Vì sao hiện tượng lưỡng tính xuất hiện ở động vật?

Nửa trái và nửa phải của con gà lưỡng tính. Ảnh: Michael Clinton.

Nhìn từ bên phải, con gà của Tiến sĩ H. E. Schaef không khác gì một con gà trống non với yếm và mào đỏ tươi. Nhưng nhìn từ bên trái, nó giống một con gà mái với thân hình nhỏ nhắn hơn và những đặc điểm trên mình cũng bớt sặc sỡ. Nó vừa đạp mái lại vừa đẻ trứng.

Khi con vật chết đi, Schaef quyết định làm thịt nó. Sau khi làm sạch lông gà, ông phát hiện thấy nửa bộ xương bên phải to hơn nửa bên trái. Khi mổ bụng con gà để moi ruột, ông tìm thấy một tinh hoàn và một buồng trứng với một quả trứng mới hình thành một phần.

Schaef giữ lại bộ xương và đem nó cho bà bạn là nhà giải phẫu Madge Thurlow Macklin. Câu chuyện được bà viết lại và đăng trên tạp chí Experimental Zoology năm 1923.

Tôm lưỡng tính. Ảnh: Richard Palmer Gần một thế kỷ sau bữa ăn kỳ lạ của Schaef, nhiều trường hợp động vật lưỡng tính khác được phát hiện. Con tôm hùm với thân hình kỳ dị, hai nửa cơ thể mang đặc điểm hai giới tính khác nhau này được ông M. Fisher từ Newgate tặng cho Hội Hoàng gia Anh ngày 7/5/1752.

Bướm đêm Kentish glory (Endromis versicolora) lưỡng tính: nửa trái là cái, nửa phải là đực. Ảnh: FLPA Danh sách động vật lưỡng tính còn có cả cua, tằm, bướm, ong, rắn và chim. Khó có thể nói chính xác mức độ phổ biến của cá thể lưỡng tính trong tự nhiên. Tuy nhiên, Michael Clinton, Đại học Edinburgh, Anh, ước tính có khoảng 1/1.000.00-1/10.000 cá thể chim nằm trong danh sách này. Chưa ai xác định được tỷ lệ cá thể lưỡng tính trong giới động vật có vú.

Chim giáo chủ phương bắc lưỡng tính, với nửa màu đỏ rực là đực, nửa màu xám là cái.. Ảnh: Brian Peer. Các nhà nghiên cứu cho rằng con chim chưa bao giờ hót và những con chim lưỡng tính như thế này hoặc âm thầm bị xa lánh, hoặc bị tấn công dữ dội bởi các cá thể cùng loài. Có giả thuyết cho rằng hiện tượng kì lạ này là do đột biến gene sau quá trình thụ tinh. Gene sinh học được quyết định bởi sự kết hợp của các nhiễm sắc thể (NST) giới tính. Ở người, nam giới mang một NST X và một NST Y, trong khi nữ giới mang hai NST X. Nhưng ở loài vật thì khác. Ở gà, con đực mang hai NST Z, còn con cái mang một NST Z và một NST W. Một tế bào có thể mất đi một trong hai NST và điều này ảnh hưởng lớn đến giới tính. Giả sử trong quá trình phát triển của phôi gà mang cặp NST ZW, tế bào đột nhiên mất đi NST W để phát triển thành con cái. Do vậy, nó sẽ phát triển những đặc điểm của giống đực. Nếu tế bào đó được nhân lên thì các bản sao của nó sẽ mang tính đực. Trong khi đó, các tế bào khác trong phôi vẫn sẽ mang tính cái. Kết quả là con gà có khả năng trở thành lưỡng tính.

Một trong những con gà lưỡng tính của Michael Clinton. Ảnh: Michael Clinton. Cách đây vài năm, Clinton nhận được một cú điện thoại khiến ông phải xem xét lại giả thuyết cho rằng gà lưỡng tính là kết quả của sự thay đổi về gene. Một trong những đồng nghiệp gọi điện và thông báo với ông rằng anh ta tìm thấy một con gà lưỡng tính khá giống với con gà của Schaef tại một trang trại. Tại đó, họ tìm thấy hai con gà lưỡng tính khác với đặc điểm hoàn toàn giống nhau. Tuy nhiên, khi kiểm gia gene của những con gà này, Clinton nhận thấy khắp cơ thể con vật đều mang các NST giới tính bình thường. Nửa thân chúng mang cặp NST ZW và nửa còn lại mang cặp NST ZZ. Nói cách khác, các con gà được tạo nên từ hai nửa không giống nhau. Kết quả bất ngờ khiến ông ban đầu hơi thất vọng vì giả thuyết trước đó bị chứng minh là sai.

Phôi gà 9 ngày tuổi. Ảnh: Jerome Wexler/SPL. Clinton đưa ra một giả thuyết khác giải thích hiện tượng lưỡng tính ở loài chim. Khi trứng được hình thành, tế bào sẽ loại bỏ đi một nửa NST chứa trong một cái túi ADN gọi là "thể cực". Tuy nhiên, trong trường hợp hiếm hoi, cả thể cực và nhân đều được giữ nguyên và tiếp tục phát triển. Khi đó, trong trứng sẽ có hai nhân, hình thành hai giới tính khác nhau. Gà mẹ bằng cách nào đó có thể loại bỏ một giới tính không mong muốn trước khi đẻ trứng và như vậy kiểm soát giới tính gà con. Nhưng nếu nó không làm vậy thì một con gà lưỡng tính sẽ ra đời. Kết quả nghiên cứu của Clinton cho thấy sự phát triển giới tính ở loài chim và loài động vật có vú là khác nhau. Ở các loài động vật có vú như con người, giới tính phần lớn do hoóc-môn giới tính trong máu quyết định. Còn ở loài chim, giới tính do tế bào kiểm soát.

Bướm lưỡng tính. Ảnh: Josh Jahner. Josh Jahner, Đại học Nevada, Mỹ, nghiên cứu rất nhiều cá thể bướm có màu sắc hai bên cánh khác nhau và đưa ra giải thích khác cho hiện tượng lưỡng tính ở động vật. Theo ông, con người có thể vô tình khiến cho hiện tượng này trở nên phổ biến. Tháng 4/2015, Jahner báo cáo một sự trùng hợp kỳ lạ. Ông nghiên cứu về loài bướm Mỹ có tên là Lycaeides và chưa từng chứng kiến một cá thể lưỡng tính nào trước khi thảm họa nguyên tử Fukushima Daiichi xảy ra ở Nhật Bản vào năm 2011. Trong vòng 16 tháng sau đó, ông tình cờ bắt gặp 6 trường hợp lưỡng tính ở loài bướm này.

Bộ phận sinh dục của bướm đực (trái), bướm cái (giữa) và bướm lưỡng tính (phải). Ảnh: Josh Jahner. Các nhà nghiêm cứu cũng tìm thấy nhiều bướm lưỡng tính sau thảm họa hạt nhân ở Chernobyl, Ukraine. Điều này cho thấy một lượng nhỏ bức xạ cũng có thể tăng cơ hội thụ tinh của bướm lưỡng tính.