Colin Barras BBC Earth
Bản quyền hình ảnh naturepl.com Họ nói rằng các thí nghiệm trên ruồi giấm cho thấy có sự tồn tại của một giai đoạn mới, khác biệt của sự sống, là giai đoạn báo hiệu cho ta biết cái chết bắt đầu cận kề.
Họ gọi đây là giai đoạn xoắn ốc tử thần, một giai đoạn của cuộc sống - và họ nghĩ con người cũng có thể trải nghiệm nó.
Cho đến khoảng 25 năm trước, các nhà sinh vật học cho rằng chỉ có hai giai đoạn cơ bản của cuộc sống: thời thơ ấu và tuổi trưởng thành. Đây là sự phân biệt mà tất cả chúng ta đều có thể nhận ra.
Thời thơ ấu được thể hiện rõ nét ở sự lớn lên, phát triển nhanh chóng. Việc ai đó chết đi trong giai đoạn này luôn là điều ít xảy ra.
Tuổi trưởng thành bắt đầu khi chúng ta đạt đến sự trưởng thành về tính dục. Vào lúc ta bắt đầu bước vào tuổi trưởng thành thì nguy cơ tử vong là khá thấp - đây là lúc chúng ta đang ở trong giai đoạn sung sức và dễ có con nhất.
Dần dần với thời gian, cơ thể chúng ta bắt đầu già đi, suy yếu đi. Cứ mỗi năm trôi qua thì khả năng tử vong của chúng ta lại tăng lên - ban đầu thì từ từ nhưng càng về già thì nguy cơ càng tăng cao hơn, nhanh hơn.
Vào đầu thập niên 1990, các nhà nghiên cứu nhận ra rằng trong cuộc sống thực ra có nhiều điều hơn thế. Họ xác định được một giai đoạn thứ ba của cuộc đời, là giai đoạn mà những người sống thọ nhất trải qua: giai đoạn "cuối đời".
Giai đoạn'cuối đời'
Giai đoạn "cuối đời" khác với giai đoạn trưởng thành ở chỗ cách thức ta chết đi.
Sự gia tăng tỷ lệ tử vong hàng năm, vốn là điều thuộc về tuổi trưởng thành, thì không áp dụng cho giai đoạn cuối đời.
Một người 60 tuổi có nguy cơ sắp tử vong cao hơn nhiều so với người 50 tuổi, nhưng một người một 90 tuổi thì nguy cơ tử vong sẽ tương đương với người 100 tuổi.
"Tỷ lệ tử vong trở nên cân bằng, và ta thấy biểu đồ chạy ngang, nằm ở mức cao," Laurence Mueller từ Đại học California ở Irvine nói.
Chính xác lý do tại sao các đoạn biểu đồ chạy ngang này xảy ra là điều cho đến nay vẫn gây tranh cãi, và vẫn cho có lời giải thích thỏa đáng nào được đưa ra.
Để làm rõ vấn đề, Mueller và đồng nghiệp Michael Rose bắt đầu tìm kiếm những chỉ dấu sinh học khác, ngoại trừ tỷ lệ tử vong, có mức như nhau trong giai đoạn cuối đời. "Chúng tôi tự hỏi liệu sự sinh sản hay khả năng sinh sản ở giống cái có diễn ra theo cùng một khuôn mẫu hay không," ông nói.
Bản quyền hình ảnh Solvin Zankl/naturepl.com "Chúng tôi đã lấy 2.828 con cái và đặt từng con một vào một cái lọ cùng với hai con đực," Muller nói.
"Mỗi ngày chúng tôi chuyển một con cái vào một cái lọ mới và đếm số trứng mà chúng để lại. Và chúng tôi tiếp tục làm điều này cho đến khi bọn ruồi chết hết."
Ruồi giấm thường có tuổi thọ vài tuần. "Đây là một thử nghiệm lớn," Mueller nói. Ông thừa nhận đó là một công việc tẻ nhạt: ngày ngày phải di chuyển rất nhiều con ruồi nhỏ, rồi phải đếm số trứng thậm chí còn nhỏ hơn nữa - một công việc nhàm chán khiến ta cảm thấy nhanh chóng mệt mỏi. Sinh viên năm cuối của Rose, Casandra Rauser, và hàng chục sinh viên đại học đã thực hiện nhiệm vụ này.
Sau toàn bộ những nỗ lực đó thì kết quả ban đầu khá đáng thất vọng. Tỷ lệ sinh sản không hoàn toàn như nhau khi bọn ruồi bước vào giai đoạn 'cuối đời'.
Vòng xoắn tử thần
Trong thực tế, khi các nhà nghiên cứu xem xét kỹ các dữ liệu, họ nhận ra là có một cái gì đó hoàn toàn khác nhau đang diễn ra."Tôi nhận thấy rằng nếu tôi tách riêng những con ruồi cái gần chết, và so sánh chúng với những con ruồi cái khác cùng độ tuổi mà tôi biết từ tập dữ liệu vẫn còn vài tuần nữa để sống, thì thấy có một sự khác biệt trong mức độ mắn đẻ," Mueller nói.
Nói một cách đơn giản thì tỷ lệ sinh đẻ của ruồi giấm - số trứng mà nó đẻ ra mỗi ngày - giảm mạnh trong thời gian hai tuần trước khi con ruồi giấm cái chết.
Đáng chú ý là việc giảm khả năng sinh sản này diễn ra với tất cả các trường hợp, bất kể con ruồi giấm cái đang ở độ tuổi nào. Một con ruồi giấm cái 60 ngày tuổi khi sắp chết thì tỷ lệ sinh của nó giảm mạnh - nhưng điều này cũng xảy ra với con ruồi giấm cái 15 ngày tuổi nhưng sẽ chết sớm hơn so với con kia.
Đó là một tính năng phổ quát của cuộc sống, một giai đoạn thứ tư mới, khác biệt với thời thơ ấu, tuổi trưởng thành hay phần cuối đời. Mueller và Rose gọi nó là "vòng xoắn tử thần" (death spiral).
Bản quyền hình ảnh Solvin Zankl/naturepl.com Trong 2012, họ phát hiện ruồi giấm đực cũng trải qua sự suy giảm khả năng sinh sản tương tự trong những ngày trước khi chết. Việc thu thập dữ liệu lặp đi lặp lại lần này được thực hiện bởi sinh viên năm cuối Parvin Shahrestani.
"Khi một con ruồi giấm đực trưởng thành trở nên già đi thì khả năng thụ tinh cho các con cái của nó ngày càng kém đi," Mueller nói. "Nhưng khi các con ruồi giấm đực sắp chết, thì cho dù đó là con trẻ, trung bình, hay già, khả năng sinh sản của chúng đều thấp hơn nhiều so với các con đực khác cùng độ tuổi nhưng còn sống thêm vài tuần nữa."
Gần đây nhất, vào năm 2016, Mueller và Rose đã lấy dữ liệu từ một loạt các thí nghiệm khám phá tuổi thọ và sinh sản của ruồi giấm đã được các nhà nghiên cứu làm việc độc lập trong bốn phòng thí nghiệm khác nhau. Một lần nữa, bộ dữ liệu kết hợp cho thấy sự hiện diện của xoắn ốc tử thần, Mueller nói.
Ruồi giấm cái, bất kể ở độ tuổi nào, giảm đáng kể tỷ lệ sinh đẻ của chúng trong hai tuần trước khi chết.
Hai nhà nghiên cứu và đồng nghiệp của họ thậm chí còn thấy rằng ta có thể ở một mức độ nào đó dự đoán được việc một con ruồi giấm cái sẽ chết vào một ngày cụ thể nào đó chỉ bằng cách nhìn vào mức độ sinh đẻ của nó trong ba ngày trước đó mà không cần tính đến các dữ liệu về độ tuổi của con ruồi giấm cái đó. "Chúng tôi đã dự đoán chính xác được khoảng 80% các trường hợp," Mueller nói.
James Curtsinger từ Đại học Minnesota đã tiến hành các thử nghiệm của riêng mình về quá trình lão hóa và chết của ruồi giấm, với kết quả mới nhất đã được nêu trong một bài nghiên cứu công bố hồi 2016. Kết quả đưa ra nhìn chung giống với những phát hiện của Mueller và Rose - khả năng sinh sản ở ruồi giấm giảm mạnh khi chúng sắp chết.
Đáng chú ý là Curtsinger cũng nhận thấy rằng sự sụt giảm về khả năng sinh sản khi sắp chết hoàn toàn không phụ thuộc vào độ tuổi: những con ruồi giấm trẻ cũng như các con già đều có mô hình tương tự.
Giai đoạn 'nghỉ hưu'
Tuy nhiên, công việc của Curtsinger khác với Mueller và Rose trong một số khía cạnh quan trọng.Ông không nghĩ rằng những quan sát này là bằng chứng về một giai đoạn thứ tư khác biệt và phổ quát cho thấy một giai đoạn của cuộc đời - ông không tin rằng con người hoặc các loài động vật có khác biệt sinh học với ruồi giấm cũng có sự suy giảm khả năng sinh sản tương tự.
Ông cũng cho rằng thuật ngữ "vòng xoắn tử thần" là mơ hồ, không rõ ràng.
Ông đã đưa ra thuật ngữ riêng của mình mà ông nghĩ rằng các nhà sinh vật học có thể thấy hữu ích hơn.
"Khi tôi ở độ tuổi 20, nghiên cứu của tôi tập trung vào tỷ lệ giới tính, ki tôi ngoài 40 tuổi thì tôi bắt đầu nghiên cứu khoa học về lão hóa - bây giờ tôi 65 tuổi, tôi đang nghiên cứu một khái niệm sinh học mới mà tôi gọi là 'nghỉ hưu'," ông nói.
"Nghỉ hưu" là điều dễ dàng phát hiện ra ở ruồi giấm cái và do đó là một công cụ có giá trị hơn nhiều cho các nhà nghiên cứu, theo Curtsinger. Nó bắt đầu từ ngày mà con ruồi giấm cái trưởng thành không đẻ ra một quá trứng nào.
Việc hiểu rõ tầm quan trọng của "ngày không trứng" này sẽ giúp ta biết thêm về ruồi giấm cái.
"Một con ruồi dài 2,5mm, và một quả trứng ruồi giấm dài 0,5mm", Curtsinger nói. "Một con cái sẽ đẻ khoảng 1.200 quả trứng trong cuộc đời của nó - đó là khoảng nửa mét trứng nếu bạn xếp chúng thành hàng."
Nói cách khác, ruồi giấm cái là những cái máy đẻ trứng. Đẻ trứng gần như là thứ duy nhất tồn tại trong đầu chúng. Nếu ruồi bay suốt cả ngày mà không đẻ một quả trứng - ngay cả khi nó lại đẻ vào ngày hôm sau - thì đó là một dấu hiệu khá rõ ràng cho thấy sắp có chuyện.
Curtsinger so sánh việc này với việc một chiếc xe đang chạy một cách đầy nguy hiểm trong lúc sắp cạn kiệt nhiên liệu. Nó có thể bắt đầu chạy cà giật được vài dặm trước khi động cơ cuối cùng ngắt hẳn, nhưng đó là những dấu hiệu đầu tiên cho người tài xế biết rằng tình hình đã trở nên trầm trọng.
Kết quả nghiên cứu của Curtsinger cũng cho thấy một điểm khác, không có trong các phân tích của Mueller và Rose.
Vào cuối giai đoạn nghỉ hưu, khi tỷ lệ sinh thấp và cái chết đang cận kề đối với bọn ruồi giấm cái, ông nhận ra rằng bọn ruồi giấm đã trải qua biểu đồ tử vong ở mức nằm ngang phía cao, rất giống với biểu đồ mô tả giai đoạn "cuối đời".
"Đó là một quan sát hoàn toàn mới," ông nói. "Biểu đồ chạy ngang về việc tử vong không chỉ có ở những đối tượng đã già, mà có cả ở các nhóm trung bình và còn trẻ."
Quan điểm đồng thuận tại thời điểm này là biểu đồ chạy ngang về nguy cơ tử vong có liên hệ tới vấn đề tuổi tác - nhưng Curtsinger nghĩ rằng công trình mới của ông cho thấy rằng những vấn đề này - giống như chính bản thân cái chết - thực sự có thể liên quan nhiều hơn về khả năng sinh sản. Đó là một quan sát có thể khiến các nhà sinh vật học phải suy nghĩ lại về lý thuyết lão hóa của họ.
Tuy vậy, có một điều vẫn còn khiến Curtsinger băn khoăn: Tại sao lại có mối liên hệ mạnh mẽ giữa khả năng sinh sản và cái chết như vậy? "Chúng tôi không tìm ra lời giải thích," ông nói.
Tuy nhiên, James Carey tại Đại học California ở Davis nghĩ rằng nó có lẽ chỉ phản ánh ý tưởng vốn đã được chấp nhận chung rằng cha mẹ phải trả giá cho việc sinh con đẻ cái - nhất là ở mẹ. Phụ nữ có thể thấy tình trạng răng miệng của họ kém hẳn đi do việc sinh con.
Hồi hơn một thập kỷ trước, Carey và các cộng sự đã chỉ ra rằng việc làm biến đổi hệ sinh sản của chuột có thể dẫn đến việc làm thay đổi tuổi thọ của chúng.
Các nhà nghiên cứu phẫu thuật các con chuột cái già, thay thế buồng trứng đã cạn kiệt của chúng bằng các cơ quan tương đương từ những con chuột cái trẻ hơn - kết quả là những con chuột cái già được phẫu thuật thay buồng trứng đã sống thọ hơn dự kiến.
"Có một số dấu hiệu cho thấy ở những con chuột nhận được buồng trứng mới thì tim khỏe mạnh hơn, ít bệnh tật về tim hơn so với những con chuột không được thay buồng trứng mới," ông nói.
Curtsinger có thể không cảm thấy thuyết phục về việc cho rằng con người trải qua giai đoạn "nghỉ hưu" trước khi chết, nhưng Mueller nghĩ có bằng chứng cho thấy những người chết vì nguyên nhân tự nhiên sẽ trải qua một vòng xoáy tử thần.
"Có một nghiên cứu thú vị liên quan đến ý tưởng đó, được thực hiện tại một nhà dưỡng lão ở Đan Mạch," ông nói.
Các nhà nghiên cứu đã tiến hành thử nghiệm trên một nhóm các tình nguyện viên ở độ tuổi ngoài 90, nhằm đánh giá sức mạnh, sự phối hợp và tinh thần của họ.
Vài năm sau, họ quay lại hỏi nhà dưỡng lão để xem trong số các tình nguyện viên đó, ai còn sống, ai đã qua đời.
"Những người đã chết thường là những người đã thực hiện kém hơn trong các bài kiểm tra," Mueller nói. "Có sự suy giảm khả năng sinh lý khi người ta gần chết."
Ông cảm thấy hào hứng với ý tưởng theo đó cho rằng kết quả nghiên cứu ở ruồi giấm cho thấy ta có thể ra chiến lược ngăn chặn giai đoạn tử vong, để việc này chỉ diễn ra vài ngày thay vì vì vài tuần trước khi chết.
Điều này đem lại hy vọng ta có thể tìm ra cách giúp cho con người không phải trải qua một quá trình suy tàn chậm chạp, kéo dài trước khi chết. "Đó sẽ là một kết quả thực sự thú vị," ông nói. "Rút ngắn vòng xoắn tử thần để ta khỏe mạnh như mọi người cho tới tận khi ta chết."
Bài tiếng Anh đã đăng trên BBC Earth.
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét