Nghiên cứu mới về loài dơi hé mở tiềm năng mới cho y học

Theo kết quả nghiên cứu, tổ tiên của các loài dơi hiện đại nhiều khả năng xuất hiện tại châu Âu khoảng 65 triệu năm trước, thay vì châu Phi, châu Á hay Bắc Mỹ như một số giả thuyết trước đây. Công trình được công bố ngày 23/9, với sự tham gia của hơn 130 nhà khoa học trên thế giới, được đánh giá là nghiên cứu lớn nhất từ trước đến nay kết hợp dữ liệu bộ gene và hóa thạch của dơi.

Dơi là một trong những nhóm động vật có vú đa dạng nhất trên Trái Đất, với khoảng 1.500 loài, phân bố trên tất cả các châu lục ngoại trừ Nam Cực. Chúng chiếm khoảng 1/5 tổng số loài động vật có vú và là nhóm động vật có vú đa dạng thứ hai, chỉ sau các loài gặm nhấm. Dơi cũng là động vật có vú duy nhất có khả năng bay chủ động thực sự và nhiều loài sử dụng cơ chế định vị bằng tiếng vọng để xác định phương hướng trong bóng tối. Mặc dù vậy, nguồn gốc tiến hóa của nhóm động vật này từ lâu vẫn là một vấn đề chưa được giải đáp rõ ràng.

Trong nghiên cứu mới, các nhà khoa học phân tích bộ gene của 103 loài thuộc toàn bộ 21 họ dơi còn tồn tại. Nhóm nghiên cứu cũng so sánh các đặc điểm hình thái của 65 loài, trong đó có 44 mẫu hóa thạch và đại diện của phần lớn các họ dơi hiện đại. Bằng cách kết hợp các nguồn dữ liệu, nhóm nghiên cứu xây dựng lại cây tiến hóa của dơi, xác định mối quan hệ giữa các nhóm, ước tính thời điểm những dòng tiến hóa khác nhau phân tách, đồng thời tìm hiểu nơi dơi xuất hiện và con đường chúng phân tán trên toàn cầu.

Kết quả cho thấy tổ tiên của dơi hiện đại nhiều khả năng xuất hiện tại châu Âu khoảng 65 triệu năm trước. Từ đây, chúng phân tán tới châu Phi, sau đó tiếp tục mở rộng phạm vi sang châu Á, châu Mỹ và Australia. Giáo sư Sonja Vernes, nhà sinh học tại Đại học St Andrews của Scotland và là đồng tác giả nghiên cứu, cho rằng việc xây dựng được một cây tiến hóa có độ tin cậy cao cùng bức tranh về phân bố địa lý có ý nghĩa quan trọng đối với nghiên cứu dơi. Do có khả năng bay, dơi đã di chuyển và phân tán qua nhiều khu vực trên Trái Đất trong hàng triệu năm, khiến việc tái dựng lịch sử tiến hóa của chúng trở nên phức tạp.

Nghiên cứu cũng bổ sung dữ liệu cho một câu hỏi lâu nay của giới khoa học: khả năng bay hay cơ chế định vị bằng tiếng vọng xuất hiện trước trong quá trình tiến hóa của dơi. Một nghiên cứu công bố năm 2008 từng đưa ra bằng chứng cho thấy khả năng bay có thể xuất hiện trước. Tuy nhiên, kết quả mới dựa trên lượng dữ liệu lớn hơn đã đẩy thời điểm xuất hiện của cơ chế định vị bằng tiếng vọng về giai đoạn sớm hơn.

Bà Nancy Simmons, chuyên gia danh dự tại Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Mỹ và là đồng tác giả của cả nghiên cứu năm 2008 lẫn công trình mới, cho biết những dữ liệu hiện nay cho thấy khả năng bay và định vị bằng tiếng vọng đều xuất hiện gần gốc của cây tiến hóa loài dơi. Tuy nhiên, giới khoa học vẫn chưa thể xác định hai đặc tính này hình thành đồng thời hay một đặc tính xuất hiện trước đặc tính còn lại.

Công trình là một phần của Bat1K, sáng kiến khoa học quốc tế được triển khai từ năm 2017 với mục tiêu giải trình tự và phân tích bộ gene của tất cả các loài dơi còn tồn tại. Ngoài việc làm sáng tỏ lịch sử tiến hóa, cơ sở dữ liệu này có thể hỗ trợ những nghiên cứu về các đặc tính sinh học đặc biệt của dơi, trong đó có khả năng sống lâu so với kích thước cơ thể và sức đề kháng với một số loại virus có khả năng gây bệnh nghiêm trọng ở người.

Các nhà khoa học đặc biệt quan tâm đến khả năng dơi mang nhiều loại virus nhưng không biểu hiện bệnh theo cách thường thấy ở một số động vật khác. Một số virus liên quan đến các bệnh như Ebola, Nipah và Marburg đã khiến việc tìm hiểu hệ miễn dịch của dơi trở thành một lĩnh vực nghiên cứu được chú ý.

Bà Sarah Olson, Giám đốc nghiên cứu sức khỏe của Hiệp hội Bảo tồn Động vật hoang dã (WCS) và là đồng tác giả nghiên cứu, cho rằng dữ liệu mới cũng có thể hỗ trợ những nghiên cứu tiếp theo về hội chứng mũi trắng - bệnh do nấm gây ra đối với những loài dơi ngủ Đông. Bệnh được phát hiện năm 2006, sau đó lan rộng tại Mỹ và Canada, làm chết hàng triệu con dơi.

Về lâu dài, việc xác định những cơ chế di truyền đứng sau khả năng chống chịu bệnh tật và tuổi thọ của dơi có thể cung cấp thêm manh mối cho các nghiên cứu y sinh. Các hướng nghiên cứu được đề cập bao gồm bệnh truyền từ động vật sang người, cơ chế miễn dịch, lão hóa và ung thư. Tuy nhiên, những ứng dụng đối với sức khỏe con người hiện mới là triển vọng nghiên cứu, chưa phải kết quả điều trị được chứng minh.

Dữ liệu từ Bat1K còn có thể phục vụ công tác bảo tồn trong bối cảnh nhiều quần thể dơi đang chịu tác động của mất môi trường sống, biến đổi khí hậu, bệnh tật và va chạm với turbine điện gió. Với cây tiến hóa được xây dựng trên quy mô dữ liệu lớn chưa từng có, nghiên cứu không chỉ đưa ra bằng chứng mới cho giả thuyết dơi bắt nguồn từ châu Âu khoảng 65 triệu năm trước, mà còn tạo nền tảng để giới khoa học tiếp tục tìm hiểu cách nhóm động vật có vú đặc biệt này phát triển khả năng bay, định vị bằng tiếng vọng, tuổi thọ cao và những cơ chế sinh học liên quan đến khả năng chống chịu bệnh tật.