Những sự thực kinh ngạc về "con giống" của muôn loài

Hầu hết mọi người có thể nghĩ tinh trùng trông giống những con nòng nọc tí hon đang ngọ ngoạy trong tinh dịch. Tuy nhiên, trong thực tế, có sự khác biệt lớn về kích cỡ, hình dạng và số lượng "con giống" do cá thể đực của các loài động vật sản sinh ra. Nói một cách khác, dù cùng thực hiện một chức năng giống nhau (thụ tinh cho trứng) nhưng tinh trùng là loại tế bào giới tính đa dạng nhất ở cơ thể mọi động vật.

Sự đa dạng này là sản phẩm của quá trình tiến hóa. Tinh trùng của mọi động vật đã tiến hóa để đáp ứng các nhu cầu của cá nhân động vật sản sinh ra nó. Chẳng hạn như, một nghiên cứu mới đăng tải trên tạp chí Proceedings of the Royal Society B cho thấy, số lượng và kích cỡ "con giống" do một động vật có vú tạo ra, phụ thuộc vào kích cỡ đường sinh sản của cá thể cái. Nghiên cứu những dạng thích nghi này giúp chúng ta hiểu rõ hơn sự đa dạng tuyệt vời của tinh trùng muôn loài.

Động vật tí hon có thể sản sinh con giống "khủng"

Chiều dài của tinh trùng có thể khác xa nhau rất nhiều ở các loài động vật, từ những tinh trùng siêu nhỏ của nhím (0,0003 cm) tới con giống "khủng" của ruồi giấm (6cm), vốn gấp 20 lần chiều dài của chính động vật sản sinh ra chúng. Tinh trùng của ruồi giấm đực trông giống như một cuộn len, sẽ gỡ nối một khi chui vào đường sinh sản thậm chí còn dài hơn của ruồi cái.

Số lượng tinh binh do các loài động vật khác nhau sản sinh ra cũng khác biệt rất nhiều. Chẳng hạn như, con người tạo ra gần 100 triệu tinh trùng mỗi lần xuất tinh, trong khi cừu đực có thể sản sinh tới 100 tỉ tinh binh cho mỗi lần phóng.

Tinh trùng của ruồi giấm giống như một cuộn len, dài gấp 20 lần kích thước cơ thể của "khổ chủ" và sẽ gỡ nối khi chui vào đường sinh dục của cá thể cái. Ảnh: Science Daily

Các nhóm tinh trùng thậm chí có thể hợp sức với nhau. Tinh trùng ở một số loài đã được ghi nhận phối hợp thành một "đoàn tàu", bơi nhanh hơn mỗi tinh trùng đơn lẻ trong cuộc đua tìm tới trứng.

Cá thể cái lang chạ đồng nghĩa nhiều tinh binh hơn

Phần lớn sự đa dạng về kích cỡ, hình dạng và số lượng tinh trùng ở các loài mà chúng ta quan sát thấy, được cho là sản phẩm của cuộc cạnh tranh thụ tinh giữa các cá thể đực khác nhau. Đây là một dạng chọn lọc tình dục, mới được miêu tả gần đây và còn được biết đến như "sự cạnh tranh tinh trùng".

Ở các loài có cá thể cái giao phối bừa bãi nhất, tồn tại áp lực rất lớn, buộc các cá thể đực phải chú trọng đầu tư hơn vào "con giống" để đảm bảo rằng một trong các tinh binh của chúng sẽ chiến thắng trong cuộc chiến giành quyền thụ tinh. Điều này dẫn tới sự đa dạng về chiến lược cạnh tranh tinh trùng.

Nhìn chung, các loài này sản sinh ra nhiều tinh binh hơn để tạo lợi thế về số lượng. Việc sản sinh ra các "con giống" lớn hơn và bơi nhanh hơn cũng là lợi thế giúp các con đực đánh bại những cá thể khác cùng loài trong cuộc đua tới trứng.

Cá thể cái lớn hơn đồng nghĩa "con giống" nhỏ hơn

Tinh trùng cũng có thể biến đổi theo kích cỡ và hình dạng cơ thể của con cái. Điều này nhằm bảo đảm các "con giống" có thể bơi đủ xa và nhanh để tiếp cận trứng thành công. Nhìn chung, tinh trùng lớn hơn bơi nhanh hơn, nên các cá thể đực phải nỗ lực sản sinh ra vô số "con giống" to lớn hơn.

Tuy nhiên, các cá thể đực chỉ sở hữu các nguồn hạn chế để phục vụ việc sản sinh tinh binh và có thể phải đánh đổi. Điều này đồng nghĩa, áp lực tiến hóa nhằm gia tăng kích cỡ tinh trùng chắc chắn sẽ dẫn tới việc suy giảm về số lượng tinh binh và ngược lại.

Như đã đề cập ở trên, nghiên cứu gần đây phát hiện, ở các động vật có vú, cá thể đực của các loài sở hữu cơ thể nhỏ hơn có xu hướng tạo ra ít tinh trùng hơn nhưng chúng lại có kích cỡ lớn hơn, trong khi cá thể đực của các loài lớn hơn dường như sản sinh ra nhiều tinh trùng bé nhỏ hơn. Điều này được cho là vì, cá thể cái của các loài lớn hơn sở hữu đường sinh sản "khủng" hơn, nên nhiều tinh trùng bé hơn có thể dàn hàng bơi trong khoảng cách lớn hơn và có nhiều cơ hội tiếp cận trứng thành công hơn.

Con đực kiểm soát số lượng tinh binh

Đáng kinh ngạc là, các cá thể đực dường như có khả năng kiểm soát lượng tinh trùng mà chúng sản sinh ra. Có bằng chứng cho thấy, các cá thể đực thay đổi số lượng tinh binh ở các lần xuất tinh khác nhau, phụ thuộc vào chất lượng cá thể cái hoặc nguy cơ cạnh tranh tinh trùng. Nghiên cứu hé lộ, ở người, những nam giới được cho xem ảnh nhạy cảm của 2 người đàn ông và một phụ nữ (các hình ảnh "cạnh tranh tinh trùng") đã sản sinh ra nhiều "con giống" di động hơn so với những nam giới chỉ xem ảnh nóng của 3 phụ nữ.

Các cá thể cái của những loài động vật giao phối với hơn 1 một bạn tình cũng được cho là có khả năng kiểm soát nào đó đối với tinh trùng thụ tinh cho trứng của chúng. Hiện tượng "sự lựa chọn bí ẩn của cá thể cái" xảy ra khi các con cái sử dụng những cơ chế sinh học hoặc hóa học để kiểm soát cơ hội thụ tinh của mỗi con đực, và do đó có thể kiểm soát kết quả sinh sản. Chẳng hạn như, ở một số loài, các con cái sẽ giao phối với nhiều con đực và sau đó chọn lọc để trứng chỉ kết hợp với tinh trùng lớn nhất hoặc tinh trùng từ những con đực có gen miễn dịch tương hợp hơn.

Tuấn Anh (theo The Guardian)