NẤM NHẦY LÀ BẰNG CHỨNG CHO THẤY CÁC SINH VẬT KHÔNG CÓ HỆ THẦN KINH VẪN CÓ THỂ HỌC VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ THEO MỘT CÁCH NÀO ĐÓ, NHƯNG CÁC NHÀ NGHIÊN CỨU VẪN ĐANG TRANH CÃI VỀ VIỆC COI ĐÂY LÀ MỘT DẠNG “NHẬN THỨC SƠ KHAI”.
Vậy nấm nhầy là gì? Nó là một trong những sinh vật kỳ lạ nhất thế giới. Lâu nay bị nhầm với nấm, chúng hiện được xếp vào loại amip. Là sinh vật đơn bào, chúng không có tế bào thần kinh và não. Tuy nhiên, trong khoảng một thập kỷ trở lại đây, các nhà khoa học đã tranh luận về việc liệu các loại nấm nhầy có khả năng tìm hiểu về môi trường sống và điều chỉnh hành vi của chúng cho phù hợp hay không?
Đối với Audrey Dussutour, một nhà sinh vật học tại Trung tâm Nghiên cứu Khoa học Quốc gia của Pháp và là trưởng nhóm tại Trung tâm Nghiên cứu về Nhận thức của Động vật tại Đại học Paul Sabatier ở Toulouse đã đưa cuộc tranh luận này đi đến hồi kết. Nhóm của cô không chỉ dạy cho nấm nhầy cách bỏ qua các chất độc hại, mà còn chứng minh rằng các sinh vật có thể nhớ hành vi này ngay cả sau một năm ngủ say. Nhưng liệu những kết quả này có chứng minh rằng nấm nhầy – và có lẽ là một loạt các sinh vật khác không có não – có thể thể hiện một kiểu nhận thức sơ khai?
Nấm nhầy tương đối dễ nghiên cứu vì nó là động vật nguyên sinh. Chúng là những sinh vật vĩ mô có thể dễ dàng điều khiển và quan sát. Có hơn 900 loài nấm mốc, một số hầu hết thời gian cuộc đời sống như sinh vật đơn bào, nhưng khi thức ăn thiếu chúng sẽ tập hợp lại thành bầy đàn để kiếm ăn và sinh sản. Một số khác được gọi là nấm nhầy plasmodial, luôn sống như một tế bào khổng lồ chứa hàng nghìn hạt nhân. Quan trọng nhất, nấm nhầy có thể được dạy các thủ thuật mới; tùy thuộc vào loài, chúng có thể không thích caffein, muối hoặc ánh sáng mạnh, nhưng chúng có thể nhận ra và thích nghi với những thứ này sau một thời gian nếu caffein, muối,… được các nhà nghiên cứu dùng để ngăn chặn chúng di chuyển, quá trình này được gọi là định cư.
Chris Reid, nhà sinh vật học về hành vi tại Đại học Macquarie ở Úc, cho biết:
“Theo các định nghĩa cổ điển về nơi ở, sinh vật đơn bào nguyên thủy này đang học hỏi, giống như động vật có não. Vì nấm nhầy không có bất kỳ tế bào thần kinh nào nên cơ chế của quá trình học tập phải hoàn toàn khác; tuy nhiên, kết quả và ý nghĩa chức năng của quá trình học hỏi là như nhau. ”
František Baluška, một nhà sinh học tế bào thực vật tại Đại học Bonn đưa ra một nhận định thậm chí hấp dẫn hơn và có lẽ sẽ gây tranh cãi, nghiên cứu của Dussutour và những người khác cho thấy nấm mốc có thể chuyển những ký ức có được từ tế bào này sang tế bào khác.
“Điều này cực kỳ thú vị đối với sự hiểu biết của chúng tôi về các sinh vật lớn hơn nhiều như động vật, con người và thực vật.”
Quay ngược về lịch sử, Các nghiên cứu về hành vi của các sinh vật nguyên thủy bắt đầu từ cuối những năm 1800, khi Charles Darwin và con trai ông là Francis đề xuất rằng ở thực vật, chính những ngọn rễ của chúng có thể hoạt động như bộ não của chúng. Herbert Spencer Jennings, một nhà động vật học có ảnh hưởng và là nhà di truyền học đầu tiên, đã đưa ra lập luận tương tự trong cuốn sách xuất bản năm 1906 – Hành Vi Của Các Sinh Vật Dưới Nước. Tuy nhiên, quan điểm cho rằng các sinh vật đơn bào có thể học được điều gì đó và giữ lại kí ức của chúng ở cấp độ tế bào là điều mới mẻ và gây tranh cãi. Theo truyền thống, các nhà khoa học đã liên hệ trực tiếp hiện tượng học tập sẽ đi kèm với sự tồn tại của hệ thần kinh. Một số người như Dussutour nghĩ rằng nghiên cứu của cô ấy là một sự lãng phí thời gian khủng khiếp và sẽ đi đến ngõ cụt.
Cô ấy bắt đầu nghiên cứu các đốm màu này bằng cách đặt mình vào vị trí của nấm nhầy, cô ấy tự hỏi nó sẽ cần tìm hiểu những gì về môi trường của nó để tồn tại và phát triển? Nấm nhầy bò chậm và chúng có thể dễ dàng mắc kẹt trong môi trường quá khô, mặn hoặc axit, liệu những con nấm nhầy có thể quen với những điều kiện không thoải mái hay không, và cô đã nghĩ ra một cách để kiểm tra khả năng sinh sống của chúng. Năm 2015, Dussutour và nhóm của cô đã lấy mẫu nấm nhầy từ các đồng nghiệp tại Đại học Hakodate, Nhật Bản và kiểm tra khả năng sinh sống của chúng. Các nhà nghiên cứu đã thả các mảnh nấm mốc trong phòng thí nghiệm và đặt các đĩa bột yến mạch – một trong những thức ăn ưa thích của sinh vật cách đó một khoảng ngắn. Để đến được bột yến mạch, các loại nấm mốc phải vượt qua qua các cây cầu gelatin được tẩm caffeine hoặc quinine (chất điều trị sốt rét ở Việt Nam được gọi với tên Ký Ninh), những hóa chất vô hại nhưng có vị đắng mà các sinh vật nhận thức là cần tránh. Kết quả trong thí nghiệm đầu tiên, các mẫu nấm nhầy mất 10 giờ để đi qua cầu và chúng thực sự cố gắng không chạm vào các chất trên. Sau 2 ngày, chúng bắt đầu bỏ qua chất đắng, và sau 6 ngày, chúng ngừng phản ứng với hóa chất. Điều này chứng minh các loại nấm nhầy đã học được thói quen với caffeine, miễn cưỡng đi qua cầu có chứa quinine và ngược lại. Sau đó ở nghiên cứu tiếp theo, nhóm của cô nhận thấy rằng chúng có thể học hỏi qua một cách giao tiếp nào đó mà không cần trải qua quá trình làm quen, điển hình là các xúc tu nấm “non trẻ” vẫn làm quen được với các loại hóa chất chứ không cần né tránh như những xúc tu đầu tiên.
Nhưng Dussutour muốn đi xa hơn nữa, nghiên cứu tiếp theo cô cho chúng tiếp xúc với muối – một chất gây khó chịu cho loài này sau đó chúng vẫn có thể làm quen, từ đó cô có ý tưởng muốn xem liệu ký ức từ thói quen đó có thể được nhớ lại trong thời gian dài hay không. Vì vậy, cô và nhóm của mình đã để chúng vào trạng thái ngủ yên trong một năm bằng cách làm khô chúng một cách có kiểm soát. Vào tháng 3, họ đánh thức chúng dậy và rải muối xung quanh, phần lớn trong số chúng sống được một khoảng thời gian rồi chết vì không tìm được thức ăn, nhưng số còn lại vẫn nhớ được kí ức, chúng nhanh chóng bắt đầu mở rộng ra xung quanh nơi có muối để săn tìm thức ăn.
Các nhà khoa học không biết cơ chế nào làm nền tảng cho loại nhận thức này. Baluška cho rằng một số quá trình và phân tử có thể có liên quan và chúng có thể khác nhau giữa các sinh vật đơn giản. Trong trường hợp nấm nhầy, bộ khung tế bào của chúng có thể tạo thành các mạng lưới phức tạp, thông minh có thể xử lý thông tin cảm giác rồi cung cấp thông tin này cho các hạt nhân.
Nhà nghiên cứu Toshiyuki Nakagaki đến từ Đại học Hokkaido, Nhật Bản đã có một công trình nghiên cứu cho loài này, ông và các đồng nghiệp đã cho chúng tái tạo lại hệ thống đường sắt Tokyo và chúng thật sự đã làm được. Baluška nói rằng kết quả này sẽ không dễ dàng gì để nhận được tài trợ cho các nghiên cứu về nhận thức sơ khai của nấm nhầy.
“Vấn đề quan trọng nhất là các cơ quan tài trợ sẽ bắt đầu hỗ trợ các đề xuất dự án như vậy. Cho đến nay, khoa học chính thống – dù có một vài trường hợp ngoại lệ nhưng về mặt này lại khá miễn cưỡng, đó là một điều thực sự đáng tiếc”.
