có thể “nhớ” một trải nghiệm mà tổ tiên từng trải qua. Khái niệm “ký ức di truyền” vì thế cần được hiểu một cách thận trọng.
Các nhà nghiên cứu đang xem xét khả năng một trải nghiệm của thế hệ trước có thể liên quan đến những thay đổi sinh học hoặc biểu sinh, từ đó ảnh hưởng đến hành vi của thế hệ sau. Cơ chế chính xác đứng sau hiện tượng này vẫn chưa được xác định và cần thêm nhiều nghiên cứu để kiểm chứng.
Nói cách khác, không có bằng chứng cho thấy ký ức về một bông hoa hay một sự kiện cụ thể được truyền nguyên vẹn từ con bướm này sang con bướm khác. Điều được ghi nhận là một phản ứng hành vi đã được hình thành có thể tiếp tục xuất hiện ở những thế hệ chưa từng trải qua quá trình huấn luyện ban đầu.
Nagai đã trình bày nghiên cứu tại Đại hội Côn trùng học Quốc tế năm 2024. Theo thông tin được công bố, cậu tự thiết kế áp phích nghiên cứu bằng tiếng Anh và trực tiếp trình bày công trình trước các nhà nghiên cứu quốc tế.
Nguồn: ibtimes, indiatoday
Hân Ly
