Phát hiện thú vị về khả năng tự chế thuốc kháng sinh của loài kiến

Theo dõi KTMT trên

Những vết thương chủ yếu mà kiến Matabele (Megaponera analis) phải gánh chịu thường là do tác động bởi hàm dưới của mối. Bên cạnh tổn thương tức thời ở tứ chi, các vết thương có thể bị nhiễm trùng nhưng loài kiến phát triển một loạt phương pháp điều trị bằng kháng sinh để cứu những con kiến bị thương.

Tiến sĩ Erik Frank của Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg quản lý một nhóm những nhà nghiên cứu theo dõi để biết làm thế nào kiến sống sót sau chấn thương. Động vật nói chung thường chết vì nhiễm trùng và nguy cơ đặc biệt cao ở các loài sống theo nhóm, nơi mầm bệnh có thể dễ dàng lây truyền. Nhiều động vật có vú có các phân tử trong nước bọt có đặc tính sát trùng và được biết là liếm vết thương, có lẽ là để cố gắng hạn chế sự phát triển của vi khuẩn.

Tuy nhiên, theo Frank và các đồng nghiệp có vẻ như những động vật được gọi là cấp cao hơn không thể biết được vết thương có bị nhiễm trùng hay không và việc liếm được thực hiện một cách tự động. Mặc dù có bộ não nhỏ bé nhưng loài kiến lại có khả năng nhận biết cao hơn.

Các quan sát về trận chiến giữa kiến và mối đã ghi nhận có tới 22% những kẻ tấn công bị mất một hoặc nhiều chân. Tuy nhiên, những đồng đội còn lại của chúng sẽ mang chúng trở lại tổ, nơi vết thương được liếm và chải chuốt trong vòng ba giờ.

Các tác giả trước đây đã báo cáo rằng 90% số kiến không được điều trị sẽ chết trong vòng 24 giờ. Tusk và các đồng tác giả bắt đầu tìm hiểu xem điều gì giết chết loài kiến và điều gì xảy ra khi chúng được xử lý.

Họ tìm ra nguyên nhân chính gây tử vong là vi khuẩn Pseudomonas aeruginosa. Mặc dù sẽ thật buồn cười nếu cho rằng kiến có thể nhận biết điều này nhưng chúng phản ứng rất nhanh khi những vết thương bị nhiễm P. aeruginosa và điều trị chúng thường xuyên hơn.

Loài kiến tạo ra 112 hợp chất hữu cơ, trong đó có 23 hợp chất mà khoa học chưa biết đến từ tuyến màng phổi của chúng. Frank và các đồng nghiệp đã thử nghiệm những thứ này và nhận thấy khoảng một nửa trong số chúng có đặc tính kháng khuẩn hoặc chữa lành vết thương theo những cách khác.

Frank nói : “Ngoại trừ con người, tôi nghĩ không có sinh vật sống nào khác có thể thực hiện các phương pháp điều trị vết thương y tế phức tạp như vậy”.

Có lẽ, những phân tử này tốn rất nhiều công sức để tạo ra nên kiến không muốn lãng phí chúng vào những vết thương khác, chúng đã phát triển khả năng phát hiện P. aeruginosa và có lẽ một số vi khuẩn đe dọa khác. Các loài kiến khác, có lối sống ít nguy hiểm hơn, tạo ra ít hóa chất có khả năng kháng sinh hơn. Chất tiết của chúng được cho là chủ yếu hữu ích khi tình trạng nhiễm trùng hầu như không xảy ra.

Việc điều trị là cần thiết vì vi khuẩn gây chết người rất phổ biến trong môi trường của kiến. Khi các tác giả bón đất từ những khu vực có M. analis sinh sống vào vết thương, lượng vi khuẩn tăng vọt trong vòng hai giờ, không chỉ ở khu vực đó mà còn ở ngực của kiến.

Khi những con kiến bị nhiễm bệnh được cách ly, 90% trong số chúng chết trong vòng 36 giờ, nhưng tỷ lệ này giảm xuống còn 22% trong số những con kiến quay trở lại đàn, chứng tỏ tính hiệu quả của việc điều trị. Mặt khác, những con kiến bị thương nhưng không bị nhiễm bệnh có tỷ lệ sống sót tương tự khi ở riêng lẻ hoặc trong tổ. Tỷ lệ tử vong cao hơn (93%) đối với những con kiến không được điều trị bị nhiễm P. aeruginosa, thay vì hỗn hợp vi khuẩn trong đất, nhưng khả năng sống sót trong tổ thậm chí còn cao hơn.

Không có gì ngạc nhiên khi các tác giả cho rằng gen mã hóa các protein kháng khuẩn dồi dào nhất có thể là một chủ đề đáng nghiên cứu trong một thế giới đang phải đối mặt với tình trạng kháng kháng sinh ngày càng gia tăng. Họ lưu ý rằng P. aeruginosa cũng là nguyên nhân hàng đầu gây ra vết thương do chiến đấu ở loài người.

Nghiên cứu được công bố truy cập mở trên tạp chí Nature Communications. Tác phẩm cũng xuất hiện trong tập thứ năm của Life On Our Planet của Netflix do Steven Spielberg điều hành sản xuất. Đoàn làm phim hợp tác chặt chẽ với các nhà nghiên cứu cả trong tự nhiên và trong phòng thí nghiệm.

Hạ Vy