Lần đầu tiên các nhà khoa học khám phá ra hệ thống cảm biến có thể phát hiện độ ẩm không khí của các loài côn trùng

Độ ẩm không khí có thể khiến chúng ta cảm thấy khó chịu. Tuy nhiên con người lại không có các hệ thống cảm biến chuyên dụng dưới da để có thể phát hiện hơi nước trong không khí. Hầu hết các loài côn trùng đều có hệ thống này bởi độ ẩm không khí có ý nghĩa đến sự sống và cái chết đối với chúng, nhưng ít ai biết được cách thức chúng hoạt động ra sao.

Hình ảnh một con ruồi giấm thường nhỏ xíu, thuộc họ Drosophilidae)

Mới đây, nhóm nghiên cứu tại Đại học Northwestern và Đại học Lund ở Thụy Điển lần đầu tiên đã khám phá ra một hệ thống giác quan có thể trực tiếp phát hiện ra độ ẩm không khí. Các nhà khoa học đã xác định được các gen then chốt liên quan đến khả năng phát hiện các thay đổi độ ẩm không khí bên ngoài của ruồi Giấm, và họ cũng phát hiện ra các nơ ron giác quan - cơ quan thụ cảm độ ẩm của ruồi giấm trong một cái túi nhỏ lạ kỳ nằm ở những sợi râu của côn trùng.

“Khả năng phát hiện độ ẩm không khí của côn trùng đã được biết đến từ đầu thế kỷ 20, nhưng chúng hoạt động như thế nào vẫn là điều bí ẩn”, Marcus C. Stensmyr, Phó Giáo sư tại Đại học Lund, đồng tác giả nghiên cứu cho biết. "Nghiên cứu của chúng tôi lần đầu tiên tiết lộ các gen và các nơ ron thần kinh làm cơ sở cho khả năng này, điều này quả thật thú vị".

Những gì các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu về loài Drosophila melanogaste (ruồi giấm thường, thuộc họ Drosophilidae), đây là hệ thống mô hình chính đối với di truyền học về hành vi, có thể giúp họ hiểu rõ hơn về loài muỗi và nâng cao khả năng kiểm soát sự sinh sản của muỗi bằng cách ngăn chặn chúng tìm ra các vật thể chứa nước thích hợp để đẻ trứng.

“Loài côn trùng thì rất nhỏ bé, độ ẩm không khí là một vấn đề rất lớn đối với chúng”, Marco Gallio, Phó Giáo sư Sinh học Thần kinh, đồng tác giả nghiên cứu, cho biết. “Chúng biết cách giữ gìn để không làm mất hơi ẩm bởi mất độ ẩm có thể khiến cho chúng bị chết, và chúng cũng dùng “máy dò” độ ẩm để có thể tìm thấy nước. Phát hiện của chúng tôi rất quan trọng đối với sinh vật học giác quan (sensory biology) và cung cấp một công cụ quan trọng cho việc chống muỗi và các bệnh do muỗi gây ra”.

Những phát hiện này đã được công bố trên tạp chí Current Biology và được đăng trên trang bìa của ấn bản in của tạp chí này. Khi sử dụng một loạt các phương pháp di truyền, Stensmyr, Gallio cùng các đồng nghiệp của họ, đã xác định được các tế bào thần kinh trong râu của các loài côn trùng có đáp ứng với độ ẩm.

“Các kỹ sư đã phát minh ra một vài pháp phương khác nhau để đo độ ẩm không khí”, Gallio nói. Cổ xưa nhất là dựa vào độ căng của sợi tóc. Tóc giữ được hơi ẩm, vì vậy độ dài của nó thay đổi với độ ẩm môi trường, và điều đó có thể dễ dàng đo được. Hóa ra ruồi Giấm có thể cũng sử dụng một chiến lược tương tự để đo độ ẩm: Sự biến dạng cơ học của một cơ quan nhỏ đặc biệt bên trong sợi râu, có tên là sacculus, có thể “nói” cho não bộ biết được mức độ độ ẩm của không khí.

Các nhà nghiên cứu cũng trực tiếp điều tra nghiên cứu cách thức bộ não ruồi giấm phản ứng với tác dụng kích thích ẩm ướt và phát hiện thấy rằng độ ẩm hoạt hóa một vùng não bộ phải sau đó một vùng khác bị hoạt hóa bởi nhiệt độ. "Tuy nhiên, những con ruồi phản ứng với độ ẩm và nhiệt độ là riêng rẽ, và điều này có thể cho phép động vật có thể biến đổi trạng thái của nó để thích ứng với sự thay đổi môi trường”, Gallio cho biết.

Các nhà nghiên cứu tin rằng sự hiểu biết cách thức các loài động vật phát hiện và đáp ứng với các điều kiện môi trường như nhiệt độ và độ ẩm cũng có thể giúp các nhà khoa học dự đoán tốt hơn những gì sẽ xảy ra với sự phân bố và sự tồn tại của các loài khác nhau dưới sự nóng lên toàn cầu.

Theo Vista.gov.vn