Thế tiến thoái lưỡng nan bất khả thi của loài sa giông chết chóc
(crookedtimber.org)- Rough-Skinned Newt, Taricha granulosa, ở vùng Tây Bắc Thái Bình Dương của Bắc Mỹ là một loài lưỡng cư nhỏ mang tetrodotoxin mạnh đến mức có thể giết chết nhiều người trưởng thành
- Độc tính cực đoan này đã tăng lên trong cuộc chạy đua vũ trang tiến hóa với common garter snake, Thamnophis sirtalis; rắn càng tăng khả năng kháng độc thì sa giông cũng phải càng độc hơn
- Cả độc tính lẫn khả năng kháng độc đều tạo ra chi phí; sa giông có thể phải gánh việc duy trì vi khuẩn độc và phòng vệ trước chính độc tố của mình, còn rắn nhiều khả năng phải chịu gánh nặng từ các thay đổi sinh hóa trong hệ thần kinh
- Rắn lưu trữ tetrodotoxin lấy được khi ăn sa giông trong gan và trở nên độc đối với kẻ săn mồi của chính nó, vì vậy chúng có lý do để nhắm tới sa giông có độc hơn là con mồi không độc
- Nếu sa giông giảm độc tính thì sẽ bị ăn nhiều hơn, còn màu cảnh báo trên toàn thân thậm chí có thể thu hút rắn, khiến chúng khó thoát khỏi trò chơi này
Loài sa giông độc nhất thế giới
- Rough-Skinned Newt, Taricha granulosa, là một loài lưỡng cư nhỏ sống ở vùng Tây Bắc Thái Bình Dương của Bắc Mỹ, phân bố từ gần Santa Cruz, California ở phía tây dãy Cascades đến Alaska Panhandle
- Độc của một cá thể mạnh đến mức dễ dàng giết chết nhiều người trưởng thành; chỉ cần liếm một lần cũng có thể tử vong
- Loài này có độc (toxic) nhưng không tiêm nọc (venomous)
- Không cắn hay chích
- Có thể cầm nắm nếu rửa tay cực kỳ kỹ sau khi chạm vào
Cuộc chạy đua vũ trang giữa rắn và sa giông
- Đối thủ then chốt là common garter snake, Thamnophis sirtalis
- Một loài rắn nhỏ đến trung bình, phổ biến khắp Bắc Mỹ
- Thường được tìm thấy ở mép nước hoặc gần nước
- Nhìn chung ăn gần như mọi thứ bắt được, nhưng đặc biệt thích các loài lưỡng cư như ếch nhỏ, kỳ giông và sa giông
- Ở vùng Tây Bắc Thái Bình Dương, chúng đặc biệt hay ăn Rough-Skinned Newt
- Garter snake ở vùng Tây Bắc Thái Bình Dương đã tiến hóa khả năng kháng tetrodotoxin
- Tetrodotoxin cũng là chất khiến blue-ringed octopus trở nên chết người
- Chất độc này do các vi khuẩn cộng sinh sống trên cơ thể sa giông, chủ yếu là trên da, tạo ra
- Khi rắn tăng khả năng kháng độc, sa giông phải tiến hóa độc tính mạnh hơn; khi sa giông độc hơn, rắn lại phải có khả năng kháng độc mạnh hơn, tạo thành một vòng lặp phản hồi
Chi phí của độc tính và khả năng kháng độc
- Độc tính của sa giông đi kèm chi phí trao đổi chất
- Độc tính càng cao thì càng phải duy trì nhiều vi khuẩn hơn
- Những con sa giông độc hơn phải tiêu tốn nhiều calorie hơn các họ hàng ít độc hơn
- Khả năng kháng tetrodotoxin nhiều khả năng cũng có chi phí
- Có thể suy ra chi phí này từ thực tế rằng nếu khả năng kháng độc rẻ và dễ có, nhiều sinh vật hơn hẳn đã tiến hóa được nó
- Để có khả năng kháng độc, chúng phải thay đổi sinh hóa của hệ thần kinh
- Có thể có những gánh nặng khó đo lường, chẳng hạn các ảnh hưởng thần kinh tinh vi hơn
- Garter snake bên ngoài vùng Tây Bắc Thái Bình Dương kém kháng tetrodotoxin hơn nhiều
- Chúng có thể chết ở mức liều mà các họ hàng ở Oregon xem như không đáng kể
- Khác biệt này củng cố nhận định rằng quá trình tiến hóa khả năng kháng độc có chi phí hoặc bất lợi
- Sa giông cùng lúc gánh hai loại gánh nặng
- Chấp nhận gánh nặng trao đổi chất của việc mang vi khuẩn độc
- Cũng phải tiến hóa khả năng kháng chính độc tố của mình
Vì sao rắn vẫn cố ăn sa giông độc
- Những con rắn ăn Rough-Skinned Newt đôi khi tỏ ra khó chịu
- Có thể buồn nôn hoặc quằn mình
- Trong một số trường hợp có thể bị khó thở
- Dù vậy, lý do garter snake ăn sa giông là vì chúng cô lập và lưu trữ tetrodotoxin
- Rắn lưu trữ chất độc trong gan
- Nhờ lượng độc dự trữ này, chúng trở nên độc đối với nhiều kẻ săn mồi, từ raccoon đến raven
- Rắn không mang vi khuẩn nên không thể tự tạo tetrodotoxin
- Chất độc đã ăn vào sẽ phân hủy theo thời gian, nên để làm mới lớp phòng vệ, chúng phải ăn thêm một con sa giông khác
- Vì vậy, rắn có thể thích sa giông có độc hơn con mồi ít độc
- Nếu độc tính của một cá thể sa giông đủ mạnh, rắn có thể nôn nó ra và đi tìm con khác
- Sa giông ít độc thì bị ăn luôn
- Rắn có khả năng kháng độc yếu khó tìm được sa giông có thể nuốt, và cũng khó đánh cắp độc tố đó để dùng làm phòng vệ
Cả màu cảnh báo lẫn giảm độc tính đều không dễ
- Rough-Skinned Newt, giống nhiều loài sa giông khác, có bụng màu sáng và có thể phô ra khi bị đe dọa
- Phần còn lại của cơ thể có màu ngụy trang xám xỉn, lốm đốm
- Nếu tiến hóa màu cảnh báo trên toàn thân như Amazonian poison dart frog, với garter snake điều đó có thể trở thành tín hiệu “hãy đến ăn tôi”
- Cũng có thể có những con sa giông bị chim hoặc cá ăn vì màu cảnh báo không đủ
- Ngay cả khi con chim hoặc cá đó chết, điều này cũng chẳng an ủi gì cho sa giông
- Sa giông nằm trong ba tầng bất lợi
- Chúng phải trở nên cực độc, đủ để garter snake ngần ngại ăn, và phải chịu gánh nặng trao đổi chất đó
- Chúng cũng phải tiến hóa khả năng phòng vệ trước chính độc tố của mình
- Màu cảnh báo trên toàn thân có thể kéo theo sự săn mồi của rắn, nên khó tiến hóa dễ dàng
- Nếu giảm độc tính, rắn có thể ăn nhiều sa giông hơn để lấy cùng một lượng tetrodotoxin
- Vẫn còn nhiều trường hợp chưa được giải thích
- Các quần thể phía bắc ở Alaska nhìn chung có độc tính yếu vì xung quanh không có garter snake, nhưng người ta đã phát hiện một nhóm nhỏ độc mạnh ngoài dự đoán
- Sa giông ở Vancouver Island cũng có độc tính tương đối yếu, nhưng ở đó có ba loài garter snake và rắn cũng ăn sa giông
- Ở Vancouver Island, cuộc chạy đua vũ trang giữa rắn và sa giông dường như vẫn chưa bắt đầu như trên đất liền
- Trong một số ảnh chụp Oregon garter snake, các hoa văn màu cam sáng trông giống màu cảnh báo
- Tuy nhiên hoa văn của garter snake rất đa dạng
- Garter snake bên ngoài vùng Tây Bắc Thái Bình Dương cũng có nhiều đốm hoặc sọc màu cam, và nhiều con rắn trong khu vực này lại không có các hoa văn như vậy
- Chủ đề này dường như vẫn chưa được nghiên cứu
- Vùng Tây Bắc Thái Bình Dương là một hệ sinh thái rất trẻ về mặt địa chất
- Vào kỷ băng hà cuối cùng 20.000 năm trước, bờ Thái Bình Dương của Washington và Oregon là một dải ven biển hẹp dạng lãnh nguyên lạnh giống Greenland ngày nay, còn phần còn lại bị băng hà bao phủ
- Sa giông và rắn là những loài định cư tương đối gần đây
- Mối quan hệ đang quan sát hiện nay vẫn đang tiến hóa và có thể không ổn định về dài hạn
- Các loài sa giông khác thuộc chi Taricha cũng khá độc nhưng không cực đoan như Rough-Skinned Newt; việc phân loại garter snake thuộc chi Thamnophis cũng phức tạp, nên vẫn còn nhiều bí ẩn xoay quanh tương tác này
1 bình luận
Ý kiến trên Hacker News
Khó có thể nói rằng việc tiến hóa khả năng kháng luôn phải trả giá
Với nhiều loài động vật, đơn giản là không có áp lực chọn lọc để tiến hóa hoặc duy trì đặc tính đó
Chọn lọc tự nhiên không có một danh sách kiểm tra; nó vận hành như một nguyên lý rất thiển cận, chỉ giữ lại những gì giúp ích cho sinh sản
Nếu bò không chết hàng loạt vì ngộ độc tetrodotoxin thì không có lý do gì để tiến hóa khả năng kháng, và phần lớn động vật khác, kể cả rắn ngoài khu vực đó, cũng vậy
Chó có thể tự tổng hợp vitamin C và không bị bệnh scorbut, nhưng con người và một số loài linh trưởng là ngoại lệ
Tổ tiên chúng ta tình cờ mất khả năng tổng hợp vitamin C, và vì khi đó sống trên cây, ăn nhiều trái cây giàu vitamin C, nên tiến hóa đã không loại bỏ sự mất mát đó
Rắn cũng có thể phải trả giá, nhưng không thể khẳng định chắc chắn là nhất định có
Chúng ta vẫn mang theo cả những đặc tính gần như vô dụng, như khả năng kháng một loại độc hiếm khi gặp, và có thể xem chi phí duy trì các đặc tính đó là thấp
Nếu khả năng kháng tetrodotoxin là một đặc tính rẻ như vậy thì hẳn nó đã lan rộng hơn, nhưng thực tế không như thế, nên có thể suy ra chi phí của nó lớn, hoặc ít nhất là không rẻ
Khi bớt đi một ràng buộc, việc thích nghi với các áp lực tiến hóa khác sẽ dễ hơn
Tiến hóa là vấn đề cung và cầu, chi phí và lợi ích, năng lực và ràng buộc; ngoài may rủi ra, chẳng có gì đứng ra cân bằng chúng
Bộ Sẻ chiếm gần một nửa tổng số loài chim
Nếu vậy, tự nhiên hơn là phải có sự pha trộn giữa các cá thể tổng hợp được và không tổng hợp được
Cũng không nên quá dễ dàng giả định rằng ai cũng có đủ trái cây nên vitamin C không quan trọng
Điều thúc đẩy tiến hóa là khả năng sống sót qua những thời kỳ hạn hán và thiếu thốn, và không có lý do gì để cho rằng nhóm tự tổng hợp được vitamin C lại có độ thích nghi thấp hơn nhóm không thể
Vấn đề vitamin C không đơn giản như thế
Gần đây tôi mới biết rằng trong nhiều khu vườn ở Mỹ có một loài cây nguy hiểm
Người ta nói nếu đứng dưới nó hơn 10 phút thì gần như chết chắc
Hóa ra đó là hoa súng
Không biết có phải bạn đang nói đến peace lily hay calla lily không, nhưng cả hai đều không chí tử, dù có thể khiến cơ thể khó chịu
Cây độc cần nước có hoa trắng thì có thể gây chết người
Trong năm dòng này, bốn dòng là thực vật thủy sinh, bao gồm cả hoa súng, và một số nhà khoa học nêu khả năng thực vật một lá mầm cũng đã tiến hóa trong môi trường nước
Tôi nhớ từng đọc rằng thực vật thủy sinh “không cần” sinh trưởng gỗ để có độ ổn định cấu trúc, nhưng giờ không tìm được nguồn
Bài viết được liên kết về loài bạch tuộc vòng xanh độc còn thú vị hơn
https://crookedtimber.org/2025/03/14/occasional-paper-the-in...
Bài viết được viết rất hấp dẫn, nhưng tôi có vài thắc mắc
Ở đoạn “những con sa giông có độc yếu thì bị ăn, còn rắn có khả năng kháng thấp thì khó tìm được con sa giông nào có thể nuốt được và cũng không thể đánh cắp độc của chúng”, làm sao rắn biết được độc của sa giông là yếu hay mạnh
Tôi thắc mắc liệu chúng bỏ qua một số con sa giông và ăn một số con khác, hay cứ ăn tất cả sa giông gặp phải
Tôi cũng không rõ sa giông có độc mạnh có thể sống sót sau khi bị rắn định ăn hay không
Có vẻ giống như con người ăn ớt cay rồi bỏ cuộc
Trong số những con rắn có cấu hình gen đó, những cá thể ăn nhiều sa giông hơn sẽ sinh sản tốt hơn đến một mức nào đó
Lặp lại quá trình này hàng nghìn năm, rắn và sa giông bước vào một cuộc đua Nữ hoàng Đỏ, nơi phải liên tục chạy nhanh hơn chỉ để giữ nguyên vị trí
Rắn hay sa giông không cần lựa chọn một cách có ý thức, cũng không cần có năng lực ra quyết định
Chúng chỉ làm theo hành vi được cài sẵn
Bối cảnh quan trọng là rắn garter thường nuốt chửng con mồi
Tóm lại, sa giông có độc mạnh sống sót sau nỗ lực ăn thịt
Ngữ cảnh là “nếu một cá thể sa giông mang độc đủ mạnh thì rắn có thể nôn nó ra và đi tìm con sa giông khác”
Nội dung là: “Rắn garter thông thường có thể săn thành công sa giông da sần vì từng cá thể có thể ước lượng mức độc của sa giông có quá cao để ăn hay không. T. sirtalis đánh giá mức độc bằng cách nuốt một phần con sa giông, rồi tùy theo có chịu được hay không mà nuốt tiếp hoặc thả ra”
Tôi thích đoạn rắn garter tích trữ tetrodotoxin trong gan, khiến bản thân trở nên có độc đối với kẻ săn mồi của nó
Những hiệu ứng bậc hai như vậy thật sự rất hay
Tiêu đề hay và bài viết cũng xuất sắc
Có thể hoàn toàn là chuyện bên lề, nhưng mỗi khi thấy “newts”, tôi lại nhớ rằng Karel Capek đã tạo ra từ robot trong vở kịch R.U.R. năm 1920, rồi sau đó cũng viết War with the Newts, tác phẩm có các loài lưỡng cư thông minh
Não tôi cứ đọc nhầm tiêu đề thành “death news”
Đó là một tác phẩm dùng hài hước đen để cáo buộc con người
So với khả năng miễn dịch của ấu trùng cánh lông trong khu vực này thì khả năng miễn dịch của rắn có vẻ chẳng đáng kể
[0]https://www.discovermagazine.com/planet-earth/a-beautiful-we...
Việc con người bị ngộ độc sa giông có vẻ hiếm
Tôi sống ở vùng này cả đời mà không nhớ từng nghe chuyện như vậy
Độc tính được xem như một đặc điểm thú vị hơn là một mối nguy tức thời
Khi chạm vào chúng, chúng tôi luôn đeo găng, nhưng lý do là để bảo vệ sa giông hơn là bảo vệ chúng tôi
Tôi chưa từng nghe chuyện có tai nạn ngộ độc sa giông nào trong khi vị giáo sư đó dẫn dắt các khảo sát thực địa tương tự suốt hàng chục năm
Dĩ nhiên ăn chúng lại là chuyện hoàn toàn khác
Tôi còn không biết có sinh vật như vậy quanh đây
Bài viết kiểu như “độc của một con sa giông có thể dễ dàng giết nhiều người trưởng thành, và chỉ cần liếm một cái cũng có thể chết”, nhưng thực tế chỉ có một ca được báo cáo là một người ở Oregon năm 1979 đã chết sau khi nuốt trọn một con sa giông
Dù vậy, nó không nghiêm trọng như bài viết khiến người ta tin
Rất nhiều người trong chúng tôi đã từng chạm vào những con sa giông này, và nếu chỉ liếm thôi cũng chết thì số người tử vong hẳn đã nhiều hơn rất nhiều
Hồ sơ khi đó ghi rằng một nam giới 29 tuổi uống khoảng 150 mL whiskey vào khoảng 11 giờ sáng, rồi lúc 6 giờ chiều đã nuốt một con sa giông dài 20 cm vì cá cược; trong vòng 10 phút anh ta than tê môi, sau đó trong hai giờ tiếp theo than bị tê bì và yếu, nói rằng mình sắp chết nhưng từ chối được đưa đến bệnh viện, rồi bị ngừng tim phổi
Thấy câu “I’ll have to teal deer it” tôi tưởng đó là một thành ngữ kỳ quặc
Chỉ sau khi tra Urban Dictionary tôi mới biết teal dear = tl;dr, và giờ tôi cảm thấy mình đã chậm chạp ngang một con rắn garter tiến hóa khả năng kháng lượng lớn tetrodotoxin
Tính theo âm tiết thì đúng là giảm từ 4 xuống 2, nhưng nếu vậy ngay từ đầu lẽ ra không nên dùng www làm tiền tố web
Đâu có ai nói mình đang lướt “the WWW”, và đọc ba chữ cái đó còn dài hơn rất nhiều so với nói “World Wide Web”
Trong tiếng Đức thì ba chữ cái là ba âm tiết nên ổn, nhưng trong tiếng Anh và tiếng Pháp thì ba chữ cái là chín âm tiết
Tôi luôn nghĩ đáng lẽ phải là web.domain.org
Dễ thương, và theo kinh nghiệm của tôi thì hầu như vô hại
Đến mùa là chúng lúc nhúc khắp PNW
Nếu có thể thì đừng giẫm lên chúng là được
Không phải kiểu sa giông chết chóc gì đâu
Nếu thật vậy thì tôi đã là một người bình luận đã chết rồi
Tôi nhớ là vào mùa xuân chúng tụ tập đầy trên các lối mòn, rồi biến mất vào các mùa còn lại
Giờ tôi không còn sống ở đó nữa, nên biết đâu chúng đã tiến hóa thành sa giông chết chóc nguy hiểm rồi
Cũng có thể nên hy vọng là vậy