How does this all-female species reproduce? - Susana Freitas and Darren Parker

Translator: Mai Tran Reviewer: My Den

In 2021, workers at a Sardinian aquarium were stunned by the birth

Vào năm 2021, các công nhân ở thủy cung Sardinian đã bị choáng váng bởi sự ra đời

of a smoothhound shark, who they called Ispera.

của một con cá nhám hổ, loài cá mập được gọi là Ispera.

What shocked them was that, for the last decade,

Điều làm họ sốc đó là, trong thập kỷ qua,

Ispera’s mother had been living only with other females.

mẹ của Ispera chỉ sống cùng với các con giống cái khác.

But it’s actually entirely possible that Ispera had no father—

Nhưng điều này thì thực tế hoàn toàn có thể đó là Ispera thì không có cha--

and the reason why that is also explains other biological curiosities,

và lý do vì sao thì đó cũng là lời giải thích cho các sự tò mò sinh học khác,

like the existence of an all-female lizard species.

giống như sự tồn tại của các loài bò sát chỉ toàn giống cái.

Usually sexual species have sex cells that contain

Các loài hữu tính thường sẽ có các tế bào sinh dục trong đó chứa

half the number of chromosomes required to create a viable embryo.

phân nửa số lượng của các nhiễm sắc thể cần phải có để tạo ra một phôi khả thi.

So an egg cell must be fertilized by a sperm cell

Vì vậy một tế bào trứng phải được thụ tinh bởi một tế bào tinh trùng

to form two full sets of chromosomes.

để tạo thành hai cặp nhiễm sắc thể đầy đủ.

But some species that have sex cells can undergo

Nhưng có một vài loài có các tế bào trứng có thể tiến hóa

a type of asexual reproduction called parthenogenesis—

thành một loại sinh sản vô tính được gọi là sinh sản đơn tính--

meaning “virgin origin” in Greek.

có nghĩa là “hoàn toàn thuần khiết” trong tiếng Hy Lạp.

In parthenogenesis, an embryo develops from an unfertilized egg cell

Trong sinh sản đơn tính, một phôi sẽ phát triển từ một tế bào trứng không thụ tinh

that doubles its own chromosome count.

trong đó nhân đôi số lượng nhiễm sắc thể của chính nó.

In fact, some animals only ever undergo parthenogenesis,

Thực ra, có một vài loài cả đời chỉ trải qua quá trình sinh sản đơn tính,

while others can reproduce both sexually and parthenogenetically.

trong khi các loài khác có thể sinh sản vừa hữu tính vừa đơn tính.

It's actually more common than previously thought.

Thực ra việc này phổ biến hơn so với các suy nghĩ trước đây.

More than 80 different sexual vertebrate species—

Hơn 80 loài có xương sống hữu tính khác nhau--

including Komodo dragons and certain kinds of turkeys, pythons, and sharks—

bao gồm loài rồng Komodo và các loài đặc trưng như gà tây, trăn, và cá mập--

have surprised us by occasionally reproducing this way.

đã làm chúng tôi bất ngờ bởi việc chúng đôi khi sinh sản theo cách này.

Những phát hiện này thì thường xảy ra khi các con cái

These discoveries were usually made when females

unexpectedly gave birth in captivity.

sinh sản theo cách không mong đợi khi bị nuôi nhốt.

Ispera’s birth, for one, may have been the first account

Sự ra đời của Ispera, là một, có lẽ là ca đầu tiên

of parthenogenesis in smoothhound sharks.

của việc sinh sản đơn tính trong loài cá nhám chó.

Scientists also confirmed that parthenogenesis was taking place

Các nhà khoa học cũng đã xác nhận rằng sinh sản đơn tính thì đang diễn ra

in some wild snake populations.

trong một số quần thể rắn hoang dã.

But just how many fatherless creatures are running, slithering, and swimming

Nhưng chỉ là có bao nhiêu sinh vật không cha đang chạy, trườn và bơi

xung quanh ngoài kia mà không được biết tới:

around out there is unknown:

it’s a tough thing to track without population-wide genetic analyses.

điều này khó ghi nhận khi không có các phân tích di truyền trên toàn bộ quần thể.

So, why is it happening at all?

Vì vậy, tại sao nó lại đang xảy ra?

Scientists think parthenogenesis could be evolutionarily beneficial

Các nhà khoa học nghĩ rằng sinh sản đơn tính có thể đem lại lợi ích trong tiến hóa

in some contexts because, well, sex can be a drag.

trong một vài bối cảnh bởi vì, chà, tình dục có thể là một lực cản.

Mating and its associated demands and rituals can be time- and energy-intensive,

Giao phối và các nhu cầu liên quan cũng như các nghi thức

có thể tốn nhiều thời gian-và năng lượng,

leave individuals vulnerable to predators, and even be fatal.

sẽ làm các cá thể yếu đi trước kẻ săn mồi, và thậm chí là có thể chết.

Parthenogenesis, meanwhile, requires only one parent.

Sinh sản đơn tính, trong khi đó, chỉ yêu cầu một phụ huynh.

Mayflies can sometimes default to parthenogenesis

Các sinh vật phù du đôi khi có thể mặc định sinh sản đơn tính.

if there are no males available,

nếu không có một giống đực nào có mặt,

which is especially handy because they’ve only got a day or so

điều này thì đặc biệt tiện dụng bởi vì chúng chỉ có một ngày hoặc cỡ như thế

to reproduce before dying.

để sinh sản trước khi chết.

It can also help rapidly expand a population.

Điều này cũng giúp mở rộng quần thể một cách nhanh chóng.

In the summer, when food is abundant,

Trong mùa hè, khi nguồn thức ăn dồi dào,

pea aphids can rely on parthenogenesis,

các loài rệp đậu có thể dựa vào sinh sản đơn tính,

allowing their population to explode under favorable conditions.

việc này cho phép dân số của chúng bùng nổ dưới các điều kiện thuận lợi.

And in the autumn, they switch back to sex.

Và mùa thu, chúng chuyển về lại hữu tính.

But some aphids, katydids, lizards, geckos, and snakes

Nhưng một vài loài rệp, châu chấu ở Mỹ, bò sát, thạch sùng, và rắn

only ever reproduce via parthenogenesis.

thì muôn đời chỉ sinh sản thông qua sinh sản đơn tính.

So, why do other animals bother with sex?

Vậy thì, tại sao các loài vật khác lại cần việc giao phối?

Scientists hypothesize that sex makes up for its shortcomings with long-term gains.

Các nhà khoa học giả thuyết rằng giao phối sẽ bù đắp cho những thiếu sót

bằng những lợi ích lâu dài.

It allows individuals to mix their genes, leading to greater genetic diversity.

Nó cho phép các cá thể trộn gen của chúng, đưa tới sự đa dạng di truyền rộng lớn hơn.

Theo cách đó, khi mọi việc đang diễn ra gặp khó khăn,

That way, when the going gets tough,

beneficial mutations can be selected and harmful ones can be removed

thì các đột biến có lợi sẽ được lựa chọn và các đột biến có hại sẽ bị loại bỏ

without ending the entire population.

mà không có sự kết thúc của toàn quần thể.

In a parthenogenetic population, on the other hand,

Trong một quần thể sinh sản đơn tính, mặt khác,

individuals can only reproduce using their own genetic material.

các cá thể có thể chỉ sinh sản bằng việc sử dụng chính yếu tố di truyền của chúng.

According to a theory called Muller’s ratchet,

Theo một lý thuyết với tên gọi bánh răng Muller,

that’s not good.

thì điều đó không tốt.

The theory predicts that parthenogenetic lineages will accumulate harmful mutations

Lý thuyết này dự đoán rằng các huyết thống sinh sản đơn tính sẽ tích lũy

các đột biến có hại

over time and eventually, after thousands of generations,

theo thời gian và dần dần, sau hàng ngàn thế hệ,

will reach a point of so-called mutational meltdown.

nó sẽ đạt tới một điểm được gọi là điểm suy thoái đột biến.

At this stage, individuals will be so compromised that they can't reproduce,

Ở giai đoạn này, các cá thể sẽ bị tổn hại tới mức chúng không thể sinh sản được,

so the population will nosedive, leading to extinction.

vì vậy dân số sẽ giảm dần, đưa tới sự tuyệt chủng.

We haven’t yet seen this entire process unfold in nature.

Chúng ta chưa từng thấy toàn bộ quá trình này diễn ra trong tự nhiên.

But scientists have observed an accumulation of harmful mutations

Nhưng các nhà khoa học đã quan sát sự tích lũy của các đột biến có hại

in parthenogenetic stick insects that are absent in their sexual relatives.

trong sinh sản đơn tính ở loài bọ gậy là loài mà không có họ hàng hữu tính.

Only time will tell whether this will cause their extinction.

Chỉ có thời gian mới biết liệu điều này có làm chúng tuyệt chủng hay không.

Otherwise, some parthenogenetic species appear to have ways of circumventing

Mặt khác, có một số loài sinh sản đơn tính xuất hiện vài cách thoát khỏi

a mutational meltdown.

điểm suy thoái đột biến.

New Mexico whiptail lizards came about

Loài bò sát đuôi roi mới ở Mê-hi-cô đã xuất hiện

when two different lizard species hybridized,

khi hai loài bò sát khác nhau lai giống,

creating this new all-female species.

chúng tạo ra các loài mới toàn giống cái.

As hybrids, their genome is a combination of the different sets of chromosomes

Khi lai giống, bộ gen của chúng là một sự kết hợp của các bộ nhiễm sắc thể khác nhau

from their two parent species.

từ các loài cha mẹ của chúng.

This gives them a high level of genetic diversity,

Điều này mang tới cho chúng một mức độ đa dạng di truyền cao,

which may allow them to survive long into the future.

có thể cho phép chúng tồn tại lâu dài trong tương lai.

Bdelloid rotifers, meanwhile, have been reproducing parthenogenetically

Luân trùng Bdelloid, trong khi đó, đã sinh sản đơn tính liên tục

for 60 million years.

trong hơn 60 triệu năm.

They might have managed this by taking in foreign genetic material.

Chúng có lẽ đã kiểm soát được việc này bằng cách nhận yếu tố di truyền ngoại lai.

Indeed, about 10% of their genes comes from other organisms,

Thực tế, khoảng 10% các gen của chúng đến từ các sinh vật khác,

like fungi, bacteria, and algae.

chẳng hạn như nấm mốc, vi khuẩn, và tảo.

How exactly they do this is unclear,

Chính xác chúng đã làm như thế nào thì không rõ,

but whatever the trick is, it seems to be working.

nhưng với bất kì thủ thuật gì, thì có vẻ nó có hiệu quả.

To totally untangle the mysteries of reproduction,

Để gỡ rối hoàn toàn các bí ẩn của việc sinh sản,

we’ll need more research—

chúng ta sẽ cần nghiên cứu nhiều hơn--

and probably a few more surprises like Ispera.

và có lẽ thêm một ít sự bất ngờ như trường hợp của Ispera.