Trong thế giới nhện lưng đỏ (Latrodectus hasselti), quá trình giao phối biến thành một màn nhào lộn thực thụ: con đực thực hiện cú lộn nhào, đưa phần bụng của mình vào nanh của con cái. Điều này thoạt nhìn có vẻ như một hành vi tự sát, nhưng thực chất lại là một cơ chế tinh vi giúp hoàn tất quá trình giao phối và đôi khi, thậm chí còn sống sót. Một nghiên cứu mới đã tiết lộ rằng đằng sau hành vi ngoạn mục này là một nền tảng di truyền tương đối đơn giản.
Nhện lưng đỏ sinh sống ở Úc, trong khi họ hàng gần của chúng – nhện Katipo (Latrodectus katipo) – lại được tìm thấy ở New Zealand. Hai loài này đã tách biệt chỉ khoảng một trăm nghìn năm trước, một khoảng thời gian rất ngắn theo thang đo tiến hóa. Tuy nhiên, trong khi nhện đực Katipo đơn giản là bỏ chạy sau khi giao phối, thì nhện lưng đỏ lại thể hiện “cú lộn nhào tự hy sinh” độc đáo. Các nhà khoa học đã đặt câu hỏi tại sao hai loài gần gũi như vậy lại có hành vi khác biệt đáng kể.
Để làm rõ điều này, các nhà nghiên cứu đã lai tạo các loài nhện và thu được thế hệ con lai. Họ cho nhện cái Katipo giao phối với nhện đực lưng đỏ, sau đó lại cho nhện cái lai giao phối với nhện đực của cả hai loài. Những con nhện đực lai này sau đó được cho giao phối với nhện cái Katipo, và toàn bộ quá trình được ghi lại bằng camera hồng ngoại. Trong 104 lần giao phối thành công, họ đã quan sát thấy hai hành vi then chốt: cú lộn nhào và việc co rút bụng để tránh bị cắn.
Kết quả cho thấy hai hành động này không phải lúc nào cũng xuất hiện cùng lúc. Khoảng một nửa số nhện đực lai thực hiện cả hai hành vi, trong khi số còn lại chỉ thực hiện một trong hai. Điều này chỉ ra rằng các gen chịu trách nhiệm cho cú lộn nhào và hành động co rút bụng không liên kết chặt chẽ và có thể nằm cách xa nhau trên các nhiễm sắc thể hoặc thậm chí trên các nhiễm sắc thể khác nhau. Cú lộn nhào dường như được kiểm soát bởi một gen hoặc siêu gen trên nhiễm sắc thể X, trong khi việc co rút bụng có bản chất phức tạp hơn và có thể phụ thuộc vào tín hiệu từ nhện cái.
Sự phân tách về cơ sở di truyền này thật đáng ngạc nhiên: dường như hai hành vi xảy ra gần như đồng thời đáng lẽ phải được liên kết chặt chẽ. Tuy nhiên, như thí nghiệm cho thấy, quá trình tiến hóa đã diễn ra theo những con đường độc lập. Điều này nhấn mạnh mức độ linh hoạt mà ngay cả những nghi thức giao phối kỳ lạ nhất cũng có thể thay đổi dưới tác động của những thay đổi di truyền nhỏ.
Khám phá này cũng có ý nghĩa thực tiễn. Nhện lưng đỏ là một loài xâm lấn ở New Zealand và đang đe dọa nhện Katipo bản địa thông qua quá trình lai tạo. Việc hiểu rõ các cơ chế di truyền của hành vi sẽ giúp đánh giá tốt hơn rủi ro lai tạo và phát triển các biện pháp bảo tồn loài nhện New Zealand quý hiếm này.
Những quan sát về nhện nhắc nhở chúng ta rằng: ngay cả những biểu hiện ấn tượng nhất của tự nhiên cũng thường dựa trên những “đòn bẩy” di truyền đơn giản, và việc nghiên cứu các cơ chế này không chỉ giúp chúng ta hiểu về sự tiến hóa mà còn bảo vệ các hệ sinh thái dễ bị tổn thương.
