Why don’t poisonous animals poison themselves? - Rebecca D. Tarvin

Translator: Da My Tran Ngoc Reviewer: Nhu PHAM

Một ngày đẹp trời,

One fine day,

when Charles Darwin was still a student at Cambridge,

khi đang là sinh viên Đại Học Cambridge,

the budding naturalist tore some old bark off a tree

nhà tự nhiên học trẻ tuổi Charles Darwin lột vài lớp vỏ già khỏi thân cây

and found two rare beetles underneath.

và phát hiện hai chú bọ cánh cứng hiếm thấy phía bên dưới.

He’d just taken one beetle in each hand when he spotted a third beetle.

Anh cầm mỗi tay một con và phát hiện thêm con thứ ba.

Stashing one of the insects in his mouth for safekeeping,

Giữ một con trong miệng,

he reached for the new specimen –

anh định bắt lấy con bọ mới -

when a sudden spray of hot, bitter fluid scalded his tongue.

thì đột nhiên một thứ acid đắng gắt phun ra làm phỏng lưỡi anh.

Darwin’s assailant was the bombardier beetle.

Kẻ tấn công Darwin là bọ cánh cứng thả bom.

It’s one of thousands of animal species,

Một trong hàng ngàn loài động vật,

like frogs,

như ếch,

jellyfish,

sứa,

salamanders,

kỳ nhông,

and snakes,

và rắn,

that use toxic chemicals to defend themselves –

sử dụng chất độc hoá học để bảo vệ bản thân -

in this case, by spewing poisonous liquid from glands in its abdomen.

trong trường hợp này, bằng cách phun chất lỏng độc từ các tuyến trong bụng.

But why doesn’t this caustic substance, ejected at 100 degrees Celsius,

Nhưng tại sao thứ chất lỏng độc hại được phun ra ở nhiệt độ 100 độ C này,

hurt the beetle itself?

lại không gây tổn hại gì đến chính con bọ?

In fact, how do any toxic animals survive their own secretions?

Làm thế nào động vật có độc sống sót với chất độc do chính chúng tiết ra?

The answer is that they use one of two basic strategies:

Câu trả lời chính là nhờ hai chiến lược cơ bản sau:

securely storing these compounds

trữ độc một cách an toàn

or evolving resistance to them.

hoặc tiến hoá khả năng sinh hoá kháng độc.

Bombardier beetles use the first approach.

Con bọ cánh cứng thả bom đã áp dụng cách thứ nhất.

They store ingredients for their poison in two separate chambers.

Chúng trữ các thành phần chất độc ở hai ngăn riêng biệt.

When they’re threatened, the valve between the chambers opens

Khi cảm thấy bị đe doạ, van giữa hai ngăn mở ra,

and the substances combine in a violent chemical reaction

các thành phần kết hợp với nhau tạo phản ứng hoá học cực mạnh,

that sends a corrosive spray shooting out of the glands,

bắn chất lỏng độc hại này khỏi các tuyến,

passing through a hardened chamber that protects the beetle’s internal tissues.

đi qua vách ngăn vững chãi bảo vệ những mô bên trong.

Similarly, jellyfish package their venom safely

Tương tự, sứa biển trữ độc một cách an toàn

in harpoon-like structures called nematocysts.

trong cấu trúc hình mũi tên có tên là nematocyst.

And venomous snakes store their flesh-eating, blood-clotting compounds

Và rắn độc trữ hợp chất làm máu vón cục

in specialized compartments that only have one exit:

trong những ngăn đặc biệt chỉ có duy nhất một lối ra:

through the fangs and into their prey or predator.

xuyên qua những răng nanh và đến con mồi hoặc kẻ thù.

Snakes also employ the second strategy: built-in biochemical resistance.

Rắn sử dụng chiến lược thứ hai: tiến hoá tạo khả năng sinh hoá kháng độc.

Rattlesnakes and other types of vipers manufacture special proteins

Rắn đuôi chuông và các loài rắn độc khác tự sản xuất protein đặc biệt

that bind and inactivate venom components in the blood.

kết nối và làm vô hiệu hoá chất độc trong máu.

Meanwhile, poison dart frogs have also evolved resistance to their own toxins,

Trong khi đó, ếch phi tiêu cũng tiến hoá khả năng kháng độc,

nhưng với một cơ chế khác.

but through a different mechanism.

These tiny animals defend themselves using hundreds of bitter-tasting compounds

Loài động vật nhỏ này tự bảo vệ bằng cách sử dụng hàng trăm hợp chất có vị đắng

called alkaloids

gọi là alkaloid

that they accumulate from consuming small arthropods like mites and ants.

tổng hợp từ việc tiêu hoá côn trùng chân đốt nhỏ như ve, kiến.

One of their most potent alkaloids is the chemical epibatidine,

Một trong những alkaloid cực độc là epibatidine,

which binds to the same receptors in the brain as nicotine

chất ức chế cơ quan thụ cảm trong não như nicotine

but is at least ten times stronger.

nhưng mạnh hơn ít nhất mười lần.

An amount barely heavier than a grain of sugar would kill you.

Một lượng nhỏ bằng hạt đường cũng đủ gây chết người.

So what prevents poison frogs from poisoning themselves?

Vậy điều gì giúp ếch không đầu độc chính chúng?

Think of the molecular target of a neurotoxic alkaloid as a lock,

Hình dung những mục tiêu phân tử của độc tố alkaloid là ổ khoá,

and the alkaloid itself as the key.

và alkaloid chính là chìa khoá.

When the toxic key slides into the lock,

Khi chìa khoá độc được tra vào ổ,

it sets off a cascade of chemical and electrical signals

nó khởi tạo các chuỗi các tín hiệu điện và hoá học

that can cause paralysis,

có thể gây ra tình trạng tê liệt,

unconsciousness,

mất ý thức, và cuối cùng là cái chết.

and eventually death.

But if you change the shape of the lock, the key can’t fit.

Nhưng nếu thay đổi hình dáng ổ khoá, chìa khoá không thể tra khớp.

For poison dart frogs and many other animals with neurotoxic defenses,

Với ếch độc phi tiêu và các loài tự vệ bằng chất độc thần kinh,

a few genetic changes alter the structure of the alkaloid-binding site

vài thay đổi di truyền học làm biến đổi cấu trúc tiếp nhận alkaloid

just enough to keep the neurotoxin from exerting its adverse effects.

vừa đủ để giữ độc tố thần kinh khỏi bị tác dụng ngược.

Poisonous and venomous animals

Những động vật có độc

aren’t the only ones that can develop this resistance:

không phải là loài duy nhất tiến hoá khả năng kháng độc:

their predators and prey can, too.

con mồi và kẻ thù của chúng cũng thế.

The garter snake, which dines on neurotoxic salamanders,

Một con rắn lục nuốt một con kỳ nhông độc làm bữa tối

has evolved resistance to salamander toxins

vốn đã có sự tiến hoá kháng độc của kỳ nhông,

through some of the same genetic changes as the salamanders themselves.

với các thay đổi trong gen giống như ở kỳ nhông.

That means that only the most toxic salamanders can avoid being eaten—

Điều này có nghĩa là

chỉ con kỳ nhông độc nhất mới có thể thoát cảnh bị ăn thịt -

and only the most resistant snakes will survive the meal.

và chỉ con rắn kháng độc mạnh nhất mới có thể tránh không bị đầu độc.

The result is that the genes providing the highest resistance and toxicity

Kết quả là bộ gen cung cấp khả năng kháng độc mạnh nhất

will be passed on in greatest quantities to the next generations.

sẽ được di truyền cho thế hệ tiếp theo.

As toxicity ramps up, resistance does too,

Khi độc tính tăng, thể kháng độc cũng tăng theo,

in an evolutionary arms race that plays out over millions of years.

trong cuộc đua tiến hoá diễn ra hàng triệu năm qua.

This pattern appears over and over again.

Và điều này cứ lặp đi lặp lại.

Grasshopper mice resist painful venom from scorpion prey

Chuột grasshopper có thể kháng chất độc đầy đau đớn từ con mồi bò cạp

through genetic changes in their nervous systems.

nhờ biến đổi gen trong hệ thống thần kinh.

Horned lizards readily consume harvester ants,

Thằn lằn sừng dễ dàng tiêu hoá kiến harvester,

resisting their envenomed sting with specialized blood plasma.

kháng vết đốt độc của kiến nhờ huyết tương đặc biệt trong máu.

And sea slugs eat jellyfish nematocysts,

Và sên biển ăn nematocyst từ sứa,

prevent their activation with compounds in their mucus,

kháng được sự hoạt hoá nhờ hợp chất có trong niêm dịch,

and repurpose them for their own defenses.

và cải tạo chúng để tự vệ.

The bombardier beetle is no exception:

Bọ cánh cứng thả bom cũng không ngoại lệ:

the toads that swallow them

con cóc nuốt chửng nó

can tolerate the caustic spray that Darwin found so distasteful.

có thể chịu đựng được chất độc làm Darwin khiếp đảm.

Most of the beetles are spit up hours later,

Hầu hết những con bọ cánh cứng bị nôn ra sau vài giờ,

amazingly alive and well.

có thể sống khoẻ trở lại một cách kì diệu.

But how do the toads survive the experience?

Nhưng làm thế nào cóc cũng có thể sống sót

That is still a mystery.

vẫn còn là điều bí ẩn.