Đột phá bất ngờ, các nhà khoa học tìm ra điểm yếu "bắt thóp" hàng nghìn tỉ con châu chấu

Tính tới thời điểm hiện tại, hàng loạt thảm họa đã xảy ra trong năm 2020. Bên cạnh những thiên tai thường thấy như cháy rừng, lũ lụt và động đất, dịch bệnh COVID-19 và đại dịch châu chấu cũng gây ảnh hưởng không nhỏ tới đời sống người dân ở nhiều khu vực trên thế giới.

Mới đây, các nhà khoa học đã khám phá ra một thông tin hữu ích có thể sử dụng để đối phó với nạn châu chấu trong tương lai. Một đội ngũ các nhà sinh vật học tại Trung Quốc đã phát hiện chất hóa học độc đáo có thể thu hút châu chấu và phương thức chỉnh sửa gen để loại bỏ phản hồi của châu chấu với loại hóa chất này.

Các bằng chứng khoa học

Các nhà khoa học đã tổng hợp các đặc tính của châu chấu trong nghiên cứu của mình. Thông thường, châu chấu sống đơn độc, nhưng khi chúng tạo thành những đàn châu chấu lớn tới mức có thể được phát hiện bằng radar, chúng trở nên nguy hiểm và có sức tàn phá khủng khiếp. Ngoài sự thay đổi trong hành vi, những con châu chấu bay thành đàn cũng có ngoại hình khác biệt, cho thấy hành vi xuất hiện theo bầy lớn có liên quan tới sự thay đổi trong đặc tính sinh học của châu chấu.

Các nhà khoa học nghiên cứu về côn trùng cho rằng sự thay đổi về bản chất của châu chấu có thể được gây ra bởi pheromone. Những phân tử nhỏ này thường hoạt động giống như một hỗn hợp các chất tạo mùi, khuếch tán tự do trong không khí và là một loại hormone gây ra những thay đổi đối với sinh vật tiếp xúc với chúng. Trước đây, các nhà nghiên cứu đã tìm hiểu các vi chất do châu chấu tạo ra và khuếch tán vào không khí. Tổng cộng, họ đã phát hiện được 35 loại pheromone, trong đó có 6 loại thường thấy trong các đàn châu chấu lớn.

Mới đây, các nhà khoa học đã thực hiện thí nghiệm mới bằng cách thả châu chấu vào 2 căn phòng (một phòng có chất hóa học theo lựa chọn và một phòng không có) và tính thời gian châu chấu ở lại trong từng phòng. Một trong sáu chất hóa học có tên gọi là phenylacetonitrile dường như có khả năng xua đuổi châu chấu rất tốt trong khi một chất khác có tên guaiacol gây ức chế một số hành vi của châu chấu di chuyển theo đàn lớn.

Tuy nhiên, điểm đặc biệt nhất trong nghiên cứu là một chất có tên 4-vinylanisole (4VA), là chất hóa học thu hút châu chấu. Điều đặc biệt nằm ở chỗ, chất hóa học này có thể "mời gọi" cả những con châu chấu sống độc lập, qua đó thu hút một số lượng châu chấu khổng lồ cùng di chuyển theo đàn.

Các nhà nghiên cứu phát hiện rằng lượng 4VA tăng lên khi mật độ châu chấu tăng cao. Ngoài ra, các nhà nghiên cứu cũng có thể thúc đẩy châu chấu tiết ra 4VA bằng cách dồn nhiều con châu chấu đơn độc vào cùng một lồng.

Đội nghiên cứu sau đó xác định những bộ phận cụ thể của châu chấu có phản ứng với 4VA và tìm ra thụ thể tiếp nhận thông tin về 4VA. Tiếp đó, các nhà khoa học dùng công nghệ gen CRISPR để xóa loại gen liên quan tới 4VA khỏi một số cá thể, kết quả là những con châu chấu thiếu mất gen này không còn phản ứng với 4VA nữa.

Sử dụng bẫy

Cuối cùng, các nhà khoa học đã đặt 4VA lên các tấm bảng dính và đặt ngoài trời trước khi thả châu chấu vào khu vực. Các tấm bảng có hóa chất bắt được trung bình 26 con châu chấu; những tấm bảng không có chỉ bắt được 3 con. Rõ ràng, 4VA là thứ đã thu hút các con châu chấu kể cả trong môi trường thông thường với hàng loạt các mùi hương khác.

Tất cả những điều này là bằng chứng cho thấy 4VA có liên quan tới những đàn châu chấu khổng lồ. Điều đó không có nghĩa rằng 4VA là nguyên nhân duy nhất thu hút châu chấu và không đồng nghĩa những chất hóa học khác không ảnh hưởng tới loài côn trùng này. Trên thực tế, các nhà khoa học cũng phát hiện ra một số chất khác có liên quan tới hành vi và tập tính "tàn phá" của châu chấu.

Nghiên cứu đã mở đường để con người can thiệp vào những "làn sóng" châu chấu đang đe dọa an ninh lương thực của nhiều quốc gia. Ví dụ, các nhà khoa học có thể thay đổi gen của châu chấu và xóa đi những thụ thể 4VA, cản trở việc châu chấu phản ứng với chất 4VA và tập trung thành số đông. 4VA cũng có thể được dùng để thu hút châu chấu tới những chiếc bẫy khổng lồ có chứa sẵn thuốc trừ sâu, qua đó giảm thiểu việc phải dùng thuốc trừ sâu trên diện rộng, ảnh hưởng tới nhiều sinh vật khác - trong đó có con người. Cuối cùng, các nhà khoa học có thể tạo ra một loại chất giống như pheromone để can thiệp vào khả năng kích thích thụ thể của 4VA.

Bên cạnh đó, các nhà nghiên cứu sẽ tập trung hơn vào những chất hóa học khác có thể xua đuổi hoặc làm thay đổi hành vi của châu chấu trong tương lai.